Содержание, карта.

Какие характеристики грунтов необходимы для определения осадок фундаментов


Лекция 12 Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов

ЛЕКЦИЯ 12. ДЕФОРМАЦИИ ГРУНТОВ И РАСЧЕТ ОСАДОК ФУНДАМЕНТОВ

12.1. Общие положения

Обеспечение проектного положения зданий и сооружение в пространстве в течение всего срока эксплуатации возможно лишь тогда, когда перемещения их фундаментов минимальны. В противном случае в

несущих конструкциях могут образоваться значительные повреждения в виде трещин, отрыва закладных деталей, крена всего сооружения. Развитие данных повреждений происходит, как правило, при значительных

неравномерных деформациях грунтового основания и нередко заканчивается обрушением здания или отдельных его частей.

Полностью избежать деформации грунтовых оснований невозможно. Как уже отмечалось выше (лекция 4), современные осадочные отложения

обладают деформативностью в сотни и даже в тысячи раз больше чем конструкционные материалы. Из-за деформации грунтового основания, особенно если они неравномерные, предельное состояние в надземных конструкциях зачастую наступает гораздо раньше, чем потеря устойчивости основания.

В действующих нормах проектирования законодательно установлено, что расчет оснований и фундаментов по деформациям выполняется в обязательном порядке во всех случаях, для всех зданий и сооружений независимо от категории ответственности. Расчет по

деформациям фактически является определяющим при проектировании фундаментных конструкций.

При

расчете оснований по деформациям необходимо

также

учитывать,

что процесс деформирования грунта может растянуться на

значительный период времени. Этот период может измеряться

годами,

десятками

и даже сотнями лет. К примеру, неравномерные деформации

основания всемирно известной Пизанской башни были зафиксированы и в наше время спустя 800 лет после начала ее строительства.

Особо следует отметить и то обстоятельство, что под влиянием

техногенных факторов различного рода в основании уже существующих много лет зданий могут развиваться дополнительные неравномерные деформации с образование повреждений в несущих конструкциях. К таким

факторам можно отнести подтопление или осушение прилегающей

территории, появление источников динамических и вибрационных колебаний, строительство вблизи существующего здания новых сооружений и т.п.

12.2.Основные виды деформаций грунта

Взависимости от направления перемещений поверхности грунтового основания и фундаментных конструкций различают следующие виды деформации:

∙Осадка (S) – вертикальное смещение грунта по направлению действия сил гравитации.

∙Сдвиг (U)– горизонтальное смещение фундамента и окружающего грунта.

∙Подъем (пучение) (S’) – вертикальное смещение грунта вверх вследствие действия сил пучения или набухания грунтов.

∙Крен (i) – неравномерная осадка фундамента или всего сооружения.

Рис. 12.1. Основные виды деформаций грунтового основания а) – осадка; б) – сдвиг; в) – подъем

Осадка – основной вид деформации грунтовых оснований, которому

вмеханике грунтов уделяется наибольшее внимание.

12.3.Причины развития деформации грунта

Деформации грунтов могут быть вызваны различными причинами. Среди основных необходимо выделить следующие:

∙Действие внешней нагрузки от сооружений (давление на грунт от фундамента, пригрузка основания при планировке отсыпкой, давление от земляных сооружений и т.п.);

∙Изменение влажности грунтов (набухание и усадка, просадка грунтов);

∙Расструктуривание грунтов под действием вибрационных или динамических колебаний;

∙Изменение температурного режима (замораживание и оттаивание грунтов).

Вданной лекции мы будем рассматривать деформации Рассмотрим методы определения деформаций грунтов от действия внешних нагрузок.

Взависимости от вида сооружения, его размеров, соотношения сторон фундаментов нагрузки от сооружения можно рассматривать как:

∙Местные –приложенная по ограниченной площади.

∙Полосовые – от фундаментов протяженных конструкций и сооружений (ленточные фундаменты, насыпи дорог, дамбами и пр.)

∙Сплошные – приложенная на значительной по размерам площади

(длина и ширина нагрузки

значительно

больше толщины

сжимаемого слоя). К примеру,

отсыпка насыпи

при инженерной

подготовке территорий, сложенных слабыми грунтами.

12.4.Основные слагаемые деформаций

Грунт, как уже отмечалось ранее, представляет собой сложную многофазную систему. Объемные и сдвиговые деформации происходят как вследствие изменения объема составляющих грунт компонентов (твердой, жидкой и газообразной фазы)так и в результате изменения общей структуры грунта (смещения твердых частиц относительно друг друга).

В общем случае деформация основания от действия нагрузок может быть найдена как сумма следующих основных слагаемых:

δel - упругие деформации изменения формы вследствие деформаций кристаллической решетки твердых частиц грунта, изменения толщины пленки связанной воды, сжатия замкнутых пузырьков воздуха, растворенного в паровой воде.

δ pe - остаточные деформации уплотнения грунта вследствие

перекомпоновки твердых частиц и уменьшения пористости грунта.

δch - остаточные деформации ползучести скелета грунта при

взаимном сдвиге твердых частиц.

Особые виды деформации набухания, пучения и т.п. которые

характерны для отдельных типов грунтов и проявляются при соответствующих условиях в данной лекции рассматриваться не будут.

Таким образом, полная осадка основания определяется как сумма

основных составляющих деформаций

S = Sec + S pe + Sch

(12.1)

Вклад каждой составляющей в общую осадку зависит от величины сжимающей нагрузки. При небольших нагрузках (до структурной прочности грунта) в основном развиваются упругие деформации. По мере

увеличения нагрузки определяющими становятся деформации уплотнения и затем деформации сдвига (см. фазы напряженно-деформируемого состояния, лекция 8)

Однако определение деформаций грунта по сумме составляющих является очень сложной задачей, не нашедшей практического применения.

Упрощенный метод определения осадки рассматривает общие деформации основания без разделения их на упругие и остаточные.

Зависимость между напряжениями и деформациями принимается линейной (согласно принципа линейной деформируемости грунта), а

грунт рассматривается изотропным. При этом в качестве коэффициента

пропорциональности между напряжениями и деформациями будет выступать модуль общих деформаций Е0 интегрально учитывающим и упругие и пластические деформации.

При этом необходимо помнить, что рассматриваемые ниже методы расчета осадок справедливы лишь при нагрузках, не превышающих предел пропорциональности, которым является начальная критическая нагрузка (см. тема № 9).

12.5. Определение деформаций грунтовых оснований как линейнодеформируемой среды

12.5.1. Основные допущения при определении деформаций грунтового основания в линейной постановке

Основные допущения методов определения деформаций в линейной постановке можно сформулировать в виде:

∙ Осадка грунтового основания происходит лишь от действия

сжимающих нагрузок однократного приложения.

∙Зависимость между напряжениями и деформациями принимается линейной.

∙Нагрузка на основание не превышает предела пропорциональности (начальной критической нагрузки).

∙Грунт рассматривается как изотропная среда.

∙Грунт представляет собой полупространство, бесконечно простирающееся по глубине и в стороны.

12.5.2.Определение осадки однородного линейнодеформируемого полупространства

Исходной зависимостью при определении общих деформаций полупространства от местной нагрузки является формула Буссинеска для вертикальных перемещений точек лежащих на границе полупространства от сосредоточенной силы:

ωz =

P

(12.2)

πCR

где C =

E0

- коэффициент упругого полупространства.

1−υ02

При действии на основание местной равномерно распределенной нагрузки (рис.12.2) решение для определения перемещений точек при Z=0 может быть найдено путем интегрирования уравнения (12.2) по площади загружения F (рис.12.2).

Рис.12.2 Расчетная схема при определении осадки от равномерно-распределенной нагрузки

Решение может быть получено в виде:

S =

ω'

P

(12.3)

F

С

где ω'

- интегральный коэффициент, учитывающих форму площади

загружения (круг, прямоугольник) и местоположение точки в которой определяется осадка. (под центром, по углам площади загружения).

Формула 12.3. показывает, что осадка грунта зависит не только от величины сжимающей нагрузки P, но и от площади загружения F. Данное положение проилюстрированно на рис. 12.3.

b1

(F1)

(F2)

P

b2

P

S1

F1 4м, hi ≤ 0,2b.

∙Толщина элементарного слоя не должна превышать 1 м.

∙В пределах элементарного слоя свойства грунта должны быть постоянными.

12.6.2.Основные допущения метода

Дополнительно к допущениям, приведенным а разделе 12.5.1, при

разработке метода послойного суммирования были введены следующие допущения:

∙Считаем, что фундамент не обладает жесткостью.

∙В пределах элементарного слоя напряжения постоянны в пределах ширины фундамента и равны среднему значению сжимающего напряжения в пределах элементарного слоя σzp,i, рис.12.16

Рис.12.16 Пояснение к допущениям метода послойного суммирования

∙Осадка основания происходит только от дополнительного (сверх

природного давления) Р0. То есть считаем, что деформации грунта от

его собственного веса уже произошли в течении всего периода формирования и существования грунтовой толщи. Деформации грунта будут развиваться только от давления:

Р0 = Р − σ zg ,F

где P – полное давление на грунт под подошвой фундамента

σzg ,F - природное давление на уровне подошвы фундамента.

∙Осадка грунта учитывается в пределах снимаемой толщи грунта Hc. Деформациями грунта ниже Hc пренебрегаем. Правила назначения границы сжимаемой толщи рассмотрим подробнее в разделе 12.6.3.

∙Считаем, что грунт в пределах элементарного слоя деформируется в условиях одноосного сжатия, т.е. деформации элементарного слоя согласно закону Гука будут равны:

ε z,i =

σ zp,i

(12.8)

E0,i

Это достаточно грубое допущение и чтобы хоть как то учесть ограничение боковых деформаций грунта элементарного слоя со стороны окружающего грунта нормами проектирования вводится коэффициент β = 0.8, понижающий расчетную осадку основания.

Таким образом, деформации сжатия каждого элементарного слоя определяются по зависимости:

Осадка фундамента: определение, характеристика грунта, расчет осадки, методы и способы устранения проблемы

Каждое строение нуждается в фундаменте и подвергается со временем проседанию в зависимости от грунта. Необходимо правильно рассчитывать осадку в соответствии с грунтом. Если не так произвести расчет, то это грозит неравномерной просадкой. Вследствие этого появляется угроза разрушения здания, появления трещин и тому подобного. Внимательно прочитайте обо всех тонкостях и изучите основные методы организации осадки.

Описание

Осадка фундамента - это очень важная характеристика, она меняется с течением времени и в зависимости от грунта. Есть причины, по которым обычно случается неравномерное проседание:

  • Экономия на материалах для фундамента и покупка дешевых и некачественных материалов.
  • Дешевая и неквалифицированная рабочая сила.
  • Неверно произведены расчеты глубины фундамента, уровня близости грунтовых вод.
  • Нет дренажной системы.

Цели определения осадки:

  • определить величину просадки;
  • выполнить точный расчет осадки для фундамента из разных материалов;
  • рассчитать возможные деформации и физические изменения.

Характеристика грунта

Есть два вида грунта:

  1. Естественный - залегает под фундаментом и обеспечивает устойчивость основания равномерно.
  2. Искусственный - упрочняют специально: трамбуют, высушивают и тому подобное.

Две группы грунтов:

  • Пучинистые - глинистый, песочный, мелкий.
  • Непучинистые - гравий, крупный и средний, не содержат глину.

Бывают виды:

  1. Скальный - сплошной, прочный, водоустойчивый, многолетний.
  2. Крупнообломочный - гравий, галька, валуны.
  3. Песчаный - сыпучие и сухие породы.
  4. Глинистые - очень пластичный и создает гладкую поверхность.
  5. Суглинок - глинистый, но хрупкий материал.
  6. Супесь - хрупкий и не эластичный, но содержит небольшое количество глины.

Виды фундамента

Выбор фундамента - основная часть постройки здания. От прочности, расчета осадки и целостности зависит надежность и крепость здания.

Чтобы правильно выбрать основание дома, нужно учитывать несколько важнейших качеств: вид и тип грунта, расстояние до грунтовых вод, грубина зависит от высоты здания.

Виды фундаментов:

  • ленточный - лента между всеми несущими стенами по периметру всего здания;
  • столбчатый - при возведении легкого здания и невысоких нагрузках на фундамент;
  • свайный - есть смысл использовать преимущественно на нетвердых грунтах.

Расчет осадки

Расчет осадки - это очень важная мера при строительстве здания. Ведь фундамент - основа дома, поэтому от его целостности зависит надежность и безопасность эксплуатации.

Просадка нового здания на однородном грунте может быть 10-12 сантиметров.

Есть несколько основных принятых норм: если грунт неоднородный, то осадка без последствий может составлять 5 сантиметров, для многоэтажных домов - 2-3 см.

Любое проседание сверх этой нормы может быть чревато появлением трещин, разрушением несущих конструкций. Это влияет на безопасность нахождения людей в здании, эксплуатации помещений. Если дом многоэтажный и жилой, то есть риск потерять здоровье или жизнь большого количества людей.

Произвести расчеты самостоятельно практически нереально, но можно это делать специальным упрощенным способом. Вы можете посмотреть пример расчета осадки на видео ниже.

Свайный фундамент

При неустойчивом грунте, если нужен дешевый надежный и простой фундамент, выбирают свайный. Он обходится дешевле остальных и способен сохранить целостность здания, расположенного на неустойчивом грунте.

Что он собой представляет? Вертикальные железобетонные опоры, которые погружают в грунт. Обычно их связывают монолитной плитой. Есть два вида свай: висячие и подпорные. Выбор вида зависит от возможностей установки и твердости грунта, подпорные считаются наиболее надежными. Устанавливаются очень просто. Быстрый монтаж, экономичный вариант и минимум земляных работ - выкопать или пробурить места.

Осадка свайного фундамента определяется путем расчета глубины свай в зависимости от большого количества факторов. Есть два самых основных параметра:

  • Малая несущая способность почвы под сваями.
  • Количество нагрузок, которые будут возлагаться на фундамент во время эксплуатации здания, возможные климатические изменения и опасные погодные условия, влияющие на целостность жилья.

Для расчета осадки свайного фундамента лучше всего подходит метод послойного суммирования.

Создание документации и произведение расчетов производится с помощью специальных компьютерных программ.

Методы осадки

Инженеры, которые занимаются подсчетом и проектированием фундамента, внимательно изучают местность, здания и, в зависимости от ключевых факторов, производят расчет времени и масштабов осадки двумя основными методами:

  • Послойное суммирование.
  • Эквивалентный слой.

Разберем подробнее способ послойного суммирования, так как он является основным методом расчета осадки на большей части территории России.

Послойное суммирование

Метод послойного суммирования осадок фундамента описан и рекомендован Сводом норм и правил по строительству. В основном подходит для свайного фундамента. Также этот способ будет лучшим решением, если здание стоит отдельно, и есть возможность учитывать сопротивление грунта.

В чем заключается основной принцип? Основание свай условно принимают за монолитную конструкцию, размеры считаются по расположению крайних точек.

Приблизительная схема расчета:

  • Проектирование габаритной схемы основания.
  • Расчет длины и ширины основания.
  • Далее полученные параметры используются для расчета возможного давления на опоры фундамента.
  • На основании последних данных выделяется удельное сопротивление почвы.

Если в результате сопоставления давления и возможных нагрузок получается равенство с нормами, указанными в СНиПе, то составляются специальные эпюры нагрузок на сваи, и из всех этих данных выводится величина осадки основания - самый главный искомый параметр.

Способы устранения проблемы

Если полученные числа величины осадки основания превышают предельные размеры, то необходимо внести коррективы в проектирование фундамента и увеличивается длина свай для повышения прочности и увеличения возможных нагрузок. Тогда все параметры сойдутся и будут соответствовать последней редакции СНиП.

Точное определение осадки фундамента происходит опытным путем. На самом деле такой фактический расчет производится путем лабораторных испытаний, на их основе составляется статистика. Каким образом все это осуществляется? На опоры производится искусственным путем давление - с помощью домкрата. Таким способом можно определить критические нагрузки очень точно и рассчитать максимально возможную осадку основания фундамента.

Чтобы избежать осадки, строители укрепляют фундамент. Такие защитные меры позволяют исправить фундамент, построенный по неправильным расчетам. Это возможно сделать с помощью увеличения сопротивления грунта бетонными трубами, залитыми специальным силикатным раствором, стальными трубами в почве.

Вывод

Все варианты расчетов хороши в своих отдельных случаях. На данный момент все эти процессы проектирования упрощены за счет появления компьютерных программ, профессионального программного обеспечения. Но, как всегда, самыми достоверными являются знания, полученные опытным путем, и эти параметры принимаются за эталон и критические сведения.

При строительстве здания обязательно обратите особое внимание на фундамент и такой его важный параметр, как осадка, так как она влияет на прочность и надежность конструкции.

Оптимальный выбор типа фундамента для конкретного грунта

Изображение разновидностей почв

Каждый человек, который решает строить дом на своем земельном участке, вынужден подбирать оптимальный для конкретного типа почвы, фундамент. Если не провести подробную геодезическую разведку почвы, а также не учесть глубину промерзания, то уже через несколько лет основание деформируется с дальнейшим разрушением. Поэтому, любое строительство здания всегда нужно начинать с разведки участка и изучения структуры почвы, ведь свойства грунта играют важную роль.

Критерии состояния почвы

Учитывая, что самые популярные и дешевые в строительстве – это ленточные фундаменты и столбчатые с перевязкой, то и встретить их сейчас не проблема, но далеко не всегда они способны выдерживать допустимые нагрузки, а свойства конкретной почвы не позволяют возводить большие дома.

Популярные основания не всегда будут оптимальными для конкретной территории, ведь они не всегда способны выдерживать большие постоянные нагрузки на мягких почвах. Поэтому, кроме критерия «цена-качество», фундаменты также подбираются по критериям состояния почвы, а именно:

  • какой тип грунта на площадке приоритетнее;
  • состояние и высота залегания грунтовых вод;
  • вертикальная структура почвы;
  • глубина промерзания;
  • наличие просадочных пород;
  • тип здания, его масса и размеры;
  • характеристики основания и наличие твердых пород на различных глубинах.

Застройщику или хозяину участка важно знать, есть ли возможность присутствия одновременно разных типов грунтов.

Структуры грунта и особенности

Изображение определения состава по цвету

Грунты можно подразделить на пять основных типов, и у каждого из них есть свои особенности. Например, хрящеватый грунт состоит с песка и глины, имеет каменистое основание. Благодаря малому содержанию просадочных пород, такой грунт оптимален для строительства, он не размывается водой, имеет небольшую глубину промерзания и обладает высокой прочностью.

Из-за разного состава почвы, хрящеватые грунты имеют хорошую фильтрацию, обладают отличными несущими свойствами и выдерживают значительные нагрузки. Существуют и другие виды:

  1. Песчаный грунт достаточно легкий, быстро пропускает воду, и водные горизонты залегают глубоко. Как правило, промерзает на глубину до метра, на нем возводятся основания ленточного типа из железобетонных блоков или некоторые виды столбчатых конструкций. Содержание просадочных пород огромное, поэтому такие почвы склонны к горизонтальному и вертикальному смещению.
  2. Скалистая почва считается одной из самых прочных, не подвержена пучению, глубина промерзания незначительная. При строительстве домов на таких почвах иногда даже не углубляют сильно подошву, поэтому и стоимость возведения дома незначительная, а содержание просадочных пород практически сведено к минимуму.
  3. Свойства глинистых грунтов таковы, что они содержат много воды, поэтому даже под воздействием незначительных осадков сразу превращаются в жижу. Поэтому, не отличаются прочностью, склонны к пучению и имеют большую глубину промерзания, а также имеют высокое содержание просадочных пород. За счет проседания на неравномерных слоях грунта, часто возникает просадка основания в разных местах, которая неизбежно приведет к полному разрушению дома. Такая почва считается неблагоприятной для строительства, на ней практикуют использование ленточного блочного или бетонного монолитного фундамента, свойства которых позволяют нейтрализовать пучение.
  4. Торфянистые грунты очень легкие, имеют огромное количество пор и не отличаются прочностью. Торфяник сильно насыщен влагой, грунтовые воды расположены высоко. Тут единственно правильный вариант – это устройство монолитной бетонной плиты или столбчато-ригельного основания. Такие грунты обладают свойством неравномерного пучения, они неустойчивые и содержат много просадочных пород.

Ключевые свойства грунта при выборе типа фундамента

Эскиз разновидностей и основных отличий

Выбор типа фундамента напрямую зависит от глубины промерзания грунта. Скалистые почвы считаются непромерзаемыми, ведь в них содержится минимум грунтовой воды. Конечно, они также могут охладиться до отрицательных температур, но не содержат просадочных пород и укреплять основания тут не нужно. А вот глинистые и торфяные почвы промерзают на большую глубину, поэтому нужно сразу рыть глубокие котлованы, а это затратно.

Наличие просадочных пород в грунте, к которым относятся пласты глины, песка или торфа тоже имеют немалое влияние. Чем их больше, тем менее устойчивый грунт, и в этом случае нужно дополнительно проводить укрепление основания. Можно, конечно, поменять пласты глины на песок и утрамбовать, но это дорогое удовольствие, и далеко не каждому будет по карману.

Очень важна степень пучения и возможность подвижек при сейсмической или иной активности. Неустойчивые почвы склонны к горизонтальному движению, поэтому тут сразу проводится дополнительное укрепление почвы сваями или столбами ниже глубины промерзания. Такие грунты очень слабые, поэтому подошва основания устанавливается глубоко.

Влияние типа строения на выбор оптимального фундамента

Подбор основания по типу строения

Понятно, что нагрузка на единицу площади основания грунта сильно зависит от того, какие строительные материалы используются при строительстве здания. Ведь масса несущих стен, сделанных из кирпича и с деревянным перекрытием, существенно меньше, чем аналогичная железобетонная конструкция. Соответственно, построить массивный кирпичный дом на болотистой слабой почве может только оптимист. Тут спасет разве небольшой компактный дом на свайном ростверке.

Также важную роль играет наличие или отсутствие подвала или цокольного этажа. Например, на столбчатом фундаменте сделать подвал технически практически не реально, а вот на сборном монолите – можно. Тут также можно комбинировать типы оснований, это сейчас не составит большого труда. Подвалы себя оправдывают, если есть слабые почвы с послойным расположением неустойчивых типов грунтов.

В любом случае, стоит устраивать основания таким образом, чтобы подошва была ниже глубины промерзания. Почва на такой глубине стабильная, предсказуемая и отлично справляется с нагрузками, а свойства позволяют выдерживать значительные нагрузки. А оптимальный вариант – это скалистые породы, но найти их на равнинной местности очень сложно.

Материал для фундаментов

Вариантов тут также большое количество, начиная от натурального камня или дерева, заканчивая мощным и тяжелым железобетоном. Соответственно, тип фундамента играет важную роль, учитывая материалы для возведения. Но и масса конструкции будет иной, о чем нужно всегда помнить:

  1. Бутобетон. Это современный строительный материал, который пользуется популярностью через свою небольшую массу, компактные размеры и стойкость к влаге. Состоит с природного камня и бетонного раствора, где раствор служит клеем и надежно защищает камень от смещения. Используется в тех случаях, когда на близлежащей территории есть достаточное количество камня. Он оптимален при строительстве домов на песчаных и скалистых почвах, нельзя использовать на слабых и неустойчивых глинистых грунтах.
  2. Железобетон. Это монолитные или бетонные блоки, армированные стальными прутьями в направлении основных нагрузок. Железобетонные конструкции можно сделать самостоятельно сразу на площадке или купить уже готовые.
Читайте также:  Возведения фундамента из кирпича

Кирпич и дерево сейчас практически не применяется, эти материалы не долговечные, слабые и неустойчивые. Их часто используют для создания ростверков, дополнительно устанавливают гидроизоляцию и теплоизоляцию.

Виды фундаментов и их использование на конкретных типах грунтов

Конструктивные особенности современных фундаментов позволяют подобрать оптимальный вариант для применения на хороших грунтах и тех, у которых самые нежелательные характеристики. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Столбчатые фундаменты

Это конструкция с несущими столбами прямоугольной или круглой формы. Производятся столбы из различных материалов, часто используется бутобетон с дополнительным армированием.

Бетоном заполняются скважины до высоты залегания грунта, а затем поднимаются до уровня ростверка кирпичом. Столбчатые основания дешевые в возведении, можно использовать подручные строительные материалы, не нужно использовать гидроизоляцию, а также возводить здание на слабых просадочных грунтах. Но ростверки не защищены от проветривания, поэтому нужно делать теплоизоляцию подполья. А это дополнительные финансовые расходы.

Такие основания используются на относительно легких почвах, не подверженных пучению и горизонтальному смещению. Ведь столбы между собой практически ничем не соединены, поэтому при подвижках возможна деформация и разрыв ростверка с дальнейшим обрушением здания.

Столбчатые фундаменты с перевязкой

Такие основания более прочные и устойчивые, чем обычные конструкции, в них используется армирование горизонтальных и вертикальных поясов. Но устройство рындбалки (перевязки) значительно повышает стоимость и усложняет фундамент. Поскольку требует единого армирования (перевязки арматуры) как в балке, так и в столбике. Рындбалку располагают либо по поверхности грунта, либо с небольшим заглублением, устроив под ней песчаную подушку.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Это монолитная конструкция, возведенная на небольшой глубине и выступающая над поверхностью, формируя цоколь. Лента залегает на глубине до метра, иногда даже до 50 см, под бетонной лентой предусматривается песчаная подушка.

Этот тип основания практикуют при возведении небольших высотных зданий, можно сделать подпол или небольшой погреб. При устройстве таких оснований практикуется устройство шурфов, которые используются для дополнительного укрепления конструкции.

Интервал шурфов составляет до полутора метров, они армируются и заполняются бетоном, а скважины часто устраивают ниже глубины промерзания. Практикуется на песчаных почвах и суглинках, его преимущество – универсальность и дешевизна. Только нужно помнить, что это монолитная конструкция и все блоки нужно обязательно соединять между собой армированием и качественным бетонным раствором.

Глубокозаглубленный ленточный фундамент

Этот самый надежный тип основания, который используется на слабых пучинистых почвах, или с большим содержанием просадочных пород. Свойства такого основания позволяют его использовать также на скальных породах с глубоким залеганием осадочного слоя.

Подошва ленты всегда устанавливается ниже глубины промерзания грунта, поэтому он выдерживает даже сильные вертикальные подвижки грунта. Такое основание также способствует обустройству полноценного подвала различной высоты.

Монолитное основание

Это единственный тип фундамента, который можно использовать на торфяных или глинистых почвах с высоким залеганием грунтовых вод. Он может быть мелкозаглубленным или глубокозаглубленным, позволяет сделать подвал, ведь тут на песчано-гравийной подушке создается монолитная железобетонная плита расчетной толщины.

Единственный недостаток – это необходимость идеально ровной строительной площадки, иначе со временем монолит начнет медленно сползать. Свойства конструкции таковы, что можно и не делать сложные расчеты несущей способности или даже делать дополнительное укрепление почвы.

Фундаменты - осадки грунтов

Библиотека Фундаменты:

Фундамент - общие сведения Конструкции фундаментов выбор типа фундамента ленточный фундамент столбчатый фундамент свайный фундамент мелкозаглубленный Влияние грунтов на фундаментоценка геологических условий физико-механические свойтва просадки фундамента осадки грунтов фундамента основные причины просадок морозное пучение фундамента сильносжимаемые грунты пучинистые и набухающие грунты выпирание пород основания фундаменты на торфах Расчет фундамента типичные ошибки проектов виды деформации фундамента величины деформаций усиление фундаментов

Библиотека

Нормативы, CНиПы, СП Статьи по геологическим изысканиям Новости отрасли Полезные ресурсы Статическое зондирование грунтов Фундамент - общие сведения Грунтовые воды Опасные геологические явления Лабораторные исследования грунтов Общие сведения о грунтах Бурение геологических скважин Свойства строительных материалов Для студентов

ООО «Буровики»:

Контакты Рекомендательные письма Допуски и Лицензии Цены и сроки, прайс лист Написать письмо

Геология    Порядок работ    Библиотека    Цены    Контакты

Главная > Библиотека > Фундаменты > Осадки грунтов фундамента

Величины осадок грунтов (основания) фундамента

  1. Метод расчета выбирают в соответствии с геологическим строением основания, гидрогеологическими условиями и характером сооружения (назначение, конструкция, класс).
  2. По признаку механических свойств горные породы делятся на три основные группы: рыхлые, скальные и полускальные.
  3. Рыхлые породы, в свою очередь, можно разделять по крупности составляющих их обломков или зерен на четыре группы: крупнообломочные (галечниковые, щебнистые, гравийные), мелкообломочные (пески), пылеватые или мучнистые и глинистые (суглинки, глины).
  4. Рыхлые породы испытывают невосстановимые деформации даже при тех малых давлениях, которые в строительной практике приходится на них передавать (даже только доли кг/см2). Исключение в этом отношении составляют некоторые плотные галечники и щебень прочных пород, которые, находясь в основании сооружений, не испытывают, однако, больших деформаций.
  5. Рыхлые породы совсем не имеют структурных связей, являясь сыпучими, или имеют коллоидные связи, иногда с небольшим участием слабых кристаллизационных связей, главным образом растворимых в воде.
  6. Скальными следует называть те породы, у которых в естественном состоянии, а также в состоянии насыщения водой предел упругости при сжатии значительно выше пределу давлений на основание, допустимых с точки зрения прочности); самого фундамента.
  7. К скальным относятся все породы с кристаллизационными структурными связями (изверженные и метаморфические породы, известняки и доломиты, многие песчаники с карбонатным и кварцевым цементом и т. п.) и часть пород с аморфными упругими связями (песчаники с опаловым цементом, кремнистые туфы и т. п.). Такие породы, как мергелистые известняки, туфовые известняки, гипсолиты, мел, слабые ракушечники и т. п., образуют переход к группе полускальных пород. Они имеют сравнительно высокую прочность, но вследствие легкой растворимости быстро разрушаются, если в них циркулирует вода по трещинам и крупным порам.
  8. В полускальных породах имеются одновременно упругие кристаллизационные или аморфные и пластичные коллоидные структурные связи. До известного предела сжатию сопротивляются, упругие связи, и полускальные породы деформируются пропорционально нагрузкам, и притом обратимо. Выше предела, когда упругие связи разрушаются, сжатию сопротивляются коллоидные связи и деформации происходят в результате необходимого уплотненна скелета, как у рыхлых пород. При выветривании или воздействии растворов, разрушающих упругие связи, полускальные породы деградируют и деформируются под действием сжимающих усилий как рыхлые породы. К полускальным породам относятся: мергели, опоки, глинистые мергели, глинистые сланцы, алевролиты, аргиллиты и т. п.
  9. При строительных расчетах деформаций пород (под воздействием сооружения) формулы механики должны соответствовать механической характеристике указанных основных групп пород. Выбор этих формул определяется тем, насколько можно уподобить породу тому или иному идеальному механическому телу: твердому, упругому, пластичному или дисперсному. Эти тела служат механическими моделями пород при строительных расчетах.
  10. Прочность скальных пород в основаниях сооружений на практике далеко не используется. Это видно из того, что предельно допускаемые напряжения намного меньше предела пропорциональности при сжатии. Поэтому при расчетах прочности сооружений, строящихся на скальных породах, учет возможных деформаций не имеет практического значения. Обычно в этих случаях при назначении допустимых нагрузок исходят из величины предельного сопротивления породы сжатию и выбранного коэффициента запаса.
  11. Надо, однако, иметь в виду, что величина модуля упругости, определяемая по данным испытания в лаборатории на кубических или цилиндрических образцах, выпиливаемых из абсолютно целого куска породы (без единой трещинки), не могут непосредственно быть применяемы при расчетах. Порода в естественных условиях никогда не бывает совершенно однородной и лишенной всяких трещин и трещинок. Поэтому упругие свойства породы в ее коренном залегании надо оценивать гораздо более низкими значениями величин, чем получаемые на лабораторных образцах. Вследствие неравномерного разрушения пород основания поведение их под давлением сооружения может быть неодинаковым. Поэтому скальные породы необходимо оценивать с точки зрения их состояния по всей площади основания. Оценка полускальных пород, если не предполагать возможность их деградации, и расчеты осадок возведенных на них сооружений производятся с помощью формул теории упругости. При расчетах для ответственных сооружений нужно обязательно проверять равномерность осадок для различных их частей.
  12. Многочисленные опыты по определению модулей полных и модулей упругих деформаций при сжатии опок и других полускальных пород показали, что величины тех и других модулей деформаций, вычисляемые в лаборатории для образцов в водонасыщенном состоянии, разнятся в некоторых случаях в 2—3 раза. Следовательно, деформация сжатия возрастает пропорционально не первой степени напряжения, а более высокой, т. е. возрастает значительно быстрее, чем следует по теории упругости. Естественно, что расчеты по формулам теории упругости с применением модуля упругости дают заниженные величины осадок сооружения.
  13. Методы, применяемые в лабораториях по изучению сопротивления строительных материалов, непригодны для определения деформаций полускальных пород. Испытания сжимаемости более слабых из полускальных пород (например, глинистых мергелей) надо производить на компрессионных приборах, рассчитывая модуль полной деформации так, как это делается для рыхлых пород, т. е. Сложнее обстоит дело с расчетами осадок сооружения на рыхлых породах. Как видно на диаграмме, линейную зависимость между напряжениями и деформациями сжатия даже при меньшей величине напряжения, чем бывает на практике, можно допускать для рыхлых пород только с большой условностью. Это и понятно, так как относящиеся к рыхлым породам пески и глины и промежуточные породы при сжатии не только деформируются как упругие тела, но и претерпевают структурные изменения в результате смещения частиц (уплотнение), а также изменения в составе и состоянии (при достаточно высоком коэффициенте водонасыщенности из пор может выжиматься вода).
  14. Сжимаемость и уплотнение определяются полевыми и лабораторными методами. Распределение напряжений в основании, определяется методами теории упругости и механики грунтов.
  15. Если породы основания в пределах активной (сжимающейся) зоны залегают несколькими слоями, то показатели сжимаемости, отставляемые в формулы при расчете осадки, должны определяться для пород каждого слой в отдельности. Затем определяют величину вертикального напряжения, передающегося веса сооружения на каждый слой. Для этого могут служить различные по точности методы.

Геологические изыскания под частный дом Стоимость геологических изысканий Как происходит работа: Договор > Бурение > Технический отчет Содержание технического отчета Сделать  заказ на геологические изыскания


Смотрите также