Фундаменты исследования несущая способность

Расчет несущей способности ленточного фундамента

Ленточный фундамент получил распространение в строительстве благодаря своей универсальности. Конструкция может быть изготовлена как из сборного, так и из монолитного бетона. Такой тип фундамента может с одинаковой успешностью применяться в индивидуальном и в массовом строительстве. Чтобы гарантировать прочность конструкции, ее долговечность и устойчивость, перед началом работ требуется выполнить расчет по несущей способности.

Порядок расчета

При проведении подготовительных конструкторских работ необходимо определиться со следующими значениями:

Ширина подошвы и ленты будут различаться при строительстве дома на фундаменте т-образного типа. При применении прямоугольного сечения опорной конструкции, эти значения равны. Т-образные ленты применяются для возведения массивных зданий из кирпича, широкая подошва фундамента снижает давление на единицу площади от здания на грунт. Если дом строится по каркасной технологии или из бруса, достаточно прямоугольного фундамента. Расчет подошвы для монолитного и сборного фундамента не отличаются.

Чтобы найти или рассчитать нужные значения, работы проводятся в несколько этапов:

1. изучение характеристик грунта;
2. назначение глубины заложения;
3. сбор нагрузок;
4. расчет по несущей способности.

Каждый из этих этапов имеет свои особенности, поэтому требует отдельного рассмотрения.

Геологические условия участка

Для частного дома проводить дорогостоящие геологические исследования нецелесообразно. Все, что необходимо узнать это:

• тип грунта;
• уровень нахождения грунтовых вод;
• наличие линз слабого грунта.

Это можно определить двумя способами:

Исследование почвы необходимо проводить на 50 см ниже предполагаемой отметки ленточного фундамента, которая на данном этапе принимается в зависимости от наличия подвала и величины промерзания (подробнее в следующем пункте).

Шурфы представляют собой ямы прямоугольного сечения, земляные работы можно проводить с помощью обычной лопаты. Грунт анализируется по стенкам откопанного шурфа. Бурение в условиях самостоятельного возведения дома можно проводить ручным буром. Анализ проводят по почве на лопастях инструмента.

Необходимо выбрать несколько точек для исследования, все они располагаются под пятном застройки дома. Одну скважину или шурф делают в самой низкой точке участка. Чем больше точек для исследования взять, тем точнее будут результаты, но главное не переусердствовать.

Если грунтовые воды не найдены, можно принимать фундаменты глубокого заложения и обустраивать в доме подвальные помещения. Если УГВ располагается на глубине 1 м от поверхности земли и ниже, самым простым решением станет устройство мелкозаглубленных опор (50-60 см). Более сложным для выполнения вариантом будет устройство заглубленной ленты с дренажом и надежной гидроизоляцией подвала (снаружи и изнутри).

По типу найденных грунтов определяют их несущую способность, которая потребуется в дальнейшем расчете.

Тип грунта	Несущая способность, кг/см 2
Галечный с глиной	4,5
Гравий	4,0
Крупнозернистый песчаный	6,0
Среднезернистый песчаный	5,0
Мелкозернистый песчаный	4,0
Пылеватый песчаный*	2,0
Супеси и суглинки	3,5
Глины	6,0
Просадочные грунты*	1,5
Насыпной уплотненный*	1,5
Насыпной неуплотненный*	1,0

* грунт не подходит в качестве основания. Требуется полная его замена на песок крупной или средней фракции. В данном случае лучше остановиться на применении свайного фундамента или монолитной плиты.

Назначение глубины заложения

Как уже говорилось ранее, отметка подошвы зависит от уровня грунтовых вод. Изучив характеристики основания и обозначив допустимые границы, рассматривают другие факторы.

При наличии подвала, отметку подошвы выбирают не менее чем на 20-30 см ниже пола по подвала. Промерзание почвы также влияет. Лучше опирать конструкции дома на незамерзающий слой почвы. Для различных регионов он отличается. Самые точные значения приведены в СП «Строительная климатология». Значения для некоторых городов приведены в таблице.

Город	Промерзание почвы, м
Москва	1,4
Санкт-Петербург	1,4
Ростов-на-Дону	1,0
Волгоград	1,2
Архангельск	1,8
Нижний Новгород	1,6
Уфа	1,8
Екатеринбург	1,9
Челябинск	2,0
Омск	2,2
Новосибирск,	2,2
Воркута	2,9
Иркутск	2,3
Владивосток	1,6

Сбор нагрузок

Нагрузки разделяют на два типа: временные и постоянные. Постоянные — масса конструкций здания, временные — людей, мебели, оборудования, снега.

Чтобы рассчитать все значения достаточно воспользоваться таблицей.

Тип нагрузки	Величина
Кирпичные стены толщиной 510 мм	920 кг/м 2
Кирпичные стены толщиной 640 мм	1150 кг/м 2
Стены из бруса толщиной 150 мм	120 кг/м 2
Стены из бруса толщиной 200 мм	160 кг/м 2
Утепленные каркасные стены толщиной 150 мм	30-50 кг/м 2
Гипсокартонные перегородки 80 мм без утеплителя	27,2 кг/м 2
Гипсокартонные перегородки 80 мм с утеплителем для шумоизоляции	33,4 кг/м 2
Железобетонное перекрытие сборными плитами толщиной 220 мм и цементно-песчаной стяжкой толщиной 30 мм	625 кг/м 2
Деревянное перекрытие по балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3	100-150 кг/м 2
Фундамент железобетонный	2500 кг/м 3
Кровельный пирог в зависимости от типа покрытия, кг/м 2
Металлическая черепица	40-60
Керамическая черепица	80-120
Гибкая черепица	50-70
Временные нагрузки
Полезная (мебель и оборудование)	150 кг/м 2
Снег	См. в табл. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия» в зависимости от климатического района

Каждое значение, перед тем как взять в расчет, требуется умножить на коэффициент надежности по нагрузке. Для металлических элементов он составляет 1,05, для деревянных — 1,1, для железобетонных заводского изготовления — 1,2, для железобетонных, изготавливаемых на стройплощадке — 1,3. Полезная нагрузка умножается на 1,2, а снеговая на 1,4. При уклоне кровли свыше 60 градусов нагрузку от снега в расчет принимают равной нулю.

Расчет ширины подошвы

Фундамент — это конструкция передающая нагрузку от дома на грунт, т.е. при расчете фундамента по несущей способности главным параметром является несущая способность грунта под ним. По сути расчет несущей способности сводится к расчету минимальной площади опирания фундамента на грунт, при которых его пространственные характеристики останутся в заданных пределах в течение всего времени эксплуатации здания, при заданной массе строения (считается из учета проекта). Варьируя ширину фундамента можно изменять удельное давление (давление на единицу площади кг/см²) здания на грунт. Т.к. периметр строения известен из проекта, нужно определить минимально возможную ширину ленточного фундамента.

Рассчитать фундамент можно по формуле:

где В — значение требуемой ширины подошвы фундамента, L — общая длина всей ленты по периметру дома и внутренних несущих стен, R — несущая способность грунта (по таблице выше), P — масса дома с учетом всех нагрузок, умноженных на коэффициенты запаса по несущей способности.

Пример расчета

Для более точного представления, приведем пример для двухэтажного дома из бруса размерами 6 на 6 м и высотой этажа 3 м. Наружные сены на втором этаже(мансардном) имеют высоту 1,5м. Кровля из битумной черепицы, фундамент ленточный мелкого заглубления (60 см). Пример предусматривает район строительства — г.Москва. Опирание выше глубины заложения обусловлено высоким УГВ, для защиты от сил морозного пучения предусмотрено утепление ленты фундамента пенопластом (в расчет не учитывается). Геологические исследования показали, что на выбранной глубине опирания находятся суглинки.

Рассчитать нагрузки можно в табличной форме.

Нагрузка	Величина, кг
Наружные стены из бруса толщиной 200 мм	6 м (длина) * 4 шт * 4,5 м (высота) * 160 кг * 1,1 = 19000 кг
Внутренняя стена из бруса толщиной 150 мм	6 м (длина) * 6 м (высота) * 120 кг * 1,1 = 4750 кг
Перегородки из гипсокартона без шумоизоляции	20 м (длина) * 2,7 м (высота) * 27,2 кг * 1,2 = 1770 кг
Перекрытия по балкам толщиной 300 мм	2 шт * 6 м (ширина) * 6 м (длина) * 150 кг * 1,1 = 11880 кг
Кровля	6 м * 6 м * 70 кг * 1,2/соs45ᵒ(угол наклона кровли) = 4260 кг
Полезная нагрузка на перекрытия	2 шт * 6 м * 6 м * 150 кг * 1,2 = 12960 кг
Снег	6 м * 6 м * 180 кг * 1,4 = 9080 кг

Итого с учетом всех коэффициентов — 63700 кг.

В примере ленточный фундамент закладывается под наружные стены и под внутреннюю. Подбираем ширину в зависимости от толщины стен. Предварительно значение ширины равно 25 см. Высота цоколя равна 40 см, глубина заложения 60 см, общая высота фундамента -100 см.

Предварительная масса ленточного монолитного фундамента = (6 м * 4 шт + 6 м * 1 шт) * 1 м (высота) * 0,25 м (ширина) * 2500 кг * 1,2 (коэффициент надежности по нагрузке) = 18750 кг .

Общая нагрузка от дома — 82450 кг. Периметр фундамента L=5 шт * 600 см = 3000 см.

В = Р/(L) * R = 82450/(3000 см * 3,5 кг/см²) = 7,85 см.

Такое небольшое значение в примере получено из-за небольшого веса здания из бруса и достаточно высокой несущей способности ленточного фундамента. Принять число меньше ширины стен возможно только при кирпичном здании (допускается свесы кладки до 10 см), но в тоже время принимать значение ширины фундамента меньше 30 см для частного дома не рекомендуется, поэтому остается величина 30 см (под внутреннюю стену можно сделать 25 см). Пример предусматривает прямоугольное сечение ленточного фундамента.

Если предварительная ширина фундамента отличается от конечной в меньшую сторону или в большую менее, чем на 5 см, перерасчет конструкции не требуется. При получении значения отличающегося от предварительного более чем на 5 см в большую сторону расчет проводят еще раз с полученной шириной. В данном случае нужно провести расчет веса фундамента заново, но мы не будем этого делать, так как и так понятно что запас просто огромный.

Рассчитать ленточный фундамент по примеру с учетом несущей способности для дома из бруса просто. Действие не отнимет большого количества времени, но обеспечит высокую надежность.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник

Несущая способность фундаментов

На данной странице приведена информация по вопросу одного из наших клиентов по поводу особенностей расчета несущей способности фундамента:

«Здравствуйте! Полтора года назад мною был залит малозаглубленный ленточный фундамент (ширина ленты — 25 см, глубина — 50 см), на котором планировалось строить одноэтажный дом из бревен 7*7 м. Но в связи с финансовыми обстоятельствами реализация проекта была отложена, и вернулся к нему я только сейчас. Теперь хочу строить дом из кирпича, но сомневаюсь, выдержит ли уже существующий фундамент такое здание. На участке грунт представлен плотной суглинистой почвой. Не произойдет ли усадка фундамента и последующая деформация стен? Помогите пожалуйста с расчетами массы дома и несущей способности фундамента»

Из данной статьи вы узнаете, как правильно рассчитать несущую способность ленточных и свайных фундаментов, и какое оборудование для этого необходимо. Мы продемонстрируем технологию расчетов разных фундаментов на примере конкретного строения (кирпичного дома 7*7 м).

Используемые приборы

Решение возводить здание на уже существующем основании, которое простояло без нагрузки больше года, должно подкрепляться техническим обследованием железобетонного фундамента на предмет возникновения дефектов и определением его несущей способности.

Техническое обследование фундамента здания состоит из нескольких этапов, которые выполняются в следующей последовательности:

• Специалисты изучают проект фундамента и существующую исполнительную документацию по его возведению. Также анализируется геодезическая документация по состоянию грунтов на строительной площадке;
• Производится визуальный осмотр поверхностных элементов фундамента с целью выявления видимых дефектов;
• Производится инструментальное обследование фундамента — определяется прочность конструкции с помощью приборов неразрушающего (ультразвуковой, склерометрический анализ) и разрушающего действия, после чего дается оценка исправности и возможности дальнейшей эксплуатации фундамента;
• Собираются все нагрузки на фундамент, в число которых входит проектная масса здания, вес снегового покрова, давления ветра и полезная нагрузка на сооружение, которое планируется возводить на уже существующем фундаменте;
• Нагрузки на фундамент сопоставляются с силой сопротивления грунта строительной площадке, на основе чего делается вывод о достаточности несущей способности либо необходимости усиления фундамента.

