Как определяется несущая способность опоры

Несущая способность грунта

Сопротивление грунта – это максимальная нагрузка, которую способен выдержать грунт. Это значение необходимо знать при проектировании дома и выборе фундамента.

Расчеты допустимой несущей способности различных грунтов описаны в СНиП 2.02.01-83.

На сопротивление влияют такие показатели, как плотность и влажность. Чем земля плотнее, тем меньше в ней воздуха и выше несущая способность.

Высокая влажность наоборот, снижает несущие показатели грунта. Это не касается непучинистых почв с вкраплениями крупного песка и щебня – повышенная влажность незначительно понижает сопротивление.

Читайте также: Плотность карьерного песка. Плотность карьерного песка кг м3 в зависимости от его вида Удельный вес песка строительного кг м3

Что такое несущая способность грунта?

Несущая способность грунта — это показатель давления, которое может выдерживать грунт. Его указывают либо в Ньютонах на квадратный сантиметр (Н/см²), либо в киолграмм-силе на 1 сантиметр квадратный (кгс/см²), либо в мегапаскалях (МПа).

Данная величина используется при проектировании фундаментов для сравнения нагрузки, которую оказывает на почву конструкция здания с учётом возможного слоя снега на крыше и давления ветра на поверхность стен. Даже при точном подсчете влияния каждого из указанных факторов на соотношение несущей способности поверхности земли на участке к совокупной нагрузке от конструкции здания, эту цифру берут с запасом.

Несущая способность свай

Предельная нагрузка, которую способна выдержать забитая в землю свая. Делится на НС по типу изготовления и по грунту.

Чтобы узнать показатели, существует несколько способов:

  • Теоретический расчет по формуле,
  • Пробные статистические нагрузки, результаты измеряются специальным прибором — прогибометр,
  • Динамические нагрузки – измеряются после погружения свай в землю,
  • Зондирование при помощи датчиков,

Расчеты определяют согласно СНиП № 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Таблица средней несущей способности различных грунтов

Далее следует таблица с указанием средних цифр несущей способности или, как её ещё называют, расчетного сопротивления разных типов грунта в кгс/см².

Prev

Next

Более точные расчеты с учётом всех коэффициентов, которые отображают влияние каждого существующего в реальных условиях фактора, можно выполнить следуя рекомендациям в нормативном своде правил за 2011 год СП 22.13330.2011 с названием Основания зданий и сооружений. Это официальное издание более старого стандарта СНиП 2.02.01-83*, выполненное научно-исследовательским институтом имени Н.М. Герсеванова.

В приведенной таблице отображены усреднённые результаты расчётов, проведенных с использованием формул и данных, основанных на описанном выше своде правил 2011 года.

Здесь можно видеть, что существует достаточно большой разброс в показателях сопротивления грунта. Это обусловлено в первую очередь влажностью почвы, которая непосредственно зависит от уровня залегания грунтовых вод.

Если нужно получить цифры в МПа или в Н/см², то можно перевести указанные в таблице значение согласно установленным соотношениям величин.

  • 1 кгс/см² = 0,098 МПа или 1 МПа = 10,2 кгс/см²
  • 1 кгс/см² = 9.8 Н/см² или 1 Н/см² = 0.102 кгс/см²

Для удобства существует также таблица, где указаны средние цифры расчетного сопротивления грунта в Н/см²

Читайте также: Приспособление для гнутья арматуры своими руками

Prev

Next

Аналогичная проблема с таблицами подобного рода — очень существенное различие между минимальными и максимальными значениями. В общем случае рекомендуется брать минимальные показатели, которые указаны в табличных данных. Для примера разместим ещё одну таблицу, наглядно иллюстрирующую подход зарубежных специалистов к обнародованию данных своих исследований.

Prev

Next

Очевидно, что табличные цифры используются, как правило, теми, кто принял решение не заказывать профессиональное геологическое исследование почвы на своём участке. Поэтому имеет смысл давать показатели с запасом, чтобы при самостоятельных расчетах, даже если в них закрадется небольшая погрешность, это не привело к непоправимым последствиям.

В то же время даже при значительном запасе по прочности не факт, что конструкция здания будет достаточно стабильно стоять на основании в течение десятков лет. За такой срок качество грунта может измениться, если не были соблюдены соответствующие меры по защите фундамента от скопления осадочных вод. Для этих целей обязательно следует изготавливать отмостку с хорошей гидроизоляцией и дренажную систему по периметру постройки для централизованного сбора стоков.

Несущая способность фундамента

После возведения дома, фундаменту будет какое-то время “усаживаться” — грунт под тяжестью постройки сжимается и утрамбовывается.
Несущая способность фундамента — это максимальная нагрузка, которую выдержит основание дома без разрушения и деформации в данном грунте.

На нее влияет масса стройматериалов, конструктивные особенности объекта, погодные условия, тип и конструкция кровли, климатические и другие условия.

Для расчета нагрузок на фундамент необходимо сложить следующие показатели:

  • Масса постройки,
  • Полезные эксплуатационные нагрузки,
  • Нагрузки от давления ветра,
  • Если дом стоит в холодном климате, то снеговые нагрузки.

