Как определяют несущую способность грунтов – Определение несущей способности грунта | Все о ремонте и строительстве

Содержание

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.

К содержанию ↑

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.

К содержанию ↑

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

Определение несущей способности грунта - sprosigeologa.ru

Определение расчетного сопротивления грунта

В понятие расчетного сопротивления R вкладывается следующий смысл: это максимальное давление от фундамента, которое грунт может выдержать в линейном диапазоне деформаций. Это значит, что до определенного давления деформации грунта происходят по линейным законам, а, начиная с определенной величины, деформации идут нелинейно. Величина R как раз соответствует границе «смены» закономерностей деформации.

Теоретически можно нагружать фундамент до величин, превышающих R, но в таком случае прогноз (расчет осадок) должен выполняться по сложным формулам, учитывающим пластические деформации и ряд других нюансов. В нормативных документах все расчеты на осадки и крены ведутся по линейным зависимостям, отсюда и требование не превышать порог величины R.

Определение расчетного сопротивления выполняется для грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, по формулам раздела 5.6 СП 22.13330.2016. Ключевые геологические параметры, от которых зависит R – это угол внутреннего трения и сцепление, т.е. прочностные свойства. Многочисленные коэффициенты зависят от угла внутреннего трения и берутся по таблицам упомянутого свода правил. Плотность тоже присутствует в формуле, но ее влияние незначительно. В свою очередь, сцепление и угол внутреннего трения очень сильно зависят от разновидности грунта, его консистенции (для глинистых), наличия включений, генетического типа (происхождения) и даже возраста.

Желательно, чтобы свойства определялись опытным путем (полевыми или лабораторными методами), но для зданий и сооружений III уровня ответственности допускается использовать табличные величины. Они зависят от типа грунта, его гранулометрического состава (для песков) и консистенции (для глинистых), коэффициента пористости. Обращаю внимание, что эти цифры можно использовать только для четвертичных отложений и юрских глин.

Главная-->Фундаменты-->Определение несущей способности грунта

sprosigeologa.ru

виды и характеристики грунтов, несущая способность

Глинистые грунты в зависимости от их пластичности подразделяют на супеси, суглинки и глины.

Супеси — пески с примесью 5 — 10 % глины. Некоторые разновидности супесей, разжиженных водой, становятся настолько подвижными, что текут, как жидкость. Такие грунты получили название плывунов. Плывуны практически непригодны для использования в качестве оснований фундаментов.

Суглинки — пески, содержащие 10 — 30 % глины. По своим свойствам они занимают промежуточное положение между глиной и песком. В зависимости от процентного содержания глины суглинки могут быть легкими, средними и тяжелыми.

Глины — горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005, мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц. Глинистые грунты способны сжиматься, размываться. При этом сжимаемость глины выше, чем у песков, а скорость уплотнения под нагрузкой меньше. Поэтому осадка зданий, фундаменты которых покоятся на глинистых грунтах, продолжается более длительное время, чем на песчаной почве. Глинистые грунты с песчаными прослойками легко разжижаются и поэтому обладают небольшой несущей способностью. Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундамента дома. Это правило справедливо с некоторыми оговорками. Дело в том, что глина в природном состоянии практически никогда не бывает сухой. Капиллярный эффект, присутствующий в грунтах с мелкой структурой, приводит к тому, что глина практически всегда находится во влажном состоянии. Но коварство глины заключается не в самой влажности, а в ее неоднородности. Сама по себе глина плохо пропускает воду, и влага проникает через различные примеси, находящиеся в грунте. Неоднородность влажности начинает проявляться при замерзании грунта. При отрицательных температурах глина примерзает к фундаменту и вспучивается, поднимая за собой фундамент. Но так как влажность глины различна, то вспучивается она в разных местах по-разному. В одном месте чуть-чуть, а в другом поднимается более сильно, что может привести к разрушению фундамента, и это следует учитывать при строительстве. Пучинистыми могут быть все виды глинистых грунтов, а также пылеватые и мелкие пески.

Глинистые грунты, обладающие в природном сложении видимыми невооруженным глазом порами, значительно превышающими скелет грунта, называют макропористыми. К макропористым грунтам относят лёссовые (более 50 % пылевидных частиц), наиболее распространенные на юге РФ и Дальнем Востоке. При наличии влаги лёссовидные грунты теряют устойчивость и размокают.