Для определения геометрических параметров (слоя защитного бетона, расположения арматуры, ее класса и диаметра) железобетонных фундаментов используются приборы ультразвукового контроля по типу ИДС-1, ИЗС-10Ц , Пульсар 2.1 которые выполняют неразрушающий анализ конструкции. Наличие микротрещин в толще бетона определяется склерометром ИПС-МГ4.03.

Оценка прочностных характеристик фундамента выполняется с использованием прибора разрушающего контроля — ОНИКС-ОС, который функционирует по методу отрыва со скалыванием, фиксируя усилие, необходимое для деформации бетона.

Как определяется несущая способность фундаментов

Несущая способность фундамента — показатель, свидетельствующий о нагрузках, которые сможет выдерживать основание дома в конкретных грунтовых условиях.

Определение свойств почвы требует проведения геодезического исследования грунтов на строительной площадке, в процессе которого анализируются следующие характеристики:

• Тип грунта;
• Насыщенность почвы влагой и химический состав грунтовых вод;
• Уровень промерзания грунта;
• Коэффициент пористости и плотность породы.

Исходя из данных величин, определяемых вследствие лабораторного анализа взятых на участке проб почвы, выявляется сила сопротивления грунта — величина нагрузки, которую сможет выдерживать 1 см 2 почвы.

Существуют нормативные таблицы сопротивления разных видов грунта, однако проведение геодезических изысканий на объекте крайне желательно, поскольку один и тот самый вид почвы, обладающий разной влажностью и плотностью, будет иметь отличающиеся характеристики сопротивления.

Следующим этапом расчет является сбор нагрузок, которые фундамент будет испытывать в процессе эксплуатации. Данные нагрузки состоят из следующих факторов:

• Масса здания ;
• Нагрузки от снегового покрова;
• Нагрузки от давления ветра;
• Полезные эксплуатационные нагрузки.

Чтобы рассчитать массу здания необходимо определить вес составляющих его конструкции — стен, кровли и перекрытий. Сделать это можно умножив габаритные характеристики здания на удельный вес одного м 2 стройматериалов.

Атмосферные нагрузки добавляются к рассчитанной массе здания. Нормативные снеговые нагрузки на 1 м 2 горизонтальной плоскости здания указаны в действующих строительных нормативах.

Для определения ветровых нагрузок нормативное давление ветра необходимо умножить на площадь одной стороны здания (высота от нулевого уровня до конька крыши).

К сумме полученных результатов необходимо добавить полезные нагрузки, величина которых для жилых зданий составляет 100 кг на м 2 половых и междуэтажных перекрытий.

Расчёт несущей способности фундамента

Определение несущей способности оснований осуществляется на основе проектной площади опирания фундамента на грунт, сопротивления почвы и испытываемых фундаментом нагрузок, однако особенности и порядок расчетов для разных видов фундаментов будет отличаться.

Ленточного железобетонного

Определение несущей способности ленточного фундамента осуществляется через расчет фактической опорной площади, которой должна обладать фундаментная лента. Делается это по формуле: S>Yn*F/Yc*Ro, в которой:

• S — опорная площадь фундамента (см2);
• F — совокупная нагрузка на фундамент дома;
• Yn — коэф. надежности (1.2);
• Yc — коэф. работы фундамента в грунте;
• Ro — расчетное сопротивление грунта.

Величина Yc представлена в нижеприведенной таблице:

Для примера произведем расчет фундамента по несущей способности под кирпичный дом7*7 м (длина ленты с учетом внутренней стены — 35 м)., совокупные нагрузки от которого составляют 190 тонн. Здание возведено на суглинистой почве с сопротивлением 3.6 кг/см 2

• S>1.2*190 000/1*3.6 = 63 333 см 2 = 6,33 м 3 ;

Исходя из расчетов мы получаем, что фундамент, несущей способности, которого будет достаточно под вышеуказанное здание, должен обладать опорной площадью в 6,33 м 2 . Если учитывать периметр фундамента в 35 м., ширина ленты должна составлять как минимум: 6,33/35 = 0,18 м.

Исходя из сопротивления грунта, несущая способность такого ленточного фундамента составит: 63 333 * 3,6 = 227,99 тонн.

На винтовых сваях

Расчет несущей способности фундамента на винтовых сваях выполняется на основе определения несущих характеристик одной сваи и умножения полученного результата на количество свай в фундаменте.

Для примера произведем расчеты с аналогичными исходными данными — нагрузки от здания 190 тонн, периметр стен — 35м, грунт — суглинок к сопротивлением 3,6 см/м 2 . В фундаменте будут использоваться винтовые сваи с диаметром ствола 133 мм.

Рис. 1.8: Схема работы винтовых свай в грунте

• Определяем опорную площадь одной сваи 133 мм., диаметр лопастей у которой составляет 30 см, по формуле «R 2 *3.14» — 15*15*3,14 = 706.5 см 2 ;
• Рассчитываем несущую способность сваи по силе сопротивления суглинка: 706,5*3,6 = 2.55 тонн;
• Расчитываем общую несущую способность фундамента: 14*2,55 = 35,7 тонн.

Как вы видите, несущей способности винтовых свай не достаточно для возведения тяжелого кирпичного здания, нагрузка от которого составляет 190 тонн. На таких фундаментах могут возводиться лишь легкие здания из каркасных панелей либо дерева.

На железобетонных сваях

Железобетонные сваи, в отличие от винтовых, работаю в грунте не только своей опорной подошвой, но и боковыми стенками ствола, поэтому они обладают большей несущей способностью.

Расчет основания из ЖБ свай производится по формуле: P = 10Rh*F+u*l*f>P, где

• Rh — сопротивление почвы под острием сваи;
• F — поперечное сечение сваи (м 2 );
• u — периметр поперечного сечения (м);
• l — глубина погружения сваи;
• f — сопротивление грунта боковым стенкам сваи.

Для примера произведем расчет несущей способности фундамента под вышеуказанный дом, состоящего из 14 ЖБ свай сечением 30*30 см, погруженных на глубину 9 м.

В первую очередь определяется сопротивление грунта под острием сваи, на глубине 9 м. с учетом характеристик суглинистой почвы:

Далее рассчитывается сопротивление грунта боковым стенкам ствола:

Определяем несущую способность сваи по приведенной в начале главы формуле:

у какого фундамента наивысшая несущая способность

Как можно увидеть по приведенным расчетам, несущая способность разных фундаментов кардинально отличается — основания из винтовых свай отличаются минимальными сроками обустройства, однако их надежности достаточно лишь для возведения легких домов из дерева.

Ленточные фундаменты более надежны, они подходят под строительство тяжелых кирпичных домов в нормальных грунтовых условиях, однако при наличии пучинистых грунтов, когда нужно заглублять фундаментную ленту ниже уровня промерзания почвы, их обустройство становится экономически невыгодным.

Фундаменты на железобетонных сваях — универсальный вариант. Они обладают максимальной несущей способностью и устойчивостью в любых типах грунтов. Если вы решили строить кирпичный дом и делаете упор на максимальной надежности и долговечности конструкции, такой фундамент будет лучшим решением.

Заказ испытаний свай и обследования фундаментов

Компания «Установка Свай» предлагает услуги по обследованию фундаментов и проведению испытаний железобетонных свай статическим и динамическим методом. Данные испытания, проводимые в полевых условиях, позволяют узнать фактическую несущую способность сваи, что дает возможность составить максимально точный проект фундамента.

Также мы выполняем работы по погружению железобетонных и винтовых свай. Мы готовы обустроить свайный фундамент под ключ , взяв на себя выполнение всего спектра работ — от поставки высококачественных свай до сдачи полноценного свайного поля.

Все работы мы выполняем быстро, качественно и не дорого. Звоните нам по контактным телефонам, либо воспользуйтесь формой «Отправить заявку», и мы предложим вам лучшие условия сотрудничества!

Полезные материалы

Особенности проектирования ЖБ фундаментов

Правильное проектирования фундамента на железобетонных сваях — основополагающее условие его надежности и долговечности.

Виды фундаментов по конструкции и способу изготовления

Классификация фундаментов включает несколько типов оснований, имеющих разную конструкцию и обустраиваемых по определённым технологиям.

Стоимость фундамента под дом 10 на 10

Возведение объекта, неизбежно сопряжено с обустройством фундамента. Наиболее популярны следующие типы оснований .

Источник