Актуальная продукция

Говорим на языке специалистов

Разрушение дома из-за иного грунта

Твердые составляющие и капилляры, заполненные воздухом и влагой, – вот, то такое грунт. Он не имеет постоянной величины и под воздействием веса фундамента, здания, его «начинки», а также снежного покрова меняет объем, что ведет к смещению конструкций.

Читайте также: Показатели морозостойкости щебня и гравия по ГОСТ 8267-93

Когда столбик термометра за окном опускается ниже нулевой отметки, грунт может пучиниться и подниматься. Это связано с тем, что влага при минусовых температурах превращается в лед, что приводит к разрушению фундамента.

Выяснив несущую способность, можно определить, какую нагрузку способен выдержать грунт без негативных последствий для находящихся на нем построек. Основная единицы измерения – т/м2 или кг/см2. При расчетах действует принцип обратной пропорции: чем хуже он выдерживает нагрузку, тем масштабней должна быть площадь будущего фундамента. Главное же правило гласит, что среднее значения давления под подошвой не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания.

От чего зависит несущая способность грунта

Характеристика грузонесущей способности почвы зависит от 3-ех параметров:

  • Типа почвы;
  • Плотности (коэфф. пористости);
  • УГВ (уровня грунтовых вод).

Важно: в практических условиях, наиболее важным фактором является УГВ, от которого непосредственно зависит влажность грунта и его плотность. Один и тот же тип почвы, в сухом и влажном состоянии, может иметь грузонесущую способность отличающуюся в 2 и более раз.

Плотность почвы наряду с грузонесущей способностью определяет деформационную устойчивость грунта. Низкоплотные породы почвы имеют пористую структуру, в которой свободное пространство между фракциями заполнено воздухом либо водой. Если нагрузки на низкоплотный грунт превысят допустимую норму, произойдет уплотнение грунта — усадка, которая чревата разрушением и деформацией находящихся в почве фундаментов.

Классификация распространенных в России типов почвы

Рис: Классификация распространенных в России типов почвы

От плотности почвы зависит степень сжимаемости грунта. На любом участке поверхностный пласт почвы, в большинстве случаев, представлен низкоплотными породами (за исключение регионов с крупнообломочным и скалистым рельефом), а на глубине 5-6 метров располагаются пласты высокоплотного, несжимаемого грунта, способного выдерживать тяжелые габаритные здание. Именно поэтому на участках с проблемными грунтовыми условиями рекомендуется использовать свайные фундаменты, которые переносят исходящую от дома нагрузку на глубинный, несжимаемый пласт грунта, обладающий

Как определяется несущая способность грунтов?

Несущая способность грунтов — это одна из его основных характеристик, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта и измеряется в кг/см2 или т/м2.

Зачем нужна несущая способность грунтов?

По несущей способности грунта определяют, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента. Сама несущая способность грунта зависит от трех факторов: тип грунта, степень его уплотненности и насыщенность грунта влагой. Увеличение влажности грунта снижает его несущую способность в несколько раз. Только крупные пески и пески средней крупности не меняют своих свойств при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, скорее всего, связана с высоким уровнем грунтовых вод.

Чтобы узнать несущую способность грунта не обязательно обращаться за помощью к геологам, в случае самостоятельного строительства дома можно определить тип грунта на глаз. Для этого простым земляным буром можно пробурить в земле скважину глубиной 2 м или выкопать яму лопатой. При этом сразу будет понятно, какой грунт находится на этой глубине и насколько он увлажнен. Далее по типу и увлажненности грунта определить его несущую способность.

Основные виды грунтов

На территории нашей страны в основном преобладают песчаные и глинистые грунты, за исключением болотистой местности с просадочными торфяными грунтами , а также горных хребтов и возвышенностей со скальными грунтами.


Отличить песок от глины не составляет труда: в песке ясно видны отдельные песчинки, при растирании песчаного грунта меду ладонями они отчетливо чувствуются. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5 мм, такие частицы хорошо видны невооруженным глазом, а песок средней плотности имеет размер песчинок до 2 мм. Супесь содержит 3-10% глинистых частиц, в сухом состоянии она крошится, если скатать из нее шарик, то он рассыпается при легком давлении на него. Суглинок содержит от 10% – 30% глинистых частиц, обладает большей пластичностью, чем супесь. Если из суглинка сделать шар и раздавить его, то он превращается в лепешку с трещинами по краям. Глина – наиболее пластичный грунт, содержит более 30% глинистых частиц ,если раздавить шар, сделанный из глины, то он превратится в лепешку, на краях которой не будет трещин.

Как определить вид грунта?

