Как определяют несущую способность грунтов: Несущая способность грунтов, как определить, таблица несущей способности. 🔨 Как избежать ошибок.

Содержание

Как Определить Несущую Способность Грунта

 

Несущая способность грунта — важнейшая характеристика участка будущего строительства. Она отображает возможность выдержать вес здания, который передается через фундамент. Чем ниже данный показатель, тем хуже выносится нагрузка. Следовательно — тем большей должна быть фундаментная подушка строения.

Определение свойств почвы проводится путем анализа образцов, отобранных на строительной площадке. Ошибки в расчетах становятся причиной проседания здания и появления трещин. Но есть один эффективный и проверенный годами метод — профессиональные исследования с использованием современного оборудования. Работы выполняются согласно нормативам государственных строительных норм, а значит — полученные результаты отображают объективную картину. В этой статье рассмотрим факторы, влияющие на данный параметр, и нюансы его определения.

 

От чего зависит несущая способность грунтов?

На эту характеристику влияет нескольких важных показателей:

  • тип грунта;
  • пористость и плотность;
  • влажность в течение года;
  • расположение подземных вод.

 

Структурно все породы, помимо скальных, представляют собой отдельные твердые частицы с порами между ними. Значительные внешние нагрузки приводят к уменьшению объема земли и ее усадке. Поэтому, чем меньше размер пор и плотнее материал, тем выше его несущие характеристики. Плотные слои практически не подвергаются усадке и легко выдерживают даже тяжеловесные высотные здания. Если подобное строение планируется возвести на «слабом» участке, необходимо предусмотреть большую глубину свай. Поскольку по мере заглубления плотность породы растет за счет давления вышерасположенных слоев. И основание такой сваи получит достаточно надежный упор.

Однако, как показывает практика, наибольшее влияние на состояние грунта оказывают подземные воды. Ведь свойства сухой и пропитанной влагой почвы могут значительно отличаться. Исключением является лишь песок, состоящий из средних и крупных фракций. Таким образом, перед началом проектирования нужно провести исследование территории.

Для этого по краям и в центре участка бурятся скважины глубиной 2,5 метра. Спустя несколько часов в них появляется вода, после чего деревянной рейкой замеряется расстояние до ее верхнего уровня. Если оно превышает глубину промерзания почвы данной местности, можно не опасаться таких явлений, как пучение грунта. Если же подземные воды расположены близко к поверхности, необходимо предусмотреть достаточное заглубление фундамента. Это могут быть железобетонные сваи или же ленточный фундамент глубокого заложения.

Стоит учесть, что в разных точках площадки положение подземных вод может значительно меняться. Поэтому все последующие расчеты проводятся для самого невыгодного варианта — максимального УГВ (уровень грунтовых вод).

 

Какие бывают типы грунтов?

Они делятся на основные группы: скальные и нескальные. Благодаря жесткой структуре скальные слои отличаются высокой плотностью. Они не промерзают и не размываются. Вторая же группа не имеет жесткой структуры и подразделяется на несколько видов:

  • Глинистые. Цвет варьируется от желтоватого до коричневого. На 30% и более состоят из мелких глинистых частиц.
    Несущая способность глины
    при условии утрамбованости и глубоких подземных вод — хорошая. Относятся к пучинистым, т. е. в холодное время года способны увеличиваться в объеме.
  • Суглинки. Смесь песка и глины, которая занимает от 10% до 30%. При однородности земли и низком уровне залегания грунтовых вод отличаются высокой надежностью. Промерзают меньше глинистых почв.
  • Супеси. Песчаная основа с включением от 5% до 10% глины. Характеризуются высокой пористостью и предрасположенностью к плывучести.
  • Песчаные. Состоят из зерен песка разной крупности — средней с фракциями до 2,5 мм и крупной с частичками диаметром до 5 мм. Хорошо пропускают воду благодаря чему практически не подвержены пучению. Характеризуются быстрой усадкой и дальнейшим стабильным состоянием с хорошими несущими свойствами. Для участка под строительство предпочтительнее крупнозернистые пески.
  • Торфяные. Неустойчивая почва, сильно впитывает влагу и вспучивается при морозах. Отличается значительной и длительной усадкой, а также сильными сдвигами по горизонтали. Чаще всего требует глубоких свай до уровня устойчивых слоев.
  • Гравийные. Наблюдаются твердые вкрапления в виде гравия размером с небольшой грецкий орех.
  • Гальковые (щебенистые). Большую часть составляют крупные обломки горных пород размером с большой орех.

 

Как определить вид грунта?

Для принятия правильных проектных решений необходимо, чтобы этой задачей занялись специалисты во время геодезических исследований. Инженеры нашей компании проводят необходимые изыскания и анализ грунта с использованием высокоточного лабораторного оборудования. Плотность несвязных слоев определяется методом режущего кольца, а связных — парафинированием. Первый метод состоит в отборе образца при помощи специального пробоотборного кольца. Далее он спрессовывается, взвешивается и производится расчет согласно нормативным документам. Для второго метода образец объемом 0,5 м3 покрывается парафином. Его вес определяется путем помещения в воду и замера объема вытесненной жидкости. После чего производится расчет с применением нормативных формул.

Для предварительной оценки участка можно воспользоваться упрощенным методом. Для этого следует взять образец с глубины около двух метров. После чего некоторые породы легко распознаются по внешнему виду. Так, скалистые состоят из сплошного камня. А торфяные представляют собой характерную рыхлую болотистую почву. Для самостоятельного определения остальных типов следует размочить образец в воде. Далее попытаться скатать и сплющить небольшой шарик. Глина легко лепится и при попытке раздавить не образует трещин. Суглинок также удачно скатывается в шарик, но при расплющивании образуются трещинки. Супесь начинает ломаться при попытке раскатать шарик, а из песка никакую фигуру слепить не удастся. Кроме того, в нем явно различаются отдельные песчинки, которые хорошо ощущаются ладонями при попытке что-то слепить. Еще один характерный признак — степень загрязнения рук. Чем выше содержание глинистых частиц, тем сильнее они запачкаются.

Однако стоит еще раз отметить, что результат такого кустарного анализа не может использоваться для проектирования и строительства.

 

Как определить содержание разных фракций в породе?

Для примерного определения содержания различных фракций необходимо следующее:

  1. Отобранный образец поместить в банку на четверть ее объема.
  2. Долить в емкость чистой воды до 3/4 высоты.
  3. Добавить в банку 1 ч. л. любого жидкого моющего средства для посуды.
  4. Закрыть банку и активно встряхивать в течение примерно 10 минут.
  5. Спустя минуту отстаивания отметить маркером уровень песка.
  6. Спустя два часа покоя отметить уровень ила.
  7. После достижения прозрачности жидкости (2–7 дней) отметить уровень глины.

Далее следует определить толщину каждого слоя. К примеру, верхний уровень песка оказался ну высоте 7 см, ила — 8 см, глины — 10 см. Тогда при общей высоте осадка 10 см толщина слоя песка составит 7 см, ила — 1 см, а глины — 2 см. То есть в исходном образце содержалось 70% песка, 10% ила и 20% глины. Вероятнее всего, это — суглинки. Однако окончательный и максимально точный результат может дать только лабораторное исследование.

 

Расчет несущей способности породы

Нормативные данные для определения несущей способности грунтов — таблицы государственных строительных норм Украины ДБН В.2.1-10-2009 «Основы и фундаменты сооружений». Например, при расчете обязательно нужно учитывать сопротивление почвы.

 

Таблица 1 — Расчетное сопротивление гравийных и гальковых грунтов

ВидРасчетное сопротивление, кПа
Гальковые с песчаным заполнением600
Гальковые с глинистым заполнением400-450
Гравийные с песчаным заполнением500
Гравийные с глинистым заполнением350-400

 

Таблица 2 — Расчетное сопротивление плотных песков

ВидРасчетное сопротивление, кПа
Крупные600
Средние500
Мелкие300-400
Пылеобразные150-300

 

Таблица 3 — Расчетное сопротивление глинистых непроседающих грунтов

ВидРасчетное сопротивление, кПа
Супеси250-300
Суглинки200-300
Глина250-600

 

В таблице 3 расчетное сопротивление варьирует в зависимости от коэффициента пористости породы. Дальнейший расчет несущей способности фундамента также производится в соответствии с формулами в данном нормативном документе.

При обнаружении слабых несущих свойств могут предусматриваться различные мероприятия. Например, осушение участка строительства или устройство грунтовой подушки из гравия, песка и прочего. Также может использоваться уплотнение или закрепление грунта. Последнее проводится путем нагнетания силикатов, карбидных смол или битумной эмульсии.

Чтобы избежать неправильного определения характеристик почвы, неверно подобранного сечения или глубины свай, есть один действительно надежный метод — профессиональное исследование участка строительства. Поэтому рекомендуется воспользоваться помощью специалистов, которые гарантируют высокое качество, точность и оперативность проведения всех анализов и расчетов. Наша компания обладает огромным опытом в проведении геодезических и геологических изысканий. Поэтому мы с уверенностью предлагаем своим клиентам полный перечень услуг с гибкой ценовой политикой.

5 / 5 ( 6 голосов )

способы расчета под закладку фундамента, СНиП

На чтение 5 мин Просмотров 190 Опубликовано Обновлено

Степень восприимчивости почвы к нагрузкам называют несущей способностью грунта. Показатель характеризует максимальное усредненное давление между подошвой фундамента и земли, при котором не происходят сдвиги, оползни и провалы в окружающем слое. На величину значения влияет вид почвы, ее физические и механические характеристики.

Что такое несущая способность грунта и на что она влияет

От несущей способности грунта зависит выбор типа фундамента

Понятие рассматривают как давление, воспринимаемое единицей площади основания, при котором оно не деформируется и не приводит к разрушению строения. Геологи исследуют грунт, чтобы определить его свойства и рассчитать несущие характеристики.

Восприимчивость почвы к давлению зависит от условий:

  • тип грунта;
  • массивность слоя;
  • отметка залегания;
  • показатели нижележащего пласта;
  • уровень почвенных вод;
  • глубина промерзания земли;
  • плотность породы.

Показатели несущей способности влажного и сухого грунта отличаются, т.к. при насыщении влагой повышается текучесть и снижается сопротивление нагрузкам. Если слой контактирует с жидкостью, он относится к категории насыщенных. Исключение составляют песчаные крупно и среднезернистые почвы, которых не касается деформация так как они пропускают влагу, а не скапливают ее.

Изыскания проводят для определения, подходит слой для установки фундамента или нужно усилить его для повышения несущей способности. Не проектируют опорные элементы на глубине, где граничат разные пласты. Подошву фундамента закладывают ниже отметки стояния почвенной влаги, т. к. насыщенные породы вспучиваются при замерзании.

Чувствительность грунта к нагрузкам снижают путем искусственного уплотнения или введения химических модификаторов. В первом случае вбивают сваи, чтобы уменьшить объем пустот в почве. Химические реагенты способствуют адгезии (сцеплению) отдельных частиц почвы.

Определение плотности почвы и уровня грунтовых вод

Плотность определяют в зависимости от пористости основания. В почве есть твердые части, между ними находятся полости, наполненные водой или воздухом в зависимости от условий. Если превысить максимально допустимую нагрузку, сдвиги приведут к разрушению дома. Плотные грунты с малым числом или одиночными кавернами относят к наиболее прочным основаниям.

Плотность находят отношением веса почвенного образца при стандартной влажности к объему, который он занимает. Расчет делают по формуле p = B / V, где:

  • B — вес грунта в естественном состоянии, г;
  • V — объем, см3.

Породы, которые залегают неглубоко от поверхности, считаются неплотными, с понижением отметки грунты становятся толще, надежнее и прочнее, т. к. на их давят вышележащие пласты. В России наблюдают пески и глины, есть торфяники, болотистые местности и регионы со скальными породами.

Грунтовые жидкости находят в слабых и рыхлых породах или трещинах плотных пластов. Почвенная влага обычно поднимается постепенно и не имеет напора.

Уровень стояния зависит от факторов:

  • осадки, испарения;
  • температура воздуха, атмосферное давление;
  • изменение состояния водоемов;
  • хозяйственные процессы деятельности людей.

Влага внутри слоев может быть агрессивной, содержать кислоты, щелочи, сульфаты, углекислоту — такие добавки разрушают бетон и металл фундаментов. Определяют уровень жидкости путем бурения в полевых условиях шурфов, которые отрывают на несколько метров, чтобы они были ниже предполагаемой отметки опоры. Скважину накрывают и оставляют на 5 – 7 суток. Если в ней не обнаружена вода, почва не содержит влаги. В другом случае для выполнения строительных работ по правилам нужен дренаж (система отвода воды).

Как определить несущую способность грунта под фундамент самостоятельно

Несущая способность является основой при проведении подсчета в процессе проектирования. Классифицируют грунты в рамках сведений документа ГОСТ 25.100-2011 «Грунты. Классификация». Нормы сопротивления давлению находятся в таблицах нагрузки на грунт материалов СП 22.133.30-2016 «Основание зданий и сооружений». Здесь же приводятся стандартные модули расчёта, формулы, коэффициенты.

Несущую способность находят математическим выражением R = R0 · (1 + K · (B -100) / 100) · (N + 200) / 2 · 200 — для заглубления до двух метров, и формулой R = R0 · (1 + K · (B -100) / 100) + K2 · Q · (N – 200) — если конструкция погружается более двух метров, где:

  • R0 — противодействие нагрузке по вертикальной оси, содержится в таблицах и определяется видом грунта;
  • K2 — используется при расчётах в стабильных слоях;
  • K — поправочный коэффициент из таблиц СП на разновидность породы;
  • B — поперечный размер низа фундамента;
  • N — глубина погружения опоры;
  • Q — коэффициент, чтобы найти расчетный средний показатель удельного веса почвы от верха земли до подошвы фундамента.

Тип грунта можно определить своими руками. Берут грунт из скважины на глубине погружения опоры, смачивают водой и скатывают жгут, затем его соединяют в кольцо. Элемент без трещин, легко соединяется — почва связная, чаще это глины. При сгибании появляются трещины, значит, в руках смесь глины и песка, последнего содержится 10 – 30%. Жгут трудно скатать, а соединить кольцом невозможно — песчаная почва.

Далее используют таблицы СНиП несущей способности грунта, где по типу почвы можно найти требуемое значение.

Риски ошибок в исследовании несущей способности грунта

Появляется опасность сдвига почвы в результате неточного расчёта глубины заложения и габаритов фундамента. Здание весит тонны, на грунт оказывается сильное давление, поэтому к расчетам привлекают строительных инженеров и техников, чтобы в будущем исключить проблемы с деформацией.

