Определение осадок свайного ленточного фундамента

Порядок расчета осадки фундаментов

Любое строение со временем подвержено проседанию. Фундамент здания должен осесть в расчётных пределах. Если основание дома опустилось равномерно по всей площади опирания, то расчёт осадки фундамента произведён правильно. В противном случае неравномерное проседание фундамента или свайного поля может привести к деформации несущих конструкций сооружения, что приведёт к повреждению строения. Особенно велик риск неравномерного проседания оснований большой площади опирания, поэтому необходимо точно рассчитать допустимую осадку основания здания.

Осадка фундамента

Неравномерное проседание опорных конструкций зданий и сооружений является следствием допущенных дефектов в строении фундаментов различных видов. Осадка фундамента происходит в течение некоторого времени после окончания строительства объекта. Важно, чтобы осадка основания здания была равномерной и в пределах допустимой нормы.

Существует многочисленные причины, вызывающие неравномерное опускание фундамента вследствие сжатия грунтового основания под подошвой здания. Таковыми являются:

• несанкционированная экономия материалов на возведении основания здания;
• использование низкоквалифицированного труда;
• в результате произведённого самостоятельного расчёта неверно определены глубина заложения фундамента, уровень грунтовых вод толщина промерзания почвы;
• отсутствие дренажной системы;
• неправильное определение сопротивления грунтового основания приведёт к чрезмерному проседанию основания здания.

На строительстве любого крупного объекта необходимо правильно рассчитать осадку фундамента.

В данной статье основное внимание уделено тому, как правильно сделать расчёт осадки свайного фундамента и ленточного основания здания.

Осадка фундамента

На протяжении глубины грунтового основания почва может быть неоднородна. Слои грунта могут оказаться с различными геологическими характеристиками. Для определения полной и конечной осадки строения применяют метод послойного суммирования.

Суть данного метода заключается в том, что определяют величину деформации слоёв почвы, находящихся в активной зоне воздействия нагрузки от здания. Важно, чтобы полученные данные проседания здания не превышали критических нормативных показателей.

Предельно допустимые нормы осадки фундаментов

Первоначальная просадка нового построенного сооружения (1-я категория технического состояния) на однородном грунтовом основании допустима в пределах 10 – 12 см.

При неоднородном составе грунте допустимое проседание зданий 1 категории без последствий составляет 5 см. Для домов 2 и 3 категории (строения с большим сроком эксплуатации) допустимо проседание не более 2 – 3 см.

Разрушение фундамента вследствие чрезмерной осадки дома

Любое дополнительное опускание здание чревато появлением трещин в основании и в стенах строения. Достаточно опуститься сооружению ещё на 2 см и это сразу отразится на состоянии несущих конструкций.

Расчёт осадки ленточного фундамента

Кроме метода послойного суммирования существуют различные методики определения величины проседания здания. При условиях отдельно стоящего строения с учётом сопротивления грунтового основания и других сил, только использование метода послойного суммирования будет наиболее верным расчётом.

Способ основан на создании эпюр напряжений в многослойной почве по каждой вертикальной оси.

Схемы расчётов по методу сложения усадки слоёв почвы

Определение осадки ленточного фундамента производится с целью, чтобы:

• определить величину просадку монолитной ленты с присоединёнными другими основаниями;
• выполнить точный расчёт осадки основания здания, возведённого из разных материалов;
• определить осадочный характер и физические свойства основания здания, которые связаны с изменением показателя деформации по мере увеличения глубины заложения фундамента.

Данная методика расчета определяет показатели основания по каждому сочетанию вертикальных осей, без учёта угловых переменных, используя периферийные значения и центральный показатель. Сделать это возможно при залегании по периметру основания строения равномерных структурных слоёв почвы.

Схема построения графика напряжений по группам вертикальных осей

Обозначения по СНиП 2.02.01-83:

• S — показатель осадки;
• zn – средняя величина напряжения вдоль вертикальной оси в слое «n»;
• hn, En – толщина сжатия и индекс деформации слоя «n»;
• n – удельная масса почвы в «n»;
• hn — высота слоя «n»;
• b = 0,8 – постоянный коэффициент.

Ширина ленточного монолитного фундамента – 1200 мм (b), глубина заложения составит 1800 мм (d).

Видео «Расчёт сопротивления грунта»:

Пример определения величины осадки ленточного фундамента

Общая нагрузка от веса здания на почву составит 285000 кг•м −1 •с −2 . По каждому слою отмечают такие значения:

1. Верхний слой — сухая почва (песок мелкой фракции, с показателями пористости e 1 = 0,65; плотностью y 1 = 18,70 кН/м³, индексом сжатия Е 1 = 14400000 кг•м −1 с −2) .
2. Средний слой – мокрый крупный песок с соответствующими показателями: e₂= 0,60, γ₂ = 19,20 кН/м³; Е₂ = 18600000 кг•м −1 с −2 .
3. Нижний слой грунта – суглинок с соответствующими значениями: e₃ = 0,180; y₃ = 18,50 кН/м³; Е 3 = 15300000 кг•м −1 с −2 .

Слои залегания грунта с различными показателями усадки

Результаты исследований грунта взяты в местном геолого-геодезическом управлении. Грунтовые воды на территории застройки находятся на расстоянии от поверхности земли 3800 мм. глубина залегания грунтовых вод такой величины не имеет значения даже для заглубленного фундамента здания. В этом случае воздействие грунтовых вод на осадку здания считают мизерным, то есть практически никаким.

Метод послойного суммирования базируется на исследовании всех эпюр напряжений в грунтовом массиве вдоль вертикальных осей.

Для нанесения графика эпюр и расчета критических нагрузок на грунт производят действия согласно СНиП 2.02.01-83.

В результате получают следующие показатели по каждому слою почвы: S₁ = 11,5 мм; S_{2 =} 13,7мм; S₃ = 1,6 мм.

Суммарное проседание основания здания составит:

Сравнивая полученные результаты с определёнными нормативами СНиП, делают вывод, что величина осадки не превышает предельных норм.

Расчёт осадки свайного основания

Определяют осадки свайного фундамента методом послойного суммирования.

Вид свайного основания здания

Полный расчёт осадки свайного основания выполняется проектной организацией на протяжении от нескольких дней до 2-х недель. Проектировщики пользуются специальными компьютерными программами. Человеку, не имеющему специального образования, сделать это самостоятельно практически невозможно.

Произвести расчёт осадки свайного основания небольшого частного дома можно упрощённым способом, что под силу каждому застройщику.

Используя схемы расположения различных видов свай и расчётных формул, указанных в СП 24.13330.2011, можно определить как величину осадки одиночной сваи, так и степень проседания всего свайного поля.

Применяют различные методики определения величин осадки разных типов фундаментов, в основном, для крупных объектов промышленного и гражданского назначения.

Источник

Расчет осадки свайного ленточного фундамента

Осадка определяется для условного (приведенного) фундамента с шириной подошвы b_red и глубиной заложения h_red (см. рис.19).

Рис. 19. Схема определения границ условного фундамента

при расчете осадок свайных фундаментов

Контуры условного свайного фундамента определяют следующим образом: внизу – плоскостью АВ, проходящей через нижние концы свай, с боков – вертикальными плоскостями АС и ВД, проходящими при вертикальных сваях от их граней на расстоянии

где: φ_{II , mt} – средне взвешенное расчетное (по деформациям) значение угла внутреннего трения толщи грунтов в пределах длины сваи (в градусах):

здесь: φ_{II . i} и h_i – принимаются по данным геологического профиля.

Среднее давление на подошву условного фундамента

где: q_f – нагрузка от ростверка и стен до обреза фундамента, кН/м;

q_s – нагрузка от свай, кН/м;

q_q – нагрузка от грунта в пределах условного фундамента, кН/м.

Расчет осадки свайных фундаментов производят методом элементарного суммирования или методом линейно деформируемого слоя.

Расчетная осадка фундамента S не должна превышать предельной S _и для проектируемого сооружения, которая для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из панелей, крупных блоков или кирпичной кладки без армирования не должна превышать S _и = 10 см.

Производим расчет фундамента с однорядным размещением сваи, как более экономичного по расходу бетона на изготовление ростверка.

Напряжения от собственного веса грунта определены в пункте 5.3.

Используем их значения при построении эпюры природного давления и вспомогательной эпюры 0,2 для определения границы сжимаемой толщи. Природное давление на подошву условного фундамента на отметке — 7.10 составит кПа

Осредненное значение угла внутреннего трения для толщи грунта, пронизываемой сваей

φ_{II , mt} = ∑ φ_{II . i} ‧ h_i /∑ h_i ,= (29×4,1+14× 2.1)/(4,1+2,1 ) = 23,3 о

Высота условного фундамента до низа ростверка м.

Ширина условного фундамента

b_red = d +2 h × tg ( j _mt /4)= 0.4+2× 5.7× 0.09 =1.4м

Нагрузка от ростверка и стен подвала до обреза фундамента

кН/м

Нагрузка от свай, приходящихся на 1м фундамента кН/м

Нагрузка от грунта в объеме САВД на 1м фундамента

кН/м

Давление на подошву условного фундамента

Дополнительное давление на подошву условного фундамента

кПа

Соотношение сторон ленточного фундамента

Основание под концом сваи разбиваем на слои толщиной

м, принимаем 0,5 м

Осадка фундамента, рассчитанная методом послойного суммирования, составляет см

Расчет осадки ленточного свайного фундамента

Толщина слоя, м	Расстояние от подошвы до слоя Ƶ	ζ =	α	Давление на слой σzp= α‧Pɑ,кПа	Среднее давление σƶр,i, кПа	Еi, кПа	Осадка элементарного слоя, мм Si=β
1	2	3	4	5	6	7	8
0	0	0	1	332
0,5	0,5	0,87	0,850	282	307	30000	6,39
0,5	1,0	1,05	0,602	199	244	3,62
0,5	1,5	2,62	0,400	133	166	1,84
0,5	2,0	3,5	0,350	116	124,5	1,49
0,5	2,5	4,38	0,260	86	101	1,20
0,5	3,0	5,26	0,247	79	82,5	1,06
0,5	3,5	6,1	0,202	67	73	1,00
0,5	4,0	7,0	0,180	60	63,5	0,9
0,5	4,5	7,89	0,154	51	55	0,81
0,5	5,0	8,7	0,145	48	49,5	0,71
0,5	5,5	89,6	0,132	43	45,5	0,39
0,5	6,0	910,5	0,115	38	40,5	0,31

ΣS_i = 19,1мм, что меньше допустимой осадки = 100мм

Рис. 20. Расчетная схема осадки свайного фундамента

Масштаб: размеров — 1 см = 1 м; давлений — 1 см = 50 кПа

Расчет осадки двухрядного свайного фундамента производится по приведенной методологии с учетом в ширине подошвы условного массивного фундамента АВСД минимального расстояния а между сваями.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник