Нагрузка на грунт. Определяем несущую способность разных грунтов.

Карта сайта

Показатель несущей способности видов грунта показывает собой характеристику, для правильного выполнения строительства. Она характеризует собой нагрузку, которую может выдержать грунт на единицу площади. Она измеряется в т/м² или кг/см².

В таблице показаны показатели несущей способности, кг/см².

* Таблица адаптирована с упрощением из СНиП 2.02.01-83. Приложение №3.

При увеличении влажности почвы, несущая способность грунта уменьшается в значительной степени. Наиболее устойчивые к влажности в этом отношении являются пески, однако стоит учитывать, что это выполняется только на крупных и среднекрупных песках.

Максимальная нагрузка на грунт может определяться не только геологами, но и вами самостоятельно. При самостоятельном исследовании есть возможность определить виды грунта и самостоятельно. Для этого можно воспользоваться буром или лопатой и выкопать яму в глубину порядка двух метров, что будет соответствовать условиях Подмосковья ниже глубины промерзания и этого достаточно.

Если выполнять эти работы летом, то сразу можно определить есть вода или нет на этом уровне, это весьма важно.

Рассматривая грунт можно визуально определить наличие песка, глины и их примесей. От этого зависит несущая способность, поэтому этот момент очень важен.

Почвы как супеси имеют в своем составе немного больше глины, однако ее количество не превышает 10 процентов от объема. При высыхании она крошится, однако обладает достаточной вязкостью, чтобы из нее можно было слепить шарик.

Суглинки имеют больший процент, который составляет примерно 10-30 процентов от объема. Вследствие чего этот грунт более пластичен, слепленный из такого состава шарик обладает пластичностью, но все же трескается по краям, если его сплющить.

Глина самая пластичная, слепленный из нее шар и раздавленный, не трескается по краям.

Плотность грунта постоянно меняется и не постоянен в зависимости от глубины залегания.

Глубоко залегаемый слой считается довольно плотным и нагрузка на грунт, которую он может выдержать довольно высока, это связано с тем, что поверхностные слои (плодородный слой и т. д.) давят с довольно существенной силой вниз.

Если извлечь грунт при бурении, то на поверхности плотность его теряется и он становиться рыхлым, поэтому плотность необходимо замерять непосредственно на той глубине, на которой планируется возводить фундамент. Можно взять, расчет небольшие допущения и рассчитывая, несущую способность, принять, что на глубине 0,8 и ниже плотный грунт, на результате расчета это принципиально не отразится.

Хочется заметить, что те, кто не проводят анализ грунта, хотя бы на глаз, весьма рискуют, это приводит к существенным ошибкам в строительстве, которые могут открыться только в период эксплуатации здания.

Для дачного строительства в расчетах можно применить более приблизительные, данные. Как правило, несущую нагрузку на грунт считают равной 2 кг/см².

Вернуться на Главную страницу.

Расчет нагрузки на фундамент — Самая лучшая система расчета нагрузки

Расчет нагрузки на фундамент необходим для правильного выбора его геометрических размеров и площади подошвы фундамента. В конечном итоге, от правильного расчета фундамента зависит прочность и долговечность всего здания. Расчет сводится к определению нагрузки на квадратный метр грунта и сравнению его с допустимыми значениями.

Для расчета необходимо знать:

• Регион, в котором строится здание;
• Тип почвы и глубину залегания грунтовых вод;
• Материал, из которого будут выполнены конструктивные элементы здания;
• Планировку здания, этажность, тип кровли.

Исходя из требуемых данных, расчет фундамента или его окончательная проверка производится после проектирования строения.

Попробуем рассчитать нагрузку на фундамент для одноэтажного дома, выполненного из полнотелого кирпича сплошной кладки, с толщиной стен 40 см. Габариты дома – 10х8 метров. Перекрытие подвального помещения – железобетонные плиты, перекрытие 1 этажа – деревянное по стальным балкам. Крыша двускатная, покрытая металлочерепицей, с уклоном 25 градусов. Регион – Подмосковье, тип грунта – влажные суглинки с коэффициентом пористости 0,5. Фундамент выполняется из мелкозернистого бетона, толщина стенки фундамента для расчета равна толщине стены.

Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения зависит от глубины промерзания и типа грунта. В таблице приведены справочные величины глубины промерзания грунта в различных регионах.

Таблица 1 – Справочные данные о глубине промерзания грунта

Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента по регионам

Глубина заложения фундамента в общем случае должна быть больше глубины промерзания, но есть исключения, обусловленные типом грунта, они указаны в таблице 2.

Таблица 2 – Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Глубина заложения фундамента необходима для последующего расчета нагрузки на почву и определения его размеров.

Определяем глубину промерзания грунта по таблице 1. Для Москвы она составляет 140 см. По таблице 2 находим тип почвы – суглинки. Глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Исходя из этого глубина заложения фундамента для дома выбирается 1,4 метра.

Расчет нагрузки кровли

Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.

Таблица 3 – Удельный вес разных видов кровли

Справочная таблица – Удельный вес разных видов кровли

1. Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м².
2. Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
3. Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м².
4. Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м².
5. Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м².

Расчет снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка передается на фундамент через кровлю и стены, поэтому нагружены оказываются те же стороны фундамента, что и при расчете крыши. Вычисляется площадь снежного покрова, равная площади крыши. Полученное значение делят на площадь нагруженных сторон фундамента и умножают на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.

Таблица – расчет снеговой нагрузки на фундамент

1. Длина ската для крыши с уклоном в 25 градусов равна (8/2)/cos25° = 4,4 м.
2. Площадь крыши равна длине конька умноженной на длину ската (4,4·10)·2=88 м².
3. Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте равна 126 кг/м². Умножаем ее на площадь крыши и делим на площадь нагруженной части фундамента 88·126/8=1386 кг/м².

Расчет нагрузки перекрытий

Перекрытия, как и крыша, опираются обычно на две противоположные стороны фундамента, поэтому расчет ведется с учетом площади этих сторон. Площадь перекрытий равна площади здания. Для расчета нагрузки перекрытий нужно учитывать количество этажей и перекрытие подвала, то есть пол первого этажа.

Площадь каждого перекрытия умножают на удельный вес материала из таблицы 4 и делят на площадь нагруженной части фундамента.

Таблица 4 – Удельный вес перекрытий

Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент

1. Площадь перекрытий равна площади дома – 80 м². В доме два перекрытия: одно из железобетона и одно – деревянное по стальным балкам.
2. Умножаем площадь железобетонного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·500=40000 кг.
3. Умножаем площадь деревянного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·200=16000 кг.
4. Суммируем их и находим нагрузку на 1 м² нагружаемой части фундамента: (40000+16000)/8=7000 кг/м².

Расчет нагрузки стен

Нагрузка стен определяется как объем стен, умноженный на удельный вес из таблицы 5, полученный результат делят на длину всех сторон фундамента, умноженную на его толщину.

Таблица 5 – Удельный вес материалов стен

Таблица – Удельный вес стен

1. Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3·(10·2+8·2)=108 м².
2. Объем стен – это площадь, умноженная на толщину, он равен 108·0,4=43,2 м³.
3. Находим вес стен, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5:   43,2·1800=77760 кг.
4. Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10·2+8·2)·0,4=14,4 м².
5. Удельная нагрузка стен на фундамент равна 77760/14,4=5400 кг.

Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт

Нагрузку фундамента на грунт расчитывают как произведение объема фундамента на удельную плотность материала, из которого он выполнен, разделенное на 1 м² площади его основания. Объем можно найти как произведение глубины заложения на толщину фундамента. Толщину фундамента принимают при предварительном расчете равной толщине стен.

Таблица 6 – Удельная плотность материалов фундамента

Таблица – удельная плотность материало для грунта

1. Площадь фундамента – 14,4 м², глубина заложения – 1,4 м. Объем фундамента равен 14,4·1,4=20,2 м³.
2. Масса фундамента из мелкозернистого бетона равна: 20,2·1800=36360 кг.
3. Нагрузка на грунт: 36360/14,4=2525 кг/м².

Расчет общей нагрузки на 1 м

² грунта

Результаты предыдущих расчетов суммируются, при этом вычисляется максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех его сторон, на которые опирается крыша.

Условное расчетное сопротивление грунта R₀ определяют по таблицам  СНиП 2.02.01—83 «Основания зданий и сооружений».

1. Суммируем вес крыши, снеговую нагрузку, вес перекрытий и стен, а также фундамента на грунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м²=17 т/м².
2. Определяем условное расчетное сопротивление грунта по таблицам СНиП 2.02.01—83. Для влажных суглинков с коэффициентом пористости 0,5 R₀ составляет 2,5 кг/см², или 25 т/м².

Из расчета видно, что нагрузка на грунт находится в пределах допустимой.

Расчёт нагрузки на фундамент разного типа 🔨 Как выполняется расчёт

Неприятно наблюдать, как в недавно построенном доме появляются на стенах трещины. Самое печальное в этой ситуации, что исправить практически ничего изменить нельзя, а если и можно что-то сделать, то это весьма проблематично.

А ведь всего этого можно было избежать, если бы изначально расчету нагрузки на фундамент было уделено достаточно внимания.Ознакомьтесь с материалом о том зачем это делается, а также как грамотно и верно выполнять расчёт нагрузки на фундамент.

Как выполняется расчет

Что включается в такой расчет, и что нужно учитывать? Рассмотрим некоторые параметры.

• У различных видов грунта отличная друг от друга несущая способность, поэтому нельзя опираться на тот факт, что у друга дом на мелкозаглубленном ленточном фундаменте стоит уже несколько лет, и ничего.
• Учитывая вес строительных материалов, проводится вычисление массы строения.
• Какая снеговая нагрузка на кровлю в регионе. Тип, и форма крыши играют огромную роль в таком подсчете.
• Ветровая нагрузка. Любой дом, особенно высокий, испытывает ощутимые нагрузки в ветреную погоду, а если ветер постоянно дует в одну и ту же сторону, то фундамент будет подвержен дополнительной нагрузке. Особенно это ощутимо в легких домах, с не очень прочным фундаментом.
• Вес мебели, сантехники и отделочных материалов.

Полученные данные и собранная информация служит для учета несущей характеристики, размера и опорной площади возводимого фундамента. Пренебрежение этими требованиями приводит к ситуациям, описанным в начале статьи.

Расчет нагрузки для ленточного фундамента

При расчете нагрузки на ленточный фундамент, нужно определить количество заливаемого бетона, для чего нужно узнать общую площадь с учетом установленной опалубки. Полученную цифру (в м³) нужно умножить на массу 1 м³, которая колеблется в пределах 2000–2500 кг. При расчете фундамента лучше перестраховаться, поэтому за основу возьмем 2500 кг.

Потребуется узнать полную массу дома, снеговую нагрузку на крышу и давление ветра. Эти 4 показателя слаживаются и делятся на площадь основания. Выглядит это так:

(масса фундамента + масса дома + снеговая + ветровая нагрузка) / площадь основания = искомая цифра.

Поскольку расчет получается приблизительным, нужно иметь запас прочности около 25%.

Расчет нагрузки для столбчатого фундамента

Для того чтобы определить нагрузку на столбчатый фундамент, придется умножить площадь сечения столба на его высоту, в результате чего станет известен объем одной опоры. Полученные данные умножаются на цифру, обозначающей плотность материала, из которого сделаны столбы (q). Таким образом произведен расчет нагрузки для одного столба, а чтобы узнать расчетную нагрузку всего фундамента, результат перемножим на количество опор.

Если при расчете получилось, что фундамент не соответствует требованиям, то можно увеличить сечение столбов или увеличить число опор, сократив между ними расстояние.

Расчет нагрузки для свайного фундамента

Расчет нагрузки на свайный фундамент выполняется таким образом:

• Полная масса будущего здания умножается на коэффициент запаса надежности.
• Опорная площадь 1 квадратного сечения сваи определяется путем перемножения размеров двух сторон.  При использовании круглых свай опорная площадь одной из них вычисляется по формуле: R2×3,14. Затем полученные данные умножаются на количество используемых свай, задействованных в фундаменте.
• Теперь необходимо узнать нагрузку на 1 см² грунта, для чего масса здания делится на опорную площадь фундамента, и удостовериться, что нормативная допустимая нагрузка на грунт в норме.

Одной из особенностей свайного фундамента является правильный выбор сечения и длины свай, для чего нужно знать особенности грунта. Например, в некоторых районах, свая длиной в 3 м может не дойти до твердого основания, и приобретать опоры нужно только после предварительной геологической разведки.

В случае необходимости грунт можно уплотнить путем вбивания дополнительных, не предусмотренных проектом свай, но это приведет к дополнительным, незапланированным затратам.

Анализ грунта

Проектируя фундамент, можно самостоятельно выполнить геодезический анализ грунта, узнав:

• Тип почвы.
• Уровень расположения грунтовых вод.

Также необходимо узнать уровень промерзания грунта, в чем могут помочь карты с такими данными.

Рис. Уровень промерзания грунта в России

Используя ручной бур, по периметру площадки и в центре делается несколько скважин, глубиной до 2,5 м, в результате чего можно увидеть, какой тип почвы, а на следующий день можно увидеть, появилась ли в ней вода, и какой ее уровень.

Рис. Слои почвы в Московской области

Что касается типа почвы, то разобраться в этом непростом вопросе поможет дополнительная информация:

• Если при извлечении бура почва рассыпается – это песчаный грунт.
• Из извлеченного грунта можно скатать цилиндр, но при этом он весь покрывается трещинами – это супеси.
• Получается скатать цилиндр, но при попытке согнуть он ломается – это легкий суглинок.
• Скатанный цилиндр на изгибе покрывается многочисленными трещинами – это тяжелый суглинок, в составе которого много глины.
• Цилиндр скатывается легко, на изгибе не ломается и не трескается – перед нами глинистый грунт.

Используя полученные данные, можно определить какой тип фундамента лучше всего сделать на этом участке и нужно ли делать для него дренажную систему.

Определение несущей способности грунта

Ниже приведена таблица, с помощью которой можно разобраться с несущей способность грунта. Зная, какой тип грунта вы извлекли при пробном бурении, не составит его найти в таблице, и получить больше информации.

Тип почвы	Несущая способность
Супесь	От 2 до 3 кгс/см2
Щебенистая почва с пылевато -песчаным заполнителем	6 кгс/см2
Плотная глина	От 4 до 3 кгс/см2
Щебенистая почва с заполнителем из глины	От 4 до 4.5 кгс/см2
Среднеплотная глина	От 3 до 5 кгс/см2
Гравийная почва с песчаным заполнителем	5 кгс/см2
Влагонасыщенная глина	От 1 до 2 кгс/см2
Гравийная почва с заполнителем из глины	От 3.6 до 6 кгс/см2
Пластичная глина	От 2 до 3 кгс/см2
Крупный песок	Среднеплотный — 5, высокоплотный — 6 кгс/см2
Суглинок	От 1. 9 до 3 кгс/см2
Средний песок	Среднеплотный — 4, высокоплотный — 5 кгс/см2
Песок, супеси, глина, суглинок, зола	От 1.5 до 1.9 кгс/см2
Мелкий песок	Среднеплотный — 3, высокоплотный — кгс/см2
Сухая пылеватая почва	Среднеплотная — 2.5, высокоплотная — 3 кгс/см2
Водонасыщенный песок	Среднеплотный  — 2, высокоплотный — 3 кгс/см2
Влажная пылеватая почва	Среднеплотная — 1.5, высокоплотная 2 кгс/см2
Водонасыщенная пылеватая почва	Среднеплотная — 1, высокоплотная — 1.5 кгс/см2

Таблица 1: Расчетное сопротивление разных видов грунтов

Наши услуги

Компания «Богатырь» предоставляет услуги по погружению железобетонных свай – мы забиваем сваи, выполняем лидерное бурение и привезем непосредственно на строительную площадку сваи, с помощью которых и соорудим свайный фундамент. Если вы заинтересованы в том, чтобы проектировка, гео разведка и монтаж свайного фундамента был выполнен высококвалифицированными специалистами, то отправьте запрос или позвоните нам, воспользовавшись формой и контактными данными, указанными внизу сайта.

