Предельная осадка фундамента зависит от

5.5.5. Предельные деформации основания

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения устанавливаются исходя из необходимости соблюдения:

а) технологических или архитектурных требований к деформациям сооружения (изменение проектных уровней и положений сооружения в целом, отдельных его элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования, подъемных устройств элеваторов и т.п.) s_us ;

б) требований к прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения s_uf .

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по технологическим или архитектурным требованиям sus должны устанавливаться соответствующими нормами проектирования зданий и сооружений, правилами технической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование с учетом в необходимых случаях рихтовки оборудования в процессе эксплуатации. Проверка соблюдения условий s ≤ s_us производится в составе расчетов сооружений во взаимодействии с основанием после соответствующих расчетов конструкций сооружения по прочности, устойчивости и трещиностойкости.

Предельные значения совместной деформации основания и сооружения по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций s_uf должны устанавливаться расчетом сооружения во взаимодействии с основанием. Такой расчет, как правило, выполняется при разработке типовых проектов сооружений для нескольких вариантов грунтовых условий, отличающихся прочностными и деформационными характеристиками грунтов, а также степенью изменчивости сжимаемости основания в плане сооружения. Проверка соблюдения условия s ≤ s_uf в стадии привязки типовых проектов к местным грунтовым условиям является косвенной проверкой прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций сооружений.

При разработке индивидуальных проектов сооружений, конструкции которых рассчитываются во взаимодействии с основанием, значения s_uf не требуется устанавливать. Указанные величины допускается не устанавливать и для сооружений значительной жесткости и прочности (например, зданий башенного типа, домен), а также для сооружений, в конструкциях которых не возникает усилий от неравномерных осадок основания (например, различного рода шарнирных систем).

Для упрощения расчета оснований по деформациям при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в процессе разработки типовых проектов сооружений по значениям s_us и s_uf устанавливать следующие критерии допустимости применения этих проектов:

• – предельные значения степени изменчивости сжимаемости грунтов α _E , соответствующие различным значениям среднего модуля деформации грунтов в пределах плана сооружения или средней осадки основания сооружения ;
• – предельную неравномерность деформаций основания Δs₀ , соответствующую нулевой жесткости сооружения.

В типовых проектах рекомендуется указывать перечень грунтов (с указанием простейших характеристик их свойств, а также характера напластований), при наличии которых в основании сооружений не требуется выполнять расчет оснований по деформациям.

Степень изменчивости основания α_E определяется отношением наибольшего значения приведенного по глубине модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения к наименьшему значению. Среднее значение модуля деформации грунтов основания в пределах плана сооружения определяется как средневзвешенное (с учетом изменения сжимаемости грунтов по глубине и в плане сооружения).

Зависимость предельных значений α_E от среднего модуля деформации грунтов основания или от средней осадки основания сооружения используется преимущественно для протяженных жилых зданий.

Пример такой зависимости для пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии I-464 приведен на рис. 5.31. Для облегчения вычисления средних осадок зданий при привязке типовых проектов к местным грунтовым условиям рекомендуется в типовых проектах приводить их расчетные значения в виде , где k — коэффициент, зависящий от принятого конструктивного решения фундаментов и действующих на них нагрузок, кН/м.

ТАБЛИЦА 5.26. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЯ

Сооружения	Относительная разность осадок	Крен iu	Средняя или максимальная smax,u (в скобках) осадка, см
1. Производственные и гражданские одноэтажные и многоэтажные здания с полным каркасом: железобетонным стальным

0,002
0,004

(8)
(12) 2. Здания и сооружения, в конструкциях которых не возникают усилии от неравномерных осадок 0,006 – (15) 3. Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами:
из крупных панелей
из крупных блоков или кирпичной кладки без армирования
то же, с армированием, в том числе с устройством железобетонных поясов 0,0016
0,0020
0,0024 0,005
0,0005
0,005 10
10
15 4. Сооружения элеваторов из железобетонных конструкций:
рабочее здание и силосный корпус монолитной конструкции
на одной фундаментной плите
то же, сборной конструкции
отдельно стоящий силосный корпус монолитной конструкции
то же, сборной конструкции
отдельно стоящее рабочее здание

0,003
0,003
0,004
0,004
0,004

40
30
40
30
25 5. Дымовые трубы высотой Н , м:
Н ≤ 100
100 Н ≤ 200
200 Н ≤ 300
Н > 300 –
–
–
– 0,005
1/(2 Н )
1/(2 Н )
1/(2 Н ) 40
30
20
10 6. Жесткие сооружения высотой до 100 м, кроме указанных в п.п. 4 и 5 – 0,004 20 7. Антенные сооружения связи:
стволы мачт заземленные
то же, электрически изолированные
радиобашни
башни коротковолновых радиостанций
башни (отдельные блоки) –
–
0,002
0,0025
0,001 0,002
0,001
–
–
– 20
10
–
–
– 8. Опоры воздушных линий электропередачи:
промежуточные прямые
анкерные и анкерно-угловые, промежуточные угловые, концевые, порталы открытых распределительных
специальные переходные 0,003
0,0025

0,002 0,003
0,0025

Примечания: 1. Предельные значения относительного прогиба (выгиба) зданий, указанных в п. 3, принимаются равными 0,5 (Δs/L)_u .