Глинистые грунты, образовавшиеся в начальной стадии своего формирования в виде структурных осадков в воде, при наличии микробиологических процессов называют ила-ми. Большей частью такие грунты располагаются в местах торфоразработок, болотистых и заболоченных местах.

При наличии лессовых и илистых грунтов необходимо принять меры к укреплению основания.
Консистенцию глинистых грунтов можно визуально определить при их разработке лопатой.

Пластичный грунт липнет к лопате, твердый — рассыпается на мелкие куски. Определить вид глинистого грунта можно, растирая его по ладони или скатывая в шнур.

skb21.ru

Определение несущей способности грунта

Основания и фундаменты зданий и сооружений на насыпных грунтах рассчитываются по деформациям исходя из того, чтобы полная осадка фундамента на насыпном грунте не превышала предельно допустимой для проектируемого здания или сооружения. При этом полная осадка sf фундамента подсчитывается как сумма осадок, вызванных его нагрузкой и дополнительными факторами:

где s — осадка фундамента от его нагрузки, определяемая по указаниям гл. 5, sf1 — дополнительная осадка основания от самоуплотнения насыпных грунтов от собственного веса, sf2 — то же, вследствие замачивания, снижения уровня подземных вод, sf3 — то же, при разложении органических включений, sf4 — то же, за счет уплотнения подстилающих грунтов от веса насыпи.

Дополнительные осадки sf1, sf2 приближенно допускается определять по формуле

где γc1,c2 — коэффициенты уплотняемости насыпного грунта, принимаемые по табл. 11.15, β = 0,8 — безразмерный коэффициент, σ

zg — среднее вертикальное напряжение в насыпном грунте от его собственного веса: σzg = 0,5γh ( γ — среднее значение удельного веса насыпного грунта в водонасыщенном состоянии), h — толщина слоя насыпного грунта под фундаментом, E — среднее значение модуля деформаций насыпного грунта.

Дополнительная осадка sf3 при содержании в насыпных грунтах органических включений от 0,03 до 0,1 вычисляется по формуле

где η — коэффициент, учитывающий условия залегания органических включении в насыпных грунтах, приближенно принимаемый равным 0,75, k — коэффициент, учитывающий возможность разложения органических включений и принимаемой: для водонасыщенных насыпных грунтов k = 0,2, а для остальных k = 0,5, w — среднее содержание органических включений а насыпных грунтах, γd — удельный вес грунта в сухом состоянии, γs — удельный вес частиц грунта, h — толщина лежащего ниже подошвы фундамента слоя насыпного грунта, содержащего органические включения, подвергающиеся разложению.

Дополнительные осадки за счет уплотнения подстилающих насыпь грунтов допускается не учитывать, если давность отсыпки насыпных грунтов превышает 1 год для песчаных грунтов, 2 года для глинистых грунтов, залегающих выше уровня подземных вод, и 5 лет, находящихся ниже уровня подземных вод.

Расчетные сопротивления насыпных грунтов, представляющих собой планомерно возведенные насыпи, а также отвалы грунтов и отходов производств, определяются по формуле (5.29) с учетом степени самоуплотнения грунтов, неоднородности их состава и сложения, принятых методов подготовки оснований с использованием прочностных характеристик грунтов при их полном водонасыщении. Предварительные размеры фундаментов зданий и сооружений, возводимых на слежавшихся насыпных грунтах, назначаются исходя из условий расчетных сопротивлений R (табл. 11.16).

Характеристики насыпного грунта для расчета
11.2.2. Расчет оснований на насыпных грунтах Основания и фундаменты зданий и сооружений на насыпных грунтах рассчитываются по деформациям исходя из того, чтобы полная осадка фундамента на насыпном грунте не превышала предельно допустимой для проектируемого здания или сооружения. При этом полная осадка sf фундамента подсчитывается как сумма осадок, вызванных его нагрузкой и

Источник: xn--h2aleim.xn--p1ai

Чтобы определиться с конструкцией фундамента, оптимальной по глубине заложения, площади подошвы, материалу и пр., без полной информации о грунтах основания не обойтись. Диапазон свойств грунтов огромен. Или эти свойства позволяют существенно сэкономить на фундаменте, как в случае скальных грунтов в основании, или совсем наоборот – затраты на нулевой цикл составят до 50% всей стоимости постройки, и это не включая водоотвод, а земляные работы придется проводить в глобальных масштабах. Ведь иногда нужно строиться на этом именно участке, и весь приоритет в этом. Факторов много. в частности, торфяные и суглинистые грунты, которые могут преподнести неприятный сюрприз в виде плывуна, отличаются плодородием. А на скале вырастить сад и огород вряд ли удастся.