столбчатый, свайный и ленточный, что учесть

Любое строительство дома начинается с расчетных и проектных манипуляций. Чтобы здание прослужило верой и правдой долгие годы, его основание должно иметь достаточную прочность и способность выдерживать определенную нагрузку от стен, кровли, перекрытий и всех конструкционных особенностей постройки. В некоторых случаях с расчетной задачей успешно справляются всевозможные калькуляторы фундамента, представленные в сети. Но нередко они обрисовывают лишь общую картину, не учитывая нюансов строения. Отсюда используются механизмы, позволяющие самостоятельно провести расчет возможной нагрузки, либо доверить этот процесс квалифицированному проектировщику.

Оглавление:

1. Ленточный фундамент
2. Столбчатая и свайная основа
3. Полезные рекомендации по расчету

Результатом качественных подсчетов являются данные по необходимой площади, конфигурации нулевого уровня и предельному давлению на грунт. Усредненного расчета для частного строительства обычно вполне достаточно, где условно принимается значение о равномерной нагрузке.

Расчет нагрузки на фундамент позволяет грамотно подойти к выбору того или иного вида основания. Для выполнения поставленной задачи необходимо оперировать следующими проектными данными:

• вес самого здания;
• вес и площадь нулевого уровня;
• снеговая и ветровая нагрузка, характерная данному климатическому поясу;
• площадь подошвы цоколя;
• тип почвы и уровень расположения грунтовых вод;
• планировка дома, этажность, вид кровли и ее покрытие.

Существуют некоторые различия в подсчетах для разных видов основания.

Ленточный вид

Применительно к ленточному основанию расчет производится с учетом несущей способности грунта. Если значение воздействия на почву несколько выше допустимого, то проблема решается раздвижением опорной площади нулевого уровня, то есть увеличивается ширина ленты.

С помощью ряда размерных конфигураций путем перемножения получается объем рабочей конструкции, который в свою очередь умножается на плотность бетона. Полученный результат покажет массу основания. Далее опорная площадь ленточного фундамента определяется умножением ширины цоколя на его длину.

Площадь подошвы нулевого уровня дома разделить на общую длину всех несущих стен. Полученное значение будет равно минимально допустимой ширине ленточного фундамента, которая в свою очередь не может быть меньше толщины стены.

Нагрузка для столбчатой и свайной основы

В случае фундамента из столбчатых свай, если расчетное давление на грунт превышает допустимые значения, то необходимо увеличить количество либо диаметр свай. В некоторых ситуациях могут потребоваться оба варианта. Число свай, требуемых для конкретного строения, узнается из общего веса строительства поделенного на несущую способность отдельного столба. При этом последнее отличается в зависимости от вида сваи. Важно не забыть и о коэффициенте запаса 1,3 при вычислении массы здания.

Расчет нагрузки на столбчатый фундамент определяется исходя из количества устанавливаемых свай. Для этого площадь основания делится на число опор. Из полученного значения извлекается квадратный корень и результатом будет необходимый размер сечения одной сваи. Отдельным пунктом рассчитывается ширина и несущая способность ростверка свайного фундамента. Вычисления производятся по аналогии с ленточным типом.

Стоит отметить, что сваи для столбчатого фундамента выполняются шагом не более 2 м и располагаются в углах строения, а также в местах пересечения несущих конструкций. На сегодняшний день это наилучший вариант для дома, так как сваи устанавливаются ниже уровня промерзания грунта, что снижает риск возникновения дальнейших деформаций.

Общие рекомендации

Первоначальным проектным этапом является определение типа грунта. От этого будет зависеть глубина заложения будущего основания. Современных способов исследования существует масса, но самый доступный из них – выкопать несколько ям на участке земли под застройку и внимательно рассмотреть состав на срезе.

Глубина заложения цоколя определяется как зависимость показателей уровня сезонного промерзания почвы и типа грунта.

Например: для Московского региона уровень промерзания грунта измеряется примерно в 140 см. На глинистой почве глубина заложения допускается только не меньше расчетной глубины промерзания. Отсюда величина заглубления цоколя будет не менее 1,4 м.

Определение нагрузки на основание здания позволяет:

1. выбрать наилучшее местоположение постройки;

2. свести к минимуму риск возникновения деформаций цоколя и стен;

3. предотвратить возможность проседания грунта и дальнейших деструктивных разрушений;

4. снизить расход используемых материалов.

Общее напряжение на фундамент делится на:

• постоянное – от всего строения;
• временное – от погодных и климатических условий.

Вес здания определяется суммарным подсчетом массы всех предметов, входящих в конструкцию дома, перекрытий, кровли, предполагаемой мебели и техники. Отсюда же вычисляется нагрузка стен на фундамент путем умножения площади и толщины стен и перегородок на массу основного материала.

Давление от кровли вычисляется исходя из величины проекции крыши, размера нагруженных сторон фундамента и общей массы. При этом играют роль конструктивные особенности, угол наклона и тип покрытия. Перекрытия также дают свое напряжение на нулевой уровень и опираются на две равнозначные стены. Площадь плиты равна величине здания, при этом необходимо учитывать их количество и удельный вес материала, из которого они изготовлены.

Показатель снегового давления воздействует на основание через стены и кровлю. Его легко можно определить, используя объем крыши, размер нагруженных сторон фундамента и общую снеговую нагрузку. Вес того или иного материала, снеговая и ветровая нагрузка – такие параметры, как правило, берутся из справочной литературы.

Суммируя показатели массы всей конструкции, полезную нагрузку, снеговой и ветровой коэффициент, получают общее значение давления на цоколь. Отдельно для дальнейших вычислений производится подсчет веса и площади фундамента.

Стандартная несущая способность любого грунта составляет 2 кг/см2. Коэффициент необходимо учитывать при определении ширины фундамента и предельно допустимого давления на почву.

Нагрузка на почву – это отношение веса здания вместе с основой к опорной площади цоколя. Величина не должна превышать 2 кг/см2. При несоответствии расчетного показателя значению стандарта решается вопрос об увеличении опорной площади основания в зависимости от его типа. При изменении конфигурации цоколя необходимо произвести новый расчет. Резюмировать все вышесказанное и автоматизировать процесс подсчета поможет онлайн калькулятор, который учитывает снеговую нагрузку конкретного региона и примерное наполнение дома (мебель, техника).

Расчет фундамента. Оценка сжимаемости грунта. Доступно о сложном

О том как оценить сжимаемость грунта, рассчитать фундамент и даже выбрать правильные материалы для будущего дома.

Дмитрий Белкин

Автор: Дмитрий Белкин

Дорогие друзья!

Сегодня я хотел бы показать пример простых математических расчетов, которые очень могли бы пригодиться вам не только для расчета фундамента своего дома или сарая, но, также и для занимательного и веселого времяпровождения, особенно, если вы любите занимать свой пытливый и беспокойный ум расчетами в уме или на калькуляторе. Метод расчета фундамента, который приведен в этой статье, доступен абсолютно каждому.

Как и всегда, голые расчеты ничего не стоят без кропотливой и аккуратной проработки предметной области. Поэтому и в этой статье я не хотел бы эту предметную область обойти стороной. Кроме того, именно для анализа предметной области я и пишу эту статью. Собственно расчет фундаментов идет в качестве довеска к предметной области, как первый поцелуй двух школьников к двухчасовой прогулке на морозе.

Предварительные соображения (проработка предметной области)

Первое, что хотелось бы заметить, так это то, что я, на собственном дворе хожу по земле, и эта земля у меня под ногами не проваливается. Надеюсь, что и у вас такая же ситуация. Причем, если ситуация другая, что вполне может быть, то ничего страшного! Нужно просто будет приводимые расчеты скорректировать. Дальше, я думаю, будет понятно, как именно. Но я лично не проваливаюсь. От этого и будем отталкиваться.

Поскольку я на собственной земле стою и даже следов не оставляю, то из этого факта сразу следует вывод, что нагрузка, которую я оказываю на почву не достаточно велика для того, чтобы та деформировалась. Похоже, этот факт говорит о том, что почва у меня под ногами достаточно трудносжимаема для той нагрузки, которую я на нее оказываю.

Заметьте

Прозвучал очень важный термин, который используется при расчетах фундамента. Это термин «степень трудносжимаемости почвы».

А какую я оказываю нагрузку на почву? Сейчас посчитаем

Нагрузка на почву, оказываемая обычным человеком.

Для подсчета нагрузки нам надо посчитать площадь наших стоп. Причем не по ноге, а по обуви. Площадь прямоугольника считается умножением его длины на ширину. Но ноги у нас, как правило, не имеют форму прямоугольника. Нам придется это учитывать, особенно потому, что мы поставили себе цель не загружаться теорией, а провести расчет просто, весело и занимательно.

Так вот я беру свой ботинок и линейкой очень приблизительно (округляю в меньшую сторону) меряю длину и ширину, как если бы это был прямоугольник. У меня получилось длина 28 см, ширина 10 см. Это по минимуму. Площадь прямоугольника получилась 28*10 = 280 см² или 0,028 м². При переводе мы помним, что в одном метре 100 сантиметров, а в одном квадратном метре — 10 000 (Десять тысяч) квадратных сантиметров. На сколько реальная площадь стопы меньше площади этого прямоугольника? На глаз не очень на много. Ну, скажем, на 20%. Ноги у нас две, и того получается общая площадь моей опоры на землю равна 280*2/20% = 448 см² или 0,045 м². Мой вес составляет 75 кг (и мне было не просто его достичь). Таким образом, нагрузка, которую я оказываю на почву, равна 75/448 = 0,167 кг на см².

А какую нагрузку на почву оказывают другие знакомые нам предметы?

Со мной все понятно. Я давлю на каждый см² почвы весом в 167 грамм, и это совсем не много. Это позволяет мне не оставлять на почве глубоких следов. А вот мой автомобиль тоже не проваливается и тоже стоит во дворе и не оставляет на земле следов. Какую же он оказывает нагрузку на грунт? У автомобиля 4 точки опоры, площадь которых подсчитать очень сложно. Как вы понимаете, опорой для автомобиля выступают так называемые «пятна контакта» резиновых колес с почвой. Как подсчитать площадь этих пятен — я даже не представляю. Но приблизительно можно попробовать. Ширина колеса 205 мм. Я вот сейчас перекрещусь и буду считать, что пятно каждого колеса составляет прямоугольник 210 на 100 мм. Интересно, на сколько я ошибся? К тому же пятна передних колес, наверное, больше по площади пятен задних колес. Вес автомобиля 1200 кг. Считаем…

• Площадь одного пятна (в см): 21*10 = 210 см²
• Площадь четырех пятен: 210*4 = 840 см²
• Нагрузка автомобиля на почву: 1200/840 = 1.42 кг/см²

Вывод

Автомобиль давит на почву существенно сильнее, чем человек. Почти в 9 раз. Если автомобиль наедет вам на ногу одним колесом, то вам будет больно. Но, думаю не смертельно. Может быть даже костей не сломает, если это будет заднее колесо. Но не думаю, что стоит пробовать. Сказать по правде, у меня на дворе за 10 лет образовалась довольно глубокая колея от ворот гаража до ворот участка. Теперь понятно почему.

Переходим к расчету фундамента

Напомню, что все предыдущие и весьма занимательные вещи мы считали для одной только цели — рассчитать фундамент здания по той нагрузке, которую он будет оказывать на почву. Вопрос об определении степени трудносжимаемости грунта мы пока оставим в покое. Надо же понять сначала, с какой нагрузкой мы дело имеем.

Считать площадь опоры фундамента — одно удовольствие. Там все прямо и перпендикулярно. Считать вес дома — тоже особого труда не представляет. В любом случае можно прикинуть вес, а потом пару тонн добавить. На погрешности, на мебель и на себя любимых.

Для простоты расчетов возьмем простой прямоугольный дом 10Х10 метров. Причем домик наш будет стоять на фундаменте из бетонных блоков. Толщина фундамента 30 см. Высота фундамента вместе с цоколем составляет 1,5 метра. Стены нашего дома выложены из пенобетона плотностью 600 килограмм в кубе. Толщина стен 20 см Коробка высотой 6 метров. Не забудем про фасады из тех же блоков — два треугольника высотой 4 метра. Стропилы и крыша из ондулина. На всякую сопутку типа балок для пола, половых досок и всего такого добавим полторы тонны. Это 2 куба дерева. Ну и как обещал, еще пару тонн на все про все. Кстати, домик не маленький получается.

Вес будущего дома

Собственно фундамент

• Площадь основания (см²): (1000*4)*30 = 120 000 см² (Сто двадцать тысяч)
• Площадь основания (м²): (10*4)*0,3 = 12 м²
• Объем (м³): 12*1,5 = 18 м³
• Плотность бетонных фундаментных блоков: 2200 кг/м³ (это тяжелые блоки)
• Вес фундамента: 18*2200 = 39 600 кг

Стены (коробка)

• Площадь основания (см²): (1000*4)*20 = 80 000 см² (Восемьдесят тысяч)
• Площадь основания (м²): (10*4)*0,2 = 8 м²
• Объем (м³): 8*6 = 48 м³
• Плотность наших пенобетонных блоков: 600 кг/м³
• Вес коробки: 48*600 = 28 800 кг

Треугольники фасадов (2 штуки)

Нас интересует только их вес. Треугольники у нас равнобедренные сложим их так, чтобы получился параллелограмм с основанием 10 метров и высотой 4 метра

• Площадь основания (см²): 1000*20 = 20 000 см² (Двадцать тысяч)
• Площадь основания (м²): 10*0,2 = 2 м²
• Объем (м³): 2*4 = 8 м³
• Плотность наших пенобетонных блоков: 600 кг/м³
• Вес обоих фасадов: 8*600 = 4 800 кг

Кровля

Площадь нашей кровли составляет примерно 130 м². Я, когда считал, имел ввиду, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов (теорема Пифагора)
Вес ондулина по моим источникам всего 3,3 кг на квадратный метр. Итого вес кровли составит 130*3,3 = 429 кг.

Итого вес дома составит: 39600 + 28800 + 4800+ 429 + 3500 = 77 129 кг (Семдесят семь тысяч сто двадцать девять) или 77 тонн.

Нагрузка дома на почву

А вот теперь самое интересное. Будем рассматривать различные варианты фундаментов

Дом на ленточном фундаменте

Наш дом на простейшем ленточном фундаменте: 77129/120000 = 0,64 кг/см. Всего в 4 раза больше, чем человек на почву. И значительно меньше, чем автомобиль.

Дом на фундаменте с подушкой

Наш дом на фундаменте с подушкой (ширина фундамента увеличивается с 30 до 40 см) Будем считать, что вес дома не меняется. Тогда новая площадь основания составит: (1000*4)*40 = 160 000 см² и нагрузка уменьшится до 77129/160000 = 0,48 кг/см. Всего в 2,8 раза больше, чем человек на почву.

А какая ширина должна быть у нашего фундамента, чтобы наш дом оказывал давление на почву не больше, чем человек среднего веса? Надо составить уравнение. 77129/4000*X = 0,167.
Отсюда Х = 77129/0,167/4000 = 115 см. Напомню. Именно такова должна быть толщина основания фундамента нашего дома, чтобы он оказывал давление на почву не большее, чем человек. Другими словами, если мы при этих условиях поставим наш дом на газоне, то дом даже не продавит дерн! Мы же не продавливаем, когда на газоне стоим?

ВНИМАНИЕ!!!!

В последнем примере мы не учли добавку веса дополнительной подушки к весу дома. Подушка в метр и 15 см шириной уже будет весить довольно много. Если предположить, что толщина подушки 10 см, то площадь ее будет 4000*115 = 460 000 см² или 46 м². Объем ее будет 46*0,1 = 4,6 м³. Вес составит 4,6 * 2200 = 10 120 кг. Это довольно существенная прибавка к весу дома. Так что для более точного расчета надо еще поиграть с числами и калькулятором.

Дом на фундаменте типа «плита»

А теперь давайте представим себе, что мы сделали не крутой, а очень крутой фундамент. Мы выкопали котлован, налили на его дне сплошную бетонную плиту, а на ней выстроили дом. Плита не толстая. Всего 10 см толщиной.

Пллощадь плиты: 1000*1000 = миллион квадратных сантиметров или 100 м²
Объем: 100*0,1 = 10 м³ и вес (бетон на щебне): 10*2200 = 22 000 кг. Это добавка к весу дома с фундамеитом
Нагрузка: 77129+22000/миллион = 0,1 кг/см² (Нагрузка на землю человека 0,167 кг/см²)

Дом на столбчатом фундаменте

И напоследок давайте посчитаем нагрузку того же дома на фундаменте столбчатом. Здесь нам надо пересчитать все, что касается фундамента. Будем считать, что от нашего полутораметрового фундамента остался только ростверк и цоколь. Итого 0,75 метра. Столбы будем использовать диаметром 30 см и длиной 2 м. Столбы будут заполнены бетоном и расположены на расстоянии метра друг от друга. Таким образом, у нас будет (чтобы не заморачиваться) 40 (+-1) столбов

Вес цоколя и ростверка: 19 800 кг
Объем одного столба 0,14 м³. Вес 310 кг (округленно). Общий вес столбов 12 400 кг.
Вес фундамента 32 200 кг, а был 39 600 кг.
Вес дома стал 69 729 кг, а был 77 129 кг

Площадь одного столба 3,14*15*15 = 706,5 см²
Площадь опоры: 706,5 * 40 = 28 260 см², а было 120 000 см² (!!!)

Нагрузка на сантиметр: 69 729/28 260 = 2,46 кг/см² (!!!!!!!), а было 0,64 кг/см², то есть, почти в 4раза больше.

Вот во столько же раз увеличится и риск трещин и просадок.

Выкинем ростверк с цоколем. Будем жить на столбах, как куры на насесте. тогда дом станет весить на 20 тонн меньше и общий вес дома получится 49 929 кг и нагрузка станет всего-то 1,76 кг/см², что, положа руку на сердце, тоже довольно много.

Существеннейшие выводы по расчетам фундамента

А выводы просто возбуждающе ошеломляющие.

• Если отвлечься от сезонного пучения грунта, например, построить дом из дерева, то, сделав не слишком уж широкий фундамент, можно действительно обойтись вообще без фундамента, ибо нагрузка дома на грунт вполне сравнима с нагрузкой, которую на грунт оказывает вполне стройный мужчина.
• У нас все-таки и дом великоват (три этажа) и фундамент тяжеловат (мы могли бы с таким же успехом использовать и пустотные бетонные блоки). И все равно даже такой дом можно строить на мелкозаглубленном ленточном фундаменте. К слову, вес фундамента можно легко уменьшить в 2 раза. Я там все по максимуму считал.
• Нет абсолютно никакого смысла в строительстве фундаментой плиты, ибо цена строительства не сравнима с полученным эффектом. Вполне можно обойтись тем, чтобы поставить первый слой бетонных блоков поперек и устроить тем самым фундаментную подушку. А в большинстве случаев можно и без этого вполне обойтись.
• Столбчатые фундаменты надо использовать с большой, просто огромной осторожностью, что я и писал в статье про этот тип фундаментов. Теперь, по крайней мере, понятно, что имелось ввиду.

Как измерить, или хотя бы оценить степень сжимаемости грунта

Полагаю, надо сделать некий щуп с площадью основания сантиметров 10 на 20 (200 см²) и нагрузить его хорошим весом. Скажем 200 кг. Тогда нагрузка на один сантиметр будет ровно 1 килограмм. После этого линеечкой, а лучше штангеном, конечно, померить, на сколько основание ушло в грунт. Из полученной величины можно сделать вывод о трудносжимаемости грунта. И замеров надо сделать несколько и в разных местах, чтобы репрезентативность измерений сохранить и чтобы продажной девкой наш щуп никто не назвал бы. Причем основание щупа можно сделать меньше, чтобы меньше использовать вес. Но при этом нужно глобально увеличить количество измерений, ибо грунт — сами понимаете, штука неравномерная и вполне может оказаться, что на большой площади наши замеры имеют довольно значительную погрешность. Заметим, что в случае со строительством столбчатого фундамента вес надо не уменьшать, а увеличивать, причем значительно.

Но я, как принципиальный противник слишком уж научных методов в нашем с вами строительстве, предлагаю на эти чудо-приборы не заморачиваться, а оценивать трудносжимаемость грунта на глаз, то есть постояв, попрыгав и посмотрев, остаются ли после этого на земле следы.

Эпилог

Ну, конечно, я сделал некоторые допущения, о которых хотелось бы сказать. Так реально большой дом в два полных этажа обычно бывает с капитальной стеной. Эта капитальная стена добавит и веса нашему дому, но и площади основания. Разница получится не большая, но кому интересно — советую не пренебрегать проектом дома и все очень аккуратно считать.

Материал по расчету фундаментов, который вы только что прочитали, может помочь не только в выборе и расчете фундамента, но также и в выборе и расчете материалов для фундамента и стен. Удивительно, но деревянный дом не будет на на много легче пенобетонного. А использование полнотелых блоков в фундаменте вообще неоправдано. Опять же разброс в плотности фундаментных блоков тоже довольно велик. Рекомендую интересоваться спецификациями производителей.

Надеюсь, что этот материал кого-то позабавил, кому-то открыл глаза, а кому-то и помог сделать правильный выбор.

Обожающий все десять цифр и их сочетания
Дмитрий Белкин

Статья создана 24.07.2012

Расчёт нагрузки на фундамент

В данной статье мы рассмотрим особенности расчета нагрузки на фундамент дома. Вы узнаете, зачем необходимо осуществлять данные расчеты и как сделать их самостоятельно. Будет детально изучена технология определения несущей способности грунта, вычисления массы здания и силы снеговых и ветровых воздействий, а также продемонстрирована последовательность таких расчетов на практике.
Нагрузка на фундамент — это допустимые цифровые значения, обозначающие несущую способность. Проведение точных расчётов сопряжено с выполнением геологических исследований и определением степени рыхлости грунта и насыщения его влагой.

Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент

Расчет нагрузки, которую будет переносить фундамент в процессе эксплуатации, является ключевым этапом проектирования любого основания. Исходя из данных расчетов определяются необходимые несущие характеристики будущего фундамента, его типоразмер и опорная площадь.

Определяемые нагрузки веса здания, снегового и ветрового воздействия, а также эксплуатационного давления, также сопоставляются с несущей способностью грунта на строительной площадке, поскольку несущая способность почвы, в некоторых случаях, может быть меньшей, чем несущие свойства самого фундамента.

Рис: Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

Ответственное отношение к проведению данных расчетов гарантирует, что фундамент под конкретное здание будет подобран правильно. В противном случае, вы рискуете построить дом на слишком слабом фундаменте, что приведет к его разрушению и деформации, либо обустроить фундамент с недостаточной опорной площадью, который под весом здания просто осядет в грунт. Важно: определение нагрузок на фундамент и сопоставление их с несущей способностью грунта лучше всего доверить профессиональным проектировочным организациям, которые выполнят все расчеты согласно строительных норм. В случае, если вы решились сделать это самостоятельно, крайне важно досконально изучить методику проведения данных расчетов.

Общие правила проведения расчёта нагрузки на фундамент

Определяется нагрузка посредством использования переменных и постоянных величин:

• масса здания;
• вес основания;
• снеговые нагрузки на кровлю;
• ветряное давление на здание.

Общая масса здания вычисляется при сложении веса стен с перекрытиями, дверей с окнами, стропильной системы и кровли, а также крепежей, сантехники, декоративных элементов и количества людей, которые будут единовременно проживать в доме.

Расчёт нагрузки на ленточный фундамент

Определение нагрузки на ленточное основание начинается с подсчёта массы самой ленты, для чего используется следующая формула:

Pфл= V × q.

Расшифровка формулы:

V – объём стен;
q – плотность материала основания.

Необходимо произвести суммирование всех типов давления на фундамент, для чего можно воспользоваться следующей формулой: (Pд+Pфл+ Pсн+Pв)/ Sф.

Внимание! Важно, чтобы результат вычислений, выражающийся в удельной нагрузке, был меньше допустимых значений сопротивления почвы. Разница должна составлять порядка 25%, что необходимо для компенсации неточностей.

Получение точных сведений, возможно при учёте видов стен, надо определить, какие из них несущие и выполняют функцию удержания перекрытий, лестничных пролётов, стропил. Выявляются самонесущие стены, выполняющие функцию поддержания исключительно собственной массы. Исходя из этих данных, определяют под какую сторону закладывать стены определённой ширины, с обязательной проверкой допустимых значений.

Расчёты нагрузки в программе «APM Civil Engineering»

Расчёт нагрузки на столбчатый фундамент

Определение нагрузки на фундамент столбчатого типа, осуществляется по одной формуле. Здесь надо учитывать, что воздействие здания будет распределяться между всеми существующими опорами. Требуется умножить площадь сечения столба (Sс) на высоту (H). Результатом вычисления станет получение объёма, который следует перемножить с плотностью материала, используемого для возведения фундамента (q)и общим числом столбиков, заглубляемых в почву.

• Вычисления будут проводиться по следующей формуле: Pфc= Sс× H× q×N.
• Определить суммарное сечение, можно по следующей формуле: Sсо= Sс × N.

Вычислить величину нагрузки на сваи, можно разделив массу дома на его опорную площадь, что будет выглядеть следующим образом: P/Sсо.

Важно! Если при проведении расчётов выясняется, что грунтовое давление превышает допустимые значения, то следует изменить используемые параметры и прибегнуть к расширению опорной площади. Требуется увеличить число опор и сделать их большего диаметра, что поможет получить основание с нужными параметрами.

Расчёт нагрузки на свайный фундамент

Особенностью расчёта свайного основания, является необходимость выявления массы здания (P), которая делится на количество опор.Внимание! Требуется подбирать сваи с нужными показателями длины и необходимыми прочностными характеристикам, принимая во внимание геологические характеристики грунта. Так как в процессе эксплуатации свайный фундамент несет те же нагрузки, что и остальные виды фундамента — от массы здания, полезного давления, снежного покрова и ветра.

Рассчитывать нагрузку на свайный фундамент необходимо для того, чтобы в дальнейшем при проектировании ее можно было сопоставить с максимально допустимой нагрузкой на грунт строительной площадки, и при необходимости увеличить число свай либо сечение используемых опор

Чтобы сопоставить допустимые нагрузки на свайный фундамент и грунт необходимо выполнить следующие расчеты:

• Определить вес здания и все сопутствующие нагрузки, просуммировать их и умножить на коэффициент запаса надежности;
• Определить опорную площадь одной сваи по формуле: «r2 * 3.14» (r- радиус сваи, 3,14 — константа), после чего вычислить общую опорную площадь основания, умножив полученную величину на количество свай в фундаменте;
• Рассчитать фактическую нагрузку на 1 см2 грунта: массу здания разделяем на опорную площадь фундамента;
• Полученную нагрузку сопоставить с нормативной допустимой нагрузкой на грунт.

Для примера: дом массой 95 тонн. (с учетом снеговых и ветровых нагрузок) строится на фундаменте из 50 буронабивных свай, общая опорная площадь которых составляет 35325 см2. Грунт на участке представлен твердыми глинистыми породами, которые выдерживают нагрузку в 3 кг/см2.

• Фактическая нагрузка на грунт: 95000/35325 = 2,69 кг/см2.

Как показывают расчеты, нагрузки от здания, передаваемые фундаментов на грунт, позволяют реализовывать данный проект в конкретных грунтовых условиях.

Важно! Если бы нагрузки были больше допустимых, потребовалось бы увеличить опорную площадь фундамента, увеличив количество свай либо их сечение.

Порядок проведения вычислений и расчётов

Независимо от типа основания, расчёты производятся в следующей последовательности:

• Необходимо выяснить параметры, касающиеся единицы длины опоры, помимо нагрузок от веса самого строения, которые состоят из массы стен, перекрытий и кровли, также определяется эксплуатационное давление, нагрузки от снегового покрова и ветровые нагрузки;
• Расчет массы фундамента. Основание дома также будет оказывать нагрузку на почву, которую необходимо высчитать и добавить к нагрузкам от массы здания. Чтобы сделать это, нужно исходя из габаритов (высоты, ширины и периметра) определить объем основания, и умножить его на объемную плотность бетона (массу одного кубометра).
• Расчет несущих характеристик почвы — для этого нужно определить тип грунта, и в соответствии с нормативными таблицами вычислить допустимую нагрузку на 1 кв.см. почвы.
• Cверка полученных данных с сопротивлением почвы – если возникает необходимость, то осуществляется корректировка площади опоры, например, в случае с ленточным основанием, увеличивается его толщина. При обустройстве свайных или столбчатых оснований необходимо увеличить количество опор в фундаменте либо площадь их сечения;
• Измерение фундамента – определение размеров;
• Вычисление толщины подушки из песка, формируемой непосредственно под подошвой. Уплотняющая подсыпка из песка и гравия необходима для предотвращения усадки почвы под массой здания и для минимизации вертикальных сил пучения. В нормальных условиях ее толщина составляет 20 см (10 см песка и 10 см гравия), однако при строительстве тяжелых домов в пучинистом грунте она может быть увеличена до 50 см.

Необходимо учесть, что приведённые формулы расчёта нагрузки, будут актуальны исключительно в сфере малоэтажного строительства, то есть при возведении объектов высотой до 3-х этажей. Схема является упрощённой, так как учитывает только удельное сопротивление грунта, при необходимости прогнозирования сдвига грунтовых слоёв, следует обратиться за помощью к профессионалам. Желательно проводить расчёты дважды, чтобы наверняка определить нужные параметры, так как от этого зависит устойчивость здания.

Собираем показатели грунта

При проектировании фундамента необходимо проводить геодезический анализ грунта на строительной площадке, который позволяет определить три важных показателя — тип почвы, глубину ее промерзания и уровень расположения грунтовых вод.

Исходя из типа грунта вычисляется его несущая характеристика, которая используется при расчете опорной площади основания. Глубина промерзания почвы определяет уровень заглубления фундамента — при строительстве в условиях пучинистых грунтов фундамент необходимо закладывать ниже промерзающего пласта земли. На основании данных о грунтовых водах определяется необходимость обустройства дренажной системы и гидроизоляции фундамента.

Важно: вышеуказанные показатели грунта вы можете собрать самостоятельно, для этого вам потребуется лишь ручной бур и рулетка.

Рис: Структура грунтов на территории Московской области

Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2.5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две — в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод.

В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.

• Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
• Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
• Цилиндр плотный, но при сгибании ломается — легкий суглинок;
• Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами — тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
• Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании — глинистый грунт.

Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.

Рис: Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Важно: определить фактический уровень промерзания почвы в домашних условиях невозможно. Для этого необходимо специализированное оборудование, при этом сам анализ выполняется на протяжении длительного времени наблюдения за конкретным участком.

Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.

Рис: Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Определяем несущую способность грунта

Ориентировочную несущую способность грунта можно определить на основе проделанных ранее изысканий. Зная тип грунт на участке под застройку сопоставьте его с данными в нижеприведенной таблице.

Таблица 1: Расчетное сопротивление разных видов грунтов

Важно! Для последующих расчетов необходимо брать минимальный показатель несущей способности почвы, в таком случае вы обеспечите запас дополнительного сопротивления грунта весу здания

Расчёт нагрузки с учётом площади и региона дома

Все нагрузки на фундамент состоят из двух величин — постоянных и переменных. К постоянным нагрузкам относится вес самого здания, к переменным — сила давления снегового покрова и ветра, величина которой зависит от региона, где ведется строительство.

Зная площадь дома и нормативный вес материалов, из которого он будет возводиться, можно рассчитать ориентировочную нагрузку на фундамент, исходящую от массы строения.

Для проведения расчетов воспользуйтесь следующими справочными таблицами:

Таблица 2: Расчетный вес стен

Таблица 3: Расчетный вес перекрытий

Таблица 4:  Расчетный вес кровли

Важно! Определив массу здания вам необходимо добавить к ней полезные нагрузки (вес людей, мебели), которые будет испытывать фундамент в процессе эксплуатации здания. Расчетная величина полезных нагрузок для жилищного строительства на каждый квадратный метр перекрытия составляет 100 кг.

Следующий этап расчетов — определение нагрузок от снегового покрова. Нормативная величина снеговой нагрузки различается в разных регионах России. Для расчета вам необходимо умножить площадь кровли здания на вес 1 м2 снега и коэффициент уклона крыши.

Таблица 5: Нагрузка от снегового покрова на фундамент здания

Осталось лишь рассчитать ветровую нагрузку на здание. Делается это по формуле:

• площадь здания * (N +15*высота здания); где N — расчетная ветровая нагрузка для разных регионов России, которую вы можете увидеть на нижеприведенной карте.

Рис: Карта ветровых нагрузок в разных регионах России

Важно! Определив все постоянные и переменные нагрузки вам необходимо их просуммировать, так вы получите совокупную нагрузку на фундамент здания. Для дальнейших расчетов ее необходимо умножить на коэффициент запаса надежности 1,5.

Наши услуги

Компания Установка Свай» занимается погружением железобетонных свай — забивка свай, лидерным бурением и поставкой свай для сооружения свайного фундамента. Если Вас интересует проведение работ, связанных с проектировкой, гео разведкой, либо возведение свайного фундамента, воспользуйтесь формой внизу сайта.

Полезные материалы

Несущая способность грунта

Такое свойство грунта как его несущая способность — это первоочередная информация, которую необходимо выяснить на подготовительном этапе строительства фундамента.

Испытания свай

При строительстве часто используют в качестве фундаментов сваи. Но прежде чем вводить такие элементы в работу, должна быть проведена проверка их на прочность.

Несущая способность свай

Несущая способность свайных конструкций – это определение величины нагрузки, которую она способная воспринимать с учётом деформации грунта под её основанием.

Нагрузка на фундамент, расчет и определение допустимых значений

Самым ответственным этапом строительства считается закладка фундамента – основы, на которую опираются все несущие конструкции. Чтобы избежать серьёзных ошибок при подборе глубины заложения и площади, необходимо произвести верные расчеты на стадии проектирования. Правильный учет нагрузки обеспечит долгий срок службы дома и хорошую прочность.

Первым шагом необходимо установить нагрузку на грунт. Она определяется весом строительной конструкции и эксплуатационными характеристиками, такими как мебель, количество людей, наличие оборудования (постоянные воздействия), а также погодными условиями (временные нагрузки).

Далее находится площадь опоры, на которой планируется располагать сооружение.

При расчете необходимо учесть:

• вес основания;
• применяемые при строительстве материалы;
• характеристики грунта.

Определение веса дома

Нагрузка на ленточный фундамент обеспечивается следующими элементами:

• само основание;
• цокольный этаж;
• стены и внутренние перегородки дома, отделка;
• потолок;
• крыша;
• лестница и пол, который будет опираться на основание;
• грунт выше подошвы.

Определение нагрузок на фундамент подразумевает использование усреднённых справочных данных по удельному весу материалов. Путем умножения величин из справочника на объем строения получаем нужный результат.

Вычисление веса основания.

Чтобы найти, сколько весит основание, необходимо перемножить его объём и удельный вес. Площадь подошвы влияет на удельное давление на грунт. Её выбирают таким образом, чтобы нагрузка на каждый 1 см² не превышала критического значения. Несущая способность почвы имеет несколько величин, называемых расчетным сопротивлением.

Расчет нагрузки на грунт.

Для верного расчета необходимо просуммировать вес дома и фундамента. Здесь, помимо типа грунта, учитываются размеры, тип конструкции и глубина закладки. Наличие эскиза или схемы значительно упрощают расчеты. Удельное давление на грунт вычисляется как отношение веса конструкции к площади подошвы.

Пример расчета

Рассмотрим пример, как выбрать фундамент для дома и рассчитать основные нагрузки.

Пусть по условию дан двухэтажный дом в средней полосе, 6х6 м с 1 внутренней стеной. Высота этажа 2,5 м.

1. Находим общую длину внутренних и внешних стен:

(6+6)*2+6=30 (м) – на одном этаже.

30*2 = 60 (м) – на обоих этажах.

1. Определяем площадь стен:

60 * 2,5 = 150 м²

1. Вычисляем площадь цокольного и чердачного перекрытия:

6 * 6 = 36 м²

1. Поскольку кровля обычно выступает за стену дома, примем длину выступа за 50 см и рассчитаем площадь:

7*7=49 м²

1. Пользуемся справочником для определения удельного веса.
2. Далее находим дополнительные воздействия:

49 м² * 100 кг/м² = 4900 кг.

Всё суммируем и получаем нагрузки, передаваемые на фундамент дома:

Глубина заложения

На непучинистых грунтах не должна быть меньше расчетной величины промерзания. Минимальная глубина – 0,5 м. Поскольку в большинстве регионов России предел промерзания земли составляет 1,2 м, то фундамент закладывается на глубину от 1,5 м. Жилой дом исключает замерзание почвы под собой. Минимальная глубина не должна быть меньше 0,5-0,7 м при этом рыхлый грунт заменяют слоем более плотного.

Несущая способность грунта — Диаграмма давления подшипника

Помимо обеспечения ровной платформы для опалубки или кирпичной кладки, опоры распределяют вес дома, чтобы почва могла выдержать нагрузку. Нагрузка распространяется внутри самого основания под углом примерно 45 градусов, а затем распространяется в почве под более крутым углом, больше похожим на 60 градусов от горизонтали.

По мере расширения нагрузки под опорой давление на почву уменьшается. Грунт непосредственно под основанием принимает наибольшую нагрузку, поэтому его следует тщательно утрамбовать.

Найдите ближайших подрядчиков по изготовлению плит и фундаментов, которые помогут с вашими опорами.

Поскольку нагрузка распределяется, давление на почву наибольшее прямо под опорой. К тому времени, когда мы опускаемся ниже основания на расстояние, равное ширине основания, удельное давление на грунт упадет примерно наполовину. Спуститесь еще раз на ту же дистанцию, и давление упадет на две трети. Так что почва прямо под основанием является наиболее критичной и, как правило, наиболее подверженной злоупотреблениям.

Когда мы выкапываем опоры, зубья ведра взбалтывают почву и подмешивают в нее воздух, уменьшая ее плотность. Также грунт с насыпи может попасть в траншею. Рыхлый грунт имеет гораздо меньшую несущую способность, чем исходный.

Вот почему так важно уплотнять дно траншеи. Используйте уплотнитель с виброплитой для песчаных или гравийных почв и уплотнитель с прыгающим домкратом для ила или глины (дополнительные сведения об оборудовании для уплотнения см. В этом руководстве по основанию и основанию).Если вы не уплотняете эту почву, вы можете получить 1/2 дюйма заселения всего на первых 6 дюймах почвы.

Если вы копаете слишком глубоко и заменяете почву для восстановления качества, вы добавляете обратно почву, которая расширилась на 50%. Под нагрузкой он снова уплотняется и вызывает оседание. Поэтому, когда вы заменяете материал в траншее, тщательно уплотняйте его или используйте крупный гравий. Гравий размером полтора дюйма или больше практически самоуплотняется при его укладке. Под весом деревянного дома он не осядет в значительной степени.

Узнайте, как перекрывать мягкие участки почвы.

Таблица грузоподъемности грунта

Источник: Таблица 401.4.1; Кодекс CABO для проживания одной и двух семей; 1995.

Свойства грунта и подшипник

Тип и плотность естественной почвы также важны. Международный Строительный Кодекс, как и Кодекс CABO до него, перечисляет предполагаемую несущую способность для различных типов грунтов. Очень мелкие почвы (глины и илы) обычно имеют меньшую емкость, чем крупнозернистые почвы (пески и гравий).

Однако некоторые глины или илы имеют более высокую несущую способность, чем значения в кодовых таблицах.Если вы проведете испытание почвы, вы можете обнаружить, что у вас более плотная глина с гораздо более высокой несущей способностью. Механическое уплотнение почвы также может повысить ее несущую способность.

Определение несущей способности на объекте

Проверить плотность почвы в траншее для фундамента с помощью пенетрометра. Несущая способность вашей почвы поможет вам определить, нужен ли вам неглубокий или глубокий фундамент. Прочность грунта непосредственно под основанием, где сосредоточены нагрузки, имеет решающее значение для производительности фундамента.

Вы можете получить довольно хорошее представление о несущей способности грунта на дне траншеи, используя ручной пенетрометр. Это карманное устройство представляет собой подпружиненный зонд, который оценивает давление, которое может выдержать почва, и откалиброван для получения показаний в тоннах на квадратный фут. Один из них должен быть у каждого подрядчика и строительного инспектора. Это поможет вам избежать множества неприятностей.

Какие бывают типы фундаментов зданий и как они распределяют нагрузки?

Когда средний человек думает о фундаменте, ему, скорее всего, приходят на ум стены подвала своего дома.Или они думают о том человеке, который звонит им каждый год в одно и то же время, чтобы попросить пожертвование … Стена подвала или фундаментная стена — это часть конструкции, которая выдерживает нагрузку от бокового давления грунта, вызванного нарастающим на нее грунтом. , но он также передает нагрузку здания от конструкции вверху вниз на землю внизу. Есть две категории фундаментов, которые используются для передачи строительных нагрузок на землю: мелкие и глубокие фундаменты. Тип почвы и ее условия помогают инженерам-строителям определить, какой тип фундамента лучше всего подходит для конкретной конструкции.

Неглубокие фундаменты часто находятся под легко нагруженными конструкциями, такими как дом или сарай, и находятся близко к поверхности земли. Примером неглубокого фундамента является бетонный фундамент. Бетонные опоры расположены под фундаментными стенами и внутренними колоннами и используются для распределения нагрузки от конструкции наверху на достаточно большую площадь, которая ограничивает движение земляного полотна внизу. Требуемый размер опоры зависит от типа почвы под ней.Если основание ставится на глину, оно должно быть намного больше, чем если бы оно стояло на коренной породе, поскольку коренная порода имеет гораздо большую несущую способность.

Фундаменты мелкого заложения подвержены смещению в зависимости от окружающих условий и типа почвы, на которую они опираются. Например, в Виннипеге, где я живу, фундамент большинства домов строится на глине, которая набухает, когда впитывает влагу. Набухание почвы вызывает ее вспучивание, которое может поднять фундамент и вызвать неравномерную осадку в доме.Если разница в осадке минимальна, это обычно не структурная проблема, а скорее эстетическая проблема. Иногда движение может быть настолько сильным, что структурная целостность системы фундамента нарушается, и требуется ремонт или замена. Прочтите этот пост, чтобы узнать о некоторых других причинах неглубокого движения фундамента и отказов.

Плотные плиты и плита на уровне грунта — это два других типа неглубоких фундаментов, которые используются в строительстве и могут быть намного более экономичными, чем глубокие фундаменты, если нагрузки не слишком велики и конструкция может выдерживать дифференциальные движения.Существуют риски, связанные с плитой на уклонах, так как почва под ней может сжиматься и набухать, что может вызвать движение плиты. Если хозяину комфортно с перемещением плиты, то такой вариант плиты перекрытия — самый экономичный вариант. Если отделка и оборудование, размещаемое на плите, не переносят движения, часто рекомендуется использовать конструктивную плиту перекрытия. Несущая плита перекрытия имеет пустоту внизу, поэтому набухание и усадка почвы под ней не влияет на плиту.Когда почвенные условия не идеальны для размещения фундаментов мелкого заложения, следует рассмотреть возможность создания фундаментов глубокого заложения.

Глубокие фундаменты часто встречаются под большими зданиями, где вес конструкции очень велик и движение конструкции нежелательно. Эти фундаменты переносят нагрузку на землю намного ниже поверхности земли. Самый распространенный вид глубоких фундаментов — сваи. Сваи длинные и тонкие и переносят нагрузки на здания за счет трения между стороной сваи и окружающей почвой и через опору между дном сваи и слоями грунта ниже.Сваи могут быть стальными, деревянными или бетонными. Стальные сваи часто представляют собой горячекатаные двутавровые или винтовые сваи. Деревянные сваи часто представляют собой большие деревянные секции, которые обрабатываются давлением и используются для временных или постоянных конструкций. Бетонные сваи бывают сплошными шестиугольными или круглыми, армированными стальной арматурой.

Некоторые люди могут подумать, что глубина фундамента коррелирует с величиной нагрузки, передаваемой на почву, но обычно это не так.Если нагрузки очень велики, глубокие фундаменты устанавливаются ниже поверхности земли до тех пор, пока не встретится прочный / плотный слой почвы, такой как коренная порода или ледниковая тила. Оба они имеют очень высокую несущую способность, которую не могут обеспечить такие почвы, как глина и гравий. Сваи, доходящие до прочных / плотных слоев почвы, называются концевыми несущими сваями. Расположение этих слоев почвы может сильно различаться. На большой строительной площадке возможно столкновение одной сваи с коренной породой на 50 футов ниже уровня земли на одном конце площадки, в то время как свая на другом конце площадки может столкнуться с коренной породой на глубине до 100 футов ниже уровня земли!

Когда сваи используются для передачи нагрузок на окружающий грунт за счет трения, они называются сваями трения.Большая длина сваи означает большую способность переносить нагрузки на окружающую почву. Фрикционные сваи используются, когда на землю необходимо переносить более легкие нагрузки и когда неэкономично или нецелесообразно расширять сваю до плотного слоя почвы. В настоящее время бетонные фрикционные сваи часто используются в качестве фундамента в новых домах, поскольку они намного более устойчивы, чем опоры.

Фундаменты — один из важнейших компонентов конструкции здания.К сожалению, почвы, на которые передаются строительные нагрузки, могут быть настолько разными в разных местах. Чтобы снизить риск, связанный с фундаментом, всегда рекомендуется привлекать инженера-геолога для исследования грунта. Они смогут дать хорошие рекомендации относительно того, какой фундамент использовать, в зависимости от типа встречающейся почвы. Для большинства новых зданий, в зависимости от вашей юрисдикции, вы не сможете получить разрешение на строительство без геотехнического отчета или рекомендации, основанной на опыте инженеров.

Надеюсь, это даст вам некоторые базовые знания об основах, используемых для поддержки зданий, в которых вы живете и которые видите в своей повседневной жизни. Если вы хотите узнать больше о фундаментах и ​​других вопросах, связанных со строительной инженерией, не стесняйтесь подписаться на наш курс по основам строительной инженерии! У вас есть вопросы по фондам? Не стесняйтесь, чтобы оставить комментарий ниже.

Если вам нужна дополнительная информация об основах проектирования конструкций, не стесняйтесь получить наше полное руководство здесь!

Типы фундаментных систем и стоимость строительства

Фундаментные системы в здании

Существует две классификации фундаментов в строительстве: фундаментов мелкого заложения и глубоких фундаментов .Эти классификации относятся к глубине грунта, на котором формируется фундамент. Неглубокий фундамент может быть построен на глубине всего один фут, тогда как глубокий фундамент формируется на глубине 10-300 футов. Таким образом, неглубокий фундамент используется для проектов, которые представляют собой небольшие или легкие здания, и глубокие фундаменты для более крупных застроек или застроек на склоне холма или на бедных почвах.

Фундамент мелкого заложения

Неглубокие фундаменты обычно располагаются менее чем на шесть футов ниже самого нижнего готового этажа конструкции.Эти системы используются, когда почва, расположенная близко к поверхности земли, имеет достаточную несущую способность, а нижележащие более слабые пласты не приводят к чрезмерной осадке. Это наиболее часто используемые системы фундаментов для небольших жилых и деревянных конструкций. В результате в строительстве бывает несколько типов фундаментов мелкого заложения. Их часто называют раздвижными опорами, потому что они распределяют большие нагрузки по большему объему почвы.

Глубокие фундаменты

В случаях, когда неглубокий фундамент невозможен, необходим глубокий фундамент.Глубокие фундаменты — это структурные элементы, которые используются для передачи нагрузок от слабых и сжимаемых грунтов на более прочный слой, обычно расположенный на значительной глубине под землей. Эти фундаменты также могут вместо этого использовать трение земли, прилегающей к нему, для поддержки. Нагрузка вышеупомянутой конструкции передается на эти элементы с помощью бетонных элементов на уровне поверхности, таких как профилированные балки или свайные заглушки. Глубокие фундаменты рекомендуются при больших расчетных нагрузках (4 этажа +) и там, где плохой грунт присутствует на небольшой глубине.