Неправильное нахождение несущей способности почвы влечет неприятности в виде:

  • ошибочного подсчета диаметра сваи, площади подошвы ленточного монолита, бетонной плиты;
  • установки опоры в неплотные грунты, просадки строения;
  • неправильного выбора отметки заглубления, выталкивания фундамента вспучивающимися грунтами.

В расчете применяют много коэффициентов, которые нужно точно определить в таблице, иначе фундамент будет запроектирован с ошибками, которые легко править на бумаге, но трудно устранить после возведения стен и кровли. Шатается коробка дома, прогибаются полы в результате чрезмерных усадок после неправильно установленных свай. В здании идут трещины по углам, перекашиваются оконные и дверные коробки в проемах, если сдвинется ленточный фундамент.

Проверка грунта на прочность. Альтернативные методы

Задача фундамента - передавать нагрузку от конструкций дома - стен перекрытий, крыши - основанию (грунту). Для наглядности приведу такой пример: нагрузка на основание от симпатичной девушки, расхаживающей в туфельках на каблуках-шпильках, в несколько раз больше чем от танка, хотя масса танка в сотни, если не в тысячи раз больше массы симпатичной девушки.

А причина такого казалось бы несоответствия - в площади опоры. Девушка, когда наступает на землю каблуком, создает давление 60 кг/см2 (при массе девушки 60 кг и площади каблука 1 см2). Танк, когда едет по той же земле создает давление 1 кг/см2 (при массе танка 30000 кг (30 тонн) и площади траков 3 м2 (30000 см2). Главный вывод, который можно сделать из этого примера: чем больше площадь фундамента (фундаментной подушки) тем, ниже нагрузка на основание и, соответственно, тем больше стоимость фундамента.

Кроме того нельзя забывать и о несущей способности основания. С основанием ситуация такая, чем больше глубина заложения фундамента, тем выше несущая способность основания по естественным причинам - под воздействием массы вышележащего грунта нижележащий грунт уплотняется. Но это, как говорится общий случай. Основания бывают разные: глина, песок, супесь, суглинок, скальные грунты, подвижные грунты и т. д. Определением несущей способности основания занимаются специальные службы, имеющие в своем распоряжении кроме формул и образцов еще дорогостоящее оборудование.

Как правило, перед началом строительства крупного объекта на будущую стройплощадку приезжает машина геологоразведческой службы бурит 5 скважин (четыре по контуру и одну посредине) на глубину несколько метров. Для отбора образцов могут быть использованы практически все способы бурения, обеспечивающие получение керна или перемятых комков грунта. В качестве бурового инструмента используют колонковые трубы, зонды, стаканы, шнеки, спиральные и ложковые буры. Чаще всего используются скважины диаметром 108-168 мм. Потом специалисты анализируют полученные образцы грунта и строят по ним диаграммы, так называемые геологические разрезы. По таким диаграммам легко представить общую картину и определить глубину расположения несущего слоя основания.

Но если предстоит строительство не сталелитейного завода, а небольшого дома в пару этажей, то

Определить глубину несущего слоя основания, можно следующим способом:

  1. Выкопать яму в одном из будущих углов дома на предполагаемую глубину заложения фундамента не выше глубины промерзания грунта (если Вы добрались до скального грунта, ну там сплошные камни и все такое прочее, можете смело делать фундамент и все последующие шаги пропустить).
  2. Взять кусок арматуры диаметром 8-10 мм, длиной 1 м. Торцы арматуры должны быть плоскими и перпендикулярными оси арматуры.
  3. Поставить арматуру на дно ямы и аккуратно положить или поставить сверху кирпич. Чем больше времени кирпич будет давить на основание, тем точнее будет полученный результат.

Площадь арматуры диаметром 10 мм - 0.785 см2. Вес кирпича около 3.5-5 кг (если есть возможность измерьте более точно). Соответственно максимальное давление на основание от 1 кирпича и 1 метра арматуры будет около 5/0.785 + 100х0.785х0.0078 = 7.0 кг/см2 (0.0078 кг/см3 - удельный вес железа).

Несущая способность у разных грунтов разная, наибольшей несущей способностью обладают скальные грунты, наименьшей влажная глина:

  • Галечниковые (щебенистые) грунты с песчаным заполнителем — 6 кг/см2;
  • галечниковые (щебенистые) с пылевато-глинистым заполнителем — 4 кг/см2;
  • гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем — 5 кг/см2;
  • гравийные (дресвяные) с пылевато-глинистым заполнителем — 3,5 кг/см2;
  • песчаные грунты крупной фракции — 5 кг/см2;
  • песчаные грунты средней фракции — 4 кг/см2;
  • маловлажные песчаные грунты мелкой фракции — 3 кг/см2;
  • влажные и насыщенные водой песчаные грунты мелкой фракции — 2 кг/см2;
  • песчаные маловлажные пылеватые грунты — 2,5 кг/см2;
  • песчаные влажные пылеватые грунты — 1,5 кг/см2;
  • песчаные насыщенные водой пылеватые грунты — 1 кг/см2;
  • супесь плотная — 3 кг/см2;
  • супесь мягкая маловлажная — 2,5 кг/см2;
  • супесь мягкая влажная — 2 кг/см2;
  • суглинок плотный маловлажный — 3 кг/см2;
  • суглинок плотный влажный — 2,5 кг/см2;
  • суглинок мягкий маловлажный — 2,5 кг/см2;
  • суглинок мягкий влажный — 1,8 кг/см2;
  • суглинок очень мягкий маловлажный — 2 кг/см2;
  • суглинок очень мягкий влажный — 1 кг/см2;
  • глина плотная маловлажная — 6 кг/см2;
  • глина плотная влажная — 4 кг/см2;
  • глина мягкая маловлажная — 5 кг/см2;
  • глина мягкая влажная — 3 кг/см2;
  • глина очень мягкая маловлажная — 3 кг/см2;
  • глина очень мягкая влажная — 2 кг/см2;
  • глина вязкая маловлажная — 2,5 кг/см2;
  • глина вязкая влажная — 1 кг/см2.  

По глубине ямки, которую оставила арматура в грунте можно достаточно точно определить несущую способность грунта, а также проседание основания под нагрузкой.

  1. Если грунт под нагрузкой почти не просел, то у вас достаточно прочный скалистый грунт, на котором можно строить все что угодно. Ширина фундамента может быть минимальной и определяется по конструктивным соображениям.
  2. Если грунт под нагрузкой просел на глубину менее 5 см, то это можно рассматривать как относительно небольшую осадку основания. Конечно же характеристики грунта по-прежнему остаются неизвестными, Но в целом ситуация выглядит не безнадежно. Можно попробовать определить модуль деформации грунта и его расчетное сопротивления, хотя сделать это будет не просто
  3. Если грунт под нагрузкой просел на глубину более 5 см, то на таком основании строить дом не желательно, нужно или копать глубже, или укреплять основание: уплотнять, делать песчаную подсыпку, или пропитывать грунт жидким стеклом. А еще лучше все-таки обратиться к специалистам по геологии.

Хорошо бы для дополнительной гарантии испытать грунт не кирпичем, а шлакоблоком. Давление на основание от 1 шлакоблока и 1 м арматуры будет около 20/0.785 + 100х0.785х0.0078 = 26.1 кг/см2. А еще лучше, если где-то неподалеку ходит симпатичная девушка в туфлях на каблуках-шпильках, пусть немного постоит на дне ямы на одной ноге на каблуке. А если потом дом все-таки просядет, то виновата будет девушка.

Теперь, если у вас 2 или 3 вариант, надо хотя бы приблизительно посчитать нагрузку на основание от конструкций дома. Тут все не так просто, нужно учитывать не только вес самого фундамента, стен, перекрытий, крыши и прочих элементов конструкции включая стяжку и кафельную плитку, но также необходимо учитывать временные нагрузки от ветра и снега. Поэтому расчет нагрузки на основание - отдельная тема.

Ну а методика расчета ширины фундамента следующая: определяется вес 1 м/п  (100 см) всех конструкций дома в килограммах и это значение делится на 100 и на несущую способность основания (грунта).

Если несущая способность грунта низкая, то имеет смысл делать фундаментную плиту.

15-02-2017: Ринат

Подскажите пожалуйста начинающему проектировщику, где я могу ознакомиться с методом расчета на несущую способности грунта? т.е. я выполнил сбор нагрузки, допустим имею геологические изыскания. Каким образом выполнить расчет и подобрать ширину подошвы? Какими СНиПами пользоваться? Какую литературу использовать? Какова последовательность? Буду очень благодарен.


15-02-2017: Доктор Лом

Вообще-то список литературы, посвященной расчетам оснований и фундаментов, достаточно обширен и тут я вряд ли могу что-то порекомендовать, выбирайте на свой вкус. А из нормативных документов следует использовать как минимум СНиП 2.02.01-83* или СП 50-101-2004. Можете также посмотреть статью "Определение ширины ленточного фундамента", но там все изложено достаточно упрощенно, не для проектировщиков.
В целом, если вам уже известна глубина заложения фундамента и прочность грунта на этой отметке, то расчет большого труда не составляет.


17-05-2020: Данил

Метод отличный, но вот чего я не понимаю - как поставить арматуру вертикально, чтобы она не падала, а уж тем более как можно умудриться поставить сверху кирпич? Если всё придерживать руками - будет меньше нагрузка на грунт, да и сколько по времени можно придерживать?


17-05-2020: Доктор Лом

Формально, если вы будете просто придерживать руками, то нагрузка на грунт практически не изменится, ведь вы будете просто препятствовать отклонению арматуры и кирпича от вертикали. В принципе 20-30 секунд вполне достаточно.


Несущая способность грунта таблица. Нагрузка на грунт. Определяем несущую способность разных грунтов.


Таблица несущей способности грунтов

Несущая способность грунта определяется на основе ряда характеристик почвы. Для того чтобы получить все необходимые показатели, потребуется выполнить ряд тестов. Они дадут возможность узнать точную несущую способность грунта на конкретном участке. Соответствующие эксперименты проводятся с почвой, полученной непосредственно на запланированном месте строительства.

Что такое несущая способность грунта?

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

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

Таблица средней несущей способности различных грунтов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Уточнённая таблица с поправками на текучесть и пористость грунта

Существет ещё одна таблица несущей способности, позволяющая более точно определить цифры на участке, где известны коэффициенты пористости и показатели текучести почвы.

Влияние коэффициента текучести грунта на его несущую способность указаны в таблице. Средняя текучесть грунта зависит от его типа и коэффициента водонасыщения. Эти расчёты выполнить достаточно трудно, поэтому размещаем таблицы, которые описывают поведение образца грунта, характеризующее его текучесть.

Также расчетное сопротивление зависит от коэффициента пористости Е, который нужно устанавливать с помощью экспериментального взятия проб непосредственно на будущей строительной площадке.

Для теста потребуется взять кубик грунта 10х10Х10 см с объёмом О1 = 1000 см³ так, чтобы он не рассыпался. Далее этот кубик взвешивается и определяется его масса (М), после чего грунт измельчают. Затем, с помощью мерного стакана устанавливается объём измельченного грунта также в кубических сантиметрах (О2).

Далее нужно узнать объёмный вес исходного кубика (ОВ1) и измельченного грунта без пор (ОВ2). Для этого следует определенную вначале массу (М) разделить на (О1), чтобы получить (ОВ1) и затем разделить эту же величину (М) на (О2), чтобы получить (ОВ2). Исходный объём О1 изначально известен и равен 1000 см³, а объём измельченного грунта О2 берется из опыта с мерным стаканом.

  • ОВ1 = М/О1
  • ОВ2 = М/О2

Осталось только рассчитать пористость Е, которая равна 1 — (ОВ1/ОВ2)

Теперь, зная коэффициент текучести и пористость грунта, можно исходя из табличных цифр с определенной точностью сказать, какая именно несущая способность является расчетной именно для вашего участка. Если вы использовали экспериментальное выявление пористости, то убедитесь, что было проведено хотя бы 3 опыта, чтобы получить нужную величину с достаточно высокой точностью. При желании получить максимально близкие к реальности данные, используйте специальный калькулятор, где есть возможность указывать все влияющие на конечную цифру коэффициенты вот здесь.

silastroy.com

Фундамент и несущая способность грунта

 

Прибор для определения несущей способности грунта

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

 

Для чего нужно определять несущую способность

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

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

Как определять несущую способность грунта

Осадки фундаментов принято рассчитывать по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. В соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* (п. 2.41.) среднее значения давления под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания. В соответствии с п. 2.42. и Приложения 3 СНиП 2.02.01-83*  расчетные сопротивления грунтов основания (R0) определяется по таблице:

Тип грунта

Расчетное сопротивление R0, кг/см2

Крупнообломочные 

Галечниковые (щебенистые) с песчаным заполнителем

6

Галечниковые (щебенистые) спылевато-глинистым заполнителем

4 — 4,5

Гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем

5

Гравийные (дресвяные) спылевато-глинистым заполнителем

3,5-4

Песчаные 

 

плотные

средней плотности

Крупные

6

5

Средней крупности

5

4

Мелкие маловлажные

4

3

Мелкие влажные и насыщенные водой

3

2

Пылеватые маловлажные

3

2,5

Пылеватые влажные

2

1,5

Пылеватые насыщенные водой

1,5

1

Пылевато-глинистые (непросадочные)

 

сухие

влажные

Супеси (коэффициент пористости 0,5) *

3

3

Супеси (0,7)

2,5

2

Суглинки (коэффициент пористости 0,5)

3

2,5

Суглинки (0,7)

2,5

1,8

Суглинки (1,0)

2

1

Глины (коэффициент пористости 0,5)

6

4

Глины (0,6)

5

3

Глины (0,8)

3

2

Глины (1,1)

2,5

1

Просадочные

 

сухие

влажные

Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3)

3

1,5

Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3)

3,5

1,8

Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3)

2

Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3)

2,5

Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3)

3,5

1,8

Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3)

4

2

Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3)

2,5

Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3)

3

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

 

Как зависит несущая способность грунта от глубины заложения фундамента

ВАЖНО:  значения R0, приведенные в таблице, определены для фундаментов шириной 1 м и глубиной заложения 2м.  При изменении ширины и глубины заложения фундамента, расчетное сопротивление  (R) вычисляется по формулам:

  • при глубине заложения менее 2 м:

             R = R0 * [1 + k1*(b – 100)/100] * (d +200)/2*200

  •  при глубине заложения более 2 м:

              R = R0 * [1 + k1 *(b - 100)/100] + k2*g*(d - 200), где

Коэффициент k1 равен:  0,125 — для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов, кроме пылеватых песков; 0,05 – из пылеватых песков, супесей, суглинков и глин;

Коэффициент k2 равен:  0,25 — для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов; 0,2 – из супесей и суглинков; 0,15 – из глин;

g- удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кг/см3;

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

d– глубина заложения фундамента, см.

Как влияет сейсмичность на несущую способность грунта

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

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

podomostroim.ru

Несущая способность грунтов таблица - Фундамент своими руками

Таблица несущей способности грунтов

Несущая способность грунта определяется на основе ряда характеристик почвы. Для того чтобы получить все необходимые показатели, потребуется выполнить ряд тестов. Они дадут возможность узнать точную несущую способность грунта на конкретном участке. Соответствующие эксперименты проводятся с почвой, полученной непосредственно на запланированном месте строительства.

Что такое несущая способность грунта?

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

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

Таблица средней несущей способности различных грунтов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Уточнённая таблица с поправками на текучесть и пористость грунта

Существет ещё одна таблица несущей способности, позволяющая более точно определить цифры на участке, где известны коэффициенты пористости и показатели текучести почвы.

Влияние коэффициента текучести грунта на его несущую способность указаны в таблице. Средняя текучесть грунта зависит от его типа и коэффициента водонасыщения. Эти расчёты выполнить достаточно трудно, поэтому размещаем таблицы, которые описывают поведение образца грунта, характеризующее его текучесть.

Также расчетное сопротивление зависит от коэффициента пористости Е, который нужно устанавливать с помощью экспериментального взятия проб непосредственно на будущей строительной площадке.

Для теста потребуется взять кубик грунта 10х10Х10 см с объёмом О1 = 1000 см³ так, чтобы он не рассыпался. Далее этот кубик взвешивается и определяется его масса (М), после чего грунт измельчают. Затем, с помощью мерного стакана устанавливается объём измельченного грунта также в кубических сантиметрах (О2).

Далее нужно узнать объёмный вес исходного кубика (ОВ1) и измельченного грунта без пор (ОВ2). Для этого следует определенную вначале массу (М) разделить на (О1), чтобы получить (ОВ1) и затем разделить эту же величину (М) на (О2), чтобы получить (ОВ2). Исходный объём О1 изначально известен и равен 1000 см³, а объём измельченного грунта О2 берется из опыта с мерным стаканом.

Осталось только рассчитать пористость Е, которая равна 1 — (ОВ1/ОВ2)

Теперь, зная коэффициент текучести и пористость грунта, можно исходя из табличных цифр с определенной точностью сказать, какая именно несущая способность является расчетной именно для вашего участка. Если вы использовали экспериментальное выявление пористости, то убедитесь, что было проведено хотя бы 3 опыта, чтобы получить нужную величину с достаточно высокой точностью.

Таблица несущей способности грунтов

Таблица несущей способности грунтов Несущая способность грунта определяется на основе ряда характеристик почвы. Для того чтобы получить все необходимые показатели, потребуется выполнить ряд

Источник: silastroy.com

Таблица несущей способности различных грунтов

Прежде чем начинать строить дом, необходимо знать площадь опоры под него. Площадь опоры фундамента на грунт может быть различной. Практически это зависит от характеристик грунта. При уменьшении несущей способности почвы увеличивается площадь опоры фундамента. Способность различных видов грунта выдерживать нагрузку зависит от влажности, плотности и вида почвы на участке. Она оценивается в кг/см2.

Влажность грунта зависит от того, как расположены грунтовые воды.

Если влажность становится больше, то несущая способность почвы становится меньше. Определить влажность можно самостоятельно. Лопатой или буром выкапывается скважина или яма. Если через какой то период времени в ней появляется вода – грунт влажный, а если ее нет, то он сухой.

Ниже приводится таблица плотности и несущей способности разных грунтов.

При разработке проекта дома для примерного расчета фундамента, как правило, несущую способность принимают 2 кг/см2.

Таблица несущей способности различных грунтов

Что такое несущая способность грунта. От каких факторов она зависит. Таблица плотности и несущей способности различных грунтов.

Источник: moi-fundament.ru

postroifundament.ru

как рассчитать, чтобы не прогадать

Мало построить дом – нужно построить его так, чтобы с годами в стенах не появились трещины, а само жилище не стало «проседать» и разрушаться. На практике такое случается нередко, а все – из-за ошибок, допущенных при закладке фундамента. В том числе, при оценке такого важного показателя как несущая способность грунта, находящегося под будущим домом. Чтобы верно его рассчитать, необходимо учесть несколько основополагающих факторов, а именно: тип, плотность и увлажненность грунта.

Говорим на языке специалистов

Разрушение дома из-за иного грунта

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

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

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

Разновидности грунтов

Существует две основных группы, которые, в свою очередь, также делятся на несколько разновидностей.

Песчаные (осадка происходит быстро):

  • гравелистые и крупные — имеют высокую несущую способность, не теряют своих свойств даже при достаточно сильном увлажнении;
  • средней крупности — при обилии влаги несущая способность значительно снижается;
  • мелкие и пылеватые — характеризуются низкой несущей способностью.

Работа на глинистой почве

Глинистые (осадка происходит медленно):

  • глины – с одной стороны, они «вязкие» по консистенции, поэтому рекомендованные для строительства; с другой — могут содержать высокое количество влаги, а значит, подвержены морозному пучению;
  • суглинки – подвержены пучению в средней степени;
  • супеси – менее всего подвержены пучению.

Скальные (можно не бояться осадки). На самом деле это не совсем грунт, а сплошная горная порода. Он обладает огромным количеством преимуществ, в том числе: не пропускает воду, не сжимается, не пучинится при морозе и не накапливает влагу.

Крупнообломочные, или конгломераты (риск осадки фундамента сводится к нулю). Он состоит из различных «ингредиентов»: камней, щебенки, гравия и т.д. Если он имеет включения песка, то будет подвержен вспучиванию; если содержит в своем составе глину – грунт будет непучинистым.

И, наконец, торфяные. Они рыхлые, сжимаются неравномерно, а потому абсолютно не подходят для строительства. Такой грунт необходимо либо снять, либо максимально обжать и уплотнить.

Как определить тип грунта?

Большинство строителей-«любителей» определяют тип грунта на глаз и на ощупь. Для этого на участке пробуривается скважина глубиной до двух метров в среднем. Дальнейшая логика понятна:

Разновидности грунтов

  1. «песчанка» в основном состоит из частиц различных фракций. Если намочить крупнозернистый песок, то даже в таком состоянии из него будет сложно что-либо слепить.
  2. супесь: в сухом состоянии ее удастся скатать в комочек, однако он быстро рассыпается.
  3. суглинок более пластичный, но если сдавить комок, то можно получить потрескавшуюся лепешку;
  4. шарик, полученный из глины, при раздавливании также превращается в лепешку, но без трещин по краям.

Скальные и крупнообломочные типы грунтов определить еще легче благодаря их специфической структуре.

Однако надежней всего воспользоваться услугами профессионалов – геологов, которые с максимальной точностью определят, к какой категории можно отнести грунт, находящийся на том или ином участке.

В центре внимания – сейсмичность

Прочность грунта снижается там, где существует вероятность подземных вибраций. В подобных случаях он приобретает пагубные свойства псевдожидкого состояния, и также неспособен выдержать большие нагрузки. Поэтому, если стройка ведется там, где нередко случаются землетрясения, при расчетах необходимо учитывать еще один показатель – сейсмичность. Он определяется следующим образом: расчетное сопротивление делится на 1,5.

Все дело в водах

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

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

Закрепляющий эффект

«Слабый» грунт – не приговор, а руководство к решительным действиям. Его можно закрепить с помощью ряда мероприятий. Но для начала необходимо подготовить основания под будущий фундамент. Существует несколько способов добиться желаемого эффекта:

  1. Осушение – для этого необходимо организовать на участке осушительные и дренажные канавы.
  2. Грунтовая подушка – слабая «основа» под дом меняется на слой из строительных отходов, крупных камней, гравия и т.д.
  3. Уплотнение – осуществляется с помощью виброплит или катков (кулачковых, пневмоколесных, решетчатых и с гладкими вальцами).
  4. Закрепление – практикуется лишь крупными строительными организациями, оснащенных соответствующим оборудованием и использующих определенные вяжущие материалы. В арсенал методов по закреплению входят: силикатизация, смолизация и битуминизация.

Основные ошибки, которые нельзя допускать

ФУНДАМЕНТально о грунте

При строительстве важна каждая деталь, и данные о несущей способности грунта – основополагающие величины, которые следует рассматривать при закладке фундамента. Состояние грунта характеризуется его:

  • плотностью и пористостью
  • сезонной влажностью;
  • уровнем подземных вод.

Максимально плотный и утрамбованный грунт, с низким уровнем влажности способен выдержать самые высокие нагрузки. Таким образом, наилучшей несущей способностью обладают скальные породы и конгломераты; чуть хуже «ведут» себя гравелистые и крупные песчаные, а также глинистые грунты (при низком уровне залегания подземных вод). Зато от строительства на черноземах и торфах лучше отказаться.

Определить тип грунта и уровень залегания вод, влияющих на его состояние, можно своими силами. Но целесообразней обратиться к специалистам, которые проведут инженерно-геологические изыскания и дадут точную оценку.

При строительстве необходимо также учитывать уровень сейсмичности на данном участке.

Если в силу своей специфики грунт не в состоянии выдерживать большие нагрузки, его можно закрепить. Для этого существует несколько способов, актуальных как в случае частного строительства малоэтажного жилья, так и при возведении многоэтажек.

nafundamente.ru

Таблица несущей способности различных грунтов

Прежде чем начинать строить дом, необходимо знать площадь опоры под него. Площадь опоры фундамента на грунт может быть различной. Практически это зависит от характеристик грунта. При уменьшении несущей способности почвы увеличивается площадь опоры фундамента. Способность различных видов грунта выдерживать нагрузку зависит от влажности, плотности и вида почвы на участке. Она оценивается в кг/см2.

Влажность грунта зависит от того, как расположены грунтовые воды.

Если влажность становится больше, то несущая способность почвы становится меньше. Определить влажность можно самостоятельно. Лопатой или буром выкапывается скважина или яма. Если через какой то период времени в ней появляется вода – грунт влажный, а если ее нет, то он сухой.

Ниже приводится таблица плотности и несущей способности разных грунтов.

Вид грунтаПлотный грунтГрунт средней плотности
Песок крупный65
Песок среднего размера54
Супесь(сухая)32.5
Супесь влажная (пластичная)2.52
Мелкий песок (маловлажный)43
Мелкий песок (влажный)32
Глина (сухая)62.5
Глина влажная (пластичная)41
Суглинок (сухой)32
Суглинок влажный (пластичный)31

При разработке проекта дома для примерного расчета фундамента, как правило, несущую способность принимают 2 кг/см2.

Полезные статьи
Раздел: Грунт под фундамент дома Метки: вид грунта, грунт

moi-fundament.ru

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.

www.apostroy.ru

Расчет несущей способности грунта

Несущая способность грунта – это необходимая характеристика, необходимая при строительстве дома, которая показывает, какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Так же она определяет опорную площадь фундамента дома, чем хуже способность грунта, тем больше должна быть площадь фундамента.

Несущая способность грунта зависит от следующих факторов:
  • Типа грунта.
  • От степени уплотненности и насыщенности грунта влагой.

Несущие способности различных грунтов

Тип грунтаПлотный, кг/см²Средней плотности, кг/см²
Крупный гравелистый песок65
Песок средней крупности54
Мелкий маловлажный песок43
Мелкий песок, насыщенный влагой32
Супеси сухие32,5
Супеси, насыщенные влагой (пластичные)2,52
Суглинки сухие32
Суглинки, насыщенные влагой (пластичные)31
Глины сухие62,5
Глины, насыщенные влагой (пластичные)41

Увеличение влажности грунта обязательно снижает в несколько раз его несущую способность. Пески средней крупности и крупные пески не меняют своих свойств, при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, как правило, зависит от наличия грунтовых вод на участке.

Узнать несущую способность грунта можно при помощи специалистов, или самостоятельно. Для этого необходимо земляным буром пробурить скважину в земле глубиной 2 метра. Это позволит определить тип грунта и его увлажненность.

Песок от глины отличить легко, в песке ясно видны отдельные песчинки. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5 мм, средний – до 2 мм. Супесь содержит до 10% глинистых частиц. Суглинок содержит глинистых частиц до 30%. Глина – самый пластичный грунт, его легко можно скатать в шарик, а при его сжатии по краям не появятся трещины.

Влажность грунта можно определить визуально, если в вырытой яме сухо – грунт сухой, если же в яме через некоторое время скапливается вода – грунт насыщен влагой.

Во время строительных работ далеко не всегда исследуется несущая способность грунта, обычно используют приблизительные расчеты 2 кг/см².

Необходимо рассчитывать несущую способность грунта при следующих видах строительных работ:
  • Реконструкция, так как при возведении надстроек или пристроек возможно увеличение нагрузки на существующий фундамент.
  • Перепланировка, так как меняется нагрузка на фундамент за счет перегородок и стяжек.
  • Капитальный ремонт, при замене перекрытий или установке дополнительного оборудования увеличивается нагрузка на фундамент.
  • При проседании грунта.
  • При появлении трещин в фундаменте.

Расчет несущей способности грунта необходимо проводить совместно с анализом грунта.

nenovost.com

Несущая способность грунтов. Особенности несущей способности грунта, советы


как рассчитать, чтобы не прогадать

Мало построить дом – нужно построить его так, чтобы с годами в стенах не появились трещины, а само жилище не стало «проседать» и разрушаться. На практике такое случается нередко, а все – из-за ошибок, допущенных при закладке фундамента. В том числе, при оценке такого важного показателя как несущая способность грунта, находящегося под будущим домом. Чтобы верно его рассчитать, необходимо учесть несколько основополагающих факторов, а именно: тип, плотность и увлажненность грунта.

Говорим на языке специалистов

Разрушение дома из-за иного грунта

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

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

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

Разновидности грунтов

Существует две основных группы, которые, в свою очередь, также делятся на несколько разновидностей.

Песчаные (осадка происходит быстро):

  • гравелистые и крупные — имеют высокую несущую способность, не теряют своих свойств даже при достаточно сильном увлажнении;
  • средней крупности — при обилии влаги несущая способность значительно снижается;
  • мелкие и пылеватые — характеризуются низкой несущей способностью.

Работа на глинистой почве

Глинистые (осадка происходит медленно):

  • глины – с одной стороны, они «вязкие» по консистенции, поэтому рекомендованные для строительства; с другой — могут содержать высокое количество влаги, а значит, подвержены морозному пучению;
  • суглинки – подвержены пучению в средней степени;
  • супеси – менее всего подвержены пучению.