Изучать свои грунты приходится, чтобы рассчитать, на какую глубину закладывать фундамент. Без уверенности в несущих способностях грунта нет смысла гадать о необходимой площади опирания на грунт. Причем вариант просто построить очень большой и мощный фундамент далеко не всегда выход, а может оказаться и провальной идеей, и не только с точки зрения финансов. Пример: глубокий ленточный фундамент под легкий каркасный или деревянный дом на пучинистом грунте. Силы морозного пучения действуют по нормали – под подошвой, и по касательным – на боковые поверхности фундамента. И чем больше площадь этих поверхностей, тем сильнее будут выталкивать легкий дом замерзшие глины и суглинки. Подвижки на десятки сантиметров зимой не редкость, а сила выталкивания у глин доходит до 200 Мпа (или более 3 тн/см2). Дом весит мало, и компенсация подъемной силы грунта увеличением веса фундамента обойдется слишком дорого. Заливать ленты метровой ширины ниже глубины промерзания, чтобы справиться с пучинами – это под маленький дом 12*12 м будет под 75 м3 бетона! Не выход. Правильней будет заложить ленту на дренирующей отсыпке из крупного песка и щебня, по периметру дома сделать теплую отмостку и обеспечить пристенный дренаж. Для этого понадобиться бетона и арматуры в 8-9 раз меньше, несущая способность будет обеспечена, а затраты снизятся во много раз.

Правильное решение – решать водоотвод при высокой грунтовой воде или сезонных верховодках, и выбирать тип фундамента исходя именно из свойств грунтов. А архитектуру и все нагрузки от дома, ветра, снега и пр. необходимо учитывать именно для выбранной конструкции фундамента, то есть решать комплексную задачку, основными условиями которой являются свойства грунтов участка.

Типы грунтов и их свойства. Почвы и насыпные грунты

Верхний слой на участке, как правило почвенный (если не проводилась отсыпка или закрепление грунтов). Почвой называют поверхностные слои дисперсных грунтов, образовавшиеся под влиянием биогенных факторов и атмосферных условий данного климата. На почву фундаменты опирать противопоказано. Верхний плодородный растительный слой срезают до плотных слоев грунта, на глубину примерно 15 – 35 см, даже для такого типа фундаментов, как завинчивающиеся винтовые сваи. В почве обычно присутствует гумус, имеющий кислую реакцию. Кислоты и биосфера почв агрессивны к бетону, и даже при отличной гидроизоляции подошвы будут оставаться фактором риска. Кроме того, почвенный слой следует срезать и из соображений экологии, он пригодится для благоустройства и озеленения участка.

Насыпные, или искусственные, или техногенные грунты

Не имеется в виду высокая отсыпка для строительства, например, на торфяниках. Речь идет именно об имеющихся на участке техногенных отложениях. Их свойства, как правило, не имеют ничего общего со свойствами «родных» естественных грунтов участка.

Насыпные грунты имеют одно общее свойство – они очень неоднородны. Чтобы решить, можно ли опирать на них фундамент, нужны серьезные исследования. Насыпные грунты могут образоваться в результате перемещения почв или на местах очень старых построек. В таком случае, если за долгие годы основание прошло весь процесс самоуплотнения, спрессовалось и достигло наибольшей несущей способности, такое основание может быть надежным и для нового фундамента. Если насыпной грунт состоит из песков, смешанных с щебенкой или гравием, и любыми включениями обломочных и скальных грунтов, кроме древесной щепы и бытового мусора, и этот грунт самоуплотнялся не менее трех лет, то он может обеспечит основание под фундамент, и специальные меры по закреплению не нужны. Но если этот грунт очень неоднородный, и процесс самоуплотнения занимал меньшее время, то предсказать, как поведет себя этот грунт при нагружении, невозможно.

На «рукотворных» грунтах строят и городские дома, и частные. Строители освоили методы уплотнения рыхлых и слабых грунтов свалок, для чего пришлось изучить из свойства. Эти свойства зависят от состава, и самые слабые – это органика, проще говоря, помойки. На таких «грунтах» строить, конечно невозможно, в том числе и по техническим причинам. Сжимаемость у этих отвалов мала, и самоуплотняются они по 30-50 лет. Насыпи из строительного мусора, шлака, шахтные отвалы могут иметь разные свойства в зависимости от того, каким образом из укладывали, и сколько времени прошло с момента формирования отвала.

Строительные отвалы – дело другое, уплотняются они от 7 до 20 лет, если не содержат много органики. Когда разрабатывают карьеры, такие отвалы образуются тысячами кубов. Если в их составе – песок, то такие толщи могут уплотниться полностью за год или три, если больше суглинков и глины, то слеживаются эти толщи дольше – до 5-10 лет, а потом на них можно строиться.

Грунты, отсыпанные менее трех лет назад, нужно укреплять. Способы – проливка водой с втрамбовкой крупного щебня, а затем расклинцовка верхнего слоя щебнем мелких фракций. Проливка может применяться и битумная, в слой щебня. Методы повышения несущих способностей грунтов разработаны и применяются в частном строительстве. Проливку, битумизацию и механическое закрепление можно делать и своими руками на участке, но электрохимические, термические методы, цементацию, силикатизацию и инъецирование и т.п. выполняют специализированные организации. Эти методы могут оказаться очень дорогостоящими.

Для строительства на насыпных грунтах так же, как и для естественного основания, важен водоотвод с участка и дренаж фундамента. снизить уровень грунтовых вод – значит предотвратить или значительно снизить пучение. Насыпные грунты требуют серьезного подхода и анализа. Наиболее частый вариант – создание дренирующей и амортизирующей подсыпки из щебня, песка или ПГС. Насыпной грунт может прекрасно подойти для устройства ленточного фундамента, винтовых свай. Плитные фундаменты, в частности УШП на неоднородных насыпных грунтах возможны, но требуют расчета и исследований.

Грунты и фундаменты
Чтобы определиться с конструкцией фундамента, оптимальной по глубине заложения, площади подошвы, материалу и пр., без полной информации о грунтах основания не

Источник: stroyfora.ru

Многие пытаются рассчитывать конструкцию фундамента, взяв за основу характеристики грунтов. Я также пытался это сделать, да только тема эта по грунтам для меня оказалась чересчур обширная. Скальные, крупнообломочные, глинистые да песчаные. вобщем, достаточно только взглянуть на ГОСТ 25100-95 (Грунты. Классификация.), как осознаешь, что львиная доля всех этих знаний мне и не нужна вовсе. А где же из этого нагромождения информации то, что мне нужно?

И я опять пошел по пути упрощения. Не надо мне изучать грунты. Давай-ка я сначала определю, сколько будет весить моя конструкция, мой дом, который я намерен построить. А потом уже буду посмотреть, выдержит ли земля участка это строение, или он провалится в нее по крышу.

Вобщем, поехали. Сначала считаю вес фундамента. Беру за основу сплошной монолит, железобетон. Поскольку мне нужен цокольный этаж, то и фундамент у меня будет ленточный и никакой другой. Ведь лента фундамента – это часть стены цокольного этажа.

Короче, Высота фундамента пусть будет 1,5 метра. Ширина ленты – 0,3 м. Габариты дома – 9 х 9 метров. Башенок всяких, верандочек и фигурных крылечек не предусматриваю, я вообще противник всего этого, поскольку живу не в Африке. Потому и дом строго квадратный, чтобы уменьшить теплопотери. И что же получается? 9 * 4 * 0,3 * 1,5 = 16,2 кубометра.

К этому добавлю еще подошву шириной 0,5 м и высотой 0,1 м. 9 * 4 * 0,5 * 0,1 = 1,8 кубометра. И вот, в итоге 16,2 + 1,8 = 18 кубометров бетона. Беру удельный вес 2500 кг/м 3 и множу на объем 18 м 3 . Получается 45000 кг. Внушительно, ничего не скажу.

А еще стены. Это примерно 20 рядов по 60 газобетонных блоков, каждый из которых весит 16 кг. 20 * 60 * 16 = 19200 кг. Нормально. Вес раствора для кладки и прочей аммуниции типа арматуры не считаю, ведь есть еще оконные проемы да дверные, которых не учитывал. Да и не диссертацию пишу, право.

Что дальше? Перекрытия, конечно. У меня они деревянные, а удельный вес сосны – 500 кг/м 3 . Не буду вдаваться в подробности, просто скажу, что каждое из двух перекрытий у меня весом около 3000 кг. Но есть одно НО: нижнее перекрытие опирается не только на стены, оно опирается и на пол цокольного этажа через перегородки в нем. А верхнее перекрытие опирается также на перегородки, стоящие на нижнем перекрытии. Так что я, пожалуй, возьму в расчет только половину веса перекрытий. Только 3000 кг.

А мебель и всю утварь, включая жильцов, вообще не буду учитывать. Веса немного, да и опора для всего – перекрытия. Гораздо больше будут значить крыша и снеговая нагрузка. По моим расчетам, опять же без подробностей здесь, стропильная система вкупе с обрешеткой, фронтонами и профнастилом весит до 3500 кг.

А вот снеговая нагрузка. При той крутизне скатов, что я запланировал, ее вообще-то и не должно быть, да и крышу ориентирую так, чтобы ветрами не наметало, а сдувало. Для того, чтобы выбрать нужную ориентацию, не одну крышу в округе проанализировал. Но все же, чем черт не шутит! Положу-ка я для расчетов еще и полуметровый слой снега на крышу.

Крыша приличная, площадь у нее около 150 квадратных метров, а полуметровый слой снега на ней будет весить. ух ты! 30 тонн! Ладно, принято. Считаем все вместе:

Фундамент: 45000 кг.
Стены: 19200 кг.
Перекрытия: 3000 кг.
Крыша: 3500 кг.
Снег: 30000 кг.

Итого? Итого получается 100700 кг. Это все увеличиваю еще в полтора раза для надежности и в качестве результата принимаю общий вес в 150 тонн.

Вот. Теперь самое интересное. Какая там у меня площадь подошвы фундамента? 9 * 4 * 0,5 = 18 м 2 , или 180000 см 2 . Теперь прикинем, какой вес давит на каждый квадратный сантиметр подошвы: 150000 / 180000 = 0,83 кг/см 2 .

А теперь еще интереснее. Посмотрим на таблицы, в которых указана допустимая нагрузка на разные грунты.

Расчетные сопротивления R крупнообломочных грунтов

Характеристики насыпного грунта для расчета
Хотел рассчитывать конструкцию фундамента, взяв за основу характеристики грунтов. Я также пытался это сделать, да только тема эта по грунтам для меня оказалась чересчур обширная. И я вновь упрощаю.

Источник: sebestroj.ru

Установление несущей способности грунта (табличные значения) находящегося под проектируемым или реконструируемым фундаментом начинают с геологической разведки. Для этого на строительной площадке из скважин или шурфов отбираются и исследуются пробы грунта.

Сначала производится классификация грунта. Гранулометрическим и/или методом отмучивания находится состав грунта и определяется его название.

Затем исследуются физические характеристики грунта. Методом режущего кольца устанавливается плотность грунта, методом высушивания и взвешивания определяется влажность, а скручиванием грунта в жгут и испытание балансирным конусом — консистенция грунта.

Далее делаются дополнительные лабараторные исследования грунта или производится еще несколько вычислений расширяющих количество физических характеристик грунтов.

При невозможности точного установления типа грунта самостоятельно, наличие на участке органических, мерзлых, насыпных грунтов и при любых других сомнениях в классифицировании грунта, для определения несущей способности грунта, нужно привлекать лицензированные геологические организации.

Уровень отвественности здания

Здание или сооружение должно быть отнесено к одному из следующих уровней ответственности: повышенный, нормальный и пониженный (статья 4 пункты 7–10 действующего технического регламента о безопасности зданий и сооружений Федерального закона №384-ФЗ) .

К повышенному уровню отвественности относятся: особо опасные, технически сложные или уникальные объекты.

К пониженному — здания и сооружения временного (сезонного) назначения, а также здания и сооружения вспомогательного использования, связанные с осуществлением строительства или реконструкции либо расположенные на земельных участках, предоставленных для индивидуального жилищного строительства.

Все остальные здания и сооружения относятся к нормальному уровню отвественности.

Формулировка идентификации зданий относящихся к третьему (пониженному) уровню отвественности — расплывчатая. Непонятно, описанны две группы зданий и сооружений: временные и вспомогательные или три группы — временные, вспомогательные и индивидуальные? В Белоруссии жилые индивидуальные дома высотой не более 2 этажей относят к третьей группе отвественности и в России жилые здания высотой до 10 м раньше тоже относили к этой группе. В новом техническом регламенте ясности в этом вопросе нет. Видимо его каждому придется решать самостоятельно. От выбора уровня отвественности зависит объем геологических изысканий и методика расчета фундаментов.

Определение расчетного сопротивления основания R по таблицам

Этот метод применяется для предварительного и окончательного расчета оснований для зданий третьего уровня ответственности находящихся в благоприятных условиях. Либо для предварительного расчета оснований для зданий второго уровня отвественности находящегося в любых, в том числе и неблагоприятных инженерно-геологических условиях.

«Благоприятными» считаются условия, при которых слои грунта в основании залегают горизонтально (уклон слоев не превышает 0,1), а сжимаемость грунта не увеличивается по крайней мере до глубины, равной двойной ширине самого большого отдельного фундамента и четырем ширинам ленточного (считая от уровня его подошвы).

Для фундаментов шириной bo = 1 м и глубиной заложения do = 2 м значения расчетного сопротивления основания (Ro ) приведены в таблицах 11–15. С увеличением или уменьшением глубины заложения фундамента изменяется несущая способность грунта основания. В этом случае расчетные сопротивления основания (R) на различных глубинах следует определять по формулам:

где b — ширина фундамента, м, d — глубина заложения подошвы, м , γ’— расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м³, k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными грунтами и песками, k1 = 0,125, для оснований сложенных пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами, k1 = 0,05, k2 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными песчаными грунтами — k2 = 0,25, сложенных супесями и суглинками —k2 = 0,2, глинами — k2 = 0,15.

Определение несущей способности грунта
Установление несущей способности грунта находящегося под проектируемым или реконструируемым фундаментом начинают с геологической разведки. Для этого на строительной площадке из скважин или шурфов отбираются и исследуются пробы грунта.

Источник: ostroykevse.com

При разработке проекта для фундамента дома учитываются все факторы, в том числе и особенности грунтов. Для расчета общей допустимой нагрузки дома на грунт фундамента вы можете использовать формулу: A = Vдома (кг) / Sфунд (см2).

Таблица допустимого давления на грунт, кг/см 2 .

Грунт

Глубина заложения фундамента

Щебень, галька с песчаным заполнением

Дресва, гравийный грунт из горных пород

Песок гравелистый и крупный

Щебень, галька с илистым заполнением

Песок средней крупности

Песок мелкий маловлажный

Песок мелкий очень влажный

Иногда влажность грунтов может изменяться в большую сторону, в таких случаях несущая способность почвы становится меньше. Рассчитать влажность грунта можно самостоятельно. Для этого необходимо выкопать скважину или яму, и в том случае если через какой либо промежуток времени в ней появляется вода – грунт влажный, а если ее нет, то он сухой. Ниже мы рассмотрим плотность и несущей способности различных грунтов. Для расчета фундамента вы можете воспользоваться калькулятором фундамента.

Таблица плотности и несущей способности различных грунтов.

Грунт средней плотности

Песок среднего размера

Супесь влажная (пластичная)

Мелкий песок (маловлажный)

Мелкий песок (влажный)

Глина влажная (пластичная)

Суглинок влажный (пластичный)

При разработке проекта дома для примерного расчета фундамента, как правило, несущая способность принимается 2 кг/см 2 .

Следует отметить, что при разработке, грунт разрыхляется и увеличивается в объеме. Объем насыпи, как правило, больше объема выемки из которой грунт изымается. Грунт в насыпи будет постепенно уплотняться, это происходит под действием собственного веса или механического воздействия, поэтому значения первоначального коэффициента увеличения объема (разрыхления) и процента остаточного разрыхления после осадки будет между собой различаться. Грунты в зависимости от трудности и способа их разработки делятся на категории.

Таблица категорий и способов разработки почвы.

Категория грунтов

Типы грунтов

Плотность, кг/м 3

Способ разработки

Песок, супесь, растительный грунт, торф

Ручной (лопаты), машинами

Легкий суглинок, лёсс, гравий, песок со щебнем, супесь со строймусором

Ручной (лопаты, кирки), машинами

Жирная глина, тяжелый суглинок, гравий крупный, растительная земля с корнями, суглинок со щебнем или галькой

Ручной (лопаты, кирки, ломы), машинами

Тяжелая глина, жирная глина со щебнем, сланцевая глина

Ручной (лопаты, кирки, ломы, клинья и молоты), машинами

Плотный отвердевший лёсс, дресва, меловые породы,сланцы, туф, известняк иракушечник

Ручной (ломы и кирки, отбойные молотки), взрывным способом

Граниты, известняки, песчаники, базальты, диабазы, конгломерат с галькой

Таблицы допустимого давления на грунт и несущей способности грунта
Таблица несущей способности грунта, сопротивление грунтов, таблица веса грунтов, таблица категорий и способов разработки почвы.

Источник: www.calc.ru

postroifundament.ru

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) с
пылевато-глинистым заполнителем

4 — 4,5

Гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем

5

Гравийные (дресвяные) с
пылевато-глинистым заполнителем

3,5-4

Песчаные 

 

плотные

средней плотности

Крупные

6

5

Средней крупности

5

4

Мелкие маловлажные

4

3

Мелкие влажные и насыщенные водой

3

2

Пылеватые маловлажные

3

2,5

Пылеватые влажные

2

1,5

Пылеватые насыщенные водой

1,5

1

Пылевато-глинистые (непросадочные)

 

сухие

влажные

Супеси (коэффициент пористости 0,5) *

3

3

Супеси (0,7)

2,5

2

Суглинки (коэффициент пористости 0,5)

3

2,5

Суглинки (0,7)

2,5

1,8

Суглинки (1,0)

2

1

Глины (коэффициент пористости 0,5)

6

4

Глины (0,6)

5

3

Глины (0,8)

3

2

Глины (1,1)

2,5

1

Просадочные

 

сухие

влажные

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

3

1,5

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

3,5

1,8

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

2

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

2,5

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

3,5

1,8

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

4

2

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

2,5

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

3

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


 

Как зависит несущая способность грунта от глубины заложения фундамента

ВАЖНО:  значения 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*(– 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 – основная характеристика при строительстве здания

Основной характеристикой, которую нужно знать при строительстве дома является несущая способность грунтов. Она определяет опорную площадь фундамента.

Увеличение несущей способности грунтов

Эта характеристика зависит от вида грунта, насыщенности его влагой и степени уплотненности.

Виды основных грунтов

Фундамент здания рекомендуется закладывать на следующих основных грунтах:

Скалистые грунты обладают отличной несущей способностью

  1. Скалистые. Они не промерзают и не размываются. В таких грунтах фундамент разрешается закладывать прямо на поверхности.
  2. Хрящеватые. В их основе гравий, обломки камня, хрящ. Такой не размывается и не сжимается. В местностях с таким грунтом фундамент закладывается на 0,50 м в глубину независимо от глубины промерзания.
  3. Песчаный. Легко пропускает воду, под нагрузкой сильно уплотняется и незначительно промерзает. На таких грунтах фундаменты закладывают на глубину до 0,70 м.
  4. Глинистые. Легко размываются, сжимаются, при замерзании вспучиваются. Фундаменты закладываются на глубину промерзания.
  5. Супеси и суглинки. Это – смесь песка, глины, пыли.
  6. С органическими примесями. К этому виду относится или торф, или болотный торф. В качестве естественных оснований они совершенно непригодны для строительства на них зданий.
  7. Плывун. Это разновидность супеси, имеющая подвижное состояние. Хотя этот вид не особенно пригоден в качестве основания, но современные методики строительства позволяют бороться с их негативными свойствами.
  8. Насыпные. Для них характерно неравномерное сжатие. Они практически не используются как естественное основание при строительстве здания.

Влияние влажности на характеристики

Способ определения влажности дедовским методом

Несущая способность почвы снижается в несколько раз при увеличении влажности. Избыточную влажность вызывают грунтовые воды. Практически не меняют своих свойств пески средней и высокой крупности.

Влажность определяется на глаз. В том случае, если в яме глубиной до двух метров вода не скапливается, грунт считается сухим.

Влажным он считается, если в яме постепенно скапливается вода.

Способы определения несущей способности

Несущая способность определяется специалистами. Если вы самостоятельно строите дом, то тип определяется на глаз.

Для этого потребуется пробурить скважину или яму глубиной до двух метров. Это поможет определить, какой грунт располагается на этой глубине, и какова степень его увлажнения.

В супеси содержится около 10% глинистых частиц. Шарик, скатанный из неё, рассыпается. В суглинке содержится до 30% глинистых частиц. Он более пластичен. Шарик, скатанный из такого грунта, превращается в лепёшку при надавливании.

Влияние степени уплотнённости на характеристики

Грунт, находящийся глубоко под землёй будет плотнее, так как на него давят верхние слои. Если здание строят на искусственном основании, то его необходимо уплотнить.

Для этого используются трамбовочные машины. Часто при этом добавляют песок или гравий. Иногда трамбовку проводят при помощи поверхностных вибраторов. Для глинистого вибрирование неэффективно.

Способы повышения несущей способности основания

Определение несущей способности грунтов

Грунты можно искусственно закреплять при помощи следующих способов:

  • Химического – в массу нагнетается силикатная смесь. Способ подходит для песчаных.
  • Цементации и битумизации. В грунт нагнетается цементный или битумный раствор по сваям, забитым ранее.
  • Термического. Обжиг при помощи раскалённого газа, подаваемого по жаропрочным трубам.
  • Электрического и электрохимического — применение электроосмоса путём пропускания электрического тока. Глинистый высушивается и уплотняется.
  • Механического — установка свай и создание уплотнительных подушек.

Если вас интересует, как определить несущую способность грунта, то в этом вам может помочь геологическая лаборатория.

С помощью ручного зонда нужно взять пробу в той местности, где планируется строительство, и провести лабораторные исследования. Часто трещины и другие дефекты строения являются следствием малой изученности геологических свойств.

Если в некоторых местах наблюдается провал фундамента, то это означает, что грунт неоднороден и мероприятия по укреплению были произведены неправильно.

Производство расчёта коэффициента сопротивления

Для того, чтобы произвести расчёт, необходимо знать некоторые параметры, причём не только грунта, но и самой постройки, включая некоторые характеристики фундамента.

Всё дело в том, что рассчитывается не сам грунт, а именно фундамент, исходя из знаний о том, какова несущая способность разных по типу.

Получается, что меняется в расчётах только параметры фундамента, а несущая способность типов не изменяется, то есть она константа.
Итак, чтобы произвести расчёт надо знать:

  • Массу строения;
  • Размеры фундамента.

    Грунт на подсыпку

Для того, чтобы определить массу всего строящегося здания потребуется сначала произвести расчёт по массе его фундамента, затем ростверка, потом расчёт массы стен и так далее, а в конце просто сложить массы вместе.

Например, определение массы фундамента состоит в том, чтобы сначала рассчитать объём фундамента, а потом просто умножить это число на плотность того материала, из которого он сделан. В свою очередь объём фундамента определяется, как произведение всех его сторон, то есть длины, ширины и высоты.

После этого можно сразу определить и площадь подошвы фундамента.

Позже эти данные понадобятся для нахождения давления, которое оказывается зданием на поверхность, а затем сравнения этого числа с таким свойством грунта, как, собственно, несущая способность данного грунта.

Следует отметить, что для разных районов один и тот же фундамент с абсолютно идентичными параметрами и абсолютно одинаковым строением на нём, может быть пригоден для строительства, а может и нет. Это так, потому что несущая способность разных типов грунта везде разная и зависит она только от характера почвы, от её типа, при этом изменить этот показатель можно только путём замены толстого слоя почвы.

Итак, после установления массы здания и нахождения площади опоры, нужно произвести расчёт на несущую способность.

Устройство свайного фундамента на грунтах с малой несущей способностью

Сделать это просто. Дальнейший расчёт заключается в нахождении давления, оказываемого зданием на грунт, и сравнении его с несущей способностью грунта. В свою очередь, давление на грунт определяется, как соотношение массы всего строения к площади опоры.

Следует отметить, что если фундамент столбчатый, то площадь опоры определяется, как сумма площадей опоры всех столбов, а если фундамент ленточный или плитный, то площадью опоры будет являться площадь нижней поверхности такого фундамента.

Если при сравнении вышло так, что показатель несущей способности грунта оказался меньше, чем давление, то следует увеличивать площадь опоры фундамента на этот грунт.

No votes yet.

Типы

плотный

средней плотности

Крупный гравелистый песок

6 кг/см²

5 кг/см²

Песок средней крупности

5 кг/см²

4 кг/см²

Мелкий маловлажный песок

4 кг/см²

3 кг/см²

Мелкий песок, насыщенный влагой

3 кг/см²

2 кг/см²

Супеси сухие

3 кг/см²

2,5 кг/см²

Супеси, насыщенные влагой (пластичные)

2,5 кг/см²

2 кг/см²

Суглинки сухие

3 кг/см²

2 кг/см²

Суглинки, насыщенные влагой (пластичные)

3 кг/см²

1,5 кг/см²

Глины сухие

6 кг/см²

2,5 кг/см²

Глины, насыщенные влагой (пластичные)

4 кг/см²

1 кг/см²