Типы фундаментов мелкого заложения

Неглубокие фундаменты или опоры являются важной частью фундамента строительства, особенно там, где почва проблематична. Фундаменты — это структурные элементы, которые переносят нагрузки грунта от колонн, стен или боковые нагрузки от грунтовых подпорных конструкций. Опоры должны быть спроектированы так, чтобы предотвращать и минимизировать оседание фундамента, а также обеспечивать безопасность от опрокидывания и скольжения. Размер опор будет зависеть от типа и величины конструкции.При строительстве и установке фундаментов важно привлекать профессионалов, чтобы обеспечить правильную опору и структуру фундамента. Свяжитесь с нами , и на вашем фундаменте будет работать лицензированный инженер.

Изолированные насыпные или подушечные фундаменты — один из наиболее распространенных типов фундаментов, используемых в строительстве. Они используются под отдельными колоннами или другими точками нагрузки, каждая из которых имеет свою опору. Фундамент может быть квадратным или прямоугольным из бетона, размер которого рассчитывается исходя из нагрузки на колонну и безопасной несущей способности почвы.

Комбинированные опоры используются для поддержки двух или более колонн, расположенных близко друг к другу в ситуациях, когда в противном случае их основания перекрывались бы. Термин «комбинированный» происходит от комбинации изолированных опор, однако конструкция фундамента отличается. Форма комбинированного фундамента обычно прямоугольная и необходима только тогда, когда точки нагрузки находятся близко друг к другу.

Ленточные или непрерывные опоры используются под линиями, нагруженными повсюду. Чаще всего это происходит под несущими стенами или поперечными стенками и обычно имеет форму буквы «L» или перевернутой буквы «T».Эти типы фундаментов могут также поддерживать отдельные колонны, расположенные вдоль этих линий, но при большой нагрузке в этих точках может быть дополнительная ширина.

Основания из матов требуются, когда на площадь действует много различных нагрузок, вызывающих перекрытие нескольких отдельных оснований. Этот тип фундамента принято использовать при строительстве подвальных помещений, так как плита цокольного этажа будет выступать в качестве фундамента. Их также можно увидеть на участках с плохой почвой, чтобы бетонный пол не растрескивался.Фундаменты из матов распространяются по всей площади здания, чтобы выдерживать большие структурные нагрузки от колонн и стен, и имеют тенденцию быть глубже типичной бетонной плиты перекрытия (12 дюймов +, а не 4-5 дюймов). Затем вес конструкции равномерно распределяется по почве под ним. Этот тип фундамента обычно дешевле и проще в реализации, чем многие отдельные опоры, особенно когда точки нагрузки не определены выше.

Типы глубоких фундаментов

Свайный фундамент — это тип глубокого фундамента, сооруженный из бетона или стали в виде тонкой колонны или цилиндра.Свайный фундамент используется для передачи тяжелых нагрузок от конструкции на твердые породы глубоко под землей. Они предназначены для поддержки конструкции и передачи нагрузки на желаемой глубине, обычно в три раза превышающей ее ширину [6]. Свайные фундаменты используются для крупных сооружений и там, где неглубокий грунт не может противостоять оседанию или поднятию. Свайные фундаменты можно классифицировать следующим образом:

• Шпунтовые сваи: используются для обеспечения боковой поддержки
• Несущие сваи: используются для передачи вертикальных нагрузок от конструкции на грунт.
• Концевые опорные сваи: нижний конец сваи опирается на слой прочной почвы или камня.Свая располагается в переходном слое слабого и прочного грунта.
• Фрикционные сваи: передает нагрузку здания на почву за счет силы трения между поверхностью сваи и окружающей почвой.

Просверленные валы, также известные как кессоны, представляют собой еще один тип глубокого фундамента с монолитным элементом большой емкости, формируемым с помощью шнека. Буровые валы не только обеспечивают структурную опору, но и удерживают грунт. Сверло используется для создания отверстия необходимого диаметра и глубины.При необходимости на этом этапе используется обсадная колонна или буровой раствор, если скважина нуждается в дополнительной опоре, чтобы оставаться открытой. Затем в яму опускается стальная арматура во всю длину, после чего заливается бетоном. Готовый фундамент может выдерживать нагрузки от конструкции за счет сопротивления вала, сопротивления пальцев ног или их комбинации. Буровые валы способны переносить большие нагрузки на колонны, чем свайный фундамент.

Финансовые последствия мелкого и глубокого фундамента

Фундамент сооружения можно считать одной из самых важных частей сооружения, поскольку это фундамент, на котором все будет построено.Существует множество маркеров, которые определяют тип фундамента, необходимого для конструкции. При оценке затрат на фундамент следует учитывать следующие важные факторы:

• Испытания грунта, дренаж и влажность: перед началом любого проектирования или строительства рекомендуется нанять профессионального инженера-геолога для проверки грунта на месте. Это обеспечит выбор правильной техники в зависимости от содержания почвы. После заливки фундаментные плиты и места для подполья необходимо заделать для защиты от воды и влаги.
• Глубина: склоны холмов часто требуют более глубокого фундамента, чтобы избежать дополнительной нагрузки, способствующей оползню. В более холодном климате и влажной почве может потребоваться более глубокий фундамент для защиты от повреждений от замерзания и оттаивания. Чем глубже фундамент, тем выше общая стоимость
• Тип: фундамент из бетонных плит может стоить от 4500 до 21000 долларов в зависимости от проекта. — Фундаменты из монолитных плит дешевле, так как заливается только монолитный бетон. — Фундаменты неглубокого заложения находятся в среднем ценовом диапазоне, поскольку строителям необходимо вырыть ямы и залить их бетоном, а также соединить их с конструкцией выше.- Подпорная стена и глубокие фундаменты являются одними из самых дорогих для фундаментов, потому что для их строительства требуется больше земляных работ, оборудования и материалов, а они, как правило, являются более сложными.
• Строительные нормы, разрешения и местные сборы: важно учитывать, как местные правила повлияют на цену проекта. Размер и площадь проекта будут влиять на цену. Добавление элементов и получение необходимых разрешений в соответствии с местными строительными нормами также может увеличить расходы на проект.

Лучший способ защитить ваш дом — это нанять лицензированного и надежного строителя, который установит или починит ваш фундамент.Это обеспечит безопасность вашего дома или строительной конструкции. Здесь, в Design Everest , мы можем помочь вам найти опытного строителя для вашей собственности. Свяжитесь с нами сейчас, и мы предоставим вам БЕСПЛАТНУЮ консультацию с расценками. Мы также предоставляем виртуальные выездные и виртуальные консультации.

Фонд поселка | The BrickKicker

Что такое Foundation Settlement?

Заселение фундамента происходит, когда почва сдвигается под домом, и это серьезная сделка для домовладельца, часто требующая принятия быстрых мер для предотвращения повреждения конструкции дома.Причины оседания фундамента на самом деле редко связаны с фактическим дизайном или недоработкой самого дома. Наиболее частые причины повреждений, которые приводят к оседанию фундамента, связаны с изменениями, происходящими с почвами вокруг фундамента и почвами, которые отвечают за окружение и поддержку всей конструкции. Ниже приведены некоторые из потенциальных причин оседания фундамента и их значение для будущего фундамента и самой конструкции.

Проблемы с грунтом, несущим слабые опоры

Существуют определенные типы грунта, которые просто не способны выдержать вес фундамента или выдержать давление, которое оказывает фундамент здания. В результате опоры фундамента могут давить или проваливаться в более мягкие почвы. В подобных случаях опоры должны быть спроектированы таким образом, чтобы они распределяли нагрузку по более слабым почвам. Это сделано для того, чтобы уменьшить возможное оседание фундамента.

Тем не менее, вам все же необходимо помнить о том, что в большинстве проблем, связанных с осадкой фундамента, когда несущий грунт является слабым, причина заключается в том, что в жилом строительстве использовались стандартные опоры, а не более надежные опоры. Причина этого в том, что опоры обычно проектируются на основе общих рекомендаций, а не на основе информации о почве, характерной для данного участка.

Проблемы с плохим уплотнением

Как при застройке коммерческих, так и жилых участков существует обычная практика, когда люди размещают насыпные грунты.Вообще говоря, строительные участки создаются путем вырубки вершин холмов или засыпки долин с целью создания плоских и уплотненных пространств. Заливные почвы, которые размещены должным образом и должным образом уплотнены, должны быть более чем способны создать достаточную опору для фундамента этих предприятий.

Тем не менее, важно отметить, что, когда эти насыпные грунты уплотнены, но не надлежащим образом, они могут сжиматься под нагрузкой на фундамент.В результате конструкция и фундамент могут осесть, что вызовет проблемы структурной целостности в будущем.

Изменения содержания влаги

Когда грунт фундамента испытывает резкое изменение содержания влаги, это может привести к повреждению фундамента в виде осадки. Избыточное количество влаги способно пропитать грунт фундамента, а это легко может привести к размягчению или ослаблению иловых или глинистых грунтов. Когда почва больше не может выдерживать нагрузку, часто происходит оседание фундамента.Повышенное количество влаги в почве под фундаментом часто является следствием плохого дренажа на поверхности вокруг конструкции, утечки в водопроводе, утечки в водопроводе или повышенный уровень грунтовых вод.

Почвы с большим содержанием глины также могут иметь тенденцию к усадке, когда дело доходит до потери влаги. Когда почвы с высоким содержанием глины начинают высыхать, они могут сжиматься или сокращаться.Это приведет к общему и постепенному уменьшению объема почвы. В результате, когда речь идет о конструкциях, опирающихся на высохшую почву, часто наблюдается повреждение осадка. Высыхание грунта фундамента часто может быть вызвано условиями, которые сильно напоминают засуху, а также другими причинами. Например, созревающая растительность и деревья могут вызвать высыхание основной почвы. Другой причиной высыхания грунта фундамента является протечка системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на черновом полу.

Созревание деревьев или растительности

Как упоминалось выше, это еще одна проблема, которая может привести к оседанию фундамента, поэтому со временем за ней нужно следить. Созревание деревьев, кустарников и других видов растительности, которые находятся в непосредственной близости от здания дома, является частой причиной просадки фундамента. Когда деревья и другие виды растительности созреют, они вырастут в размерах, и поэтому требования, которые они предъявляют к почве в отношении воды и питательных веществ, также будут расти.Корневая система для этих типов растительности также будет постоянно расти и расширяться со временем, и поэтому корни будут пытаться вытягивать влагу из почвы вокруг и под фундаментом здания.

Почвы, богатые глиной, в результате этого действия со временем сжимаются, поскольку теряют свою влажность. Это приведет к оседанию вышележащей конструкции, включая фундамент, и здания, построенного поверх фундамента.Многие владельцы зданий и домовладельцы говорят, что у них никогда не было проблем с осадкой фундамента до многих, многих лет после постройки конструкции.

К сожалению, может пройти несколько десятилетий, прежде чем проблема такого типа станет очевидной, и поэтому это может усложнить жизнь домовладельцу, которому внезапно приходится ремонтировать фундамент под домом. Причина этого в том, что для того, чтобы новая растительность и деревья действительно выросли, требуется много десятилетий, и именно поэтому эти типы проблем с фундаментом действительно не возникают до более позднего периода жизни здания.

Фундаменты, расположенные ближе к поверхности земли, как правило, чаще страдают от проблем с обезвоживанием почвы. Причина этого в корнях деревьев. Фундаменты на уровне подвала и более глубокие фундаменты, как правило, не будут испытывать столько проблем с этим типом проблемы оседания грунта. По общему правилу, диаметр корневой системы дерева должен быть не меньше размера кроны дерева. Это может помочь вам определить, возникнут ли у вас проблемы со зрелой растительностью в будущем.

Уплотнение грунта

Концепция уплотнения грунта — это то, что происходит, когда вес конструкции сжимается на более слабый, более низкий грунт или когда вновь засыпанный грунт с целью заполнения делает то же самое. Грунт на глиняной основе с более низким содержанием, который от природы более слабый, не сможет выдержать давление со стороны конструкции или более тяжелого грунта-насыпи, и поэтому в результате произойдет уплотнение грунта. Приложенная нагрузка обычно вытесняет некоторое количество воды из более слабой глинистой почвы.Это позволит отдельным частицам почвы разлетаться более плотно. Консолидация приведет к движению вниз этих вышележащих структур или, как результат, к оседанию фундамента.

Когда оседание вызвано уплотнением грунта основания, это обычно происходит в течение длительного периода. Этот тип осадки фундамента обычно может произойти в течение нескольких недель, нескольких месяцев или даже нескольких лет, прежде чем он будет считаться завершенным.

Решение проблем с фундаментом

К сожалению, когда начинается оседание фундамента, у вас уже возникают проблемы. Жизненно важно, чтобы вы начали решать эту проблему как можно скорее, чтобы вы могли пресечь ее в зародыше, прежде чем она станет еще более серьезной. Если ваш фундамент проседает или оседает, велика вероятность, что это будет продолжаться до тех пор, пока не будет оказана помощь. Лучшее, что вы можете сделать, — это определить точную причину оседания фундамента, чтобы предотвратить его ухудшение.

Если вы когда-либо сомневаетесь в том, что заставляет ваш фонд осесть, было бы очень разумно обратиться за помощью к профессионалам, чтобы вы могли получить обратную связь и совет. Поскольку так важно, чтобы вы перестали позволять фундаменту опускаться или оседать, получение быстрой и эффективной профессиональной помощи станет для вас действительно важным фактором.

Быстрая и эффективная работа с оседающим или опускающимся фундаментом — лучший способ сохранить и сохранить структурную целостность вашей конструкции, позволяя ей оставаться в хорошем состоянии в течение многих лет.Если вы не решите проблему, продолжающееся оседание может поставить под угрозу структурную целостность вашего здания, что приведет к дальнейшему повреждению и потенциальному ущербу в процессе.

ФОНД

Выбор типа фундамента

Выбор подходящего
тип фундамента определяется некоторыми важными факторами, такими как

1. Характер конструкции
2. Нагрузки от
   структура
3. Характеристики недр
4. Выделенная стоимость
   фундаменты

Поэтому принять решение о
тип фундамента, необходимо проведение геологоразведочных работ.Тогда почва
характеристики в зоне поражения под зданием должны быть
тщательно оценен. Допустимая несущая способность пораженного грунта
затем следует оценить слои.

После этого исследования можно было
затем решите, следует ли использовать фундамент неглубокий или глубокий.

Фундаменты мелкого заложения, такие как
опоры и плоты дешевле и проще в исполнении. Их можно было бы использовать, если бы
выполняются следующие два условия;

1. Наложенное напряжение (Dp)
   вызванная зданием, находится в пределах допустимой несущей способности
   различных слоев почвы, как показано на рис.1.

Это условие выполнено
когда на рисунке 1 меньше и меньше, чем меньше и меньше, и так далее.

2. Здание выдержало
   ожидаемая осадка по данному типу фундамента

Если один или оба из этих двух
условия не могут быть выполнены использование глубоких фундаментов должно быть
считается.

Глубокие фундаменты используются, когда
верхние слои почвы мягкие и имеется хороший несущий слой на
разумная глубина.Толщина грунта, лежащего под несущим слоем, должна быть
достаточная прочность, чтобы противостоять наложенным напряжениям (Dp)
из-за нагрузок, передаваемых на опорный слой, как показано на рисунке 2.

Глубокие фундаменты обычно
сваи или опоры, которые передают нагрузку здания на хорошую опору
страта. Обычно они стоят дороже и требуют хорошо обученных инженеров для
выполнять.

Если исследуемые слои почвы
мягкий на значительной глубине, и при разумных пределах не обнаруживается несущего пласта.
глубины, можно использовать плавучие фундаменты.

построить
плавающий фундамент, масса грунта, примерно равная весу
Предлагаемое здание будет демонтировано и заменено зданием. В
в этом случае несущее напряжение под зданием будет равно весу
удаленной земли
(γD)

что меньше

(q _a = γD + 2C)

а также
Дп
будет равно нулю.Это означает, что несущая способность под
здание меньше, чем (q _a ), и ожидаемое поселение теоретически равно
нуль.

Наконец, инженер должен
подготовить смету стоимости наиболее перспективного типа фундамента
что представляет собой наиболее приемлемый компромисс между производительностью и
Стоимость.

Фундамент мелкого заложения

Фундаменты неглубокие — это те
выполняется у поверхности земли или на небольшой глубине.Как упоминалось ранее
в предыдущей главе фундаменты мелкого заложения использовались при грунтовых
разведка доказывает, что все слои почвы, затронутые зданием, могут
противостоять наложенным напряжениям (Dp)
не вызывая чрезмерных заселений.

Фундаменты мелкого заложения либо
опоры или плоты.

Опоры

Фундамент является одним из
старейший и самый популярный вид фундаментов мелкого заложения.Опора — это
увеличение основания колонны или стены с целью распределения
нагрузка на поддерживающий грунт при давлении, соответствующем его свойствам.

Типы опор

Существуют разные виды
опоры, соответствующие характеру конструкции. Подножки можно классифицировать
на три основных класса

Настенный или ленточный фундамент

Он проходит под стеной мимо
его полная длина, как показано на рис.3. обычно используется в несущей стене
типовые конструкции.

Изолированный фундамент колонны

Он действует как основание для колонны.
Обычно применяется для железобетонных зданий типа Скелтон. Может
принимать любую форму, например квадратную, прямоугольную или круглую, как показано на рисунке 4.

Инжир.4 Типовые раздвижные опоры

Комбинированная опора колонны

Это
комбинированное основание для внешней и внутренней колонн здания, рис.5.
Он также используется
когда две соседние колонны здания расположены близко друг к другу другой,
их опоры перекрывают друг друга

Распределение напряжений под опорами

Распределение напряжений под опорами
считается линейным, хотя на самом деле это не так. Ошибка
участие в этом предположении невелико, и на него можно не обращать внимания.

Загрузить сборники

Нагрузки, влияющие на обычные типы
строений:

1. Постоянная нагрузка (D.L)
2. Живая нагрузка (L.L)
3. Ветровая нагрузка (W.L)
4. Землетрясение (E.L)

Собственная нагрузка

Полная статическая нагрузка, действующая на элементы
конструкции следует учитывать при проектировании.

Живая нагрузка

Маловероятно, что полная интенсивность
динамической нагрузки будет действовать одновременно на всех этажах
многоэтажный дом.Следовательно, кодексы практики позволяют
снижение интенсивности динамической нагрузки. Согласно египетскому кодексу
на практике допускается следующее снижение временной нагрузки:

№ или .
перекрытий Снижение временной нагрузки%

Земля
нулевой этаж%

1 ^ул
нулевой этаж%

2 ^nd
этаж 10.0%

3 ^рд
этаж 20,0%

4 ^-й
этаж 30,0%

5 ^{-й этаж} и
более 40,0%

Временная нагрузка не должна снижаться в течение
склады и общественные здания, такие как школы, кинотеатры и больницы.

Ветровые и землетрясения нагрузки

Когда здания высокие и узкие,
Необходимо учитывать ветровое давление и землетрясение.

Допущение, использованное при проектировании спреда
Опоры

Теория анализа эластичности указывает на
что распределение напряжений под симметрично нагруженными фундаментами не является
униформа. Фактическое распределение напряжений зависит от типа материала.
под опорой и жесткостью опоры. Для опор на рыхлых
не связный материал, зерна почвы имеют тенденцию смещаться вбок на
края из-под груза, тогда как в центре почва относительно
ограничен.Это приводит к диаграмме давления, примерно такой, как показано на рисунке 6.
Для общего случая жестких оснований на связных и несвязных
материалов, Рис.6 показывает вероятное теоретическое распределение давления.
Высокое краевое давление можно объяснить тем, что краевой сдвиг должен
иметь место до урегулирования.

Потому что давление
интенсивность под опорой зависит от жесткости опоры,
тип почвы и состояние почвы, проблема в основном
неопределенный.Обычно используется линейное распределение давления.
под фундаментом, и в этом тексте будет следовать этой процедуре. В
в любом случае небольшая разница в результатах проектирования при использовании линейного давления
распределение

Допустимые опорные напряжения под опорами

Коэффициент запаса прочности при расчете
допустимая несущая способность под фундаментом должна быть не менее 3
если учитываемые при расчете нагрузки равны статической нагрузке +
пониженная живая нагрузка.Коэффициент запаса прочности не должен быть меньше 2, когда
рассматривается наиболее тяжелое состояние нагрузки, а именно: статическая нагрузка + полный рабочий ток.
нагрузка + ветровая нагрузка или землетрясения.

Нагрузки на надстройку обычно
рассчитывается на уровне земли. Если указано допустимое допустимое давление на опору, оно должно быть уменьшено на объем бетона.
под землей на единицу площади основания, умноженную на
разница между удельным весом бетона и грунта.Если принять равной среднюю плотность грунта и бетона рис.7,
тогда следует уменьшить на

Конструктивное исполнение раздвижных опор

Для опоры на ноги
следующие позиции следует рассматривать как

1 ножницы

Напряжения сдвига съедали обычно
контролировать глубину расставленных опор.Критическое сечение для широкой балки
сдвиг показан на рис.8-а. Находится на расстоянии d от колонны или стены.
лицо. Значения касательных напряжений приведены в таблице 1.
сечение для продавливания сдвига (двусторонний диагональный сдвиг) показано на рис. 8-б.
Он находится на расстоянии d / 2 от лицевой стороны колонны. Это предположение
в соответствии с Кодексом Американского института бетона (A.CI).

Таблица 1):
допустимые напряжения в бетоне и арматуре: —

Пробивные ножницы обычно
контролировать глубину разложенных опор.Из принципов статики Рис. 8-б
, сила на критическом участке сдвига равна силе на
опора за пределами секции сдвига, вызванная чистым давлением грунта f _n .

где q _p
= допустимое напряжение сдвига при штамповке

= 8 кг / см ² (для куба
сила = 160)

f _n = чистое давление на грунт

b = Сторона колонны

d = глубина продавливания

Можно предположить, что
критический участок для продавливания сдвига находится на торце колонны, и в этом случае
допустимое напряжение сдвига при штамповке можно принять равным 10.0 кг / см ²
(для прочности куба = 160).

Фундамент обычно проектируется
чтобы гарантировать, что глубина будет достаточно большой, чтобы противостоять сдвигу бетона
без армирования полотном ..

2- Облигация

Напряжение связи рассчитывается как

.

где поперечная сила Q равна
взятые в том же критическом сечении для изгибающего момента или при изменении
бетонное сечение или стальная арматура.Для опор
постоянное сечение, сечение для склеивания находится на торце колонны или стены. В
арматурный стержень должен иметь достаточную длину
д _г
, Рис.9, чтобы избежать выдергивания (разрыва соединения) или
раскалывание бетона. Значение
d _d вычисляется следующим образом:

Для первого расчета возьмем
f _s
равно допустимой рабочей
стресс.Если рассчитанный
d _d есть
больше имеющихся d _d

затем пересчитайте d _d
взяв
f _с
равно действительному напряжению стали.

Допустимая стоимость облигации
напряжение q _b
следующие

3- Изгибающий момент

Критические разделы для
изгибающий момент определяется по рис.10 следующим образом:

Для бетонной стены и колонны,
это сечение берется на лицевой стороне стены или колонны рис.10-а.

Для кладки стены этот участок
берется посередине между серединой и краем стены Рис.10-б.

Для стальной колонны этот раздел
расположен на полпути между краем опорной плиты и лицевой стороной
столбец Рис.(10-с).

Глубина, необходимая для сопротивления
изгибающий момент

4- Опора на опору

Когда железобетон
колонна передает свою нагрузку на опору, сталь колонны, которая
несущий часть груза, не может быть остановлен на опоре, так как
это может привести к чрезмерной нагрузке на бетон в зоне контакта колонны.Следовательно, это
необходимо передать часть нагрузки, которую несет стальная колонна, на
напряжение сцепления с основанием за счет удлинения стальной колонны или
дюбеля. С Рис.11:

где

f _s — фактическое напряжение стали

5- Обычная бетонная опора под R.C. Опора

Распространенной практикой является размещение
простой бетонный слой под железобетонным основанием. Этот слой
около 20 см. до 40 см. Проекция C плоского бетонного слоя
зависит от его толщины t. Ссылаясь на Рис.12, максимальный изгибающий момент
на единицу длины в сечении a-a равно

Где
f _n

= чистое давление почвы.

Максимальное растягивающее напряжение
внизу раздела а-а
это:

ДИЗАЙН R.C. СТЕНА:

Основание стены представляет собой полосу из
железобетон шире стены. На Рис.13 показаны различные типы
стеновые опоры. Тип, показанный на рис. 13-а, используется для опор, несущих легкие.
нагрузки и размещены на однородном грунте с хорошей несущей способностью.Тип, показанный в
Рис. 13-б используется, когда грунт под фундаментом неоднородный и
разная несущая способность. Используется тип, показанный на рисунках 13-c и 13-d.
для больших нагрузок.

Процедура проектирования:

Рассмотрим 1.0 метров длиной
стена.

1.
Найдите P на уровне земли.

2.
Найти, если дано, то оно сокращается или вычисляется P _T .

3.
Вычислить площадь опоры

Если напряжение связи небезопасно,
либо увеличиваем за счет использования стальных прутков меньшего диаметра, либо
увеличивать
∑
О
глубина d.Сгибая вверх
стальная арматура по краям фундамента помогает противостоять сцеплению
стрессы. Диаметр основной стальной арматуры не должен быть меньше
более 12 мм. Для предотвращения растрескивания из-за неравномерного оседания под стеной
Само по себе дополнительное армирование используется, как показано на рис. 13-c и d. это
принимается за 1,0% от поперечного сечения бетона под стеной и
одинаково сверху и снизу.

19.Проверить анкерный залог

Конструкция одностоечной опоры

одноколонный фундамент обычно квадратный в плане, прямоугольный фундамент —
используется, если есть ограничение в одном направлении или если поддерживаемые столбцы
слишком удлиненный.прямоугольное сечение. В простейшем виде они
состоят из единой плиты ФИг.15-а. На рис. 15-б изображена колонна на опоре
опора, пьедестал обеспечивает глубину для более благоприятной передачи нагрузки
и во многих случаях

требуется
чтобы обеспечить необходимую длину для дюбелей. Наклонные опоры, такие как
те, что на Рис. 15-c

Методика расчета опор квадратной колонны

Американец
Кодексы практики
равно
момент около критического сечения y-y чистого напряжения, действующего на
вылупился.area abcd Рис. 16-a. Согласно континентальным кодексам практики M _max .
равно любому; момент действия чистых напряжений
на заштрихованной области abgh, показанной на рис. 16-b, около критического сечения y-y
или 0,85 момент результирующих напряжений, действующих на площадь abcd на рис. 16-а.
о г-у.

8.Определите необходимую глубину сопротивления пробивке d _p .

9.

Рассчитайте d _м , глубину сопротивления

b =
B, сторона опоры в соответствии с Американскими нормами практики

.

b = (b _c + 20) см
где b _c — сторона колонны согласно Continental
Кодексы практики.

Следует отметить, что d _м
вычисленное континентальным методом, больше, чем вычисленное американским кодом.
Большая глубина уменьшит количество стальной арматуры и обычно
соответствует глубине, необходимой для штамповки. Американский код дает меньшее значение d _м
с более высоким значением стальной арматуры, но с использованием высокопрочной стали,
площадь стальной арматуры может быть уменьшена. В этом тексте
изгибающий момент рассчитывается в соответствии с Американскими нормами, а b равно
принимается либо равным b _c + 20, когда используется обычная сталь, либо
равно B при использовании стали с высоким пределом прочности.

Глубина основания d может быть
принимает любое значение между двумя значениями, вычисленными двумя вышеуказанными методами. Это
Следует отметить, что при одном и том же изгибающем моменте большая глубина будет
требуется меньшая площадь арматурной стали, которая может не удовлетворять требованиям
минимальный процент стали. Также небольшая глубина потребует большой площади стали.
особенно при использовании обычной низкоуглеродистой стали.

10. Выберите большее из d _m или d _p

11.Проверить d _d , глубину установки дюбеля колонны.

Методика расчета прямоугольной опоры

Процедура такая же, как и
квадратный фундамент. Глубина обычно контролируется пробивными ножницами, за исключением случаев, когда
отношение длины к ширине велико, сдвиг широкой балки может контролировать
глубина. Критические сечения сдвига находятся на расстоянии d по обе стороны от
столбец Рис.17-а. Изгибающий момент рассчитывается для обоих направлений, вокруг оси 1-1 и вокруг оси b-b, как показано на рис. 17.b и c.

Армирование в длинном
направление (сторона L) рассчитывается по изгибающему моменту и равномерно распределяется по ширине B.
армирование в коротком направлении (сторона B) рассчитывается по изгибу
момент
М ₁₁ .При размещении стержней в коротком направлении один
необходимо учитывать, что опора, обеспечиваемая опорой колонны, является
сосредоточены около середины, следовательно, зона опоры, прилегающая к
колонна более эффективна в сопротивлении изгибу. По этой причине
произведена регулировка стали в коротком направлении. Эта регулировка помещает
процент стали в зоне с центром в колонне шириной, равной
к длине короткого направления опоры.Остальная часть
арматура должна быть равномерно распределена в двух концевых зонах, рис.18.
По данным Американского института бетона, процент стали в
центральная зона выдается по:

где S = отношение длинной стороны к короткой
сторона, L / B.

САМЕЛЛЫ

Одиночные опоры должны быть связаны
вместе пучками, известными как semelles, как показано на рис.19.a. Их функция
нести стены первого этажа и переносить их нагрузки на опоры.
Семелла могут предотвратить относительное оседание, если они имеют очень жесткое сечение.
и сильно усиленный.

Семелле представляет собой неразрезную железобетонную балку прямоугольного сечения.
несущий вес стены. Ширина семели равна
ширина стены плюс 5 см и не должна быть меньше 25 см. Должно
сопротивляться усилиям сдвига и изгибающим моментам, которым он подвергается,
semelles должен

быть усиленным сверху и снизу
для противодействия дифференциальным расчетам.равным усилением A _s .

Верх
уровень семелы должен быть на 20 см ниже уровня платформы.
окружающие здание. Если уровень первого этажа выше, чем
уровень платформы, уровень внутренней полумельки можно принять 20 см.
ниже уровня первого этажа

Опоры, подверженные воздействию момента

Введение

Многие основы сопротивляются, в
в дополнение к концентрической вертикальной нагрузке, момент вокруг одной или обеих осей
основания.Момент может возникнуть из-за нагрузки, приложенной не к центру
основание. Примеры основ, которые должны противостоять моменту, — это основания для
подпорные стены, опоры, опоры мостов и колонны
фундаменты высотных зданий, где давление ветра вызывает заметный прогиб
моменты у основания колонн.

Результирующее давление на почву
под внецентренно нагруженным основанием считается совпадающим с осевым
нагрузка P, но не с центром тяжести фундамента, что приводит к линейному
неравномерное распределение давления.Максимальное давление не должно превышать
максимально допустимое давление на почву. Наклон опоры из-за
возможна более высокая интенсивность давления почвы на пятку. Это может
быть уменьшенным за счет использования большого запаса прочности при расчете допустимого грунта
давление. Глава 1, Раздел «Опоры с эксцентрическими или наклонными нагрузками»
обеспечивают снижение допустимого давления на грунт для внецентренно нагруженных
опоры.