Скальные (можно не бояться осадки). На самом деле это не совсем грунт, а сплошная горная порода. Он обладает огромным количеством преимуществ, в том числе: не пропускает воду, не сжимается, не пучинится при морозе и не накапливает влагу.

Крупнообломочные, или конгломераты (риск осадки фундамента сводится к нулю). Он состоит из различных «ингредиентов»: камней, щебенки, гравия и т.д. Если он имеет включения песка, то будет подвержен вспучиванию; если содержит в своем составе глину – грунт будет непучинистым.

И, наконец, торфяные. Они рыхлые, сжимаются неравномерно, а потому абсолютно не подходят для строительства. Такой грунт необходимо либо снять, либо максимально обжать и уплотнить.

Как определить тип грунта?

Большинство строителей-«любителей» определяют тип грунта на глаз и на ощупь. Для этого на участке пробуривается скважина глубиной до двух метров в среднем. Дальнейшая логика понятна:

Разновидности грунтов

  1. «песчанка» в основном состоит из частиц различных фракций. Если намочить крупнозернистый песок, то даже в таком состоянии из него будет сложно что-либо слепить.
  2. супесь: в сухом состоянии ее удастся скатать в комочек, однако он быстро рассыпается.
  3. суглинок более пластичный, но если сдавить комок, то можно получить потрескавшуюся лепешку;
  4. шарик, полученный из глины, при раздавливании также превращается в лепешку, но без трещин по краям.

Скальные и крупнообломочные типы грунтов определить еще легче благодаря их специфической структуре.

Однако надежней всего воспользоваться услугами профессионалов – геологов, которые с максимальной точностью определят, к какой категории можно отнести грунт, находящийся на том или ином участке.

В центре внимания – сейсмичность

Прочность грунта снижается там, где существует вероятность подземных вибраций. В подобных случаях он приобретает пагубные свойства псевдожидкого состояния, и также неспособен выдержать большие нагрузки. Поэтому, если стройка ведется там, где нередко случаются землетрясения, при расчетах необходимо учитывать еще один показатель – сейсмичность. Он определяется следующим образом: расчетное сопротивление делится на 1,5.

Все дело в водах

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

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

Закрепляющий эффект

«Слабый» грунт – не приговор, а руководство к решительным действиям. Его можно закрепить с помощью ряда мероприятий. Но для начала необходимо подготовить основания под будущий фундамент. Существует несколько способов добиться желаемого эффекта:

  1. Осушение – для этого необходимо организовать на участке осушительные и дренажные канавы.
  2. Грунтовая подушка – слабая «основа» под дом меняется на слой из строительных отходов, крупных камней, гравия и т.д.
  3. Уплотнение – осуществляется с помощью виброплит или катков (кулачковых, пневмоколесных, решетчатых и с гладкими вальцами).
  4. Закрепление – практикуется лишь крупными строительными организациями, оснащенных соответствующим оборудованием и использующих определенные вяжущие материалы. В арсенал методов по закреплению входят: силикатизация, смолизация и битуминизация.

Основные ошибки, которые нельзя допускать

ФУНДАМЕНТально о грунте

При строительстве важна каждая деталь, и данные о несущей способности грунта – основополагающие величины, которые следует рассматривать при закладке фундамента. Состояние грунта характеризуется его:

  • плотностью и пористостью
  • сезонной влажностью;
  • уровнем подземных вод.

Максимально плотный и утрамбованный грунт, с низким уровнем влажности способен выдержать самые высокие нагрузки. Таким образом, наилучшей несущей способностью обладают скальные породы и конгломераты; чуть хуже «ведут» себя гравелистые и крупные песчаные, а также глинистые грунты (при низком уровне залегания подземных вод). Зато от строительства на черноземах и торфах лучше отказаться.

Определить тип грунта и уровень залегания вод, влияющих на его состояние, можно своими силами. Но целесообразней обратиться к специалистам, которые проведут инженерно-геологические изыскания и дадут точную оценку.

При строительстве необходимо также учитывать уровень сейсмичности на данном участке.

Если в силу своей специфики грунт не в состоянии выдерживать большие нагрузки, его можно закрепить. Для этого существует несколько способов, актуальных как в случае частного строительства малоэтажного жилья, так и при возведении многоэтажек.

nafundamente.ru

отличия, типы, описание и фото

Несущая способность грунта имеет большое значение при строительстве дома. От нее напрямую зависит величина фундамента, количество и качество материалов. Чем хуже его несущая способность — тем большую площадь занимает фундамент. Перенасыщенность влагой значительно снижает несущую способность грунта. Исключением являются пески с крупными и средними частицами, при увлажнении они не меняют своих свойств.

Типы грунта

Грунты отличаются по своей структуре и составу. В целом, они подразделяются на 2 класса, имеющих множество подвидов.

Классы:

  • Скальные — с жесткой структурой. Это граниты, диориты, кварциты, песчаники. Отличаются водоустойчивостью, значительной прочностью, не промерзают. Являются наиболее прочными основаниями.
  • Нескальные — не имеющие жесткой структурной связки. В основном, это осадочные породы. По величине частиц делятся на крупнообломочные, песчаные, биогенные, пылевато-глинистые и почвы.

Подвиды:

  1. Крупнообломочные — обломки скальных пород. К ним относятся гравий, щебень, галька. Хорошее основание, если внизу находится плотный слой.
  2. Песчаные — крупность частиц 0,1−2 мм, не пластичный. Чем крупнее песчинки, тем большую нагрузку может выдержать. Не сильно промерзает.
  3. Пылевато-глинистые — в составе пылеватые и глинистые частицы. Дают сильную просадку.
  4. Глинистые — связные грунты. Поры заполнены водой, поэтому при промерзании происходит пучение. На его несущую способность влияет влажность, от которой зависит его консистенция.
  5. Лессовые и лессовидные — глинистые с большим количеством пылеватых частиц. Дают сильную просадку и как основание под строительство не подходят.
  6. Плывуны — при вскрытии двигаются, вязко-текущие. Состоят из пылеватых песков с глинистыми примесями, насыщенные водой. Непригодны для основания.
  7. Биогенные — в составе имеется значительное количество органических веществ. Это торфы, сапропели — пресноводные илы.
  8. Почва — плодородная земля. Ни почва, ни биогенный грунт служить основанием не могут.
  9. Насыпной — искусственно образованный при засыпке прудов и т. д. Имеют неоднозначные свойства и зависят от многочисленных факторов таких, как однородность, степень плотности. Может использоваться как основание для здания, но обязательно рассматривается каждый случай индивидуально.
  10. Намывные — образуются после очистки озер и рек. Являются хорошим основанием для строительства.

При необходимости слабый грунт можно уплотнить с помощью трамбования или поверхностной вибрацией — этот метод более эффективный и быстрый.

Пучинистые и непучинистые виды

В результате промерзания, грунт значительно увеличивается в объеме, происходит пучинистость. В результате получается «выталкивание» постройки; весной, наоборот, он оттаивая дает сильную и неравномерную осадку. Пучинистыми видами являются глина, суглинок, супеси, почва. Не пучинистые — скальные, галька, песок с крупными и средними частицами, без примесей.

Особенности и свойства грунтов

  • глина — в сухом виде твердая, во влажном пластичная, вязкая. При растирании между пальцами песок не чувствуется. При легком надавливании на комок, остается лепешка без трещин по краям. Легко самостоятельно проверить влажность и пластичность глины. Если глина обладает высокой пластичностью и влажностью, лопата войдет легко. Если нет, то считается сухой;
  • суглинок — в сухом состоянии куски при ударе рассыпаются, во влажном имеют слабую пластичность. Содержит 10−30% глинистых частиц. Более пластичный чем супесь. Сформированный шарик при надавливании превратится в лепешку с трещинами по краям;
  • супесь — в сухом виде легко рассыпается, непластичный, в составе преобладают песчаные частицы. Содержит не больше 10% глины;
  • песок (пылеватый) — внешне напоминает пыль или муку;
  • песок (мелкий) — частицы слабо различимые глазом;
  • песок (средний) — гранулы имеют величину размером с просо, до 2 мм;
  • песок (крупный) — в составе преобладают гранулы величиной с гречневую крупу, размер частиц 0,25−5 мм;
  • гравий — большая половина массы зерна размером от горошины до небольшого ореха;
  • галька (щебень) — больше половины массы зерна размером больше ореха;
  • песчаные, гравийные и галечные грунты имеют несвязную структуру, хорошим основанием под постройку могут служить сухие, без примесей крупнозернистые пески;
  • ненадежны мелкозернистые пески с примесями;
  • не рекомендуется строить сооружение на насыпных грунтах;

Плотность грунта имеет большое значение при расчете несущей способности. Чем глубже он находится, тем более высокая плотность, выше несущая способность и низкая усадка.

Находящийся глубоко под землей, он подвергается постоянному давлению вышележащих слоев. Поэтому плотность его всегда будет высокой. Если рассчитывать несущую способность грунта самостоятельно, то можно с уверенностью считать, что на глубине 0,8 — 1 м он плотный.

Для более простого расчета его несущая способность равняется 2 кг/см2. Также можно измерять в т/м2.

Несущая способность грунта

Для чего нужно знать несущую способность грунта? По своей структуре он напоминает губку - состоит из пор, заполненных воздухом или водой и твердых частиц. Нагрузки меняют объем пор, что, в свою очередь, меняет объем грунта. С увеличением плотности уменьшается пористость. Все это приводит к нарушению равновесия, что, в свою очередь, является причиной сильной просадки. Он начинает выпирать из-под фундамента, смещая всю конструкцию. Сильное смещение опасно для здания. Поэтому необходимо знать его несущую способность, чтобы правильно вычислить максимально допустимую нагрузку.

Несущая способность грунта зависит от трёх факторов:

  • тип;
  • степень уплотненности;
  • насыщенность влагой;
Метод определения несущей способности
  1. Для того чтобы узнать несущую способность грунта самостоятельно, необходимо обычным земляным буром сделать скважину, глубиной не меньше 2-х метров. Можно воспользоваться и обычной садовой лопатой. Во время этих работ, сразу можно определиться с типом грунта. Если через несколько дней на дне ямы не появится вода, то его можно считать сухим.
  2. Еще один простой способ определить несущую способность грунта. На поверхность земли надо наступить и всю тяжесть тела перенести на каблук. Если каблук входит в землю не полностью, только наполовину, то на участке можно проводить строительные работы. Если каблук легко проваливается, то грунт слабый.
Определение уровня грунтовых вод
  • в нескольких местах участка проделывают шурфы, глубиной 2−2,5 м;
  • через какое-то время в шурфах должна появиться вода, если этого не произошло, необходимо увеличить глубину на 30−40 см больше глубины промерзания грунта;
  • затем определяется глубина грунтовых вод с помощью рейки, которую опускают в шурф;
  • расстояние определяется от верхнего участка земли до уровня воды в шурфе;
  • в разных участках уровень грунтовых вод может значительно отличаться, поэтому нужно ориентироваться на самый высокий уровень;
  • при высоком уровне грунтовых вод проводится дренаж.

Вся информация, полученная при исследовании несущей способности грунта, влияет на проектные работы, подбор необходимых материалов. Это позволит определиться с габаритами фундамента и нагрузкой на грунт, максимально безопасной для здания и последующих эксплуатационных характеристик.

plita.guru

Фундамент и несущая способность грунта

 

Прибор для определения несущей способности грунта

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

 

Для чего нужно определять несущую способность

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

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

Как определять несущую способность грунта

Осадки фундаментов принято рассчитывать по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. В соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* (п. 2.41.) среднее значения давления под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания. В соответствии с п. 2.42. и Приложения 3 СНиП 2.02.01-83*  расчетные сопротивления грунтов основания (R0) определяется по таблице:

Тип грунта

Расчетное сопротивление R0, кг/см2

Крупнообломочные 

Галечниковые (щебенистые) с песчаным заполнителем

6

Галечниковые (щебенистые) спылевато-глинистым заполнителем

4 — 4,5

Гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем

5

Гравийные (дресвяные) спылевато-глинистым заполнителем

3,5-4

Песчаные 

 

плотные

средней плотности

Крупные

6

5

Средней крупности

5

4

Мелкие маловлажные

4

3

Мелкие влажные и насыщенные водой

3

2

Пылеватые маловлажные

3

2,5

Пылеватые влажные

2

1,5

Пылеватые насыщенные водой

1,5

1

Пылевато-глинистые (непросадочные)

 

сухие

влажные

Супеси (коэффициент пористости 0,5) *

3

3

Супеси (0,7)

2,5

2

Суглинки (коэффициент пористости 0,5)

3

2,5

Суглинки (0,7)

2,5

1,8

Суглинки (1,0)

2

1

Глины (коэффициент пористости 0,5)

6

4

Глины (0,6)

5

3

Глины (0,8)

3

2

Глины (1,1)

2,5

1

Просадочные

 

сухие

влажные

Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3)

3

1,5

Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3)

3,5

1,8

Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3)

2

Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3)

2,5

Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3)

3,5

1,8

Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3)

4

2

Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3)

2,5

Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3)

3

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

 

Как зависит несущая способность грунта от глубины заложения фундамента

ВАЖНО:  значения R0, приведенные в таблице, определены для фундаментов шириной 1 м и глубиной заложения 2м.  При изменении ширины и глубины заложения фундамента, расчетное сопротивление  (R) вычисляется по формулам:

  • при глубине заложения менее 2 м:

             R = R0 * [1 + k1*(b – 100)/100] * (d +200)/2*200

  •  при глубине заложения более 2 м:

              R = R0 * [1 + k1 *(b - 100)/100] + k2*g*(d - 200), где

Коэффициент k1 равен:  0,125 — для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов, кроме пылеватых песков; 0,05 – из пылеватых песков, супесей, суглинков и глин;

Коэффициент k2 равен:  0,25 — для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов; 0,2 – из супесей и суглинков; 0,15 – из глин;

g- удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кг/см3;

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

d– глубина заложения фундамента, см.

Как влияет сейсмичность на несущую способность грунта

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

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

podomostroim.ru

Расчет несущей способности грунта

Несущая способность грунта – это необходимая характеристика, необходимая при строительстве дома, которая показывает, какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Так же она определяет опорную площадь фундамента дома, чем хуже способность грунта, тем больше должна быть площадь фундамента.

Несущая способность грунта зависит от следующих факторов:
  • Типа грунта.
  • От степени уплотненности и насыщенности грунта влагой.

Несущие способности различных грунтов

Тип грунтаПлотный, кг/см²Средней плотности, кг/см²
Крупный гравелистый песок65
Песок средней крупности54
Мелкий маловлажный песок43
Мелкий песок, насыщенный влагой32
Супеси сухие32,5
Супеси, насыщенные влагой (пластичные)2,52
Суглинки сухие32
Суглинки, насыщенные влагой (пластичные)31
Глины сухие62,5
Глины, насыщенные влагой (пластичные)41

Увеличение влажности грунта обязательно снижает в несколько раз его несущую способность. Пески средней крупности и крупные пески не меняют своих свойств, при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, как правило, зависит от наличия грунтовых вод на участке.

Узнать несущую способность грунта можно при помощи специалистов, или самостоятельно. Для этого необходимо земляным буром пробурить скважину в земле глубиной 2 метра. Это позволит определить тип грунта и его увлажненность.

Песок от глины отличить легко, в песке ясно видны отдельные песчинки. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5 мм, средний – до 2 мм. Супесь содержит до 10% глинистых частиц. Суглинок содержит глинистых частиц до 30%. Глина – самый пластичный грунт, его легко можно скатать в шарик, а при его сжатии по краям не появятся трещины.

Влажность грунта можно определить визуально, если в вырытой яме сухо – грунт сухой, если же в яме через некоторое время скапливается вода – грунт насыщен влагой.

Во время строительных работ далеко не всегда исследуется несущая способность грунта, обычно используют приблизительные расчеты 2 кг/см².

Необходимо рассчитывать несущую способность грунта при следующих видах строительных работ:
  • Реконструкция, так как при возведении надстроек или пристроек возможно увеличение нагрузки на существующий фундамент.
  • Перепланировка, так как меняется нагрузка на фундамент за счет перегородок и стяжек.
  • Капитальный ремонт, при замене перекрытий или установке дополнительного оборудования увеличивается нагрузка на фундамент.
  • При проседании грунта.
  • При появлении трещин в фундаменте.

Расчет несущей способности грунта необходимо проводить совместно с анализом грунта.

nenovost.com

Несущая способность грунтов

Планирование строительства дома - важная и ответственная работа, требующая определенных навыков. При создании проекта дома необходимо учитывать ряд факторов, которые могут повлиять на весь рабочий процесс.

Что же нужно учесть в первую очередь?

Важно знать, что несущая способность грунтов является основной характеристикой, указывающей на степень нагрузки, которую может выдержать единица площади грунта. Как правило, измеряется она в т/м2 или кг/см2 . Этот показатель позволяет определить, какими свойствами должна обладать опорная площадь фундамента.

Как правило, определяют три основных характеристики грунта, которые сказываются на его несущей способности. Это насыщенность грунта влагой, его уплотненность и тип.

Несущая способность грунтов в значительной мере снижается при увеличении влажности. Неизменными остаются только свойства песков средней крупности. Об избыточной влажности может говорить высокий уровень грунтовых вод. В таких случаях вовсе не обязательно прибегать к помощи геологов, ведь этот показатель вполне можно определить самостоятельно. Необходимо выкопать лопатой яму глубиной 2 м (или пробурить скважину земляным буром), этого будет вполне достаточно для того, чтобы определить тип грунта и степень его увлажненности.

Определить тип грунта можно на глаз. Распознать песок не составит труда ни для кого. Суглинок же обладает пластичностью и содержит до 30 % глинистых частиц, супесь – более хрупкий материал и легко рассыпается при оказании малейшего давления на комок, а вот глина является самым пластичным грунтом и при сжатии превращается в лепешку. По количеству содержания воды в вырытой яме можно определить влажность земли и близость расположения грунтовых вод.

Также несущая способность включает в себя показатели плотности грунта. Однако эту величину нельзя назвать постоянной. На находящийся глубоко под землей слой грунта оказывают давление другие слои, которые находятся выше, поэтому, когда его извлекают на поверхность, то его насыпная плотность оказывается гораздо меньше. Таким образом, рассчитывая несущую способность, грунт можно считать плотным только при условии его нахождения на глубине 0,8-1 м.

Нужно отметить, что далеко не всегда производятся соответствующие исследования, поэтому для упрощения расчетов принято считать, что несущая способность грунтов является равной 2 кг/см2.

Однако при подготовке к строительству не всегда грунт соответствует тем показателям, которые нужны для установления фундамента в соответствии с проектом здания. Современные технологии дали возможность оказывать влияние на качество грунта, поэтому существует ряд технологий, которые предпринимают для его укрепления.

Застройщикам просто необходимо проводить меры, которые обеспечивают защиту и укрепление грунтов. В первую очередь защита требуется для предотвращения ветровой, водной и механической эрозии почв.

Для укрепления грунтов существует несколько наиболее распространенных технологий, например, увеличение  механических свойств, которое осуществляется за счет введения специальных элементов в грунтовые конструкции (называется армированием). Также можно провести химическое укрепление грунтов, которое достигается путем преобразования их состава за счет обработки химическими реагентами. Использование вяжущих материалов, таких как деготь, битум, цемент, органические и минеральные отходы, также способствует укреплению грунтов.

Важно понимать, что после того как строительство дома окончено, может произойти его усадка, под весом всей конструкции и от проседания фундамента. Неравномерные нагрузки зачастую оказываются причиной возникновения трещин, что впоследствии ведет к разрушению целого здания. Далеко не всегда низкая несущая способность грунтов является главной причиной, которая может привести к таким последствиям. Однако для того, чтобы правильно выбрать тип фундамента, эта величина должна быть учтена в первую очередь.

fb.ru

Несущая способность грунта. Видео

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

Как определить несущую способность грунтов

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

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

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

Несущая способность грунта

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

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

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

Зависимость площади фундамента от несущей способности грунта

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

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

Несущая способность грунта

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

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

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

Зависимость конструкции дома от величины несущей способности грунта

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

Видео

Фото: vieskanmetalli.fi, gtechearthsciences.ca

Для тех, кто живет в доме без подключения к водопроводу, предметом важной необходимости является скважинный насос. Благодаря этому механизму отпадает надобность вытягивать эту жизненно необходимую жидкость из колодца вручную. Различные поставщики насосов насытили рынок разнообразными их моделями. Желание сэкономить толкает приобрести дешевый вариант. В принципе, если после этого не ждать чудес и адекватно оценивать возможности…

Фасад – это внешняя сторона любого здания, его «лицо». Оценивая внешний облик здания, мы в первую очередь обращаем внимание на его фасад, поэтому фасадным работам в наше время уделяется самое пристальное внимание. В число наиболее востребованных фасадных работ сегодня входит остекление фасадов. Оно делает облик здания эффектным, современным и привлекательным, позволяя воплотить в жизнь самые…

Еще совсем недавно были очень популярны сверкающие фасады, состоящие целиком из стекла. Сегодня архитекторы предпочитают сочетать стекло с дорогими облицовочными материалами – сталью, керамикой, терракотой – для создания долговечных и стильных фасадов. В этом случае используется технология возведения навесных блочных наружных стен. Такой способ позволяет собирать застекленные элементы и большие панели прямо на заводе, и…

Штукатурные системы с утеплением представляют собой слой утеплителя, закрепленный на фасаде и оштукатуренный с применением специальных технологий. Утепление занимает в этом процессе одну из наиболее важных ролей – именно от утеплителя зависят многие характеристики готового фасада – теплопроводность, влагостойкость, а также место нахождения точки росы и зоны отрицательных температур. Чтобы подготовить стену к монтажу утеплителя,…

Основанием под штукатурную систему может служить все что угодно – железобетонные плиты, полнотелый или пустотелый кирпич, многощелевые бетонные блоки, даже деревянные брусья, но только в том случае, если дом уже дал окончательную усадку. Штукатурную систему под стены из «теплых» ячеистых блоков следует проектировать особенно внимательно. Как правило, им не нужен большой слой утеплителя, но высокая…

www.ktovdome.ru

Таблица несущей способности различных грунтов

Прежде чем начинать строить дом, необходимо знать площадь опоры под него. Площадь опоры фундамента на грунт может быть различной. Практически это зависит от характеристик грунта. При уменьшении несущей способности почвы увеличивается площадь опоры фундамента. Способность различных видов грунта выдерживать нагрузку зависит от влажности, плотности и вида почвы на участке. Она оценивается в кг/см2.

Влажность грунта зависит от того, как расположены грунтовые воды.

Если влажность становится больше, то несущая способность почвы становится меньше. Определить влажность можно самостоятельно. Лопатой или буром выкапывается скважина или яма. Если через какой то период времени в ней появляется вода – грунт влажный, а если ее нет, то он сухой.

Ниже приводится таблица плотности и несущей способности разных грунтов.

Вид грунтаПлотный грунтГрунт средней плотности
Песок крупный65
Песок среднего размера54
Супесь(сухая)32.5
Супесь влажная (пластичная)2.52
Мелкий песок (маловлажный)43
Мелкий песок (влажный)32
Глина (сухая)62.5
Глина влажная (пластичная)41
Суглинок (сухой)32
Суглинок влажный (пластичный)31

При разработке проекта дома для примерного расчета фундамента, как правило, несущую способность принимают 2 кг/см2.

Полезные статьи
Раздел: Грунт под фундамент дома Метки: вид грунта, грунт

moi-fundament.ru

Несущая способность грунтов - GEODEZ геодезические и геологические услуги по Украине

Основой любого дома и сооружения является фундамент. Именно, от того насколько качественно был возведен фундамент зависит появление различных деформаций здания как вертикальных, так и горизонтальных, появление трещин в несущих конструкциях. Чтобы такие неприятности вас не беспокоили необходимо обязательно определять несущую способность грунта, чем многие пренебрегают, что в дальнейшем вылетает в копеечку. От несущей способности грунта зависит усадка фундамента. Лучше всего доверить определение несущей способности грунта квалифицированным специалистам, которые подойдут к проведению данных работ по геологии грамотно и ответственно.

Качественно проведенный анализ грунта позволит подобрать правильный тип фундамента, что в дальнейшем поможет избежать сверхдопустимой осадки здания или сооружения. Следует отметить, что не во всех случаях появлений трещин в стенах, перекоса дверей причиной является неправильно произведенный расчет несущей способности грунта, но это не говорит о том, что к нему можно относиться с меньшей ответственностью.

Внимание! Расчет необходимо делать еще до начала проектирования, это поможет определить какую нагрузку сможет выдержать грунт

Как же определить его несущую способность?

Чтобы ее определить нужно иметь представления о трех важных его характеристиках - о типе, степени уплотненности в определенной области и его влажности. Для того, чтобы дать оценку качеству грунта необходимо пробурить буром скважину либо выкопать яму. Следует помнить, что для того чтобы определить главные характеристики грунта, брать его нужно на глубине не менее двух метров. Именно на такой глубине будет располагаться фундамент и на такой глубине можно дать характеристику грунту не зависимо от сезона, так как для до этой глубины вода не доходит. Очень важным фактом является то, что с увеличением влажности, несущая способность грунта уменьшается. Здесь следует учитывать такой нюанс: если черноземы становясь влажными утрачивают свою несущую способность, то свойства песка в таком случае почти не меняется. Лучше всего закладывать фундамент на глубине ниже 1,5 метров. На такой глубине увлажнение грунта отсутствует. Плотность грунта является величиной, которая постоянно изменяется, она непостоянна. Плотным считается грунт который находится на глубине более 80 см. Это происходит потому что на грунт, находящийся под землей, достаточно глубоко, давят пласты грунта, расположенные над ним. Во время бурения, вынимаемый грунт имеет меньшую плотность и становится более рыхлым.

Для проведения таких работ как реконструкция, перепланировка, капитальный ремонт и выявление трещин в фундаменте производят расчет несущей способности грунтов основания. Если вам нужно провести данные работы, обращайтесь к нам. Наши специалисты имеют достаточно большой опыт в проведении подобных работ, а также владеют специальными навыками и знаниями, которые помогут рассчитать несущую способность грунта максимально точно.

отличия, типы, описание и фото

Несущая способность грунта имеет большое значение при строительстве дома. От нее напрямую зависит величина фундамента, количество и качество материалов. Чем хуже его несущая способность — тем большую площадь занимает фундамент. Перенасыщенность влагой значительно снижает несущую способность грунта. Исключением являются пески с крупными и средними частицами, при увлажнении они не меняют своих свойств.

Типы грунта

Грунты отличаются по своей структуре и составу. В целом, они подразделяются на 2 класса, имеющих множество подвидов.

Классы:

  • Скальные — с жесткой структурой. Это граниты, диориты, кварциты, песчаники. Отличаются водоустойчивостью, значительной прочностью, не промерзают. Являются наиболее прочными основаниями.
  • Нескальные — не имеющие жесткой структурной связки. В основном, это осадочные породы. По величине частиц делятся на крупнообломочные, песчаные, биогенные, пылевато-глинистые и почвы.

Подвиды:

  1. Крупнообломочные — обломки скальных пород. К ним относятся гравий, щебень, галька. Хорошее основание, если внизу находится плотный слой.
  2. Песчаные — крупность частиц 0,1−2 мм, не пластичный. Чем крупнее песчинки, тем большую нагрузку может выдержать. Не сильно промерзает.
  3. Пылевато-глинистые — в составе пылеватые и глинистые частицы. Дают сильную просадку.
  4. Глинистые — связные грунты. Поры заполнены водой, поэтому при промерзании происходит пучение. На его несущую способность влияет влажность, от которой зависит его консистенция.
  5. Лессовые и лессовидные — глинистые с большим количеством пылеватых частиц. Дают сильную просадку и как основание под строительство не подходят.
  6. Плывуны — при вскрытии двигаются, вязко-текущие. Состоят из пылеватых песков с глинистыми примесями, насыщенные водой. Непригодны для основания.
  7. Биогенные — в составе имеется значительное количество органических веществ. Это торфы, сапропели — пресноводные илы.
  8. Почва — плодородная земля. Ни почва, ни биогенный грунт служить основанием не могут.
  9. Насыпной — искусственно образованный при засыпке прудов и т. д. Имеют неоднозначные свойства и зависят от многочисленных факторов таких, как однородность, степень плотности. Может использоваться как основание для здания, но обязательно рассматривается каждый случай индивидуально.
  10. Намывные — образуются после очистки озер и рек. Являются хорошим основанием для строительства.

При необходимости слабый грунт можно уплотнить с помощью трамбования или поверхностной вибрацией — этот метод более эффективный и быстрый.

Пучинистые и непучинистые виды

В результате промерзания, грунт значительно увеличивается в объеме, происходит пучинистость. В результате получается «выталкивание» постройки; весной, наоборот, он оттаивая дает сильную и неравномерную осадку. Пучинистыми видами являются глина, суглинок, супеси, почва. Не пучинистые — скальные, галька, песок с крупными и средними частицами, без примесей.