  1. Исследуемый образец грунта укладываем в стеклянную банку на ¼ её высоты;
  2. Доливаем в банку воды до уровня ¾ высоты;
  3. Добавляем в воду 1 чайную ложку средства для мытья посуды; закрываем банку крышкой и встряхиваем содержимое в течение 10 минут. За это время образец грунта разделится на составляющие; банку ставим и через 1 минуту отмечаем на ней маркером уровень песка, который осел на дне;
  4. Уровень ила отмечаем через 2 часа;
  5. Ждем пока вода станет прозрачной и отмечаем уровень слоя глины.
  6. Процесс осадки глины достаточно длительный и может занять от 2 до 7 дней;
  7. Находим толщину слоя песка, ила и глины. Например: уровень песка через 1 минуту составил 6 см, уровень ила 7 см от дна банки, уровень глины 10 см от дна банки. Тогда: толщина слоя песка 6 см, толщина слоя ила 1 см (7-6=1), толщина слоя глины 3 см (10-7=3), а общая толщина осадка 10 см;
  8. Вычисляем относительную величину каждого вида осадка (в процентах): толщину слоя песка/ила/глины делим на общую толщину осадка, затем умножаем на 100 процентов:
    6/10*100% =60% — содержание песка в %;

    1/10*100%=10% — содержание ила (пыли) в %;

    3/10*100%=30% — содержание глины в %.

Расчетное сопротивление грунта на разной глубине

Величины расчетного сопротивления грунтов (R0), приведенные ниже , даны для глубины заложения фундамента 1,5…2 м.

Если глубина заложения фундамента меньше чем 1,5 м. то расчетное сопротив­ление грунта (Rh) определяется по формуле: Rh = 0,005R0(100 +h/3), где h – глубина заложения фундамента в см.

Пример 1 Глинистый грунт на глубине 0,5 м при R0=4 кг/см2 будет иметь расчетное со­противление грунта Rh = 2,33 кг/см2. Если глубина заложения фундамента больше чем 2 м. то расчетное сопротивление грунта (Rh) определяется по формуле: Rh = R0 + kg(h – 200), где h – глубина заложения фундамента в см, g – вес столба грунта, расположенного выше глубины заложения фундамента (кг/см2); к – коэффициент грунта (для песка – 0,25; для супеси и суглинка – 0,20; для глины – 0,15).

Пример 2 Глинистый грунт на глубине 3 м при R0=4 кг/см2 будет иметь расчетное сопро­тивление Rh = 10,3 кг/см2. Удельный вес глины – 1,4 кг/см2, а вес столба глины высо­той 300 см – 0,42 кг/см2.

Определение несущей способности сваи

Несущая способность определяется по материалу и грунту. Из двух значений принимается меньшее для расчета. Расчет сваи по прочности производится в соответствии с методами проектирования железобетонных конструкций (ЖБК). Для висячих свай несущая способность по грунту всегда меньше несущей способности по материалу. Для свай-стоек несущая способность по грунту и по материалу примерно одинакова.
Для свай-стоек несущая способность по грунту в соответствии со СНиПом 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» определяется по формуле:

,— несущая способность;— коэффициент условий работы сваи в грунте;— расчетное сопротивление грунта;— площадь поперечного сечения.

Несущая способность висячих свай определяется четырьмя методами:

1) практический – с использованием таблиц СНиПа «Свайные фундаменты»;

3) статического зондирования;

4) испытание свай статической нагрузкой.

Читайте также: Пол в бане на винтовых сваях своими руками

5.1.1. Практический метод. Несущая способность несущих свай определяется как сумма двух слагаемых расчетного сопротивления по боковой поверхности и сопротивления под нижним концом сваи:

,

γc – коэффициент условий работы;

γcR – коэффициент, зависящий от вида грунта под нижним концом сваи;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;

A – площадь поперечного сечения сваи под нижним концом;

U – периметр сваи;

γcRi – коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности сваи;

fi – сопротивление грунта по боковой поверхности;

li – длина боковой поверхности сваи (li

2 м).

5.1.2. Динамический метод заключается в определении несущей способности сваи по величине отказа сваи после отдыха.

Отказ – это величина, на которую погружается свая за один удар после отдыха. Висячим сваям, не добивая до проектной отметки, дают отдых (пески – одна неделя, супеси – 2 недели, глина — 3). После отдыха производят добивку сваи до проектной отметки и измеряют отказ сваи. По величине отказа по формуле Герсиванова определяется несущая способность сваи.

Динамический метод испытывается для контроля фактической несущей способности сваи на строительной площадке. Зная параметры сваебойного оборудования, определяется проектный отказ. Если фактический отказ оказывается больше проектного, то фактическая несущая способность сваи меньше проектной и, соответственно, в проект вносятся изменения.

5.1.3. Метод статического зондирования позволяет раздельно определять сопротивление сваи под пятой и сопротивление сваи по боковой поверхности. При статическом зондировании зонд при помощи домкрата вдавливается с постоянной скоростью 0,5 м/мин и измеряется величина сопротивления грунта погружению конуса и величина трения грунта по боковой поверхности. Замеры производят каждые 20 см. затем строят график.

Бывают следующие виды зондов:

Удельное сопротивление грунта под нижним концом сваи:

,— переходный коэффициент от сопротивления грунта под зондом при его погружении к сопротивлению грунта под забивной сваей;— среднее значение сопротивления грунта под наконечником зонда на 1 d выше и 4 d ниже нижнего конца сваи.

Среднее удельное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи:

(участки первого типа).(участки второго и третьего типа).

Частное значение предельного сопротивления в месте зондирования:

Несущая способность сваи:

.

5.1.4. Метод испытания свай статической нагрузкой. Несущая способность сваи определяется путем испытания ее аналога статической нагрузкой.