Опоры с моментами или эксцентриситетом относительно
Одна ось

где P =
вертикальная нагрузка или равнодействующая сила

е =
Эксцентриситет вертикальной нагрузки или равнодействующей силы

q =
интенсивность давления грунта (+ = сжатие)

и не должно быть больше допустимого

давление почвы q _a

c-Нагрузка P за пределами средней

Когда
нагрузка P находится за пределами средней трети, то есть
е
>
L / 6,
Уравнение7 указывает на то, что под опорой возникнет напряжение. Однако нет
между почвой и основанием может возникнуть напряжение, поэтому напряжение
напряжения не принимаются во внимание, а площадь основания, которая находится в

натяжение не считается эффективным при несении нагрузки. Следовательно
диаграмма давления на почву всегда должна быть в сжатом состоянии, как показано на

Рис.21-.c. Для

в
эксцентриситет е

>
L / 6
с участием
относительно только одной оси, можно управлять уравнениями для максимальной почвы
давление q ₁ , найдя диаграмму давления сжатия,
результирующая должна быть одинаковой и на одной линии действия нагрузки P.Этот
диаграмма примет форму треугольника со стороной = q ₁ и основанием
=

Опоры с моментами или эксцентриситетом относительно
обе оси

Для опор с моментами или
эксцентриситет относительно обеих осей Рис. 22, давление может быть вычислено с помощью
следующее уравнение

a- Нейтральная ось за пределами базы:

Если нейтральная ось находится снаружи
основание, то все давление q находится в сжатом состоянии, и уравнение (9) имеет вид
действительный.Расположение максимального и минимального давления на почву может быть
определяется быстро, наблюдая направления моментов. Максимум
давление q ₁ находится в точке (1)

Рис.22-а и минимальный
давление q ₂ находится в точке (3). Давление q ₁ и q ₂
определяются из уравнения (9).

б- Нейтральная ось режет основание

Если нейтральная ось режет
основание, то некоторый участок основания подвергается растяжению Рис.22. Как
почва вряд ли захватит опору, чтобы удерживать ее на месте, поэтому
диаграмму, показанную на рис. 22-б, и уравнение (9) использовать нельзя. Расчет
Максимальное давление на почву должно зависеть от площади, фактически находящейся на сжатии.
Диаграмма сжатия должна быть найдена таким образом, чтобы ее результирующая
должны быть равны и на одной линии действия силы P. Простейший
способ получить эту диаграмму — методом проб и ошибок следующим образом:

1-
Находить
давление почвы во всех углах, применяя уравнение.(9).

2-

Определите положение нейтральной оси N-A (линия нулевого давления).
Это не прямая линия, но предполагается, что это так.
Поэтому необходимо найти только две точки, по одной на каждой соседней стороне.
основания.

3-
Выбрать другой
нейтральная ось (N’-A ‘) параллельна (N-A), но несколько ближе к месту
результирующей нагрузки P, действующей на опору.

4-
Вычислить
момент инерции сжатой области по отношению к N’-A ‘. В
Самая простая процедура — нарисовать опору в масштабе и разделить площадь на
прямоугольники и треугольники

4.4 КОНСТРУКЦИЯ ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ФУНТОВ
К МОМЕНТУ

Основная проблема в
конструкция эксцентрично нагруженных опор — это определение
распределение давления под опорами. Как только они будут определены,
процедура проектирования будет аналогична концентрически нагруженным опорам,
выбраны критические сечения и произведены расчеты напряжений из-за
момент и сдвиг сделаны.

Где
изгибающие моменты на колонну поступают с любого направления, например от
ветровые нагрузки, квадратный фундамент; предпочтительнее, если не хватает места
диктуют выбор прямоугольной опоры. Если изгибающие моменты действуют всегда
в том же направлении, что и в колоннах, поддерживающих жесткие каркасные конструкции,
опору можно удлинить в направлении эксцентриситета

Размеры фундамента B
и L пропорциональны таким образом, чтобы максимальное давление на носке
не превышает допустимого давления почвы.

Если
колонна несет постоянный изгибающий момент, например, кронштейн, несущий
длительной нагрузке, может оказаться преимуществом смещение колонны от центра на
опоры так, чтобы эксцентриситет результирующей нагрузки был равен нулю.
В этом случае распределение давления на основание будет равномерным. Долго
носок опоры должен быть спроектирован как консоль вокруг
сечение лицевой стороны колонны, Расчет глубины сопротивления
пробивные ножницы и ножницы для широкой балки такие же, как при опоре фундаментов
концентрические нагрузки

Поскольку изгибающий момент на
основание колонны, вероятно, будет большим для этого типа фундамента,
арматура колонны должна быть правильно привязана к фундаменту.,
Детали армирования для этого типа фундаментов показаны на Рис.24.

Для квадратного фундамента это
как правило, удобнее всего поддерживать одинаковый диаметр стержня и расстояние между ними
направления во избежание путаницы при креплении стали.

Комбинированные опоры

Введение

В предыдущем разделе были представлены элементы оформления разворота и стены.
опоры.В этом разделе рассматриваются некоторые из наиболее сложных
проблемы с мелким фундаментом. Среди них опоры, поддерживающие более
один столбец в ряд (комбинированные опоры), который может быть прямоугольным или
трапециевидной формы, или две накладки, соединенные балкой, как ремешок
опора. Эксцентрично нагруженные опоры и опоры несимметричной формы
тоже будет рассмотрено.

Прямоугольные комбинированные опоры

Когда
линии собственности, расположение оборудования, расстояние между колоннами или другие соображения
ограничить расстояние от фундамента в местах расположения колонн, возможное решение:
использование фундамента прямоугольной формы.Этот тип фундамента может поддерживать
два столбца, как показано на рисунках 25 и 26, или более двух столбцов с
только небольшое изменение процедуры расчета. Эти опоры
обычно проектируется, предполагая линейное распределение напряжений в нижней части
основания, и если равнодействующая давления почвы совпадает с
равнодействующая нагрузок (и центр тяжести опоры), грунт
предполагается, что давление равномерно распределено, линейное давление
Распределение подразумевает твердую опору на однородной почве.Настоящий
опора, как правило, не жесткая, и давление под ней неравномерно, но
Было обнаружено, что решения, использующие эту концепцию, являются адекватными. Этот
Концепция также приводит к довольно консервативному дизайну.

Конструкция жесткой прямоугольной опоры заключается в определении
расположение центра тяжести (cg) нагрузки на колонну и длина
и такие размеры ширины, чтобы центр тяжести основания и центр
силы тяжести колонны нагрузки совпадают.С размерами опоры
установили, ножницы

можно подготовить диаграмму моментов, выбрать глубину сдвига (опять же
является обычным, чтобы сделать глубину достаточной для сдвига без использования сдвига
армирование, чтобы косвенно удовлетворить требованиям жесткости), и армирование
сталь, выбранная для требований к гибке. Критические секции на сдвиг, оба
диагональное натяжение и широкая балка, следует принимать, как указано в предыдущем
раздел.Максимальные положительные и отрицательные моменты используются при проектировании
армирующей стали, и в результате получится сталь как в нижней, так и в верхней части
луч.

В коротком направлении очевидно, что вся длина не будет
эффективен в сопротивлении изгибу. Эта зона, ближайшая к колонне, будет наиболее
эффективен для изгиба, и рекомендуется использовать этот подход.
Это в основном то, что Кодекс ACI определяет в Ст.15.4.4 для прямоугольного
опоры

Если принять, что зона, в которую входят столбцы, больше всего
эффективная, какой должна быть ширина этой зоны? Конечно, это должно быть что-то
больше ширины столбца. Наверное, не должно быть больше
ширина столбца плюс d до 1,5d, в зависимости от расположения столбца на основе
аналитическая работа автора, отсутствие руководства по Кодексу и признание того, что
дополнительная сталь «укрепит» зону и увеличит моменты в этой зоне
и уменьшить момент выхода из зоны.Эффективная ширина при использовании этого метода
проиллюстрирован на рис.27.
Для оставшейся части фундамента в коротком направлении Кодекс ACI
Должно использоваться требование для минимального процентного содержания стали (ст. 10.5 или 7.13).

При выборе размеров для комбинированного фундамента размер длины равен
несколько критично, если желательно иметь диаграммы сдвига и момента
математически близко как проверка ошибок.Это означает, что если длина
точно вычисленное значение из местоположения cg столбцов,
Эксцентриситет будет внесен в основание, что приведет к нелинейному
диаграмма давления грунта. Однако фактическая длина в заводском состоянии должна быть
округляется до практической длины, скажем, с точностью до 0,25 или 0,5 фута (от 7,5 до 15
см).

Нагрузки на колонну могут быть приняты как сосредоточенные нагрузки для расчета сдвига и
диаграммы моментов.Для расчета значения сдвига и момента на краю (торце)
столбца следует использовать. Результирующая ошибка при использовании этого подхода:
незначительно Рис. (28)

Если основание нагружено более чем двумя колоннами, проблема все еще сохраняется.
статически детерминированный; реакции (нагрузки на колонку) известны также как
распределенная нагрузка, то есть давление грунта.

Методика расчета прямоугольной комбинированной опоры: —

Ссылаясь на рис.29, этапы проектирования можно резюмировать следующим образом:

1-

Найдите направление применения результирующего R. Это исправление L / 2, поскольку y равно
известные и ограниченные. Следует указать, что если длина L не равна
точно рассчитанное значение, эксцентриситет будет введен в
опоры, в результате чего получается нелинейная диаграмма давления грунта.Фактическая в состоянии постройки
длину, однако, следует округлить до практической длины, например, до
ближайшие 5 см или 10 см.

максимальный + ve момент в точке K, где сила сдвига = ноль

6-

Определите глубину сдвига. Принято делать глубину адекватной
на сдвиг без использования сдвига
армирование. Критическое сечение сдвига находится на расстоянии d от грани.
столбца, имеющего максимум

сдвиг, рис.30

7-Определить
глубина продавливания сдвига для обеих колонн. По данным ACI,
критическое сечение это на d / 2 от грани колонны. Рис.30.

9-д
выбран наибольший из

т = д +
5-8 см.

11-
Проверьте напряжения сцепления и длину анкеровки d.

12-

Короткое направление:

Нагрузки на колонну распределяются поперечно поперечными балками (скрытыми), одна
под каждым столбцом.Длина балок равна ширине балки.
опоры B. Эффективную ширину поперечной балки можно принять как минимум
из следующего:

а-

Ширина колонны a + 2 d или ширина колонны a + d + проекция фундамента
за столбцом y, рис.31.

б-

Ширина подошвы

Следует отметить, что код ACI считает, что эффективная ширина
поперечная балка равна ширине колонны a + d или ширине колонны a + d / 2 + y.
Поперечный изгибающий момент M _T1 в колонне (1) равен

Поперечная арматура должна быть распределена по полезной ширине.
поперечной балки.Для остальной части фундамента минимум
следует использовать процентную сталь. Напряжения связи и длина анкеровки d _d ,
следует проверить.

Стойка комбинированная трапециевидная: —

Комбинированная трапециевидная опора для двух колонн, используемая, когда колонна несет
самая большая нагрузка находится рядом с линией собственности, где проекция ограничена или
когда есть ограничение на общую длину опоры.Ссылаясь на
Рис.32

,

Положение результирующей нагрузки на столбцы R определяет положение
центриод трапеции. Длина L определяется, а площадь A равна
вычислено из:

Процедура проектирования такая же, как и для прямоугольного комбинированного фундамента, за исключением того, что
диаграмма сдвига будет кривой второй степени, а изгибающий момент —
кривая третьей степени.

Конструкция ременных или консольных опор

Можно использовать ленточную опору.
где расстояние между колоннами настолько велико, что комбинированная или трапециевидная
опора становится довольно узкой, что приводит к высоким изгибающим моментам, или где, как в предыдущем разделе.

Ремешок
основание состоит из двух опор колонн, соединенных элементом, называемым
ремень, балка или консоль, передающая момент извне
опора.На рис.33 показано ленточное основание. Поскольку ремешок предназначен для

момент, либо это должно быть
образуются вне контакта с почвой или почву следует разрыхлить на
на несколько дюймов ниже ремешка, чтобы ремешок не оказывал давления на грунт
действуя по нему. Для простоты разбора, если ремешок есть. не очень долго,
весом ремешка можно пренебречь.

При проектировании ленточной опоры
сначала необходимо выровнять опоры.Это делается при условии, что
равномерное давление грунта под основаниями; то есть R ₁ и R ₂
(Рис.33) действуют в центре опоры.

Ремешок должен быть массивным
член, чтобы это решение было действительным. Развитие уравнения 1 подразумевает жесткую
вращение тела; таким образом, если ремень не может передать эксцентрик
момент из столбца 1 без вращения, решение недействительно.Избежать
рекомендуется вращение внешней опоры.

I _ремень / I _опора
> 2

Желательно пропорции
обе опоры так, чтобы B и q были как можно более равны для управления
дифференциальные расчеты.

Методика расчета опор ремня

реакция под интерьер
фундамент будет уменьшен на такое же значение, как показано на Рис.33

1-
Дизайн начинается с пробной стоимости

евро.

6-
Убедитесь, что центр тяжести площадей двух опор
совпадают с равнодействующей нагрузок на колонну.

7-
Рассчитайте моменты и сдвиг в различных частях ремня.
опора.

8-
Дизайн ремешка

Ремешок представляет собой
однопролетная балка нагружена вверх нагрузками, передаваемыми ей двумя
опор и поддерживаются нисходящими реакциями по центральным линиям двух
столбцы.Таким образом, нагрузка вверх по длине L равна R ₁ / L.
т / м ‘. Местоположение максимального момента получается приравниванием сдвига
сила до нуля. Момент уменьшается к внутренней колонне и равен нулю.
по центральной линии этого столбца. Следовательно, половина армирования ремня составляет
снята с производства там, где больше нет необходимости, а вторая половина продолжается до
внутренняя колонна. Проверьте напряжения сдвига и используйте хомуты и изогнутые стержни, если
нужно.

9-
Конструкция наружной опоры

Внешняя опора действует
точно так же, как настенный фундамент длиной, равной L. Хотя колонна
расположен на краю, балансирующее действие ремня таково, что
передают реакцию R ₁ равномерно по длине L ₁
Таким образом достигается желаемое равномерное давление на почву. Дизайн выполнен
точно так же, как для настенного фундамента.

10-
Дизайн межкомнатной опоры

Внутренняя опора может быть
спроектирован как простой одноколонный фундамент. Основное отличие состоит в том, что
Пробивные ножницы следует проверять по периметру fghj, рис.33.

ФУНДАМЕНТЫ

Введение

Фундамент плота
непрерывное основание, которое покрывает всю площадь под конструкцией и
поддерживает все стены и колонны.Термин мат также используется для обозначения фундамента.
этого типа. Обычно используется на грунтах с низкой несущей способностью и там, где
площадь, покрытая расстеленными опорами, составляет более половины площади, покрытой
структура. Плотный фундамент применяется также там, где в грунтовой массе содержится
сжимаемые линзы или почва достаточно неустойчива, так что дифференциал
урегулирование будет трудно контролировать. Плот имеет тенденцию переходить мост
неустойчивые отложения и уменьшает дифференциальную осадку.

Несущая способность плотов по песку

Биологическая способность
основания на песке увеличивается по мере увеличения ширины. Благодаря большой ширине
плота по сравнению с шириной обычной опоры, допустимая опора
вместимость под плотом будет намного больше, чем под опорой.

Было замечено на практике
что при допустимой несущей способности под плотом, равной удвоенной
допустимая несущая способность
определяется для обычной опоры.отдых на том же песке даст
разумная и приемлемая сумма урегулирования.

Если уровень грунтовых вод находится на
глубина равна или больше B, ширина плота, допустимая
Несущая способность, определенная для сухих условий, не должна уменьшаться. Если
существует вероятность того, что уровень грунтовых вод поднимается до тех пор, пока не затопит
площадка, допустимая несущая способность
следует уменьшить на 50%.Если
уровень грунтовых вод находится на промежуточной глубине между B и основанием
плот, следует сделать соответствующее уменьшение от нуля до 50%.

Несущая способность плотов по глине.

В глинах несущая способность
не влияет на ширину фундамента.
вместимость под плотом будет такая же, как и под обычным основанием.

Если предполагаемый дифференциал
осадка под плотом более чем терпима или если вес
здание, разделенное на его площадь, дает несущее напряжение больше, чем
допустимая несущая способность, плавающий или частично плавающий фундамент должен
быть на рассмотрении.

Выполнить плавающий
фундамент, земляные работы должны проводиться до глубины D, на которой
вес выкопанного
Грунт равен весу конструкции, рисунок 2.В этом случае
избыточное наложенное напряжение
Δp на уровне фундамента равна нулю и, следовательно,
здание не пострадает.