Особенности и свойства грунтов

  • глина — в сухом виде твердая, во влажном пластичная, вязкая. При растирании между пальцами песок не чувствуется. При легком надавливании на комок, остается лепешка без трещин по краям. Легко самостоятельно проверить влажность и пластичность глины. Если глина обладает высокой пластичностью и влажностью, лопата войдет легко. Если нет, то считается сухой;
  • суглинок — в сухом состоянии куски при ударе рассыпаются, во влажном имеют слабую пластичность. Содержит 10−30% глинистых частиц. Более пластичный чем супесь. Сформированный шарик при надавливании превратится в лепешку с трещинами по краям;
  • супесь — в сухом виде легко рассыпается, непластичный, в составе преобладают песчаные частицы. Содержит не больше 10% глины;
  • песок (пылеватый) — внешне напоминает пыль или муку;
  • песок (мелкий) — частицы слабо различимые глазом;
  • песок (средний) — гранулы имеют величину размером с просо, до 2 мм;
  • песок (крупный) — в составе преобладают гранулы величиной с гречневую крупу, размер частиц 0,25−5 мм;
  • гравий — большая половина массы зерна размером от горошины до небольшого ореха;
  • галька (щебень) — больше половины массы зерна размером больше ореха;
  • песчаные, гравийные и галечные грунты имеют несвязную структуру, хорошим основанием под постройку могут служить сухие, без примесей крупнозернистые пески;
  • ненадежны мелкозернистые пески с примесями;
  • не рекомендуется строить сооружение на насыпных грунтах;

Плотность грунта имеет большое значение при расчете несущей способности. Чем глубже он находится, тем более высокая плотность, выше несущая способность и низкая усадка.

Находящийся глубоко под землей, он подвергается постоянному давлению вышележащих слоев. Поэтому плотность его всегда будет высокой. Если рассчитывать несущую способность грунта самостоятельно, то можно с уверенностью считать, что на глубине 0,8 — 1 м он плотный.

Для более простого расчета его несущая способность равняется 2 кг/см2. Также можно измерять в т/м2.

Несущая способность грунта

Для чего нужно знать несущую способность грунта? По своей структуре он напоминает губку - состоит из пор, заполненных воздухом или водой и твердых частиц. Нагрузки меняют объем пор, что, в свою очередь, меняет объем грунта. С увеличением плотности уменьшается пористость. Все это приводит к нарушению равновесия, что, в свою очередь, является причиной сильной просадки. Он начинает выпирать из-под фундамента, смещая всю конструкцию. Сильное смещение опасно для здания. Поэтому необходимо знать его несущую способность, чтобы правильно вычислить максимально допустимую нагрузку.

Несущая способность грунта зависит от трёх факторов:

  • тип;
  • степень уплотненности;
  • насыщенность влагой;

Метод определения несущей способности

  1. Для того чтобы узнать несущую способность грунта самостоятельно, необходимо обычным земляным буром сделать скважину, глубиной не меньше 2-х метров. Можно воспользоваться и обычной садовой лопатой. Во время этих работ, сразу можно определиться с типом грунта. Если через несколько дней на дне ямы не появится вода, то его можно считать сухим.
  2. Еще один простой способ определить несущую способность грунта. На поверхность земли надо наступить и всю тяжесть тела перенести на каблук. Если каблук входит в землю не полностью, только наполовину, то на участке можно проводить строительные работы. Если каблук легко проваливается, то грунт слабый.

Определение уровня грунтовых вод

  • в нескольких местах участка проделывают шурфы, глубиной 2−2,5 м;
  • через какое-то время в шурфах должна появиться вода, если этого не произошло, необходимо увеличить глубину на 30−40 см больше глубины промерзания грунта;
  • затем определяется глубина грунтовых вод с помощью рейки, которую опускают в шурф;
  • расстояние определяется от верхнего участка земли до уровня воды в шурфе;
  • в разных участках уровень грунтовых вод может значительно отличаться, поэтому нужно ориентироваться на самый высокий уровень;
  • при высоком уровне грунтовых вод проводится дренаж.

Вся информация, полученная при исследовании несущей способности грунта, влияет на проектные работы, подбор необходимых материалов. Это позволит определиться с габаритами фундамента и нагрузкой на грунт, максимально безопасной для здания и последующих эксплуатационных характеристик.

Как рассчитать несущую способность грунта

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Несущая способность грунта определяется уравнением

Q_a = \ frac {Q_u} {FS }

, где Q a - допустимая несущая способность (в кН / м 2 или фунт / фут 2 ), Q u - предельная несущая способность (в кН / м 2 или фунт / фут 2 ), а FS - коэффициент безопасности.Предел несущей способности Q и является теоретическим пределом несущей способности.

Подобно тому, как Пизанская башня наклоняется из-за деформации почвы, инженеры используют эти расчеты при определении веса зданий и домов. Когда инженеры и исследователи закладывают фундамент, они должны убедиться, что их проекты идеально подходят для той почвы, которая поддерживает их. Несущая способность - это один из методов измерения этой прочности. Исследователи могут рассчитать несущую способность почвы, определив предел контактного давления между почвой и помещенным на нее материалом.

Эти расчеты и измерения выполняются на проектах, касающихся фундаментов мостов, подпорных стен, плотин и подземных трубопроводов. Они полагаются на физику почвы, изучая природу различий, вызванных давлением поровой воды материала, лежащего в основе фундамента, и межкристаллитным эффективным напряжением между самими частицами почвы. Они также зависят от жидкостной механики пространства между частицами почвы. Это объясняет растрескивание, просачивание и сопротивление сдвигу самой почвы.

В следующих разделах более подробно рассматриваются эти вычисления и их использование.

Формула несущей способности грунта

Фундаменты мелкого заложения включают ленточные, квадратные и круглые фундаменты. Глубина обычно составляет 3 метра, что позволяет получить более дешевые, реалистичные и легко переносимые результаты.

Теория предельной несущей способности Терзаги предполагает, что вы можете рассчитать предельную несущую способность для неглубоких сплошных фундаментов Q u с

Q_u = cN_c + gDN_q + 0.5gBN_g

, где c - сцепление грунта (в кН / м 2 или фунт / фут 2 ), г - эффективный удельный вес грунта (в кН / м 3 или фунт / фут 3 ), D - это глубина опоры (в метрах или футах), а B - ширина опоры (в метрах или футах).

Для неглубоких квадратных фундаментов уравнение: Q u с

Q_u = 1,3cN_c + gDN_q + 0,4gBN_g

, а для неглубоких круглых фундаментов уравнение:

Q_u = 1.{2 \ pi (0,75- \ phi '/ 360) \ tan {\ phi'}}} {2 \ cos {(2 (45+ \ phi '/ 2))}}

N c Равно 5,14 для ф '= 0 и

N_C = \ frac {N_q-1} {\ tan {\ phi'}}

для всех других значений ф ', Ng :

N_g = \ tan {\ phi '} \ frac {K_ {pg} / \ cos {2 \ phi'} -1} {2}

K pg получается из графического представления величин и определение того, какое значение K pg учитывает наблюдаемые тенденции.Некоторые используют N г = 2 (N q +1) tanф '/ (1 + .4sin4 ф') в качестве приближения без необходимости вычисления K pg .

Могут быть ситуации, в которых грунт проявляет признаки местного разрушения сдвигом . Это означает, что прочность грунта не может показать достаточную прочность для фундамента, потому что сопротивление между частицами в материале недостаточно велико. В этих ситуациях предельная несущая способность квадратного фундамента составляет Q u =.867c N c + g DN q + 0,4 g BN g , сплошной фундамент i s Qu = 2 / 3c Nc + g D Nq + 0,5 g B Ng и круглый фундамент равен Q u = 0,867c N c + g DN q + 0,3 г BN g .

Методы определения несущей способности грунта

Фундаменты глубокого заложения включают фундаменты опор и кессоны.Уравнение для расчета предельной несущей способности этого типа грунта: Q u = Q p + Q f , где Q u - предельная несущая способность (в кН / м 2 или фунт / фут 2 ), Q p - теоретическая несущая способность конца фундамента (в кН / м 2 или фунт / фут 2 ) и Q f - теоретическая несущая способность из-за трения вала между валом и почвой.Это дает вам другую формулу для несущей способности грунта

Вы можете рассчитать теоретическую концевую несущую способность фундамента Q p как Q p = A p q p В которой Q p - теоретическая несущая способность концевого подшипника (в кН / м 2 или фунт / фут 2 ) и A p - эффективная площадь наконечник (в метрах 2 или в футах 2 ).

Теоретическая единица несущей способности несвязных илых грунтов q p составляет qDN q , а для связных грунтов - 9c, (оба в кН / м 2 или фунт / фут 2 ). D c - критическая глубина для свай в рыхлом иле или песках (в метрах или футах). Это должно быть 10B для рыхлых илов и песков, 15B для илов и песков средней плотности и 20B для очень плотных илов и песков.

Для фрикционной способности обшивки (вала) свайного основания теоретическая несущая способность Q f составляет A f q f для одного однородного слоя грунта и pSq f L для более чем одного слоя почвы. В этих уравнениях A f - эффективная площадь поверхности ствола сваи, q f - kstan (d) , теоретическая единица фрикционной способности для несвязных грунтов. (в кН / м 2 или фунт / фут), где k - боковое давление грунта, s - эффективное давление покрывающих пород и d - угол внешнего трения (в градусах). ). S - это сумма различных слоев почвы (т.е. a 1 + a 2 + .... + a n ).

Для илов эта теоретическая емкость составляет c A + kstan (d) , где c A - это адгезия. Он равен c, - сцепление грунта для грубого бетона, ржавой стали и гофрированного металла. Для гладкого бетона значение .8c от до c , а для чистой стали - от . 5c до .9c . p - периметр поперечного сечения сваи (в метрах или футах). L - эффективная длина сваи (в метрах или футах).

Для связных грунтов: q f = AS u , где a - коэффициент сцепления, измеряемый как 1-.1 (S uc ) 2 для S uc менее 48 кН / м 2 где S uc = 2c - прочность на неограниченное сжатие (в кН / м 2 или фунт / фут 2 ) .Для S uc больше, чем это значение, a = [0,9 + 0,3 (S uc - 1)] / S uc .

Каков фактор безопасности?

Коэффициент безопасности колеблется от 1 до 5 для различных целей. Этот фактор может учитывать величину повреждений, относительное изменение шансов, что проект может потерпеть неудачу, сами данные о грунте, построение допусков и точность расчетных методов анализа.

Для случаев разрушения при сдвиге коэффициент запаса прочности изменяется от 1.2 к 2,5. Для плотин и насыпей коэффициент запаса прочности составляет от 1,2 до 1,6. Для подпорных стен - от 1,5 до 2,0, для шпунтовых свай - от 1,2 до 1,6, для раскосных котлованов - от 1,2 до 1,5, для опор с разбросом по сдвигу - от 2 до 3, для опор из матов - от 1,7 до 2,5. Напротив, в случаях просачивания, когда материалы просачиваются через небольшие отверстия в трубах или других материалах, коэффициент безопасности колеблется от 1,5 до 2,5 для подъема и от 3 до 5 для трубопроводов.

Инженеры также используют практические правила для коэффициента безопасности, равного 1.5 для опорных стен, которые переворачиваются с помощью зернистой засыпки, 2,0 для связной засыпки, 1,5 для стен с активным давлением грунта и 2,0 для стен с пассивным давлением грунта. Эти факторы безопасности помогают инженерам избежать отказов, связанных со сдвигом и просачиванием, а также тем, что почва может смещаться в результате нагрузки на нее.

Практические расчеты несущей способности

Вооружившись результатами испытаний, инженеры рассчитывают, какую нагрузку может безопасно выдержать почва. Начиная с веса, необходимого для срезания почвы, они добавляют коэффициент безопасности, поэтому конструкция никогда не прикладывает достаточный вес для деформации почвы.Они могут регулировать площадь основания и глубину фундамента, чтобы оставаться в пределах этого значения. В качестве альтернативы они могут сжимать почву для увеличения ее прочности, например, используя каток для уплотнения рыхлого насыпного материала для дорожного полотна.

Методы определения несущей способности грунта включают максимальное давление, которое фундамент может оказывать на грунт, так что приемлемый коэффициент безопасности против разрушения при сдвиге находится ниже основания и соблюдаются допустимые общие и дифференциальные осадки.

Предельная несущая способность - это минимальное давление, которое может вызвать разрушение опорного грунта при сдвиге непосредственно под фундаментом и рядом с ним. Они учитывают прочность на сдвиг, плотность, проницаемость, внутреннее трение и другие факторы при строительстве конструкций на грунте.

Инженеры руководствуются этими методами определения несущей способности почвы при выполнении многих из этих измерений и расчетов. Эффективная длина требует от инженера выбора того, где начать и где прекратить измерения.В качестве одного из методов инженер может выбрать использование глубины сваи и вычесть любые нарушенные поверхностные почвы или смеси грунтов. Инженер также может измерить ее как длину сегмента сваи в одном слое почвы, состоящем из многих слоев.

Что вызывает напряжение в почвах?

Инженеры должны учитывать почвы как смеси отдельных частиц, которые перемещаются друг относительно друга. Эти единицы грунта можно изучать, чтобы понять физику этих движений при определении веса, силы и других величин по отношению к зданиям и проектам, которые инженеры строят на них.

Разрушение при сдвиге может возникать в результате воздействий на грунт напряжений, которые заставляют частицы сопротивляться друг другу и рассеиваться таким образом, что это вредно для здания. По этой причине инженеры должны быть осторожны при выборе конструкций и грунтов с соответствующей прочностью на сдвиг.

Круг Мора может визуализировать напряжения сдвига на плоскостях, относящихся к строительным проектам. Круг напряжений Мора используется в геологических исследованиях испытания грунтов. Он предполагает использование образцов грунта цилиндрической формы, в которых радиальные и осевые напряжения действуют на слои грунта, рассчитанные с использованием плоскостей.Затем исследователи используют эти расчеты для определения несущей способности грунтов в фундаментах.

Классификация почв по составу

Физики и инженеры могут классифицировать почвы, пески и гравий по их размеру и химическому составу. Инженеры измеряют удельную поверхность этих компонентов как отношение площади поверхности частиц к массе частиц, что является одним из методов их классификации.

Кварц является наиболее распространенным компонентом ила, а также песка и слюды и полевого шпата.Глинистые минералы, такие как монтмориллонит, иллит и каолинит, образуют листы или структуры пластинчатой ​​формы с большой площадью поверхности. Эти минералы имеют удельную поверхность от 10 до 1000 квадратных метров на грамм твердого вещества.

Эта большая площадь поверхности допускает химические, электромагнитные и ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Эти минералы могут быть очень чувствительны к количеству жидкости, которая может проходить через их поры. Инженеры и геофизики могут определять типы глин, присутствующих в различных проектах, чтобы рассчитать влияние этих сил и учесть их в своих уравнениях.