На свая при помощи домкрата прикладывается ступенями нагрузка. Каждая ступень выдерживается до стабилизирующей осадки, затем строят график зависимости осадки от давления. За несущую способность принимается та, при которой осадка составляет 0,2 от предельно допустимой величины осадки.

Проектирование свайных фундаментов ведется в следующей последовательности:

1) определяется глубина заложения подошвы ростверка. Она не зависти от глубины промерзания грунтов, и определяется исключительно конструктивными потребностями;

2) производится выбор типа сваи, длины сваи и поперечного сечения. Тип и вид сваи выбирается исходя из инженерно-геологических условий в зависимости от сваебойного оборудования. Длина сваи выбирается в зависимости от геологических условий так, чтобы свая прорезала слабые грунты и заглублялась в слой прочных грунтов не менее 1 м. в зависимости от длины сваи выбираются размеры поперечного сечения сваи, выбирается тип и вид сваи;

3) определяется несущая способность сваи. Она определяется одним из четырех методов. Расчетная допустимая нагрузка на сваи определяется по формуле:

,

Fd — несущая способность сваи;

γn — коэффициент надежности, зависит от метода определения несущей способности сваи:

γn=1,4 при практическом методе;

γn=1,25 при зондировании;

γn=1,1 при статическом методе;

4) определяется количество свай в фундаменте по формуле:

,

N I — нагрузка по первой группе предельных состояний;

Читайте также: Рассыпается отмостка? Используйте современные пропитки для бетона!

Р – расчетная нагрузка;

5) определяются размеры ростверка и производится его конструирование.

Размеры свай в плане:

Если n получилось 3, 1, то принимаем количество свай 4.

Железобетонные ростверки рассчитываются на продавливание колонной, сваей, на изгиб;

6) производится проверка сваи по несущей способности.

Проверка фактической нагрузки, приходящую на сваю:

— при центрально нагруженных свайных фундаментах фактическая нагрузка на сваю определяется по формуле:

— для внецентренно нагруженных фундаментов:

— сумма квадратов расстояний свайного фундамента до оси каждой сваи.

Если условия (*) не выполняются, то увеличивается количество свай.

7) определение осадки свайного фундамента.

Рассматривается условный фундамент, причем считается, что давление, действующее по подошве свайного фундамента, распределяется равномерно.

(для внецентренно нагруженных).

Если условие не выполняется, то увеличивают длину сваи или расстояние между сваями.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения:
Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога
9987 —
| 7776 — или читать все.
188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)

очень нужно

Как рассчитать несущую способность грунта

Ликбез

Главная / Ликбез / Как рассчитать несущую способность грунта

21 ноября 2014

Основная характеристика грунта, которая определяет особенности возведения зданий на нем — это несущая способность. Она измеряется в т/м2 или кг/см2 и показывает, какую нагрузку способен выдержать грунт, не проседая при этом. Величина этого показателя зависит от трех факторов: типа грунта, его уплотненности и влажности.

Как определить несущую способность грунтов

При самостоятельном строительстве можно приблизительно определить несущую способность грунта под фундаментом будущего здания. Для этого следует пробурить скважину глубиной в 2 метра или выкопать яму лопатой.

Определение типа грунта проводят следующим методом — скатывают из грунта шарик и раздавливают его:

  • шар из песка скатать сложно, если потереть такой грунт между ладонями, можно почувствовать песчинки;
  • из супесчаного грунта (90% песка и 10% глины) можно сформировать шар, но при малейшей нагрузке он будет разрушаться;
  • шар из суглинка (содержит до 30% глины) при раздавливании образует потрескавшуюся по краям лепешку;
  • при раздавливании шара из глины образуется плоская лепешка без трещин.

Несущая способность грунта

Несущая способность грунта

Насыщенность влагой определяют по скоплению воды в выкопанной яме: если спустя некоторое время в ней скапливается вода — грунт влажный; в противном случае — сухой.

Плотность грунта — это величина, которая изменяется при увеличении глубины. Грунт на глубине 1 метра и более считают плотным. После того как основные показатели определены, можно вычислять несущую способность грунта. Ниже приведены значения этого показателя для различных грунтов, первое значение соответствует грунту средней плотности, второе — плотному.

  • крупный песок — 5—6 т/м2;
  • средний песок — 4—5 т/м2;
  • мелкий песок — 3—4 т/м2;
  • мелкий влажный песок — 2—3 т/м2;
  • супесь — 2,5—3 т/м2;
  • влажные супеси — 2—2,5 т/м2;
  • суглинки — 2—3 т/м2;
  • влажные суглинки — 1—3 т/м2;
  • глина — 2,5—6 т/м2;
  • влажная глина — 1—4 т/м2.

Зависимость площади фундамента от несущей способности грунта

Величина несущей способности определяет опорную площадь фундамента здания — чем она меньше, тем большей должна быть площадь фундамента.

Для проведения расчетов следует определить, какая нагрузка будет действовать на грунт при возведении здания. Профессиональные проектировщики делают точные расчеты суммарного веса здания и фундамента, включающие вес строительных материалов, снежного покрова, людей, бытовой техники и мебели. Для самостоятельных расчетов можно учитывать только основную нагрузку: вес конструкций и снежного покрова.