2. При определении относительной разности осадок Δs/L в п. 8 за L принимается расстояние между осями блоков фундаментов в направлении горизонтальных нагрузок, а в опорах с оттяжками — расстояние между осями сжатого фундамента и анкера.

3. Если основание сложено горизонтальными (с уклоном не более 0,1), выдержанными по толщине слоями грунтов, предельные значения максимальных и средних осадок допускается увеличивать на 20 %.

4. Предельные значения подъема основания, сложенного набухающими грунтами, допускается принимать: максимальный и средний подъем в размере 25 % и относительную неравномерность осадок (относительный выгиб) здания в размере 50 % соответствующих предельных значений деформаций, приведенных в таблице.

5. Для сооружений, перечисленных в пп. 2—3, с фундаментами в виде сплошных плит предельные значения средних осадок допускается увеличивать в 1,5 раза.

6. На основе обобщения опыта проектирования, строительства и эксплуатации отдельных видов сооружений допускается принимать предельные значения деформаций основания, отличные от указанных в таблице.

Значения Δs 0 u устанавливаются при разработке типовых проектов протяженных зданий на основе сопоставления неравномерных деформаций основания, вычисленных с учетом и без учета жесткости надфундаментных конструкций (соответственно Δs и Δs 0 ). Отношение Δs/Δs 0 зависит от приведенной гибкости здания λ = Lω или его участка λ₁ = L₁ω (где L и L₁ — длина здания и участка его локального искривления; , здесь с — среднее значение коэффициента жесткости основания, равное отношению среднего давления на основание к его средней осадке; — приведенная ширина продольных фундаментов здания; EI — обобщенная изгибная жесткость поперечного сечения коробки здания). Пример указанной зависимости для пятиэтажных крупнопанельных жилых домов серии I-464 приведен на рис. 5.32.

Перечень грунтов, при которых можно не рассчитывать деформации основания, устанавливается на основе полученных при разработке типового проекта зависимостей , При этом рекомендуется использовать соотношения между физическими и механическими характеристиками грунтов, приведенные в справочных таблицах (см. гл. 1).

Предельные значения деформаций оснований допускается принимать по табл. 5.26, если конструкции сооружений не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с основанием, и в задании на проектирование не установлены значения s_us .

ТАБЛИЦА 5.27. ВАРИАНТЫ ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ, В КОТОРЫХ РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЯ ДОПУСКАЕТСЯ НЕ ВЫПОЛНЯТЬ

Здания

Вариант грунтовых условий

Производственные: одноэтажные с несущими конструкциями, малочувствительными к неравномерным осадкам (например, со стальным или железобетонным каркасом на отдельных фундаментах при шарнирном опирании ферм, ригелей и т.п.), и с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно многоэтажные до 6 этажей включительно с сеткой колонн не более 6×9 Жилые и общественные прямоугольной формы в плане без перепадов по высоте с полным каркасом и бескаркасные с несущими стенами из кирпича крупных блоков или панелей: протяженные многосекционные высотой до 9 этажей включительно несблокированные башенного типа высотой до 14 этажей включительно

1. Крупнообломочные грунты при содержании песчаного наполнители менее 40 %, пылевато-глинистого — менее 30 % 2. Пески любой крупности, кроме пылеватых, плотные и средней плотности 3. Пески любой крупности, только плотные 4. Пески любой крупности, только средней плотности при коэффициенте пористости e ≤ 0,65 5. Супеси при e ≤ 0,65, суглинки при e ≤ 0,85 и глины при e ≤ 0,95, если диапазон изменения коэффициента пористости этих грунтов на площадке не превышает 0,2 6. Пески, кроме пылеватых, при e ≤ 0,7 в сочетании с пылевато-глинистыми грунтами моренного происхождения при e IL Рис. 5.32. Зависимость отношения Δs/Δs 0 от приведенной гибкости здания в целом λ (1) или его участка λ1 (2)

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Осадка фундамента

У жильцов частных домов может возникнуть одна очень неприятная проблема: в фундаменте за долгое время могут появиться дефекты в виде трещин, из-за чего он начинает смещаться. Этот сдвиг или смещение имеет название «осадка фундамента». Это происходит вследствие сжатия почвенного покрова. Причины появления осадки фундамента, методы проведения диагностики осадки, расчет осадки разных видов фундамента, решение этой проблемы – все это будет обсуждаться в этой статье. Важно помнить, что при появлении трещин в основании, не нужно бояться, просто продолжайте следить за этим, пока осадка фундамента не дошла до критического состояния.

Причины появления осадки фундамента

Состав грунта – это одна из самых главных причин, из-за которой возникает осадка основания дома. Почва делится на виды и каждый обладает своей прочностью. Самыми прочными видами почвенного покроя являются скальный грунт и дисперсная почва. По-другому эти почвы называют несвязными, так как они не сохранят в себе влагу.

Определение типа грунта вручную

В основе первого вида почвы лежат монолиты, а второй вид состоит из минерального зерна различного размера. Но существуют связные виды почву, они поглощают и сохраняют в себе влагу, поэтому основной составляющей этих типов почвенного покроя является глина, из-за чего слой грунта приобретает свойство подвижности и деформации. В холодное время года, содержащаяся в таких типах почвы влага, замерзает и слой грунта расширяется. Первая причина – связный слой грунта почвы. Вторая причина – особенности конструкции основания дома. Третья причина – неправильно распределенное давление стен на фундамент. При строительстве дома следует учитывать все эти факторы, чтобы в будущем не столкнуться с данной проблемой.

Методы проведения диагностики осадки фундамента

Чтобы выявить или устранить дефекты, возникшие в основании дома, требуется определить процесс смещения фундамента и наблюдать за осадкой. Методов проведения диагностики (осадки фундамента) существует много. Какой именно использовать метод, зависит от строения дома и его составляющих.

Описание свайного фундамента

Свайные фундаменты строятся на просадочных слоях грунта, потому что они имеют очень маленькую несущую способность (факторы, которые влияют на этот параметр грунта, будет обсуждаться далее). Сваи используют для того, чтобы передать все давление здания на почву, тем самым исключая большую нагрузку на основание помещения. Бывает такое, что сваи не достают до слоя грунта, для этого используются висячие сваи. Они являются связью между грунтом и обыкновенными сваями.

Свайный фундамент может состоять из различного материала. Они могут быть сделаны из дерева, железобетона, стали. Способы погружения свай бывают разные. Сваи забиваются, набиваются и завинчиваются. На сегодняшний день чаще всего используются сваи, сделанные из железобетона. Их длина начинается с 4 метров и заканчивается 12 метрами. Такие сваи, которые сделаны из железобетона, можно встретить в индустриальной сфере. Типов свай бывает несколько:

1. Металлические сваи. Они забиваются в почву, где имеется влага.
2. Сваи с наличием обсадных труб. Их длина колеблется от 7 до 12 метров. Обсадные трубы помогут избежать прорыва почвы.
3. Сваи, которые используются, когда уже скважина пробурена. После их установки, они заливаются бетоном, образуя прочное основание здания.

Сваи используют в тех местах, где слой грунта очень слабый. Они также применимы для строительства многоэтажных зданий. Но главным минусом этого материала является то, что он имеет усадку, что может привести к осадке основания помещения.

Осадка свайного фундамента

Причина осадки свайного фундамента – это нагрузка на само основание дома. Если смещение будет продолжаться, это может привести к полному разрушению конструкции. Во избежание этого, проводится расчет осадки свайного фундамента. Полученное значение сравнивают со значением осадки, которая допускается. Если оно превышает его, то фундамент нужно подвергнуть коррекции. Чтобы совершить коррекцию свайного фундамента необходимо увеличить длину свайных установок. Концы свай должны иметь опору на более прочные слои грунта. Сваи распределяют давление по всему грунту. На давление влияют несколько факторов: свойства грунта, длина свай и пространство между сваями.

Расчет осадки методом послойного суммирования

Один из способов расчета осадки свайного фундамента имеет название «послойное суммирование». Существует формула: Si = h * m * P. Из этой формулы видно, что осадка фундамента равняется сумме сжатий слоев грунта. Делается схема для расчета осадки свайного фундамента. На ней изображаются нагрузка и давление стен. Свайное основание дома делится на два вида: однослойные и двухслойные. Для обоих видов требуется грунт со средней прочностью. Для расчета осадки свайного основания дома необходимо определить характеристики грунта, сюда входит коэффициент сжимаемости и деформация (модуль). Расчет осадки можно проводить одной сваи, нескольких или всего основания здания. Но можно сделать свайный фундамент правильным. Для этого нужно знать вес и длину сооружения, а также вес всего грунта.

Следующий метод – это расчет осадки фундамента способом эквивалентного слоя. Он применяется, если невозможно провести боковое расширение. Толщина слоя грунта имеет название эквивалентный слой. Согласно этому способу, сначала необходимо определить мощность эквивалентного слоя, существует формула для ее нахождения: hэ =A· ω· b. A – это коэффициент, и он имеет зависимость от типа грунтового слоя, ω – тоже коэффициент, значение которого зависит от основания дома, его формы и жесткости, b – значение ширины основания здания. Произведение первых множителей (A и ω) составляют коэффициент эквивалентного слоя. Найдя мощность эквивалентного слоя, можно найти значение и самой осадки: S =Po· hэ · mv. Главным преимуществом способа расчета осадки эквивалентного слоя является то, что можно определить коэффициент эквивалентного слоя для каждого вида грунта в отличии от метода послойного суммирования.

Метод эквивалентного слоя

Описание ленточного монолитного фундамента

Ленточный фундамент – это основание под стенами здания, давление которых распределяется по всему фундаменту. Ленточный фундамент заливается в тех местах, где конструкция идет вместе с несущими стенами. Ленточный фундамент – прочное и твердое основание. Данный вид фундамента имеет два вида основания: один – сборный, другой – свайный. У сборного фундамента все давление идет на слой грунта. У второго вида ленточные ростверки, сделанные из железобетона, дают нагрузку на сваи. Наиболее распространены два материала, из которого делается ленточный фундамент: железобетон и бетон. Монолитные ленточные фундаменты используются чаще всего, когда требуется провести расширение подушки фундамента. Расширение необходимо тогда, когда слой почвенного покроя обладает невысокой несущей способностью, а также при наличии в почве подземных вод.

Уменьшить давление на ленточный монолитный фундамент очень просто. Чрезмерная нагрузка на основание дома, в дальнейшем может привести к его осадке. Чтобы этого избежать, достаточно высоту фундамента сделать в полтора больше, чем ширину. После этой процедуры, нагрузка остальной конструкции и предметов, находящихся внутри дома, значительно снизится.

Для более прочного основания необходимо, чтобы стенки фундамента были гораздо шире, чем стены конструкции здания, примерно на 15 сантиметров.

Как избежать осадки ленточного монолитного основания помещения

Причины возникновения осадки ленточного фундамента могут быть разные:

1. Была неправильно совершена установка несущей способности грунтового слоя, из-за чего совершается недопустимое давление.
2. Основание лежит на неподходящем грунте.

Последствия осадки ленточного фундамента

Весь расчет постройки ленточного основания дома можно разделить на три этапа:

1. Во-первых, необходимо определить вид грунта, на котором будет строиться фундамент дома. Методов по определению типа грунта существует множество. Самый легкий из них – по всей территории, где будет строиться фундамент, нужно сделать определенное количество ям, после чего можно увидеть срез почвы. Хотя на одном участке может быть несколько типов почвенного покроя. После определения всех типов грунта, вы сможете построить фундамент с нужной глубиной. Обычный тип грунта обладает несущей способностью 2-2,1кг/см2. На данное значение и нужно ориентироваться при строительстве. Если по вашим расчетам вес здания превышает эту норму, просто необходимо сделать увеличение ленты. Это делается, потому что в это значение и входит расчет осадки ленточного основания дома в следующие годы.
2. Во-вторых, необходимо определить массу всей постройки. В массу входят не только стены, но и различные предметы, которые находятся внутри жилого помещения. А также следует учитывать вес снега, который будет находиться на крыше, потому что масса снега может достигать более одной тонны. Поэтому нужно проверить ленточный фундамент дома по трем характеристикам. Необходимо провести проверку на несущую способность определенного типа почвенного покроя. Благодаря этой проверке будет понятно, какого размера должно быть основание помещения. Чтобы определить несущую способность грунта, следует учесть различные факторы, которые могут оказывать влияние на почву: влажность, плотность, возможное наличие в почве подземных вод (обычно они находятся на глубине 30 метров).
3. В-третьих, следует провести корректировку размеров основания здания. Это делается для того, чтобы залить нужное количество бетона. Объем бетона равен кубатуре основания помещения.

Соблюдение всех этих условий поможет вам избежать осадки ленточного фундамента на несколько десятков лет.

Подведем итог. Осадку фундамента лучше всего избежать, чем бороться с ней в будущем. Важно соблюдать несколько правил при строительстве основания дома. При допущенной осадке, следует пользоваться двумя методами по ее расчету: послойное суммирование и способ эквивалентного слоя. Формулы этих способов помогут вам избавиться от осадки фундамента.

Источник