Почвы с высокоактивными глинами могут быть очень нестабильными, поскольку они очень чувствительны к жидкости. Они набухают в присутствии воды и сжимаются в ее отсутствие. Эти силы могут вызвать трещины в физическом фундаменте зданий. С другой стороны, с материалами, представляющими собой глины с низкой активностью, которые образуются при более стабильной активности, гораздо проще работать.

Таблица несущей способности грунта

Geotechdata.info содержит список значений несущей способности грунта, которые вы можете использовать в качестве диаграммы несущей способности грунта.

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 грунтов 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 осадка 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 уплотните 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

Класс материалов Несущее давление
(фунтов на квадратный фут)
Кристаллическая коренная порода 12 000
Осадочные породы 6 000
Песчаный гравий или гравий 5 000
Песок, илистый песок, глинистый песок, илистый гравий и глинистый гравий 3 000
Глина, песчаная глина, илистая глина и глинистый ил 2 000

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

Свойства почвы 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 грунта 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.

Несущая способность грунта - Типы и расчеты - Геотехника

🕑 Время считывания: 1 минута

Несущая способность грунта определяется как способность грунта выдерживать нагрузки, исходящие от фундамента.Давление, которое почва может легко выдержать под нагрузкой, называется допустимым опорным давлением.

Виды несущей способности грунтов Ниже приведены некоторые типы несущей способности грунта:

1. Предельная несущая способность (q

u ) Общее давление на основание фундамента, при котором грунт разрушается, называется предельной несущей способностью.

2. Чистая предельная несущая способность (q

nu ) Если пренебречь давлением покрывающих пород из предельной несущей способности, мы получим чистую предельную несущую способность.

Где = удельный вес грунта, D f = глубина фундамента

3. Чистая безопасная несущая способность (q

нс ) Если рассматривать только разрушение при сдвиге, конечная полезная несущая способность, разделенная на определенный коэффициент безопасности, даст чистую безопасную несущую способность.

q нс = q nu / F

Где F = коэффициент безопасности = 3 (обычное значение)

4. Полная допустимая несущая способность (q

с ) Если предельную несущую способность разделить на коэффициент безопасности, получится полная безопасная несущая способность.

q с = q u / F

5. Чистое безопасное расчетное давление (q

np ) Давление, с которым грунт может выдерживать нагрузку без превышения допустимой осадки, называется чистым безопасным оседающим давлением.

6. Допустимое рабочее давление подшипника (q

na ) Это давление, которое мы можем использовать при проектировании фундаментов. Это равно чистому безопасному давлению в подшипнике, если q np > q нс. В обратном случае оно равно чистому безопасному расчетному давлению.

Расчет несущей способности

Для расчета несущей способности грунта существует очень много теорий. Но все теории заменяются теорией несущей способности Терзаги.

1. Теория несущей способности Терзаги

Теория несущей способности Терзаги полезна для определения несущей способности грунтов под ленточным фундаментом. Эта теория применима только к фундаментам мелкого заложения. Он рассмотрел некоторые предположения, которые заключаются в следующем.
  1. Основание ленточного фундамента грубое.
  2. Глубина опоры меньше или равна ее ширине, т. Е. Неглубокая опора.
  3. Он пренебрег прочностью грунта на сдвиг над основанием фундамента и заменил его равномерной надбавкой. (D f )
  4. Нагрузка, действующая на опору, равномерно распределена и действует в вертикальном направлении.
  5. Он предположил, что длина основания бесконечна.
  6. Он считал уравнение Мора-Кулона определяющим фактором прочности почвы на сдвиг.
Как показано на рисунке выше, AB является основанием фундамента. Он разделил зоны сдвига на 3 категории. Зона -1 (ABC), которая находится под основанием, действует так, как если бы она была частью самого основания. Зона -2 (CAF и CBD) действует как зоны радиального сдвига, которые подпадают под наклонные кромки AC и BC. Зона -3 (AFG и BDE) называется пассивными зонами Ренкина, на которые взимается дополнительная плата (y D f ), исходящая от верхнего слоя почвы. Из уравнения равновесия Нисходящие силы = восходящие силы

Нагрузка от опоры x вес клина = пассивное давление + сцепление x CB sin

Где P p = результирующее пассивное давление = (P p ) y + (P p ) c + (P p ) q (P p ) y - это , полученное с учетом веса клина BCDE и нулевой связностью и надбавкой.(P p ) c - это , полученное с учетом сплоченности и пренебрежения весом и дополнительной нагрузкой. (P p ) q получается с учетом надбавки и пренебрежением весом и связностью. Следовательно, Подставив, Итак, в итоге получаем q u = c’N c + y D f N q + 0,5 y B N y Вышеприведенное уравнение называется уравнением несущей способности Терзаги. Где q u - предельная несущая способность, а N c , N q , N y - коэффициенты несущей способности Терзаги.Эти безразмерные коэффициенты зависят от угла сопротивления сдвигу (). Уравнения для определения коэффициентов несущей способности: Где Kp = коэффициент пассивного давления грунта. Коэффициенты несущей способности при общем разрушении при сдвиге для различных значений приведены в таблице ниже.
Nc Nq Ny
0 5,7 1 0
5 7.3 1,6 0,5
10 9,6 2,7 1,2
15 12,9 4,4 2,5
20 17,7 7,4 5
25 25,1 12,7 9,7
30 37,2 22,5 19,7
35 57.8 41,4 42,4
40 95,7 81,3 100,4
45 172,3 173,3 297,5
50 347,5 415,1 1153,2
Наконец, для определения несущей способности под ленточным фундаментом можно использовать

q u = c’N c + D f N q + 0.5 B N y

Согласно модификация приведенного выше уравнения, также даны уравнения для квадратных и круглых фундаментов, и они есть. Для квадратного фундамента

q u = 1,2 c’N c + D f N q + 0,4 B N y

Для круглой опоры

q u = 1,2 c’N c + D f N q + 0,3 B N y

2.Теория несущей способности Хансена

Для связных грунтов значения, полученные с помощью теории несущей способности Терзаги, превышают экспериментальные значения. Но, однако, он показывает те же значения для несвязных грунтов. Поэтому Хансен изменил уравнение, приняв во внимание факторы формы, глубины и наклона. По словам Хансена

q u = c’N c Sc dc ic + D f N q Sq dq iq + 0,5 B N y Sy dy iy

Где Nc, Nq, Ny = коэффициенты несущей способности Хансена. Sc, Sq, Sy = факторы формы dc, dq, dy = коэффициенты глубины ic, iq, iy = коэффициенты наклона Коэффициенты несущей способности рассчитываются по следующим уравнениям.Коэффициенты несущей способности Хансена для различных значений рассчитываются в таблице ниже.
Nc Nq Нью-Йорк
0 5,14 1 0
5 6,48 1,57 0,09
10 8,34 2,47 0.09
15 10,97 3,94 1,42
20 14,83 6,4 3,54
25 20,72 10,66 8,11
30 30,14 18,40 18,08
35 46,13 33,29 40.69
40 75,32 64,18 95,41
45 133,89 134,85 240,85
50 266,89 318,96 681,84
Коэффициенты формы для различных форм опор приведены в таблице ниже.
Форма опоры SC кв. Sy
Непрерывный 1 1 1
прямоугольный 1 + 0.2B / L 1 + 0,2B / л 1-0,4B / L
Квадрат 1,3 1,2 0,8
Круглый 1,3 1,2 0,6
Коэффициенты глубины учитываются в соответствии со следующей таблицей.
Коэффициенты глубины Значения
постоянного тока 1 + 0,35 (Д / Б)
dq 1 + 0.35 (Д / В)
dy 1,0
Аналогичным образом учитываются коэффициенты наклона из таблицы ниже.
Факторы наклона Значения
ic 1 - [H / (2 c B L)]
iq 1 - 1,5 (В / В)
iy (iq) 2
Где H = горизонтальная составляющая наклонной нагрузки B = ширина опоры L = длина опоры.

КАК РАССЧИТАТЬ БЕЗОПАСНУЮ НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВЫ НА МЕСТЕ?

Это простое и быстрое полевое испытание даст вам приблизительное представление о несущей способности почвы.

Процедура
  1. Выкопайте яму необходимой глубины. (желательно равной глубине фундамента)
  2. Возьмите твердый шар или квадратный куб известного веса и размера.
  3. Бросьте шар или квадратный куб несколько раз с известной высоты на дно вырытой ямы.
  4. Рассчитайте среднюю глубину отпечатка, сделанного несколько раз на поверхности дна вынутой ямы. Пусть «d» - средняя глубина впечатления.

Расчет

Рассчитайте предельное сопротивление почвы (R) по формуле, приведенной ниже.

R = (ш * в) / д

Где,

R = Предел прочности почвы (в кг)

d = Средняя глубина отпечатка (в см)

w = Вес твердого шара или квадратного куба (в кг)

h = Высота падения твердого шара или куба (в см)

Если «A» - это площадь поперечного сечения твердого стального шара или куба, то сопротивление почвы на единицу площади рассчитывается по следующей формуле.

Сопротивление грунта на единицу площади (в кг / см 2 ) = R / A

Безопасная несущая способность (кг / см 2 ) = R / (A * F.O.S)

Где,

F.O.S = коэффициент безопасности

Заметки для запоминания
  1. F.O.S варьируется от 2 до 3 в зависимости от типа конструкции и состояния участка.
  2. Чтобы получить надежный результат теста, проведите этот тест на разных типах почвы, а затем используйте свое суждение, чтобы прийти к какому-либо заключению.
  3. Вместо использования твердого стального шарика или квадратного куба мы также можем использовать испытательный плунжер CBR или конус (используемый для испытания на проникновение конуса)

Предполагаемая несущая способность

В приведенной ниже таблице показаны предполагаемые значения несущей способности для различных типов грунтов. Эта таблица поможет вам прийти к какому-либо выводу после проведения теста.

Тип почвы / породы Безопасная / допустимая несущая способность (кг / см 2 )
Скала 32.40
Мягкая порода 4,40
Крупный песок 4,40
Песок средний 2,45
Мелкий песок 4,40
Мягкая оболочка / Жесткая глина 1,00
Мягкая глина 1,00
Очень мягкая глина 0,50

Заметки для запоминания
  1. Для несвязных грунтов значения должны быть уменьшены на 50%, если уровень грунтовых вод находится выше или около основания основания.
  2. Эти значения следует использовать только для предварительного проектирования. Фактическую несущую способность грунта следует рассчитывать по стандартным нормам.

Также прочтите: Как рассчитать несущую способность почвы на месте, используя значение N

Также прочтите: Как рассчитать несущую способность грунта на основе испытания под нагрузкой плиты

Несущая способность почвы

Несущая способность, пластиковая опора, круг скольжения и удерживающие конструкции

НЕСУЩАЯ ЕМКОСТЬ ПОЧВ

Несущая способность зависит от поведения грунта под зданием и его взаимодействия с фундаментом.(Обратите внимание, что мы делаем различие между опорами и фундаментом. В некоторых источниках термин «фундамент» может относиться к опорам.) Структурная нагрузка здания должна быть безопасной и экономичной, передаваться на землю без неприемлемой осадки.

Необходимо провести обследование площадки, чтобы выяснить, какой тип конструкции она поддерживает, ее нагрузку и допустимую величину перемещений. Для больших строительных конструкций необходимо провести геотехническое исследование площадки в соответствии с AS 1726-1993.Требования к классификации участка, а также к проектированию и строительству системы фундаментов для отдельного жилого дома, таунхауса и т.п. можно найти в стандарте AS 2870-1996 «Жилые плиты и опоры - Строительство».

Предельная несущая способность для типового фундамента база - это среднее вертикальное давление на землю, которое приводит к отказу сдвигом, другими словами, среднее контактное давление между фундаментом и грунт, который вызовет разрушение грунта при сдвиге

максимальная допустимая несущая способность - максимальное значение контактного давления, которому может подвергаться почва без риска разрушение при сдвиге.Это полностью зависит от прочности почвы и представляет собой предельную несущую способность, деленную на соответствующий коэффициент безопасности.

Допустимое давление подшипника соответствует AS2870-1996 (Жилые плиты и опоры - Строительство) максимальное несущее давление который может поддерживаться фундаментом из предложенной системы опор при эксплуатационных нагрузках в расчетном диапазоне условий влажности почвы. Допустимое давление в подшипнике должно приниматься во внимание как условия площадки и способность строительной системы приспособиться урегулирование.

[начало страницы]

Распределение давления в почве

Давление на глубину h в фундаменте обусловлено весом здания. и собственный вес почвы над глубиной h.

Рисунок 1

Рисунок 1 иллюстрирует теорию распределения давления в фундаменте. Грунтовая масса действует как упругая среда. Нагрузка на круглую опору на массив почвы будет вызывать напряжения внутри почвы.Круги, известные как груши равного давления, показывают вертикальное давление ниже фундамента. Как видно давление от строительной нагрузки уменьшается (см. нижнюю диаграмму на Рисунке 1), в то время как давление от увеличивается собственный вес почвы. От давления баллона вы получите некоторое представление о глубине почвы, на которую воздействует опора. Ширина опоры определяет, на какой глубине давление от здания снижается до пренебрежение ценностью.Давление должно отслеживаться до глубины 2B. до 3B (B = ширина опоры)
Интернет-ссылка «Снижение давления на почву»

[начало страницы]

Лампы давления


Груша давления подает указание глубины почвы под опорой. Как можно заметить из рисунка 2 важно исследовать площадку на большую глубину. для больших опор. Глубина, на которой необходимо учитывать давление почвы зависит от размера предлагаемых опор.«Испытание на нагрузку на тарелку» * может дать вводящие в заблуждение результаты, если предложенная ширина опоры намного больше
, чем размер пластины. Отверстия должны Рис. 2 поэтому быть снят на глубину от 2 до В 3 раза больше ширины опоры. Лампочки давления, показанные на рисунке 1 указывают вертикальные напряжения в точках ниже основания.
* Испытание пластинчатых подшипников используется для оценки допустимой несущей способности. давление.

[начало страницы]

Теория разрушения пластика

Был проведен ряд анализов для определения надежного подшипника. емкость почвы qu, когда основание находится на поверхности, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3

Опора движется вниз в почву без сопутствующего вращения. Треугольный клин грунта непосредственно под основанием опускается вниз вместе с основанием и не деформируется, создавая зону пластического течения (I), которая не может двигаться наружу из-за пассивного сопротивления клина (II).