Несущая способность грунта

Несущая способность грунта

Определяем площадь стен, перекрытий и кровельного материала и умножаем на вес каждого материала (таблицы с показателями веса можно найти в справочниках по строительству или в интернете). Суммируя все полученные значения, получаем общий вес дома.

Определяем величину снежного покрова, который зависит от географического положения и площади кровли.

Определяем вес фундамента и его опорную площадь. Для этого следует умножить толщину фундамента, его ширину, длину и плотность материала, из которого он изготовлен. Суммируем массы дома, снега и фундамента, делим их на опорную площадь фундамента и получаем величину, показывающую нагрузку, действующую на единицу площади почвы. В идеале, эта величина должна быть на 20% меньше несущей способности грунта. Если это не так, следует увеличить опорную площадь фундамента. Не стоит забывать, что при увеличении площади фундамента, увеличивается также и его вес. Поэтому расчет следует провести заново.

Зависимость конструкции дома от величины несущей способности грунта

Если несущая способность грунта очень низкая (например, для влажной глины), увеличение площади фундамента не позволяет добиться существенного снижения нагрузки. На таком грунте не стоит возводить здание, или следует выбрать более легкое строение, с меньшим количеством этажей или менее массивным фундаментом с большей опорной площадью. Если в доме планируется подвальное помещение, то фундамент следует углубить. На глубине от 2 метров, несущая способность грунта существенно увеличивается, поэтому следует также делать поправки на глубину подвала.

Видео

Фото: vieskanmetalli.fi, gtechearthsciences.ca

Вирола Светлая: свойства и способы обработки

Вирола Светлая: свойства и способы обработки

Вирола Светлая (Virola spp.) Семейство: Мускатниковые Другие названия: Банак, Бабоен (Великобритания); Пало-Де-Сангре (Белиз); Сангре (Гватемала); Fruita Колорадо (Коста-Рика); Богабани (Панама); Тапсава (США); Сен-Жан-Руж, Мускадир Грив (Французская Гвиана); Moonba, Hoogland Baboen (Суринам); Бабоен Ордалли, Далли (Гайана); Укууба (Бразилия). Распространение: Центральная и тропическая Южная Америка Описание древесины Вирола Светлая Цвет сердцевины варьируется от розоватого, золотисто-коричневого до глубокого…

Вирджинский Кедр: свойства и способы обработки

Вирджинский Кедр: свойства и способы обработки

Вирджинский Кедр (Juniperus virginiana) Семейство: Кипарисовые Другие названия: восточный красный кедр (США); карандаш кедровый (Великобритания) Распространение: США и Канада Описание древесины Вирджинский Кедр Сердцевина имеет однородный красновато-коричневый цвет с ароматом кедра. Тонкая темная линия поздней древесины отмечает границу каждого годичного кольца. Древесина мягкая, прямозернистая, с мелкой, ровной текстурой и зернистостью. Вес 530 кг/м3; удельный вес .53….

Винхатико: свойства и способы обработки

Винхатико: свойства и способы обработки

Винхатико (Plathymenia reticulata) Семейство: Бобовые Другие названия: винхатико кастаньо, винхатико альгодас, винхатико амарелло, винхатико эспинью, ангико (Бразилия); татаре, ярума (Аргентина); бразильское красное дерево, желтое красное дерево, золотое дерево, желтое дерево (США) Распространение: в основном Бразилия, а также Аргентина и Колумбия Описание древесины Винхатико Сердцевина дерева блестящая, желто-оранжево-коричневая с пестрыми полосами. Зерно от прямого до волнистого,…

Атил: свойства и способы обработки

Атил: свойства и способы обработки

Атил (Entaruirophragma utile) Семейство: Мелиевые Коммерческие названия: Асси (Камерун); Сипо (Берег Слоновой Кости) Другие названия: Цимае россо (Заир); Макбру Зуири (Берег Слоновой Кости); Коси-Коси (Габон); Афауконконти (Гана) Распространение: Западная и Восточная Африка Описание древесины Атил Сердцевина бывает от розово-коричневого при свежем срезе до темно-красного цвета. Зерно переплетается довольно нерегулярно, образуя широкую неправильную полосатую фигуру. Вес…

Тулипвуд Бразильский: свойства и способы обработки

Тулипвуд Бразильский: свойства и способы обработки

Тулипвуд Бразильский (Dalbergia frutescens) Семейство: Бобовые Коммерческие названия: Pinkwood (США); Буа де Роуз (Франция) Другие названия: пау роса, пау де фусо, джакаранда роса (Бразилия) Распространение: Тропическая Южная Америка, особенно Бразилия Описание древесины Тулипвуд Бразильский Сердцевина красивого розово-желтого цвета с ярко выраженной полосатой фигурой в различных оттенках от лососево-розового и розово-красного до фиолетового. Обладает ароматом. Зерно…

Какие факторы влияют на состояние грунта и основания?


Таблица с указанием допустимой нагрузки на грунт для расчета несущей способности основания
На несущую способность влияет огромное количество различных факторов, среди которых стоит отметить:

  • вид и характер нагрузок − вертикальная, наклонная, горизонтальная или, непосредственно, нагрузка под подошвой;
  • распределение центра тяжести площади фундамента относительно эксцентричной нагрузки;
  • размеры, характеристики, габариты и материал выполнения подошвы;
  • структура грунта;
  • форма подошвы;
  • глубина погружения основания в грунт, а также наличие под подошвой мягких осадочных пород с малой сопротивляемостью;
  • насколько ровно расположена подошва относительно горизонтали;
  • степень однородности почвы;
  • наличие внешних факторов, которые могут нанести вред подошве, такие как вибрация, сейсмические сдвиги, сезонный подъем грунтовых вод.

Все расчеты несущей способности оснований нужно делать по СНиП 2.02.01-83. Поэтому, обеспеченная несущая способность вычисляется по формуле: F ≤ YcFu/Yn, где:

  • F – это равнодействующая сила, она должна быть разнонаправлена к основной нагрузке;
  • γс – коэффициент условий работы;
  • Fu— это максимальное сопротивление основания всем нагрузкам;
  • γn— коэффициент надежности по назначению сооружения, принимается равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов соответственно.

Несущая способность основания

Несущая способность грунтов оснований

оценивается совместно с фундаментами и наземными конструкциями. Целью расчетов по несущей способности является обеспечение прочности и устойчивости грунтов основания, а также недопущение сдвига
фундамента
по подошве и его опрокидывания.

Нарушение нормальной эксплуатации сооружений

может произойти не только из-за накопления чрезмерных осадок, но также вследствие нарушения прочности основания при действии на фундамент значительных вертикальных и горизонтальных нагрузок. Таким образом, предельная нагрузка, которую способен выдержать
грунт
без разрушения, называется
несущей способностью грунта
.

На несущую способность

основания влияют следующие факторы (по М.В. Малышеву, 1994):

  • вид нагрузки — вертикальная или наклонная, с горизонтальной составляющей;
  • эксцентричность приложения внешней нагрузки относительно центра тяжести площади подошвы фундамента;
  • размеры подошвы фундамента;
  • форма подошвы фундамента — прямоугольник, квадрат, круг, ленточный фундамент;
  • заглубление фундамента в грунт относительно дневной поверхности;
  • горизонтальность или уклон по отношению к горизонту плоскости подошвы фундамента (для фундаментов, воспринимающих сдвигающее усилие);
  • горизонтальность или уклон по отношению к горизонту дневной поверхности основания вокруг фундамента в пределах области, в которой возможно выпирание грунта из-под фундамента;
  • однородность грунтов основания, наличие горизонта подземных вод;
  • темп нагружения и другие факторы.

Согласно СНиП 2.02.01—83* несущая способность основания считается обеспеченной при выполнении условия:

(8.58)

где F — равнодействующая расчетной нагрузки на основание; γс— коэффициент условий работы, принимается по табл. 8.12

; Fu— сила предельного сопротивления (равнодействующая предельной нагрузки) основания; γn— коэффициент надежности по назначению сооружения, принимается равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов соответственно.

Таблица 8.12.

Значения коэффициента условий работы (СНиП 2.02.01—83*)

Вид грунта γс
Пески пылеватые, глинистые грунты в стабилизированном состоянии 0,9
Пески (кроме пылеватых) 1,0
Глинистые грунты в нестабилизированном состоянии 0,85
Скальный грунт: невыветрелый и слабовыветрелый выветрелый сильновыветрелый 1,0 0,9 0,8

Расчет

оснований по
несущей способности
производится в следующих случаях (по СНиП 2.02.01—83*):

  • на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки, в том числе систематические (дымовые трубы, башни, подпорные стены, устои и т.п.) (рис. 8.12 а, б
    );
  • сооружение расположено на откосе или вблизи откоса (рис. 8.12 в, г
    );
  • основание сложено водонасыщенными глинистыми грунтами при степени влажности Sr> 0,5 (рис. 8.12, д
    );
  • при действии на фундамент выдергивающей нагрузкой;
  • основание сложено скальными грунтами;
  • при проверке устойчивости естественных склонов (см. рис. 8.12 е
    ).

Рис. 8.12.

Случаи, при которых необходим расчет грунтов по несущей способности: а — дымовые трубы, башни; б — подпорные стены; в — здания или сооружения на откосе; г — вблизи откоса; д — неглубокое заложение; е — потеря устойчивости; γ— поверхность скольжения грунта при потере устойчивости

В настоящее время для определения вертикальной составляющей Nu силы предельного сопротивления (несущей способности) основания, сложенного нескальными грунтами в стабилизированном состоянии, используют обобщенную формулу

(8.59)

где b’ и l’ — соответственно приведенные ширина и длина подошвы фундамента, вычисляемые по формулам

(8.60)

где еb и еl — эксцентриситеты приложения равнодействующей нагрузок (рис. 8.13

); Nγ, Nq, Nc — безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по
табл. 8.13
в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения грунта I и угла наклона к вертикальной S равнодействующей внешней нагрузки F на основание b уровня подошвы фундамента (
рис. 8.14
); γ1 и γ’I — расчетный удельный вес грунтов, залегающих в пределах призмы выпирания соответственно ниже и выше подошвы фундамента (при наличии подземных вод учитывается взвешивающее действие воды); d — глубина заложения фундамента, причем при неодинаковой вертикальной пригрузке с разных сторон фундамента значение d принимают соответствующим наименьшей пригрузки (
см. рис. 8.14,а
);

ζγ, ζq, ζc — коэффициенты формы фундамента, определяемые по формулам:

(8.61)

где η= l/b

Если η< 1, то в формулах (8.61) η принимается равным 1; при η > 5 фундамент рассматривается как работающий в условиях плоской задачи, тогда

ζγ = ζq = ζc = 1

Таблица 8.13

Коэффициенты несущей способности Nγ, Nq, Nc

Угол внутреннего трения φI, град. Коэффи- циент Угол наклона к вертикали равнодействующей внешней нагрузки δ, град.
0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
0 Nγ Nq Nc 0,00 1,00 5,14
5 Nγ Nq Nc 0,20 1,57 6,49 {0,05} 1,26 2,93 δ’ = 4,9º
10 Nγ Nq Nc 0,60 2,47 8,34 0,42 2,16 6,57 {0,12} 1,60 3,38 δ’=9,8º
15 Nγ Nq Nc 1,35 3,94 10,98 1,02 3,45 9,13 0,61 2,84 6,88 {0,21} 2,06 3,94 δ’=14,5º
20 Nγ Nq Nc 2,18 5,56 12,53 2,18 5,56 12,53 1,47 4,64 10,02 0,82 3 ,64 7,26 {0,36} 2,69 4,65 δ’=18,9º
25 Nγ Nq Nc 4,50 9,17 17,53 4,50 9,17 17,53 3,18 7,65 14,26 2,00 6,13 10,99 1,05 4,58 7,68 {0,58} 3,60 5,58 δ’=22,9º
30 Nγ Nq Nc 12,39 18,40 30,14 9,43 15,63 25,34 6,42 12,94 20,68 4,44 10,37 16,23 2,63 7,96 12,05 1,29 5,67 8,09 {0,95} 4,95 6,85 δ’=26,5º
35 Nγ Nq Nc 27,50 33,30 46,12 20,58 27,86 38,36 14,63 22,77 31,09 9,79 18,12 24,45 6,08 13,94 18,48 3,38 10,24 13,19 {1,60} 7,04 8,63 δ’=29,8º
40 Nγ Nq Nc 66,01 64,19 73,31 48,30 52,71 61,63 33,84 42,37 49,31 22,56 33,26 38,45 44,18 25,39 29,07 8,26 18,70 21,10 4,30 13,11 14,43 {2,79} 10,45 11,27 δ’=32,7º
45 Nγ Nq Nc 177,61 134,87 133,87 126 108,2 107,2 86,20 85,16 84,66 56,50 65,58 64,58 32,26 49,26 48,26 20,73 35,93 34,93 11,26 25,24 24,24 5,45 16,82 15,82 {5,22} 16,42 15,82
Примечание. 1. Для промежуточных значений φI и δ коэффииценты определяются по интерполяции. 2. В фигурных скобках приведены значения коэффициентов несущей способности, соответствующие предельному знаечнию угла наклона нагрузки, исходя из условия tg δI.

Рис. 8.13.

Схема к определению приведенных размеров подошвы фундамента: а — прямоугольный фундамент при действии момента в направлении меньшей стороны поперечной оси; б — то же, в направлении большей стороны (продольной оси); в — то же, в двух направлениях; г — круглый фундамент

Рис. 8.14.

Схема к расчету оснований по несущей способности

Угол наклона к вертикали δ равнодействующей нагрузки, прикладываемой к основанию (см. рис. 8.14

), определяют из соотношения:

(8.62)

где Fh и Fv— соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие нагрузки, действующей на основание в уровне подошвы фундамента

. Расчет оснований по формуле (8.59) допускается выполнять, если соблюдается условие (8.46). В случае невыполнения данного условия (8.46), необходимо производить расчет фундамента на сдвиг по подошве.

Для оснований, сложенных скальными грунтами, вертикальная составляющая силы предельного сопротивления Nu вычисляется по формуле

(8.63)

где Rc— расчетное значение предела прочности на одноосное сжатие скального грунта; b’ и l’ — то же, что в формулах (8.59), (8.60).

Фундамент и несущая способность грунта


Прибор для определения несущей способности грунта

При выборе типа и параметров фундамента для строительства дома необходимо знать несущую способность грунта на строительном участке. В первую очередь исследуется тип грунта, затем определяется его несущая способность.

Для чего нужно определять несущую способность

Грунт состоит из твердых частиц и пор, заполненных водой или воздухом. Под действием нагрузки от дома объем грунта меняется за счет изменения объема пор – он уплотняется, а его пористость сокращается. При расчете нагрузок интерес для строителя представляют предельные нагрузки, т.е. нагрузки, увеличение которых приводит к потере устойчивости массива грунта.

Чаще всего нарушенное состояние равновесия приводит к большой осадке грунта и его выпору из-под фундамента, смещению конструкций. Значительное смещение конструкций губительно для большинства сооружений. Поэтому так важно определить максимально возможную безопасную для грунта нагрузку, которая не нарушит его равновесие.

Как определять несущую способность грунта

Осадки фундаментов принято рассчитывать по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. В соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* (п. 2.41.) среднее значения давления под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания

. В соответствии с п. 2.42. и Приложения 3 СНиП 2.02.01-83* расчетные сопротивления грунтов основания (
R
0) определяется по таблице:

Тип грунта Расчетное сопротивление R

0,
кг/см2

Крупнообломочные
Галечниковые (щебенистые) с песчаным заполнителем 6
Галечниковые (щебенистые) с пылевато-глинистым заполнителем 4 — 4,5
Гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем 5
Гравийные (дресвяные) с пылевато-глинистым заполнителем 3,5-4
Песчаные
плотные средней плотности
Крупные 6 5
Средней крупности 5 4
Мелкие маловлажные 4 3
Мелкие влажные и насыщенные водой 3 2
Пылеватые маловлажные 3 2,5
Пылеватые влажные 2 1,5
Пылеватые насыщенные водой 1,5 1
Пылевато-глинистые (непросадочные)
сухие влажные
Супеси (коэффициент пористости 0,5) * 3 3
Супеси (0,7) 2,5 2
Суглинки (коэффициент пористости 0,5) 3 2,5
Суглинки (0,7) 2,5 1,8
Суглинки (1,0) 2 1
Глины (коэффициент пористости 0,5) 6 4
Глины (0,6) 5 3
Глины (0,8) 3 2
Глины (1,1) 2,5 1
Просадочные
сухие влажные
Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3) 3 1,5
Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3) 3,5 1,8
Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3) 2
Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3) 2,5
Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3) 3,5 1,8
Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3) 4 2
Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3) 2,5
Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3) 3

* — коэффициент пористости показывает отношение объема пор к объему твердых частиц. Чем выше значение показателя, тем более рыхлый грунт. Оценить данный показатель самостоятельно можно только с некоторой долей допущения. При этом можно исходить из следующего:
грунт при увлажнении проседает и уплотняется. Так, пучинистый грунт, расположенный ниже глубины промерзания, уплотняется по максимуму. С течением времени его состояние не меняется. При этом грунт, подверженный промерзанию, насыщается влагой и промерзая увеличивается в объеме за счет превращения в лед влаги, находящейся в порах (пучение). Замерзая, вода расширяется сама, и расширяет при этом поры: грунт становится пористым.

Как зависит несущая способность грунта от глубины заложения фундамента

ВАЖНО: значения R

0, приведенные в таблице, определены для фундаментов шириной 1 м и глубиной заложения 2м. При изменении ширины и глубины заложения фундамента, расчетное сопротивление (
R
) вычисляется по формулам:

  • при глубине заложения менее 2 м:

R

=
R
0 * [1 +
k
1*(
b
– 100)/100] * (
d+200
)/2*200

  • при глубине заложения более 2 м:

R

=
R
0 * [1 +
k
1 *(
b
— 100)/100] +
k
2
*g*
(
d
— 200), где

Коэффициент k1 равен: 0,125 —
для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов, кроме пылеватых песков; 0,05 – из пылеватых песков, супесей, суглинков и глин;
Коэффициент k2 равен: 0,25 —
для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов; 0,2 – из супесей и суглинков; 0,15 – из глин;
g— удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кг/см3;

b— ширина фундамента, см. Если подошва фундамента имеет круглое сечение или сечение правильного многоугольника площадью А, то ширина фундамента определяется по формуле b=квадратный корень из А;

d– глубина заложения фундамента, см.

Как влияет сейсмичность на несущую способность грунта

При необходимости учета вибрационных нагрузок для постройки сейсмостойкого фундамента необходимо принимать во внимание, что при одновременном действии на грунт нагрузок от дома и вибраций происходит снижение прочности грунта, он приобретает свойства псевдожиткого состояния. Поэтому для учета возможного воздействия сейсмических нагрузок значение расчетного сопротивления делится на 1,5.

Подбор типа и параметров фундамента с учетом несущей способности грунта основания позволит избежать деформаций и смещений дома.

Tweet

Share

{lang: ‘ru’}

Рекомендуем:

Все дело в водах

Еще один важнейший показатель, характеризующий способность грунта выдерживать большие нагрузки, – уровень залегания подземных вод, или УГВ. Данный показатель свидетельствует, на какой глубине ниже уровня земли находится первый водоносный слой. Чем он выше – тем хуже показатели несущей способности грунта. Кроме того, высокий УГВ – это стопроцентная гарантия того, что без регулярного дренажа и качественной гидроизоляции цокольные этажи и подвалы дома периодически будут затапливаться.

Определить УГВ можно с помощью инженерных изысканий, либо самостоятельно. Первый признак – пышная растительность на участке строительства. Но более надежный способ – пробурить скважину глубиной 2-2,5 метра и в течение суток наблюдать за ее состоянием. Уровень воды, скопившейся за это время, и станет показателем УГВ, который следует брать в расчет при проектировке фундамента.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
Adblock
detector