Если полный вес
building = Q

и вес удаленной почвы
= W _с

и превышение нагрузки при
уровень фундамента = Q _e

\ Q _{e =} QW _s

В случае плавающего фундамента
;

Q
= W _с
и, следовательно, Q _e
= Ноль

В случае частично плавающего
фундамент, Q _e
имеет определенный
значение, которое при делении на площадь основания дает допустимый подшипник
емкость почвы;

Проектирование плотных фундаментов;

Плоты могут быть жесткими.
конструкции (так называемый традиционный анализ), при которых давление грунта действует
против плиты плота предполагается равномерно распределенным и равным
общий вес постройки, деленный на площадь плота.Это
правильно, если столбцы более или менее загружены и расположены на равном расстоянии,
но на практике выполнить это требование сложно, поэтому допускается
чтобы нагрузки на колонны и расстояния варьировались в пределах 20%. Однако если
нисходящие нагрузки на одних участках намного больше, чем на других, это
желательно разделить плот на разные части и оформить каждую зону на
соответствующее среднее давление. Непрерывность плиты между такими
области обычно предоставляются, хотя для областей с большими различиями в
давление рекомендуется строить вертикальный строительный шов через
плита и надстройка, чтобы учесть дифференциальную осадку.

В гибком плотном фундаменте
дизайн не может быть основан только на требованиях к прочности, но это необходимо
подвергнуться из-за прогнозируемого заселения. Толщина и
количество армирования плота следует подбирать таким образом, чтобы
предотвратить развитие трещин в плите. Поскольку дифференциальный расчет
не учтено в конструктивном дизайне, принято усиливать
плот с вдвое большей теоретической арматурой.Количество
сталь может быть принята как 1% площади поперечного сечения, разделенной сверху и
Нижний. Толщина плиты не должна превышать 0,01 от
радиус кривизны. Толщина может быть увеличена возле колонн до ^{для предотвращения разрушения при сдвиге.}

Есть два типа плотных фундаментов:

1-
Плоская плита перекрытия, которая представляет собой перевернутую плоскую плиту Рис.34-а. Если
толщина плиты недостаточна, чтобы противостоять продавливанию под колонны,
пьедесталы могут использоваться над плитой Рис. 34-.b или, ниже плиты, с помощью
утолщение плоской плиты под колоннами, как показано на Рис. 34-c.

2-
Плита и балка на плоту, есть. перевернутый R.C. пол,
состоит из плит и балок, идущих вдоль колонны, рядами в обоих направлениях,
Рис.34-d, он также называется ребристым матом. Если желателен сплошной пол в
цоколь, ребра (балки) могут быть размещены под плитой, рис.34-е.

Конструкция плота плоской перекрытия

Плот, _{г.
равномерной толщины, делится на полосы столбцов и средние полосы как
показано на рис. 35-а. Ширина полосы столбцов равна b + 2d, где b =
сторона колонки. Глубину плота d можно принять примерно равной 1/10
свободный промежуток между столбцами.Также ширину полосы столбца можно принять
равно 3 б.}

Планки колонн выполнены в виде
неразрезные балки, нагруженные треугольными нагрузками, как показано на рис. 35-b. Сеть
интенсивность равномерного восходящего давления f _n под любой площадью, для
Например, площадь DEFG можно принять равной одной четвертой общей нагрузки.
на столбцах D, E, F и G, разделенных на площадь DEFG.

Суммарные нагрузки, действующие на
планка колонны BDEQ, рис.35-a приняты в виде треугольных диаграмм нагружения, показанных
на рис. 35-б. Общая нагрузка на деталь DE, P _DE , принимается равной
чистое давление, действующее на площадь DHEJ.

Конструкция жесткого плота (традиционный метод)

Размер плота
устанавливается равнодействующая всех нагрузок и определяется давление грунта.
вычисляется в различных местах под основанием по формуле.

Плот подразделяется на
ряд непрерывных полос (балок) с центром в рядах колонн, как показано на
Рис.37.

Диаграммы сдвига и момента
могут быть установлены с использованием либо комбинированного анализа фундамента, либо балочного момента
коэффициент Коэффициенты момента балки. Коэффициент момента балки
PI ² /10
для длинных направлений и
Для коротких направлений может быть принят PI ² /8.Отрицательный и
положительные моменты будем считать равными. Глубина выбрана так, чтобы удовлетворить
требования к сдвигу без использования хомутов и растягивающей арматуры
выбрано. Глубина обычно будет постоянной, но требования к стали могут
варьироваться от полосы к полосе. Аналогично анализируется и перпендикулярное направление.

Расчет перекрытия и фермы (ребристый мат)

Если столбец загружается и
интервалы равны или изменяются в пределах 20%, чистое восходящее давление f _n
действие против плота предполагается равномерным и равным Q / A.

где

Q = вес здания при
на уровне земли, и

A = площадь плота (по
за пределами внешних колонн).

Если это давление больше
чем чистое допустимое давление на грунт, площадь плота должна быть
увеличен до площади, достаточно большой, чтобы снизить равномерное давление на сетку
допустимое значение. Этого можно добиться, выполнив выступ плиты за пределы
внешняя грань внешних колонн.

Ссылаясь на Рис. 38,
различные элементы плота могут иметь следующую конструкцию:

Конструкция плиты:

1-Расчет поперечных балок B ₁ и B ₂

Равномерно распределенная нагрузка / м ‘
на

Пусть R ₁ и R ₂
быть центральной реакцией лучей B ₁ и B ₂ на
центральная балка дальнего света В ₃ соответственно.Концевые балки B ₁
несет только часть нагрузки, которую несет балка B ₂ и, следовательно,
центральная реакция R ₁ принимается равной

KR ₂ где K —
коэффициент, основанный на сравнительной области, то

Также предполагается, что сумма
центральных реакций от поперечных балок B ₁ и B ₂
равно суммарным нагрузкам от центральных колонн, таким образом,

2R ₁ + 8R ₂
= 2-пол. ₁ + 2-пол. ₂
(2)

Решение уравнений.(1) и (2), R ₁
и R ₂ может быть определен.

Изгибающий момент и сдвиг
силовые диаграммы можно нарисовать, как показано на рис.39. Реакции R ₁
и R ₂ можно определить, приравняв сумму вертикальных сил
до нуля. Центральное сечение балок при положительном изгибающем моменте может быть
выполнен в виде Т-образной балки, так как плита находится на стороне сжатия. Разделы
балки под центральной балкой B ₃ должны иметь прямоугольную форму.
раздел.

2- Конструкция центральной главной балки B ₃

Нагрузка, усилие сдвига,
диаграммы и диаграммы изгибающего момента показаны на рис. 40-а. Раздел может быть
выполнен в виде Т-образной балки.

3-
Конструкция центральной главной балки B ₄

Нагрузка, усилие сдвига,
и диаграммы изгибающего момента показаны на рис.40-б Разрез может быть
спроектирован как тавровая балка

Неравномерная заделка фундамента здания

Дифференциальная осадка — это термин, используемый в проектировании конструкций для состояния, при котором опорный фундамент здания оседает неравномерно, что часто приводит к повреждению конструкции.Все здания несколько оседают в течение нескольких лет после строительства, и это природное явление обычно не вызывает проблем, если оседание равномерно по всему основанию здания или на всех опорах его опор. Но когда одна часть фундамента оседает быстрее, чем другие, это может привести к серьезным структурным повреждениям самого здания.

Дифференциальная осадка обычно не является признаком недостатков столярных работ, хотя некоторые люди так считают. Вместо этого это явление возникает, когда почва под конструкцией расширяется, сжимается или смещается неравномерно, в результате чего фундамент оседает с неравномерной скоростью.Таким образом, негодяем является не практика плотничного строительства, а предварительная оценка и подготовка самой строительной площадки и возведения фундамента.

Причины

Неравномерная осадка фундамента всегда вызвана каким-либо сдвигом почвы под фундаментом, но это перемещение может происходить по нескольким причинам.

Грунты со слабой несущей способностью . Некоторые почвы по своей природе являются слабыми и сильно сжимаемыми, и зданиям, возведенным на таких почвах, требуются специальные опоры для распределения нагрузки на более обширную территорию.Это, как правило, проблема, с которой хорошо знакомы местные архитекторы-строители, и обычно она решается во время раскопок и строительства фундамента.

Плохо уплотненная почва. Строительные площадки для коммерческих или жилых построек часто состоят из земли, которая была искусственно выровнена и засыпана для облегчения строительства. При правильном уплотнении эта насыпная земля может обеспечить идеально прочное основание для поддержки фундамента, но если она не уплотнена, почва может осесть и неравномерно сжиматься под фундаментом, что приведет к повреждению конструкции.

Изменение влажности почвы. Слишком сухой или слишком влажный грунт может вызвать оседание фундамента. При накоплении влаги почвы насыщаются и теряют несущую способность. Сухие почвы уменьшаются в объеме. Любая ситуация может вызвать неравномерную осадку фундамента. Изменения влажности почвы могут происходить из-за продолжительной засухи или из-за зрелых деревьев и других растений, которые извлекают влагу из почвы. В редких случаях протечки в системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха могут повлиять на влажность почвы под фундаментом.

Деревья и растительность. Большие деревья, кустарники и другая растительность, посаженные вдоль фундамента здания или рядом с ним, могут постепенно вытягивать влагу из почвы и вызывать ее усадку. Эта ситуация более характерна для неглубоких фундаментов, чем для фундаментов на уровне подвала, которые простираются на много футов вниз. Когда через несколько десятилетий после строительства начинает происходить оседание фундамента, почва, вероятно, усохла, потому что большие деревья иссушают почву.

Уплотнение почвы. Вес здания на подстилающем грунте, особенно насыпных грунтах, которые были добавлены непосредственно перед строительством, естественным образом сжимает грунт. В частности, глинистые почвы становятся очень плотными из-за выдавливания влаги. По мере того как почва уплотняется и сжимается, фундамент опускается вниз, что может вызвать трещины и другие структурные повреждения.

Вибрация. Вибрация почвы в результате сейсмической активности или даже от близлежащего дорожного движения может вызвать неравномерное оседание или смещение почвы, что приведет к повреждению конструкции здания.

Симптомы

Симптомы дифференциального оседания могут появиться довольно скоро после постройки здания, или могут потребоваться десятилетия, чтобы проявить себя. Очевидные признаки включают трещины в бетонной плите или фундаментных стенах, поддерживающих здание, или двери и окна, которые имеют неправильную форму или которые трудно открывать и закрывать. Когда фундамент ложится неравномерно, он может начать перекосить деревянную раму, что может привести к перекосу дверных и оконных рам. Вы можете проверить это совмещение оконных и дверных коробок, проверив их уровнем.

Другие признаки дифференциальной осадки включают разрывы швов между панелями гипсокартона, наклонные дымоходы, выпуклые стены и внешние лестницы, которые начинают наклоняться или опускаться. Некоторые трещины в стенах фундамента являются нормальным явлением и ожидаются с течением времени, но когда эти трещины шире вверху и узкие или отсутствуют внизу, почва под фундаментом, вероятно, оседает неравномерно. Вы можете увидеть признаки вертикального движения в фундаменте здания, например, изменение относительного положения фундамента по отношению к внутренним дворикам или бетонным плитам, обрамляющим здание.

В очень крайних случаях сами полы будут выброшены с уровня, настолько, что мраморный или теннисный мяч начнет катиться, если положить их на пол.

Хотя многие симптомы дифференциальной осадки легко распознать, вам необходимо проконсультироваться с инженером-строителем, чтобы определить конкретные причины и рекомендуемые решения проблемы. Очень медленное и постепенное урегулирование может не быть актуальной проблемой, в то время как более быстрое урегулирование может потребовать срочных решений.Некоторые поселения вызывают чисто косметические проблемы, в то время как более серьезные и быстрые поселения могут представлять серьезную угрозу структурной целостности и стоимости недвижимости.

Лечит

Только инженер-строитель может правильно оценить причины дифференциальной осадки конструкции и сказать вам, необходимы ли решения. Вам необходимо диагностировать проблему на ранней стадии, прежде чем симптомы станут серьезными. Как правило, проблемы можно решить, но решение их на раннем этапе — самый простой и доступный подход.И если оседание является результатом профессиональных ошибок, допущенных во время строительства фундамента, вы с большей вероятностью получите компенсацию, если подадите претензию раньше, чем через десятилетия после завершения работ.

В некоторых случаях инженер может порекомендовать просто наблюдать за урегулированием и устранять поверхностные косметические проблемы. Они также могут порекомендовать залатать трещины или отверстия, попросив компанию отремонтировать повреждение. Для такого ремонта можно использовать одобренный продукт, например, гидравлический цемент.

Профилактика

Неравномерную осадку фундамента — дифференциальную осадку — лучше всего предотвратить путем тщательного анализа почвы перед возведением фундамента здания. Лучшими грунтами для фундаментов являются неэкспансивных — это означает, что они содержат мало глины или ила. В идеале строительная площадка должна быть естественной, а не искусственно засыпанной внешней почвой.

Обязательно проконсультируйтесь с инженером, чтобы определить несущую способность почвы.Любые необходимые изменения или дополнения в почве или в методах строительства фундамента можно определить заранее, до того, как фундамент будет построен. В некоторых случаях решение может быть таким же простым и расширением фундамента ниже бедных грунтов до хороших несущих грунтов.

Свайные фундаменты — обзор

6.1 Введение

Энергетические свайные фундаменты, аналогичные обычным свайным фундаментам, состоят из двух компонентов: группы свай и свайного колпака (последний задуман как общий структурный элемент, соединяющий сваи с надстройка).Определение реакции свай в группе имеет решающее значение для всестороннего понимания поведения любого свайного фундамента. В то же время во многих практических случаях рассмотрение свай как отдельных изолированных элементов является отправной точкой любого анализа и проектирования. Этот подход рассматривается ниже для энергетических свай, подверженных механическим тепловым нагрузкам и , связанным с их структурной опорой и ролью геотермального теплообменника.

Приложение механических и тепловых нагрузок к энергетическим сваям вводит новые аспекты в механическую реакцию таких фундаментов по сравнению с характеристиками обычных свай, которые обычно подвергаются только механическим нагрузкам из-за их единственной опорной роли.Причина этого заключается в том, что вследствие связи между теплопередачей и деформацией материалов, ранее рассмотренных в Части B этой книги, тепловые нагрузки вызывают тепловое расширение и сжатие как свай, так и окружающего грунта, а также модификации. стрессового состояния. Понимание влияния тепловых нагрузок, применяемых отдельно или в сочетании с механическими нагрузками, является ключом к изучению термомеханического поведения энергетических свай.

Для исследования реакции одиночных энергетических свай на механические и тепловые нагрузки могут использоваться различные подходы.Полномасштабные испытания на месте, лабораторные испытания на моделях и испытания на центрифугах являются примерами экспериментальных подходов. В целом, для проведения полномасштабных испытаний на месте требуются более значительные финансовые затраты по сравнению с лабораторными испытаниями в масштабе модели и испытаниями на центрифугах. Несмотря на это ограничение, возможность полномасштабных испытаний на месте предоставлять данные, не подверженные влиянию масштаба, которые потенциально могут характеризовать результаты лабораторных испытаний в масштабе модели и испытаний на центрифуге, может сделать такой подход предпочтительным для целей анализа и проектирования.

В этой главе представлен анализ реакции одноэнергетических свай на механические и тепловые нагрузки, основанный на результатах натурных испытаний на месте. Основное внимание уделяется энергетическим сваям, подверженным механическим и тепловым тепловым нагрузкам, хотя о влиянии охлаждающих тепловых нагрузок можно судить по представленным результатам.

Для решения вышеупомянутых аспектов сначала представлены идеализаций и предположений : в этом контексте цель состоит в том, чтобы предложить краткое изложение предположений, сделанных для интерпретации реакции энергетических свай, подвергающихся механическим и тепловым нагрузкам.Во-вторых, рассматривается классификация свай одиночной энергии : цель этой части — обобщить характеристику типов свай одиночной энергии. В-третьих, обсуждаются температурных вариаций в энергетических сваях: в этом контексте цель состоит в том, чтобы расширить тепловое поле, характеризующее энергетические сваи. Затем рассматриваются термически индуцированных вертикальных и радиальных деформаций , характеризующих энергетические сваи: в этой структуре цель состоит в том, чтобы обсудить влияние тепловых нагрузок на деформацию энергетических свай.