[начало страницы]

Теория круга скольжения

Другая теория - это метод скользящего круга, показанный на Рисунке 4 (а).С участием Метод круга скольжения приводит к тому, что фундамент разрушается, вращаясь вокруг некоторой поверхности скольжения. Поверхность скольжения принимается за дугу окружности. Почти весь фундамент отказы, показывающие вращательные эффекты. Фактический центр вращения немного выше основания фундамента и сбоку от него, как показано на рисунке 4 (б).


Рисунок 4

Это показано, чтобы дать вам некоторые теоретические базовые знания.Вывод всех уравнений для различных теорий выходит за рамки этой темы.

[начало страницы]

Свойства и прочность грунтов

Свойства и прочность грунтов показаны в таблицах ниже:

Таблица 1 Свойства связных глинистых грунтов

Материал Государство SPT (Нет) CPT (МПа) C (кПа) ABP (кПа)
Аллювиальные глины мягкий 2–4 0.3 - 0,5 20-40
фирма 4–8 0,5 - 1 40-75 75–150
Пахотные и третичные глины жесткий 8–15 1-2 75–150 150–300
очень жесткий 15–30 2–4 150–300 300–600
жесткий> 30> 4> 300> 600

Таблица 2 Свойства песка

Упаковка RD SPT (Нет) CPT (МПа) SBP (кПа)
очень свободный
свободный 0.2 - 0,4 5–10 2–4 30–32 30–80
мед. Плотный 0,4 - 0,6 11–30 4–12 32–36 80–300
плотный 0,6 - 0,8 31–50 12–20 36-40 300–500
очень плотная> 0.8> 50 20 40 500
SPT
CPT
C
= Стандартный тест на проникновение
= Тест на конусное проникновение
= Сплоченность по отношению к общему напряжению
ABP

SBP

= Допустимое давление в подшипнике
= Угол внутреннего трения
(угол естественного откоса)
= Безопасное давление в подшипнике

[начало страницы]

Давление на подпорные конструкции

Давление жидкости

Из опыта дайвинга мы знаем, что давление в жидкости (т.е.грамм. вода) становится больше, чем глубже мы ныряем. Рассмотрим вертикальную поверхность A-B стены на рисунке 5. Куб, расположенный на глубине h, оказывает давление w & times h (kN) на всех его поверхностях. Если одна грань куба касается стена будет оказывать давление на стену.

Плотность воды, w = 1000 кг / м³ = 1 мг / м³
Вес 1000 кг массы составляет 1000 и умножается на 9,81 = 9810 Н (масса = масса и ускорение свободного падения).Следовательно, удельный вес воды w 9,81 кН / м³. Вместо того, чтобы использовать точную цифру для гравитационного При ускорении мы приближаем эту цифру к 10 м / с². Это обеспечивает запас прочности примерно 2%, а с другой стороны подходит десятичная система и упрощает вычисления. w - эквивалент плотность воды, которая в нашем случае всегда будет 10 кН / м³. в На правой диаграмме рисунка 1 давление на поверхности равно нулю, а на глубине h равно w & times h.Среднее давление в «смоченной зоне» между A и B - это w & times h (в кН на единицу площади).

Рисунок 5

[вверх страницы]

Положение результирующей силы

На противоположной диаграмме показан центр тяжести треугольника по отношению к главной оси. Центр тяжести для всех треугольников находится на расстоянии 1/3 ряд от основания. (Любая сторона треугольника может быть основанием.) Параллельная линия от основания на 1/3 ряд высоты треугольника делит площадь на две равные части (A1 = A2). Ссылаясь на приведенный выше пример результирующая сила, равная & раз w h (кН), будет действовать в точке 1/3 ряд высоты от основания.

[начало страницы]

Пример 1

Плотина удерживает воду на своем вертикальная поверхность, как показано на рисунке 6.Плотина имеет высоту 4,5 метра, а уровень воды находится на 0,9 метра ниже вершины плотины.
Какое результирующее давление воды на метр длины дамбы?

Раствор
Эквивалентная плотность воды w равна 10 кН / м³

P = & times w & times h
= & times 10 & times 3,62
Рисунок 6 = 64,8 кН

[наверх]

Почвенное давление (горизонтальное)

Есть некоторое сходство между расчетом бокового давления в воде и почве.Однако очевидно, что давление на вертикальные поверхности из задержанных грунтов не могут быть определены с такой же точностью как с водой. Почвы различаются по характеру и весу и ведут себя совершенно по-разному. в этих различных условиях. Существует ряд теорий давления почвы. для расчета давления почвы, но только теория Ренкина будет иметь дело.
Так как плотность грунта может варьироваться, будет несколько различных единиц измерения. весовые показатели и не только по воде.Вместо использования w что касается плотности воды, будет использоваться для плотности почвы (см. также свойства почвы).

Рассмотрим массу почвы с горизонтальная верхняя поверхность. Если удельный вес почвы равен то элемент на глубине h ниже поверхности будет подвергнут вертикальное давление g & раз h. Этот стресс является основным основным стрессом. есть, т.е. 1 = g h (знак умножения опущен).Конечно, есть и боковое напряжение. или незначительное главное напряжение 3 . Соотношение между 1 / 3 для рисунка 7 почва в покое дается символ
K o и называется коэффициентом давления земли в состоянии покоя. Боковое давление в почве в состоянии покоя равна K o & раз h

[начало страницы]

Угол естественного откоса
Рассмотрим, например, почва удерживается вертикальной гранью AB на рисунке 8.Если стена (удерживающая грань AB) была удалена, тогда часть грунта, вероятно, обрушилась бы. После того, как почва обрушится, он примет линию BC, как показано. Угол между горизонталью и линией BC будет варьируются в зависимости от типа почвы. Этот угол называется углом °. естественный откос или угол внутреннего трения грунта.
Рисунок 8

[к началу страницы]

Активное и пассивное давление на грунт

Созерцайте гладкую вертикальную стену, поддерживающую массу неподвижного грунта. в котором боковое давление на стену = K o часЕсли позволить стене прогибаться, т.е. немного продвинуться вперед, там приведет к немедленному снижению значения бокового напряжения, но если стена слегка вдавлена ​​в почву, будет увеличение значение бокового давления.
Минимальное значение известно как активное давление грунта (E a ), и значение равно K a & раз h, где K a ) = коэффициент активного давления грунта.

Теория Ренкина в общих чертах утверждает, что коэффициент активного давления земли равен:

Активное давление грунта на глубине h (м) из-за ровной засыпки грунта следовательно:

Пассивное давление грунта (E p ), которое равно K p & раз h, где Kp = коэффициент пассивного давления грунта.


[вверх страницы]

Пример 2
Грунт массой 19 кН / м3 и имеющий угол естественного откоса 34, оказывает давление на 3.Вертикальный фасад стены высотой 6 метров.

Какова результирующая горизонтальная сила на метр длины стены?


Рисунок 9

E a = 0,283 и раз 19 и раз 3,6 = 19,34 кН / м

Суммарная горизонтальная сила от рыхлой земли, действующая на стену. площадь:

P = 19,34 & times 3,6 = 34,84 кН

Расчет отдельных компонентов является преимуществом, особенно если вам нужно знать E цифра .Сравните этот результат с давление жидкости в Примере 1. Как вы можете видеть, сила из-за гидростатической Давление (жидкости) намного меньше силы, создаваемой давлением земли. Этот результат внутреннего трения ( выше в песке, чем в глине) между зернами представляемой почвы фигурой Ка.

[начало страницы]

Ссылки в Интернете:
Вот демонстрация для расчета эффективное напряжение

[начало страницы]

Закрыть это окно (скрин) если не нужно!

вернуться на главную страницу Механика грунтов

Несущая способность почвы

Какова несущая способность почвы?

Что означает «несущая способность почвы»? Это важно, потому что всякий раз, когда груз размещается на земле, например, от фундамента здания, крана или подпорной стены, земля должна иметь способность выдерживать его без чрезмерной осадки или разрушения.

Молотый кофе «Спросите Эндрю». Эпизод 4: Эндрю Лис объясняет, что означает несущая способность.

В двух словах, несущая способность - это способность почвы выдерживать нагрузки, прикладываемые к поверхности земли. Это зависит в первую очередь от типа грунта, его прочности на сдвиг и плотности. Также это зависит от глубины заделки груза - чем глубже он заложен, тем больше несущая способность. При недостаточной несущей способности грунт может быть улучшен или, в качестве альтернативы, нагрузка может быть распределена по большей площади, так что приложенное к грунту напряжение снижается до приемлемого значения, меньшего, чем несущая способность.Это может быть достигнуто, например, с помощью фундаментов из железобетона. В случае рабочих платформ для кранов и свайных установок улучшенное распределение нагрузки обеспечивается гранулированной платформой, производительность которой может быть дополнительно улучшена за счет механической стабилизации с использованием георешеток Tensar.

Рассматриваются два уровня несущей способности грунта:
  • Предельная несущая способность: максимальное вертикальное давление, которое может быть приложено к поверхности земли, при котором в поддерживающем грунте развивается механизм разрушения при сдвиге
  • Допустимая несущая способность: это максимальная несущая способность, разделенная на соответствующие коэффициенты безопасности; коэффициенты могут быть дополнительно увеличены, чтобы надлежащим образом ограничить взаиморасчеты.

Как рассчитать несущую способность глинистых грунтов

Метод расчета во многом зависит от типа почвы. В насыщенных глинах и других мелкозернистых почвах несжимаемая поровая вода поддерживает первоначально приложенные нагрузки, повышая давление поровой воды в почве под приложенной нагрузкой. Низкая проницаемость глины означает, что поровая вода течет, давление рассеивается, скелет почвы сжимается, а поверхность земли оседает.Это означает, что глины, как правило, более уязвимы к снижению несущей способности в краткосрочной перспективе, прежде чем исчезнет избыточное давление поровой воды и возрастет эффективное напряжение. Хотя все это кажется довольно сложным, метод расчета кратковременной несущей способности в глинах является относительно простым и линейным, поскольку обычно предполагается единое однородное значение недренированной прочности на сдвиг, не изменяющееся приложенной нагрузкой. Долговременная несущая способность глин обычно выше, поэтому редко бывает критичной, но может быть рассчитана с использованием того же метода, что и для песков.

Как рассчитать несущую способность сыпучих грунтов

Несущая способность песков и гравия обычно не критична при проектировании, потому что они относительно высоки, а эффективные напряжения в грунте сразу же увеличиваются под действием приложенной нагрузки из-за их высокой проницаемости. Для этого не потребуются месяцы или годы, как в обычной глинистой почве. Только рыхлый песок с высоким уровнем грунтовых вод при сосредоточенной нагрузке (например, свайная установка) может иметь проблемы с несущей способностью.В большинстве случаев расчет определяет дизайн. Расчет несущей способности в зернистых грунтах, таких как пески, является более сложным, поскольку он зависит от эффективного напряжения по предполагаемому механизму разрушения, которое изменяется в зависимости от глубины и плотности грунта, а также из-за самой приложенной нагрузки. Дилатансия песка при стрижке тоже усложняет дело.

Методы расчета несущей способности

Методы расчета для обоих типов грунта выведены для упрощенного геометрического случая бесконечно длинной полосовой нагрузки с вертикальной нагрузкой и горизонтальной поверхностью грунта.Затем могут быть введены различные коэффициенты для приблизительного учета нагрузок другой формы (например, прямоугольной, квадратной, круглой), наклонных нагрузок и наклонных поверхностей.

Эти методы также предполагают однородные, однородные грунтовые условия, но рабочая платформа является хорошим примером проблемы несущей способности двух слоев, т.е. нагрузки крана или сваебойной установки прикладываются к поверхности плотного гранулированного слоя, лежащего над более слабым земляным полотном, состоящим из глины. или песок, например. Здесь невозможно применить обычные методы расчета, но компания Tensar разработала полностью проверенную методику расчета T-значения, чтобы учесть эту конкретную ситуацию и представить преимущества механической стабилизации с использованием георешеток Tensar с научной точки зрения.

Есть животрепещущий вопрос о инженерно-геологических изысканиях?

Почему бы не написать нам письмо по адресу [email protected], и ответ на ваш вопрос может быть включен в будущий выпуск «Молотого кофе»!

24 CFR § 3285.202 - Классификация грунтов и несущая способность. | CFR | Закон США

§ 3285.202 Классификация грунтов и несущая способность.

Классификация грунта и несущая способность грунта должны быть определены до того, как фундамент будет построен и закреплен.Классификация грунта и несущая способность должны определяться одним или несколькими из следующих методов, если несущая способность грунта не установлена, как разрешено в параграфе (f) этого раздела:

(а) Испытания почвы. Испытания грунта в соответствии с общепринятой инженерной практикой; или же

(б) Почвенные записи. Записи о почве применимого LAHJ; или же

(c) Классификация почв и несущая способность. Если класс грунта или несущая способность не может быть определен с помощью испытаний или записей грунта, но его тип может быть идентифицирован, классификация грунта, допустимое давление и значения крутящего момента показаны в Таблице к § 3285.202 может быть использован.

(d) Карманный пенетрометр; или же

(e) Вместо определения несущей способности грунта с использованием методов, показанных в таблице, может использоваться допустимое давление 1500 фунтов на квадратный фут, если информация для конкретного участка не требует использования более низких значений, основанных на классификации и типе грунта. .

(f) Если кажется, что почва состоит из торфа, органических глин или неуплотненного грунта, или имеет необычные условия, зарегистрированный профессиональный геолог, зарегистрированный профессиональный инженер или зарегистрированный архитектор должны определить классификацию почвы и максимально допустимую несущую способность почвы. вместимость.

Классификация почв Описание почвы Допустимая опора грунта
давление (psf)
Счетчик ударов ASTM D 1586-99 Датчик крутящего момента значение
(дюйм-фунт) -
Классификационный номер ASTM D 2487-00
или Д 2488-00
(зарегистрированный Ссылку
, см. § 3285.4)
1 Сковорода или сковорода с твердым покрытием 4000 +
2 GW, GP, SW, SP, GM, SM Песчаный гравий и гравий; очень плотные и / или цементированные пески; гравий / булыжники; предварительно загруженные илы, глины и кораллы 2000 40 + Более 550.
3 GC, SC, ML, CL Песок; илистый песок; глинистый песок; пылеватый гравий; пески средней плотности; песчано-гравийный; и очень плотный ил, песчаные глины 1500 24–39 351-550.
4A CG, MH Пески рыхлые и средней плотности; устойчивы к твердым глинам и илам; аллювиальные насыпи 1000 18–23 276-350.
4B CH, MH пески рыхлые; твердые глины; аллювиальные насыпи 1000 12-17 175-275.
5 OL, OH, PT Заливка неуплотненная; торф; органические глины См. 3285.202 (e) 0-11 Менее 175.
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *