Общие положения для сооружения фундамента

Сегодня мы подготовили статью на тему: "общие положения для сооружения фундамента", а Анатолий Беляков подскажет вам нюансы и прокомментирует основные ошибки.

Как известно, фундаменты предназначены для передачи нагрузки от дома на тот или иной грунт (по его физико-механическим свойствам и качеству) основания. Необходимо в первую очередь учитывать возможность строительства дома на данном месте и предвидеть те затраты, которые потребуются в период эксплуатации для устранения повреждений, возникающих от неожиданных внешних и внутренних воздействий, могущих в любой момент произойти в нижних слоях самого грунта и его перифериях, а также возникающих от самого качества строительства. Фундаменты должны распределять нагрузку от дома таким образом, чтобы не было превышено передаваемое давление на грунт сверх допустимого и чтобы разность осадок частей здания и осадка дома в целом не достигали опасных величин и размеров.

Видео (кликните для воспроизведения).

Во-первых, необходимо обеспечить устойчивость фундамента на воздействие неблагоприятных природных факторов – морозного пучения грунта, просадки грунтов основания, воздействия грунтовых вод.

Во-вторых, для этого необходимо правильно выбрать имеющуюся в практике строительства конструкцию фундамента, то есть учесть свойства грунтов на том или ином месте его заложения, подобрать соответствующие строительные материалы, обладающие требуемой прочностью и устойчивостью к внешним воздействиям.

В-третьих, рекомендуется ознакомиться с материалами инженерных изысканий, чтобы иметь четкое представление о грунтовых условиях вашего участка. Подобные материалы должны находиться в местном районном строительно-архитектурном отделе.

Если таких данных нет, то следует ознакомиться с опытом строительства и эксплуатации домов на соседних участках. Но при этом не следует их в точности повторять, их надо только учитывать.

Известно, что «верховодка» как неожиданная гостья может появиться в любом месте приусадебного участка и тем более самого дома, так как подвижки верхних, а в особенности нижних слоев (или слоя) грунта не гарантированы точечными расчетами. Последние являются, в общем-то, условными на данный период времени, ведь на внутренние изменения свойств и положений слоев грунта могут впоследствии оказывать влияние всевозможные механические и физико-химические факторы неожиданного воздействия. Например, соседняя стройка, рытье котлована, ямы, траншеи и даже приусадебный водоем. Поэтому для отвода, отбития появившейся грунтовой воды у основания дома, его фундамента, всегда следует делать предохранение.

Важно! Во избежание нарушения целостности конструкции и возникновения разрушений не следует связывать при заложении основания дома в единое конструктивное решение крыльцо, веранду, террасу и любую другую пристройку или встройку. Не применять тех строительных материалов, которые имеют свойство удерживать влагу. Для предупреждения неравномерной осадки здания, фундамент наружных стен необходимо закладывать на глубину ниже уровня промерзания грунта, которая для Европейской части составляет от 1,5 до 1,8 метров. В непучинистых песчаных, гравелистых грунтах фундамент можно закладывать на меньшую глубину, не менее 0,5 м. Для уменьшения глубины заложения фундаментов в глинистых и вспучивающихся грунтах устраивают песчаные, щебеночные «подушки», доводя их до глубины промерзания. Основание по всей площади заложения фундамента должно состоять из грунта неоднородного сложения. При неоднородном сложении следует применять специальную конструкцию и тип фундамента. Во всех случаях рекомендуется под основанием опорных плит устраивать песчаную подушку с засыпкой вокруг плит и столбов.

Для садовых домиков, а также в заболоченной или переувлажненной местности применяются легкие фундаменты. Они могут быть совсем незаглубленнные до уровня подземных вод или мелкозаглубленные, связанные обвязкой здания или поясами, на которых будет покоиться здание. Сооружения на таких фундаментах могут прослужить без повреждений и дополнительных затрат на ремонтные работы до 10–15 лет.

Основные положения. Основания и фундаменты. Общие принципы проектирования оснований и фундаментов;

Основания и фундаменты. Общие принципы проектирования оснований и фундаментов

Основания зданий и сооружений. Естественные и искусственные основания. Общие принципы проектирования оснований и фундаментов. Нагрузки и воздействия. Виды деформаций оснований сооружений. Глубина заложения фундамента. Расчет оснований по деформациям и по несущей способности.

Лекция №1.

Прочность грунтов обычно в сотни раз меньше, а деформируемость в тысячи раз больше, чем конструкционных материалов. Недоиспользование несущей способности грунтов основания приводит к удорожанию строительства. С другой стороны, ошибочная оценка поведения грунтов основания часто бывает причиной аварий сооружений.

Основные понятия и определения. Всякое сооружение передает действующие на него нагрузки на основание (рис. 1.1).

Основанием называют толщу грунтов, на которых возводится сооружение. Основание воспринимает от сооружения нагрузки, деформируясь под действием этих нагрузок. При чрезмерных деформациях основания возникают деформации сооружения, препятствующие нормальной его эксплуатации, и аварии, сопровождающиеся разрушением сооружения.

Различают естественные основания, сложенные природными грунтами без специальной их предварительной подготовки, и искусственные, представленные уплотненными или закрепленными грунтами природного происхождения, а также образованные твердыми отходами производственной и хозяйственной деятельности человека.

Читайте так же:  Чертежи и устройство декоративной лестницы для сада
Видео (кликните для воспроизведения).

Грунты, залегающие непосредственно вблизи земной поверхности, подвержены климатическим, метеорологическим и другим воздействиям и, как правило, не могут служить надежным основанием. Поэтому часть сооружения обычно заглубляется ниже поверхности земли. Подземную или заглубленную часть сооружения, предназначенную главным образом для передачи нагрузки от сооружения на основание, называют фундаментом. Нижнюю поверхность фундамента называют подошвой, расстояние от поверхности планировки грунта до подошвы фундамента — глубиной заложения фундамента.

Нормальная эксплуатация здания или сооружения во многом зависит от того, насколько правильно запроектировано и осуществлено его взаимодействие с основанием.

Фундаменты устраиваются для передачи на­грузок от конструкций зданий и сооружений, установленного в них технологического и другого оборудования на грунты основания. Основание, воспринимая эти нагрузки, претерпе­вает, как правило, неравномерные деформации, что вызывает появ­ление в конструкциях дополнительных перемещений и усилий. При неправильном проектировании, подготовке оснований и возведении фундаментов это может привести к тому, что даже безупречно выполненная конструкция сооружения перестанет удовлетворять предъявляемым к ней эксплуатационным требованиям.

Стоимость фундаментов составляет в среднем 12% от стоимости строительства, а в сложных инженерно-геологических условиях может достигать 20. 30% и более.Поэтому необоснованное принятие чрезмерно сложных условий решений фундаментов и производства работ по их возведению приведет к неоправданному удорожанию строитель­ства.

Общие требования к проектированию оснований и фундаментов. Проектирование оснований и фундаментов выполняется в соответ­ствии с действующими нормативными документами. При этом необходимо:

-обеспечение прочности и эксплуатационных требований зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации не должны превышать допустимых величин);

-максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов основания, а также прочности материала фунда­мента;

-достижение минимальной стоимости, материалоемкости и тру­доемкости, сокращение сроков строительства.

Проектирование оснований и фундаментов должно включать в себя обоснованный расчетом выбор типа основания (естественное или искусственное); типа, конструкции,материала и размеров фундаментов (глубина заложения, размеры площади подошвы и т. д.), а также мероприятий, применяемых при необходимости уменьшения влияния деформаций основания на эксплуатационную пригодность и долговечность сооружения.

Глава 3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ТИПА ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

Основания и фундаменты зданий и сооружений служат для восприятия нагрузок от строительных конструкций, технологического оборудования и нагрузок на полы.

Проектирование оснований и фундаментов выполняется в соответствии с действующими СНиП [4, 5, 6]. При проектировании оснований и фундаментов необходимо учитывать следующие положения:

  • – обеспечение прочности и эксплуатационных требований зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации сооружения не должны превышать допустимые);
  • – максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов;
  • – максимальное использование прочности материала фундаментов;
  • – достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости.

Выбор типа оснований или конструктивных решений фундаментов выполняется на основании сравнений технико-экономических показателей, получаемых с помощью вариантного проектирования [1, 2, 3, 7].

3.2. ТИПЫ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

При большом различии инженерно-геологических условий площадок строительства на территории СССР, а также разнообразии конструкций зданий и сооружений, применяемых в массовом строительстве, используются в основном столбчатые, ленточные и плитные фундаменты на естественном, уплотненном или искусственно закрепленном основании и свайные фундаменты.

Предварительная оценка области применения фундаментов различных типов в зависимости от грунтовых условий может быть выполнена с помощью табл. 3.1, в которой указаны случаи безусловного применения фундаментов соответствующего типа либо случаи, когда необходимо выполнение вариантного проектирования.

3.3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

Под технико-экономическими показателями оснований и фундаментов зданий и сооружений понимаются технические и экономические характеристики проектного решения.

К техническим показателям относятся тип оснований и конструкции фундаментов, расчетные данные о деформируемости и прочности грунтов основания (ожидаемые осадки, перемещения, крены и т.п.), данные об использовании прочности материала фундаментов, материалоемкость. к экономическим показателям относятся приведенные затраты, сметная стоимость (себестоимость), трудоемкость изготовления и возведения, продолжительность работ, капитальные вложения в материально-техническую базу строительства, эксплуатационные расходы (если деформируемость оснований требует дополнительных затрат на ремонт или усиление конструкций зданий либо сооружений для обеспечения их пригодности в течение эксплуатационного периода). Полный перечень экономических показателей приведен в табл. 3.2.

Фундаменты зданий должны быть достаточно прочными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы, долговечными, морозостойкими, сопротивляться воздействию грунтовых вод, экономичными и индустриальными.

Выбор материала и конструкции фундамента зависит от величины и характера действующих на него нагрузок, капитальности здания, конструктивных, экономических, гидрогеологических и других особенностей.

Материалом для фундаментов служат бетон, Железобетон, бутобетон, а также бутовый камень. Для зданий временного характера и некапитальных в качестве материала для фундаментов иногда используются деревянные столбы, соответствующим образом защищенные от загнивания (пропитка антисептиком и т. п.). Устройство фундаментов из бутового камня, связанное с применением ручного труда, экономически невыгодно и применяется в Малоэтажном строительстве жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий при условии наличия местного бутового камня.

Основными видами фундаментов индустриально-массового строительства являются сборные бетонные и железобетонные фундаменты, применение которых приводит к сокращению сроков строительства и повышению производительности труда.

Читайте так же:  Пластиковые панели для ванной 60 фото-решений и 6 лучших дизайн-идей

Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fstroy-server.ru%2Fgallery%2Farhitektura-gorodskih-zdanij%2Fimage_85

По конструктивной схеме фундаменты под капитальные стены зданий разделяют на ленточные, непрерывно нагруженные по всей длине, столбовые фундаменты в виде отдельных столбов и сплошные в виде железобетонных плит под всей площадью здания.

Широко применяют в последнее время свайные фундаменты, объединенные вверху сборной или монолитной железобетонной балкой или плитой, называемые ростверком.

С какой целью под здания и сооружения подводят фундамент

Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fbeton-stroyka.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F08%2Fs-kakoy-cel-yu-pod-zdaniya-i-sooruzheniya-podvodyat-fundament-1

Не существует сооружения, которое можно было бы возвести непосредственно на грунте.

Ведь за счет собственной, даже небольшой, массы несущих конструкций здание будет неизбежно проседать, а уже через несколько лет появятся трещины в конструкции с дальнейшим полным разрушением.

Поэтому, под зданием нужно обязательно обустраивать специальную конструкцию – основание. Именно оно обеспечит дополнительную жесткость и прочность будущему сооружению.

Фундамент должен обеспечивать:

  • Равномерное распределение по грунту массы здания;
  • Обеспечение стандартного положения сооружения на почве;
  • Стабилизация угловых вертикальных и горизонтальных смещений;
  • Жесткость и соединение с несущими элементами здания;
  • Снижение негативного влияния самой почвы, а также нивелирование возможных подвижек почвы;
  • Защиту внутреннего пространства здания, особенно подвалов, технических этажей, от проникновения грунтовых вод, грызунов;
  • Обеспечение оптимального микроклимата внутри сооружения;
  • Стабилизацию здания в условиях сейсмической активности.

Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fbeton-stroyka.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F08%2Fs-kakoy-cel-yu-pod-zdaniya-i-sooruzheniya-podvodyat-fundament-2

Пример фундамента на плавающих грунтах (плавающий фундамент)

Поэтому, существует огромное количество различных оснований, которые отличаются конструкцией, характеристиками, сферой применения. Но сначала нужно разобраться, на каких грунтах какие основания используются.

Виды оснований зданий по назначению

  • Несущий. Это основной тип фундамента, выполняет задание только передачи нагрузки от здания на грунт, другого назначения нет.
  • Комбинированный. Этот уже выполняет не только несущее задание, но и защищает здание от сейсмических толчков, вибрации от магистралей или железнодорожного полотна, паводков и других внешних воздействий. Соответственно, конструкция уже отличается, как и подобранные для такого основания материалы.
  • Специальные. К ним относятся сейсмостойкие основания. Они не предназначены для защиты сооружения от вспучивания почвы или воздействия грунтовых вод. А в конструкции имеют специальные наполнители и соединительные группы, которые отвечают за целостность конструкции в целом даже при значительных подвижках почвы. Бывают качающиеся и плавающие. Конструкция каждого типа основания зависит от почвы и сейсмических характеристик территории.

Типы оснований по материалам

Таблица видов фундаментов

Влияние грунта на выбор фундамента

Конструкция любого основания подразумевает передачу всей нагрузки от здания на грунт. Соответственно, состав, характеристики и несущая способность грунта играет ключевую роль при выборе типа и конструкции фундамента для будущего здания. Итак, основания грунтового типа могут быть естественными и природными.

Естественные – это основания, на которых фундаменты возводятся без дополнительного укрепления. А к искусственным относятся основания, которые ложатся на специально создаваемую песчаную подушку. Естественные основания бывают следующих типов: песчаные, глинистые, лессовидные (тут нужно помнить о значительной сейсмической опасности), скальные, супеси и суглинки.

Все почвы, кроме скальных, неизбежно дадут значительную просадку здания, поэтому впоследствии неравномерной нагрузки на грунт в различных местах здания возникают трещины.

Поэтому, самые надежные почвы с точки зрения искусственного возведения оснований, считаются именно скальные.

Глубина заложения основания в зависимости от типа почвы Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fbeton-stroyka.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F08%2Fs-kakoy-cel-yu-pod-zdaniya-i-sooruzheniya-podvodyat-fundament-5

Таблица заложения глубины фундамента

Гравелистые почвы (скальные породы, возможна комбинация с песком или глиной). Это прочные почвы, не склонные к подвижкам и не сжимаются впоследствии температурного воздействия. Глубина закладки фундамента здания составляет до 1 метра.

  • Песчаные почвы. Они пропускают воду, уплотняются при нагрузке и практически не промерзают через отсутствие накопленной влаги. Глубина закладывания составляет до 1 метра, если фракция песчаной смеси составляет 25 мм. При меньшей глубине нужно увеличивать.
  • Глинистая почва. Это пучинистый тип почвы, грунт быстро размывается и имеет высокую пластичность. Такой грунт промерзает на значительную глубину, поэтому уровень закладывания фундамента тут должен быть на глубине не менее 25 см ниже граничного уровня промерзания.
  • Суглинки и супеси. Это смесь песка и глины, причем содержание глины бывает до 20%. Соответственно, уровень промерзания почвы отличается, поэтому для каждого конкретного случая глубина погружения подбирается индивидуально.
  • Лессовые грунты. По внешним характеристикам это глинистые почвы, но отличаются высокой прочностью. При сейсмической активности сдвиг происходит лессовыми пластами, поэтому основание нужно закладывать строго под конкретный шар почвы. Также нужно обязательно проверить, чтобы под верхним слоем грунта не были обнаружены суглинки, которые могут быть лессовым наполнением. Лессовидные грунты могут служить уже как основание для будущего здания, если обеспечить гидроизоляцию подошвы.
  • Искусственные основания делают на слабых почвах при значительных нагрузках на подошву. К ним часто относят песчано-гравийную подсыпку, различные наполнители и каменистый прочный материал.

    Выбор типа фундамента в зависимости от почвы

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fbeton-stroyka.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F08%2Fs-kakoy-cel-yu-pod-zdaniya-i-sooruzheniya-podvodyat-fundament-6

    Если нужно возводить основание на холмистой местности, тогда сразу нужно рассчитывать боковое давление почвы, возможности горизонтального сдвига и давление почвы по уровню промерзания.

    Величина таких давлений зависит от множества факторов и ее трудно порой рассчитать правильно. Поэтому конструкция оснований на холмах сразу предусматривает как минимум половину запаса прочности.

    Читайте так же:  Как выбрать духовой шкаф на что нужно обращать внимание

    В таких случаях нужно использовать столбчатые фундаменты, столбы которых соединяются между собой ростверком (железобетонная обвязка). Также тут можно использовать ленточные фундаменты с надежной горизонтальной и вертикальной обвязкой.

    • Стационарное основание. Используется при возведении небольших зданий с малой несущей массой.
    • Плавающий фундамент. Строится на пучинистых почвах, несущие свойства которых отличается от сезона, насыщенности влагой и температурного режима. Конструкция: монолитная или решетчатая плита, толщина зависит от нагрузки самого здания. Используется для небольших сооружений.

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fbeton-stroyka.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2018%2F08%2Fs-kakoy-cel-yu-pod-zdaniya-i-sooruzheniya-podvodyat-fundament-7

    Схема столбчатого фундамента под деревянный дом

    Винтовая свая – это металлическая конструкция с лопастями, которая вкручивается в грунт специальной техникой или вручную.

    Как правило, расчет проводится не столько количества этих дешевых строительных конструкций, как нагрузки на ростверк, с помощью которого сваи соединяются между собой. Также свайный фундамент возводится на поверхностях с большими перепадами высот, ведь тут не нужно проводить первичную обработку и выравнивание почвы.

    Но основной недостаток свайного фундамента – это необходимость делать теплоизоляцию подполья, а это сложная технология, учитывая наличие открытого пространства снизу. Монтаж свай занимает максимум несколько дней, при этом не нарушается структура самой почвы. Не используется при возведении зданий на скалистых почвах.

    После монтажа свай их внутренняя полость заполняется бетоном с целью увеличить прочность и допустимую нагрузку.

    Конструкция различных типов фундаментов

    Виды ленточных фундаментов

    Варианты винтового фундамента для строительства различных конструкций

    Как подобрать оптимальную конструкцию будущего фундамента

    Тут многое зависит от финансовых возможностей застройщика и ключевых характеристик будущего здания. Ведь на одном и том же грунте можно возвести сразу несколько вариантов фундаментов, но они будут отличаться конструкцией и финансовыми составляющими. Соответственно, при выборе конструкции фундамента стоит обращать внимание на следующие параметры:

    • Совместимость выбранной конструкции из существующим типом почвы;
    • Наличие или отсутствие сейсмических зон;
    • Протяженность различных источников мощной вибрации;
    • Наличие поблизости памятников архитектуры;
    • Температурные факторы промерзания грунта, а также влажность климата, глубина погружения и расположения грунтовых горизонтов;
    • Наличие поблизости промышленных предприятий, которые часто сбрасывают сточные воды, загрязненные агрессивными веществами.

    Какую конструкцию фундамента не использовать, все равно нужно обязательно сделать гидроизоляцию и теплоизоляцию основания. Без этих действий нельзя получить качественное и долговечное основание, способное выполнять свои основные функции.

    Общеизвестный факт, что все здания возводят с фундаментами. Зачем дому нужен фундамент? Назначение фундамента – обеспечение устойчивой опоры здания, передача нагрузок от веса здания и конструкций на грунтовое основание.

    Устойчивость и надёжность опор влияет на долговечность и прочность всего здания, поэтому очень важно правильно выбрать тип опорных конструкций.

    Фундаменты зданий должны быть достаточно прочными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы, долговечными, морозостойкими, сопротивляться воздействию грунтовых вод, экономичными и индустриальными.

    Выбор материала и конструкции фундамента зависит от величины и характера действующих на него нагрузок, капитальности здания, конструктивных, экономических, гидрогеологических и других особенностей.

    Материалом для фундаментов служат бетон, Железобетон, бутобетон, а также бутовый камень. Для зданий временного характера и некапитальных в качестве материала для фундаментов иногда используются деревянные столбы, соответствующим образом защищенные от загнивания (пропитка антисептиком и т. п.). Устройство фундаментов из бутового камня, связанное с применением ручного труда, экономически невыгодно и применяется в Малоэтажном строительстве жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий при условии наличия местного бутового камня.

    Основными видами фундаментов индустриально-массового строительства являются сборные бетонные и железобетонные фундаменты, применение которых приводит к сокращению сроков строительства и повышению производительности труда.

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fstroy-server.ru%2Fgallery%2Farhitektura-gorodskih-zdanij%2Fimage_85

    По конструктивной схеме фундаменты под капитальные стены зданий разделяют на ленточные, непрерывно нагруженные по всей длине, столбовые фундаменты в виде отдельных столбов и сплошные в виде железобетонных плит под всей площадью здания.

    Широко применяют в последнее время свайные фундаменты, объединенные вверху сборной или монолитной железобетонной балкой или плитой, называемые ростверком.

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

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

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

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

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

    Читайте так же:  Это поможет вам совершить выбор рулонных штор на кухню

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

    Основные положения, принимаемые при расчете осадки основания:

    1.

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

    σ = ЕΔh/h или Δh = σh/E (391.1)

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

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

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

    2.

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

    3.

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

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

    4.

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

    σγ = γh

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

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

    5.

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

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

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

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fdoctorlom.com%2Fpictures%2Ffundament%2Fosadka_osnovaniya

    Рисунок 391.1 Схема распределения вертикальных напряжений в линейно-деформируемом полупространстве

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

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

    FL – отметка подошвы фундамента;

    WL – уровень подземных вод;

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

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

    b – ширина фундамента;

    q – среднее давление под подошвой фундамента;

    q – дополнительное давление на основание;

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

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

    Нс – глубина сжимаемой толщи, определяемая расчетом.

    6.

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

    Читайте так же:  Столешница, встроенная в эркер — как лучше использовать

    σzq= aqo (391.2.1)

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

    Таблица 391.1

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fdoctorlom.com%2Fpictures%2Fsopromat%2Fa_dlia_fundamentov

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

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

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

    Примечания к таблице 391.1:

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

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

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

    7.

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

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fdoctorlom.com%2Fpictures%2Ffundament%2Fformula_osadki_osnovaniya

    (391.3)

    β – безразмерный коэффициент, принимаемый равным 0.8.

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

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

    n – количество рассматриваемых слоев основания.

    8.

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

    9.

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

    Таблица 391.2

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fdoctorlom.com%2Fpictures%2Fsopromat%2Ftablitsa_osadki_fundamenta1

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента proxy?url=http%3A%2F%2Fdoctorlom.com%2Fpictures%2Fsopromat%2Ftablitsa_osadki_fundamenta2

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

    Надеюсь, уважаемый читатель, информация, представленная в данной статье, помогла вам хоть немного разобраться в имеющейся у вас проблеме. Также надеюсь на то, что и вы поможете мне выбраться из той непростой ситуации, в которую я попал недавно. Даже и 10 рублей помощи будут для меня сейчас большим подспорьем. Не хочу грузить вас подробностями своих проблем, тем более, что их хватит на целый роман (во всяком случае мне так кажется и я даже начал его писать под рабочим названием “Тройник”, на главной странице есть ссылка), но если я не ошибся в своих умозаключениях, то роману быть и вы вполне можете стать одним из его спонсоров, а возможно и героев.

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

    Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

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

    Изображение - Общие положения для сооружения фундамента 78954663
    Автор статьи: Анатолий Беляков

    Добрый день. Меня зовут Анатолий. Я уже более 7 лет работаю прорабом в крупной строительной компании. Считая себя профессионалом, хочу научить всех посетителей сайта решать разнообразные вопросы. Все данные для сайта собраны и тщательно переработаны для того чтобы донести в удобном виде всю требуемую информацию. Однако чтобы применить все, описанное на сайте желательно проконсультироваться с профессионалами.

    Обо мнеОбратная связь
    Оцените статью:
    Оценка 5 проголосовавших: 6

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here