Несущая способность грунтов в основании фундаментов частного дома. Несущая способность фундамента

Несущая способность фундаментов: как определяется, лучший фундамент

minisvai banner

Строительная компания «Богатырь» оказывает профессиональные услуги в строительстве долговечных и прочных фундаментов на забивных железобетонных сваях, особенно мини сваи - идеальное решение по соотношению цены к качеству.

В нашей компании работает команда высококвалифицированных специалистов, выполняющие свои работы на высочайшем уровне. Но прежде всего, мы осуществляем определение фактической несущей способности фундамента, что позволяет достигать дальнейшего прекрасного результата.

Эта статья поможет узнать, как произвести правильные расчеты свайных фундаментов, а также, что для этого необходимо.

Используемые приборы

Если принято решение возводить строение на основании, которое было в эксплуатации уже несколько лет, тогда в обязательном порядке производятся действия по определению несущей его способности. Для этой цели требуется специальное оборудование, например, как на фото ниже:

прибор ОНИКС-ОС используется для произведения измерений на прочность бетона

Рис. 1.1: прибор ОНИКС-ОС используется для произведения измерений на прочность бетона, способом отрыва со скалыванием.

На первом этапе происходит обследование фундамента здания. Вся работа имеет такую последовательность:

Специалисты нашей компании изучают проектную документацию на фундамент.
Производится анализ грунта на стройплощадке.
Осматриваются поверхностные элементы основания.
Инструментальное исследование основания.
Происходит сбор всех предполагаемых нагрузок на фундамент, например, снег, ветер, масса всего строения и прочее.
Отталкиваясь от предполагаемых нагрузок, происходит сопоставление с силой сопротивления грунта.

В конце специалисты определяют несущую способность. Возможно, будет принято решение об усилении существующего фундамента.

внимание!

Совет эксперта! Выполняя анализ линейного основания, обязательная процедура – вскрытие основания, который контактирует с грунтом. Также по периметру необходимо сделать выемки, которые предоставляют возможность добраться к опорной подошве. Когда речь идет о работе с основанием свайного типа у оголовка и ростверка свай мы удаляем грунт.

прибор Пульсар 2.1 ультразвуковой измеритель

Рис. 1.2: прибор Пульсар 2.1 ультразвуковой измеритель, использующийся для определения прочности бетона

Определение несущей способности фундамента

Под несущей способностью подразумевается способность основания справиться с предполагаемой нагрузкой.

внимание!

Совет эксперта! Как показывает наша практика, несущую способность основания попросту невозможно определить на стройплощадке и проектных нагрузках в отрыве от технических характеристик почвы. По этой причине, сперва мы осуществляем сбор необходимой информации, а потом приступаем к решению основной задачи.

Так, для начала происходит анализ почвы и всевозможные геодезические исследования на стройплощадке. Определяются такие данные:

Насколько земля насыщена водой.
Какой хим-состав грунта.
Тип почвы.
Плотность и коэффициент пористости породы.

Ниже приводиться нормативная таблица, в которой находится информация о сопротивлении плотных и песчаных грунтов:

nesushaya fundament3

Рис. 1.3: информация в таблице приводится по центральной части Российской Федерации

После этого выбирается следующая информация:

Вес строения.
Предполагаемые нагрузки снега.
Нагрузка ветра.

Чтобы узнать вес отдельных стройматериалов, следует отталкиваться от следующих весовых характеристик:

удельный вес различных конструкций того или иного строения

Рис. 1.4: удельный вес различных конструкций того или иного строения

внимание!

Совет эксперта! Согласно всем вычислениям и совокупности всей предполагаемой нагрузки, наши специалисты будут знать точную информацию касательно того, какую нагрузку сможет перенести фундамент, а это позволяет нам точно определять несущую способность.

Особенности расчета

Итак, чтобы определить несущую способность фундамента, необходимо знать:

Сопротивление испытываемых нагрузок фундаментом и почвы.
Проектную площадь.

В зависимости от того, какой тип фундамента особенно используется, способ и порядок расчета будет отличаться.

Видео: как определить несущую способность свай эксплуатируемого здания

Железобетонный ленточный

Процесс расчета осуществляется по такой формуле:

S>Yn×F/Yc×Ro
S – площадь основания (опорная).
Yn – коэффициент надежности.
F – совокупность всей нагрузки дома.
Yc – коэффициент работы основания в почве.
Ro – расчетное сопротивление почвы.

Подобные вычисления представлены ниже:

коэффициент надежности при работе основания в почве

Рис. 1.5: коэф. надежности при работе основания в почве.

Винтовые сваи

В этом случае за основу вычислений берутся хар. одной сваи, а потом умножается на общее количество используемых свай для фундамента.

внимание!

Совет эксперта! Как показывает наша практика, фундамент на сваях одно из лучших решений. Также нашим клиентам мы рекомендуем микросваи. Если смотреть на них в разрезе цены и качества, то это оптимальное решение. Поэтому мы рекомендуем его к реализации, особенно в сложных грунтах.

схема, как работают сваи в грунте винтового плана

Рис. 1.6: схема, как работают сваи в грунте винтового типа.

Чтобы определить опорную площадь одной сваи диаметром 133 мм с лопастями в 300 мм используется следующая формула:

"R2*3.14" - 15*15*3,14 = 706.5 см2

По силе сопротивления несущая способность рассчитывается так: 706,5×3,6=2,55 тонн. Как следствие, несущая способность фундамента будет равняться следующему 14×2,55 = 35,7 тонн.

внимание!

Важно! Во всех случаях выполняются индивидуальные расчеты, важно чтобы несущая способность свай соответствовала ожидаемой нагрузки всего строения. По этой причине следует обращаться исключительно к профессионалам.

Железобетонные сваи

Преимущество ЖБИ свай в том, что они имеют рабочие боковые стенки, как следствие они имеют улучшенную несущую способность.

Вычисления выполняются посредством такой формулы: P = 10Rh×F+u×l×f>P.

Rh – сопротивление грунта под острием свай.
u – поперечное значение (периметр).
F – поперечное значение.
f – сопротивление грунта боковыми стенками.
l – глубина забивки.

Какой фундамент имеет наивысшую несущую способность

Все типы фундамента имеют свои отличительные особенности и свою несущую способность. Самым оптимальным решением со стороны цены и качества, ЖБИ сваи являются универсальными. Как показывает практика, эти намного надежней и выгодней с финансовой стороны.

деревянный каркасный дом на сваях

Рис. 1.7: деревянный каркасный дом на сваях

внимание!

Совет эксперта! Наши специалисты имеют большой опыт в работе с микросваями. Они прекрасно зарекомендовали себя в плане эксплуатационных характеристик, так как имеют большую несущую способность. Поэтому мы рекомендуем их всем нашим клиентам.

Заказать испытания фундамента

Строительная компания «Богатырь» готова предоставить профессиональные услуги по определению несущей способности фундамента. Плюс ко всему, мы осуществляем работы по погружению железобетонных свай и микросвай, которые в последние годы являются лучшим решением при строительстве домов.

Полезные материалы

Несущая способность грунта

Несущая способность грунтов, что это, как её определить, таблица несущей способности. Как избежать ошибок при вычислении несущей способности грунта в Москве.

Несущая способность свай

Несущая способность свай - это максимальная величина нагрузки, которую способна выдерживать погруженная в грунт свая, не подвергаясь деформациям.

Обеспечение несущей способности сваи

При производстве свайных работ специализированная организация производит забивку каждой сваи фундамента до сопротивления, обеспечивающего указанную в проекте несущую способность сваи.

kommtex.ru

Несущая способность фундаментов

При строительстве любых зданий и в первые годы их эксплуатации грунты под действием нагрузок сжимаются. В результате фундамент опускается на определенную величину, называемую осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной трещин и других разрушений.

Величина осадки во многом зависит от несущей способности грунта, которая определяется нагрузками, при которых осадка не превышает установленную нормативами величину. Несущая способность фундаментов определяется, исходя из свойств грунтов и площади опирания на основание. К примеру, столбчатый фундамент диаметром 25 см опирается на грунт площадью равной 490 см2исходя из формулы.

S = nd2 / 4

Следовательно, если несущая способность грунта составляет 2,5 кг/см2 (пески средней плотности), то такой фундамент способен нести вертикальную нагрузку от конструктивных элементов здания (включая собственный вес фундамента) 1,225 т. Плотное глиняное основание такой же площади способно нести нагрузку 490x6,0 = 2,94 т. Ленточный фундамент шириной 40 см и общей протяженностью 28 м (здание с размерами 6x8 м) имеет площадь опирания на основание 112000 см2. При той же несущей способности грунта фундамент может воспринимать вертикальные нагрузки соответственно 112000x2,0 = 224000 кг (224 т) и 112000x6,0 = 672 000 кг (672 т). Сразу оговоримся, что справочные данные о несущей способности грунта справедливы для глубин 1,5 — 2,0 м при площади основания 0,5 — 1,0 м2. По мере дальнейшего углубления несущая способность грунта увеличивается, а на отметках выше этих значений грунт менее плотный и его несущая способность снижается. Это объясняется тем, что уплотнение грунта в глубоких горизонтах происходило веками под действием нагрузок вышележащих слоев.

Чтобы избежать ошибки при расчете несущей способности фундамента, ее принимают с определенным запасом. Учитывая возможные ошибки при определении свойств основания, на практике несущую способность фундаментов принимают с 25 — 30 %-ным запасом. Для этого расчетную нагрузку на фундаменты увеличивают на 25 - 30 %, чтобы создать запас прочности, перекрывающий неточности в выборе исходных данных. Уменьшение этого запаса приводит к риску просадок фундамента (особенно в первые годы эксплуатации здания), а излишняя страховка влечет за собой удорожание строительства.

Нагрузки, действующие на основание фундаментов, состоят из нескольких составляющих: веса строительных материалов, конструктивных особенностей межэтажного и чердачного перекрытий, вида кровельного материала, конструкции кровли, влияющей на снеговую нагрузку, эксплуатационных нагрузок и т. д. Величина этих нагрузок определяется удельным весом материалов, которые используются при строительстве дома (таблицы 1 — 5).

Таблица 1. Удельный вес 1 м3 фундамента Руф

Таблица 2. Удельный вес цокольных и междуэтажных перекрытий 1 м3 стен Ру.пер

Таблица 3. Удельный вес 1 м3 стен РУС

Таблица 4. Удельный вес 1 м3 покрытия Руп пролетом до 4,5 м

Таблица 5. Определение коэффициента влияния уклона крыши Ксн на снеговую нагрузку

Таблица 6. Эксплуатационные нагрузки (мебель, оборудование и т. п.) Рэ

www.smoldomrem.ru

Расчёт нагрузки на фундамент

В данной статье мы рассмотрим особенности расчета нагрузки на фундамент дома. Вы узнаете, зачем необходимо осуществлять данные расчеты и как сделать их самостоятельно. Будет детально изучена технология определения несущей способности грунта, вычисления массы здания и силы снеговых и ветровых воздействий, а также продемонстрирована последовательность таких расчетов на практике. Нагрузка на фундамент - это допустимые цифровые значения, обозначающие несущую способность. Проведение точных расчётов сопряжено с выполнением геологических исследований и определением степени рыхлости грунта и насыщения его влагой.

Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент

Расчет нагрузки, которую будет переносить фундамент в процессе эксплуатации, является ключевым этапом проектирования любого основания. Исходя из данных расчетов определяются необходимые несущие характеристики будущего фундамента, его типоразмер и опорная площадь.

Определяемые нагрузки веса здания, снегового и ветрового воздействия, а также эксплуатационного давления, также сопоставляются с несущей способностью грунта на строительной площадке, поскольку несущая способность почвы, в некоторых случаях, может быть меньшей, чем несущие свойства самого фундамента.

Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

Рис: Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома Ответственное отношение к проведению данных расчетов гарантирует, что фундамент под конкретное здание будет подобран правильно. В противном случае, вы рискуете построить дом на слишком слабом фундаменте, что приведет к его разрушению и деформации, либо обустроить фундамент с недостаточной опорной площадью, который под весом здания просто осядет в грунт. Важно: определение нагрузок на фундамент и сопоставление их с несущей способностью грунта лучше всего доверить профессиональным проектировочным организациям, которые выполнят все расчеты согласно строительных норм. В случае, если вы решились сделать это самостоятельно, крайне важно досконально изучить методику проведения данных расчетов.

Общие правила проведения расчёта нагрузки на фундамент

Определяется нагрузка посредством использования переменных и постоянных величин: Расчёт нагрузки на фундамент

масса здания;
вес основания;
снеговые нагрузки на кровлю;
ветряное давление на здание.

Общая масса здания вычисляется при сложении веса стен с перекрытиями, дверей с окнами, стропильной системы и кровли, а также крепежей, сантехники, декоративных элементов и количества людей, которые будут единовременно проживать в доме.

Расчёт нагрузки на ленточный фундамент

Определение нагрузки на ленточное основание начинается с подсчёта массы самой ленты, для чего используется следующая формула:

Pфл= V × q.

Расшифровка формулы:

V – объём стен;q – плотность материала основания.

Необходимо произвести суммирование всех типов давления на фундамент, для чего можно воспользоваться следующей формулой: (Pд+Pфл+ Pсн+Pв)/ Sф.

Внимание! Важно, чтобы результат вычислений, выражающийся в удельной нагрузке, был меньше допустимых значений сопротивления почвы. Разница должна составлять порядка 25%, что необходимо для компенсации неточностей.

Получение точных сведений, возможно при учёте видов стен, надо определить, какие из них несущие и выполняют функцию удержания перекрытий, лестничных пролётов, стропил. Выявляются самонесущие стены, выполняющие функцию поддержания исключительно собственной массы. Исходя из этих данных, определяют под какую сторону закладывать стены определённой ширины, с обязательной проверкой допустимых значений.

Расчёты нагрузки в программе "APM Civil Engineering"

Расчёт нагрузки на столбчатый фундамент

Определение нагрузки на фундамент столбчатого типа, осуществляется по одной формуле. Здесь надо учитывать, что воздействие здания будет распределяться между всеми существующими опорами. Требуется умножить площадь сечения столба (Sс) на высоту (H). Результатом вычисления станет получение объёма, который следует перемножить с плотностью материала, используемого для возведения фундамента (q)и общим числом столбиков, заглубляемых в почву.

Вычисления будут проводиться по следующей формуле: Pфc= Sс× H× q×N.
Определить суммарное сечение, можно по следующей формуле: Sсо= Sс × N.

Вычислить величину нагрузки на сваи, можно разделив массу дома на его опорную площадь, что будет выглядеть следующим образом: P/Sсо.

Важно! Если при проведении расчётов выясняется, что грунтовое давление превышает допустимые значения, то следует изменить используемые параметры и прибегнуть к расширению опорной площади. Требуется увеличить число опор и сделать их большего диаметра, что поможет получить основание с нужными параметрами.

Расчёт нагрузки на свайный фундамент

Особенностью расчёта свайного основания, является необходимость выявления массы здания (P), которая делится на количество опор.Внимание! Требуется подбирать сваи с нужными показателями длины и необходимыми прочностными характеристикам, принимая во внимание геологические характеристики грунта. Так как в процессе эксплуатации свайный фундамент несет те же нагрузки, что и остальные виды фундамента - от массы здания, полезного давления, снежного покрова и ветра.

Рассчитывать нагрузку на свайный фундамент необходимо для того, чтобы в дальнейшем при проектировании ее можно было сопоставить с максимально допустимой нагрузкой на грунт строительной площадки, и при необходимости увеличить число свай либо сечение используемых опор

Чтобы сопоставить допустимые нагрузки на свайный фундамент и грунт необходимо выполнить следующие расчеты:

Определить вес здания и все сопутствующие нагрузки, просуммировать их и умножить на коэффициент запаса надежности;
Определить опорную площадь одной сваи по формуле: "r2 * 3.14" (r- радиус сваи, 3,14 - константа), после чего вычислить общую опорную площадь основания, умножив полученную величину на количество свай в фундаменте;
Рассчитать фактическую нагрузку на 1 см2 грунта: массу здания разделяем на опорную площадь фундамента;
Полученную нагрузку сопоставить с нормативной допустимой нагрузкой на грунт.

Для примера: дом массой 95 тонн. (с учетом снеговых и ветровых нагрузок) строится на фундаменте из 50 буронабивных свай, общая опорная площадь которых составляет 35325 см2. Грунт на участке представлен твердыми глинистыми породами, которые выдерживают нагрузку в 3 кг/см2.

Фактическая нагрузка на грунт: 95000/35325 = 2,69 кг/см2.

Как показывают расчеты, нагрузки от здания, передаваемые фундаментов на грунт, позволяют реализовывать данный проект в конкретных грунтовых условиях.

Важно! Если бы нагрузки были больше допустимых, потребовалось бы увеличить опорную площадь фундамента, увеличив количество свай либо их сечение.

Порядок проведения вычислений и расчётов

Независимо от типа основания, расчёты производятся в следующей последовательности:

Необходимо выяснить параметры, касающиеся единицы длины опоры, помимо нагрузок от веса самого строения, которые состоят из массы стен, перекрытий и кровли, также определяется эксплуатационное давление, нагрузки от снегового покрова и ветровые нагрузки;
Расчет массы фундамента. Основание дома также будет оказывать нагрузку на почву, которую необходимо высчитать и добавить к нагрузкам от массы здания. Чтобы сделать это, нужно исходя из габаритов (высоты, ширины и периметра) определить объем основания, и умножить его на объемную плотность бетона (массу одного кубометра).
Расчет несущих характеристик почвы - для этого нужно определить тип грунта, и в соответствии с нормативными таблицами вычислить допустимую нагрузку на 1 кв.см. почвы.
Cверка полученных данных с сопротивлением почвы – если возникает необходимость, то осуществляется корректировка площади опоры, например, в случае с ленточным основанием, увеличивается его толщина. При обустройстве свайных или столбчатых оснований необходимо увеличить количество опор в фундаменте либо площадь их сечения;
Измерение фундамента – определение размеров;
Вычисление толщины подушки из песка, формируемой непосредственно под подошвой. Уплотняющая подсыпка из песка и гравия необходима для предотвращения усадки почвы под массой здания и для минимизации вертикальных сил пучения. В нормальных условиях ее толщина составляет 20 см (10 см песка и 10 см гравия), однако при строительстве тяжелых домов в пучинистом грунте она может быть увеличена до 50 см.

Необходимо учесть, что приведённые формулы расчёта нагрузки, будут актуальны исключительно в сфере малоэтажного строительства, то есть при возведении объектов высотой до 3-х этажей. Схема является упрощённой, так как учитывает только удельное сопротивление грунта, при необходимости прогнозирования сдвига грунтовых слоёв, следует обратиться за помощью к профессионалам. Желательно проводить расчёты дважды, чтобы наверняка определить нужные параметры, так как от этого зависит устойчивость здания.

Собираем показатели грунта

При проектировании фундамента необходимо проводить геодезический анализ грунта на строительной площадке, который позволяет определить три важных показателя - тип почвы, глубину ее промерзания и уровень расположения грунтовых вод.

Исходя из типа грунта вычисляется его несущая характеристика, которая используется при расчете опорной площади основания. Глубина промерзания почвы определяет уровень заглубления фундамента - при строительстве в условиях пучинистых грунтов фундамент необходимо закладывать ниже промерзающего пласта земли. На основании данных о грунтовых водах определяется необходимость обустройства дренажной системы и гидроизоляции фундамента.

Важно: вышеуказанные показатели грунта вы можете собрать самостоятельно, для этого вам потребуется лишь ручной бур и рулетка.

Структура грунтов на территории Московской области

Рис: Структура грунтов на территории Московской области Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2.5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две - в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод.

В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.

Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
Цилиндр плотный, но при сгибании ломается - легкий суглинок;
Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами - тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании - глинистый грунт.

Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.

Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Рис: Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод Важно: определить фактический уровень промерзания почвы в домашних условиях невозможно. Для этого необходимо специализированное оборудование, при этом сам анализ выполняется на протяжении длительного времени наблюдения за конкретным участком.

Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.

Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Рис: Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Определяем несущую способность грунта

Ориентировочную несущую способность грунта можно определить на основе проделанных ранее изысканий. Зная тип грунт на участке под застройку сопоставьте его с данными в нижеприведенной таблице.

Тип почвы	Несущая способность (расчетное сопротивление)	Тип почвы	Несущая способность (расчетное сопротивление
Супесь	От 2 до 3 кгс/см2	Щебенистая почва с пылевато-песчаным заполнителем	6 кгс/см2
Плотная глина	От 4 до 3 кгс/см2	Щебенистая почва с заполнителем из глины	От 4 до 4.5 кгс/см2
Среднеплотная глина	От 3 до 5 кгс/см2	Гравийная почва с песчаным заполнителем	5 кгс/см2
Влагонасыщенная глина	От 1 до 2 кгс/см2	Гравийная почва с заполнителем из глины	От 3.6 до 6 кгс/см2
Пластичная глина	От 2 до 3 кгс/см2	Крупный песок	Среднеплотный - 5, высокоплотный - 6 кгс/см2
Суглинок	От 1.9 до 3 кгс/см2	Средний песок	Среднеплотный - 4, высокоплотный - 5 кгс/см2
Насыпной уплотненный грунт (песок, супеси, глина, суглинок, зола)	От 1.5 до 1.9 кгс/см2	Мелкий песок	Среднеплотный - 3, высокоплотный - кгс/см2
Сухая пылеватая почва	Среднеплотная - 2.5, высокоплотная - 3 кгс/см2	Водонасыщенный песок	Среднеплотный - 2, высокоплотный - 3 кгс/см2
Влажная пылеватая почва	Среднеплотная - 1.5, высокоплотная 2 кгс/см2	Водонасыщенная пылеватая почва	Среднеплотная - 1, высокоплотная - 1.5 кгс/см2

Таблица 1: Расчетное сопротивление разных видов грунтов Важно! Для последующих расчетов необходимо брать минимальный показатель несущей способности почвы, в таком случае вы обеспечите запас дополнительного сопротивления грунта весу здания

Расчёт нагрузки с учётом площади и региона дома

Все нагрузки на фундамент состоят из двух величин - постоянных и переменных. К постоянным нагрузкам относится вес самого здания, к переменным - сила давления снегового покрова и ветра, величина которой зависит от региона, где ведется строительство.

Зная площадь дома и нормативный вес материалов, из которого он будет возводиться, можно рассчитать ориентировочную нагрузку на фундамент, исходящую от массы строения.

Для проведения расчетов воспользуйтесь следующими справочными таблицами:

Расчетный вес стен

Таблица 2: Расчетный вес стен

Таблица 3: Расчетный вес перекрытий

Таблица 4: Расчетный вес кровли

Важно! Определив массу здания вам необходимо добавить к ней полезные нагрузки (вес людей, мебели), которые будет испытывать фундамент в процессе эксплуатации здания. Расчетная величина полезных нагрузок для жилищного строительства на каждый квадратный метр перекрытия составляет 100 кг.

Следующий этап расчетов - определение нагрузок от снегового покрова. Нормативная величина снеговой нагрузки различается в разных регионах России. Для расчета вам необходимо умножить площадь кровли здания на вес 1 м2 снега и коэффициент уклона крыши.

Нагрузка от снегового покрова на фундамент здания

Таблица 5: Нагрузка от снегового покрова на фундамент здания Осталось лишь рассчитать ветровую нагрузку на здание. Делается это по формуле:

площадь здания * (N +15*высота здания); где N - расчетная ветровая нагрузка для разных регионов России, которую вы можете увидеть на нижеприведенной карте.

Рис: Карта ветровых нагрузок в разных регионах России

Важно! Определив все постоянные и переменные нагрузки вам необходимо их просуммировать, так вы получите совокупную нагрузку на фундамент здания. Для дальнейших расчетов ее необходимо умножить на коэффициент запаса надежности 1,5.

Наши услуги

Компания Установка Свай" занимается погружением железобетонных свай - забивка свай, лидерным бурением и поставкой свай для сооружения свайного фундамента. Если Вас интересует проведение работ, связанных с проектировкой, гео разведкой, либо возведение свайного фундамента, воспользуйтесь формой внизу сайта.

Полезные материалы

Несущая способность грунта

Такое свойство грунта как его несущая способность — это первоочередная информация, которую необходимо выяснить на подготовительном этапе строительства фундамента.

Испытания свай

При строительстве часто используют в качестве фундаментов сваи. Но прежде чем вводить такие элементы в работу, должна быть проведена проверка их на прочность.

Несущая способность свай

Несущая способность свайных конструкций – это определение величины нагрузки, которую она способная воспринимать с учётом деформации грунта под её основанием.

ustanovkasvai.ru

Определение несущей способности фундамента

Расчет несущей способности фундамента

При составлении расчетной схемы фундамента использовалась представленная копия существующего поэтажного плана здания.

Нагрузка на колонну от покрытия и перекрытия:

На крайние колонны: 1240х6х3.55=26412 кг
На средние колонны: 1240х6х5.93=44119 кг
Нагрузка от колонны: 87х9.5=827 кг
Нагрузка от стеновых сендвич-панелей: 25.5х6х9=1377 кг
Нагрузка от существующего фундамента: 1.5х2500х0.4=1500 кг
Нагрузка от транспорта: 1750/1.75=1000 кг/м
Нагрузка от конструкции пола и временная длительная нагрузка: (120+400)х1х1=520 кг

Общая нагрузка на фундамент:

На крайние колонны: N=26412+827+1377+1500+1000+520=31636 кг
На средние колонны: N=44119+827+1500+520= 46966 кг

Среднее давление под подошвой фундамента с учетом коэффициента надежности по ответственности здания gn=1.0 (ст. 16, п. 7 ФЗ от 30.12.2009 N 384-ФЗ):

На крайние колонны: r=N/b=31636/(0.4х1)=79090 кг/м2=79.09 т/м2
На средние колонны: r=N/b=46966/(0.4х1)=117415 кг/м2=117.415 т/м2
Предварительное расчетное сопротивление Ro=150 кПа (табл. В.9 СП 22.13330.2011)

На крайние колонны:

Тип фундамента Столбчатый на естественном основании

1. Исходные данные:

Тип расчета: Проверить заданный
Способ расчета: Расчет основания по деформациям
Способ определения характеристик грунта: Фиксированное R
Конструктивная схема здания: Жёсткая при 1.5<(L/H)<2.5
Наличие подвала: Нет
Исходные данные для расчета - 150 кПа
От подошвы до кровли расчетного слоя грунта (hg) 1.5 м
Высота фундамента (H) 1.5 м b= 1 м, a= 0.4 м
Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) - 1.5 м
Усредненный коэффициент надежности по нагрузке - 1.15

2. Выводы:

По расчету по деформациям коэффициент использования K= 0.72
Расчетное сопротивление грунта основания 150 кПа
Максимальное напряжение в расчетном слое грунта в основном сочетании 107.61 кПа
На средние колонны:
Тип фундамента Столбчатый на естественном основании

1. Исходные данные:

Тип расчета: Проверить заданный
Способ расчета: Расчет основания по деформациям
Способ определения характеристик грунта: Фиксированное R
Конструктивная схема здания: Жёсткая при 1.5<(L/H)<2.5
Наличие подвала: Нет
Исходные данные для расчета - 150 кПа
От подошвы до кровли расчетного слоя грунта (hg) 1.5 м
Высота фундамента (H) 1.5 м b= 1 м, a= 0.4 м
Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) - 1.5 м
Усредненный коэффициент надежности по нагрузке - 1.15

2. Выводы:

По расчету по деформациям коэффициент использования K= 0.88
Расчетное сопротивление грунта основания 150 кПа
Максимальное напряжение в расчетном слое грунта в основном сочетании 132.58 кПа

Вывод: несущая способность существующих фундаментов от предварительных проектируемых нагрузок обеспечена. Однако обращаем на Ваше внимание, что для окончательного определения несущей способности фундамента необходимо выполнить геодезические изыскания и разработать проектную документацию. В связи с конструктивной особенностью проектирования баз наружных колонн возникнет необходимость местного увеличения ширины фундамента или устройства нового фундамента в местах опирания стальных колонн в рамках существующих фундаментов.

stroy-expertiza.ru

Проверка несущей способности фундамента — Мегаобучалка

1. Проверка несущей способности оснований производится по уточненным размерам фундамента и нормативным усилиям на уровне подошвы фундамента.

Продольная сила на уровне подошвы фундамента

где N – значение продольного усилия в колонне на уровне верхнего обреза фундамента с коэффициентом надежности по нагрузке gf= 1,0. Для фундаментов крайних рядов колонн к нему необходимо добавлять нормативное значение усилий, передаваемое с фундаментных балок и опирающихся на них стеновых панелей с коэффициентом надежности по нагрузке gf= 1,0;

d - глубина заложения фундамента; d = h + 0,15 м;

gm – средний объемный вес фундамента и грунта на его уступах, принимаемый равным 20 кН/м3;

Изгибающий момент на уровне подошвы фундамента

где Mn – значение изгибающего момента в колонне на уровне верхнего обреза фундамента с коэффициентом надежности по нагрузке gf= 1,0. Для фундаментов крайних рядов колонн к нему необходимо добавлять значение изгибающего момента от усилий передаваемых с фундаментных балок с эксцентриситетом eф.б., равное Mф.б .= Nф.б eф.б. Значение эксцентриситета eф.б определяется из условия опирания фундаментной балки на фундамент.

Расчетное сопротивление грунта на глубине d при конкретной ширине фундамента b:

при d £ 2 м

R=R0[I + k1(b - b0)/b0](d + d0)/2d0;

(3.9)

при d > 2 м

R=R0[I + k1(b - b0)/b0] + g k2(d - d0),

(3.10)

где R 0 – расчетное давление грунта, фиксированное для фундаментов шириной 1 м на глубине 2 м, принимаемое по результатам инженерно-геологических изысканий площадки строительства и по указаниям норм;

b и d – соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м; b0= 1м; d0= 2 м; g - нагрузка от 1м3 грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3; k1= 0,125 – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами; k1= 0,05 – то же, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами; k2= 0,25 – коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами; k2= 0,2 – то же, супесями и суглинками; k2= 1,15 – то же, глинами.

Напряжения под подошвой фундамента определяют по формуле

где

(3.11)

При этом должны соблюдаться условия pmax£ 1,2R и pmin≥ 0. Если условия выполняются, то размеры подошвы фундамента оставляют без изменения, если нет, то размеры подошвы фундамента увеличивают. Недопустим также большой запас несущей способности.

2. Расчет на продавливание плитной части внецентренно нагруженных железобетонных фундаментов производится из условия прочности только одной наиболее нагруженной грани пирамиды продавливания по усилиям от расчетных нагрузок при γf ≥ 1 из условия

где F – величина продавливающей силы принимаемая равной F = A0 pmax, здесь А0 – часть площади основания фундамента, ограниченная нижним основанием рассматриваемой грани пирамиды продавливания и продолжением в плане соответствующих ребер

A0= 0,5b(l - hсf -2h0,pl) - 0,25(b - bсf -2h0,pl)2,

(3.13)

при b - bсf - 2h0,pl£ 0 последний член в формуле не учитывается; bсf, hсf – ширина и высота сечения подколонника соответственно; pmax- максимальное краевое давление на грунт от расчетной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке gf= 1,0, приложенной на уровне верхнего обреза фундамента (без учета веса фундамента и грунта на его уступах), определяемое по формуле

(3.14)

bm – средний размер проверяемой грани вычисляется по формулам

при b - bсf> 2h0,pl bm = bcf + h0,pl; при b - bсf£ 2h0,pl, bm= 0,5(b + bcf),

(3.15)

где h0,pl – рабочая высота плиты

где a – расстояние от низа подошвы плиты до центра арматуры фундамента, принимаемое равным 50…80 мм в зависимости от наличия или отсутствия подготовки.

megaobuchalka.ru

Несущая способность грунтов в основании фундаментов частного дома

Как правило, слабым звеном в основании дома является грунт, на который опирается фундамент. Конструкция и размеры фундамента зависят прежде всего от свойств грунта, залегающего под фундаментом.

При взаимодействии фундамента с грунтом решаются две основные задачи:

Передача и распределение давления от веса здания на грунт должны быть выполнены так, чтобы нагрузка на грунт не превышала допустимую для грунта величину. Площадь опирания фундамента на грунт должна определенным образом соответствовать несущей способности грунта.
Необходимо обеспечить снижение воздействия на здание сил морозного пучения грунта до допустимого уровня.

Несущая способность грунта

При выборе конструкции фундамента производится проверка соответствия несущей способности грунта конструкции фундамента. Предельно-допустимое сопротивление грунта основания должно быть выше нагрузки на него от веса здания.

На способность грунтов «держать» фундамент оказывают влияние целый ряд факторов, но основными являются следующие:

Тип и состав грунта;
Его плотность и пористость;
Сезонная влажность грунта основания;
Уровень подземных вод;

Какие бывают грунты в основании фундамента?

Грунты делятся на песчаные и глинистые.

В свою очередь, песчаные грунты по зерновому (гранулометрическому) составу подразделяются на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Песок сыпучий, так как имеет малое сцепление между частицами. Несущая способность песка в основном обусловлена наличием трения между частицами. Несущая способность песчаного грунта увеличивается с ростом крупности песка и плотности песчаного грунта. По этому показателю выделяются три группы песка: плотные, средней плотности и рыхлые.

Среди глинистых грунтов существуют разновидности: собственно глины, суглинки и супеси. В указанной последовательности, в составе грунтов уменьшается содержание глинистых, пылеватых частиц и увеличивается количество песчаных частиц.

Глинистые грунты характеризуются числом пластичности — Jp>0,01.

Прочность глинистых грунтов обусловлена в основном наличием сил сцепления между частицами таких грунтов. Чем больше глинистых частиц в грунте и плотность грунта, тем больше силы сцепления и несущая способность грунта. Но, в глинистых грунтах силы сцепления между частицами уменьшаются с увеличением влажности грунта. Его влажностное состояние обуславливает консистенцию грунта. При прочих равных условиях с ростом консистенции (влажности) прочность грунтов убывает.

По консистенции глины и суглинки подразделяются на твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные и текучие.

Супеси подразделяются на твердые, пластичные и текучие.

Для определения несущей способности грунта проводят лабораторные испытания образцов, отобранных на площадке строительства, и определяют физические характеристики грунта — вид и гранулометрический состав грунта, плотность, коэффициенты пористости, показатели текучести и пластичности.

Влияние влажности грунтов на их несущие свойства

Очень большую роль играет содержание воды в грунте. Способность грунтов удерживать влагу зависит от типа и разновидности грунта, его плотности или пористости. Влажность грунта меняется по сезонам в течение года.

Некоторые типы грунтов в условиях повышенной влажности становятся очень сложным вариантом в качестве основания. Например, пылеватые пески и супеси, могут содержать в большом количестве очень мелкие глинистые частицы. Вследствие наличия этих мелких частиц такие грунты активно вбирают и слабо отдают воду. Насыщенные водой, эти мелкие частицы начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Уже при небольшом движении жидкости в пласте они переходят в плывунное состояние и легко перемещаются с водой. Фундамент может начать «тонуть» в таком грунте или «уплывать» — смещаться в сторону.

Любой грунт при увлажнении проседает и уплотняется.

В процессе своего существования грунт, расположенный ниже глубины промерзания, уплотняется до состояния «дальше некуда». Ничто не меняет это состояние в течение многих и многих десятков и сотен лет.

В то же время грунт, находящийся выше глубины промерзания, постоянно насыщается влагой и при сезонном промораживании увеличивается в объеме. Влага, находящаяся в порах, увеличивает объем этих пор на 10%.

Таким образом, скелет грунта, находящегося выше границы промерзания, ежегодно «встряхивается», становясь более пористым.

Например, глинистый грунт, находящийся ниже глубины промерзания, обладает минимальной пористостью и максимальной прочностью, а вот тот же грунт, находящийся выше точки промерзания, который и служит основанием для мелкозаглубленных фундаментов, обладает крайне высокой пористостью.

С высокой долей вероятности, супеси и глинистые грунты для мелкозаглублённого фундамента можно считать рыхлыми.

Надо ли проводить испытания грунта в основании фундамента?

Часто спрашивают: «Зачем проводить испытания грунта? Достаточно запроектировать фундамент для грунта с наихудшей несущей способностью».

Действительно, многие проектные организации предлагают готовые проекты домов с плитным фундаментом, расчитанным на наихудшие грунтовые условия строительства. Но, из опыта проектирования и строительства известно, что чем большая информация имеется по грунтовым условиям застраиваемой площадки, тем меньшие затраты требуются на устройство фундаментов.

Выгоднее произвести незначительные затраты на испытания грунтов, отобранных застройщиком из шурфов, и подобрать фундамент по конкретным данным, чем без всяких обоснований использовать мощный, но дорогой, фундамент.

Особенно ощутима эта выгода при строительстве двух- и трёхэтажных зданий со стенами из кирпича и бетона с железобетонными перекрытиями.

Для более легких зданий можно выбрать фундамент, основываясь на ориентировочных данных о грунте, собранных самим застройщиком.

Улучшение грунта в основании фундамента

При проектировании фундамента обязательно следует рассмотреть возможность улучшения пригодности грунта для опирания на него фундамента. Часто бывает выгодно укрепить грунт, что позволит сделать простой и надежный фундамент.

При слабых и пучинистых грунтах имеет смысл сосредоточиться прежде всего на улучшении характеристик грунта основания, а уже потом на расчёте толщины-ширины ленты фундамента и её армировании.

Вот краткий перечень мероприятий, которыми можно добиться улучшения характеристик грунта основания.

На слабых грунтах:

Устройство подушек из крупных песков и щебня. Иногда имеет смысл полностью заменить в пределах основания слабый слой насыпным непучинистым грунтом с лучшими характеристиками.
Уплотнение грунта (трамбовка) при необходимости.

Устраиваемые под фундаментами песчаные подушки выполняют три функции:

1. Повышают несущую способность основания, что позволяет уменьшить ширину фундамента и, как следствие расход бетона на его устройство;

2. Заменяют часть пучинистого грунта на непучинистый, что приводит к уменьшению деформаций пучения основания;

3. Уменьшают переувлажнение грунта при его оттаивании в весенний период, которое оказывает большое влияние на осадки фундаментов;

Толщина подушки должна обеспечивать необходимую несущую способность подстилающего ее слабого грунта, а также ограничить абсолютные и относительные деформации пучения до допустимых пределов, регламентированных нормами.

О влиянии морозного пучения грунтов на фундамент читайте в статье:

Следующая статья:

Правильный фундамент для деревянного, каркасного дома или бани

Предыдущая статья:

Ветро- паро- гидрозащитные мембраны в утепленной кровле

Еще статьи на эту тему

domekonom.su

Установка ленточного фундамента дома

К разделам статьи:Высота, длина и заглубление ленточного фундаментаРасчет ширины ленточного фундаментаСнеговая, втровая и полезная нагрузка на фундамент

Узнав суммарную нагрузку на подлежащий ленточному мелкозаглубленному фундаменту грунт, мы можем соотнести ее с площадью опоры фундамента и несущей способностью грунта.

Ширина фундамента

Суммарная нагрузка / Длина фундамента / Расчетное сопротивление грунта

Теперь необходимо узнать несущую способность грунта. Идеальным и самым правильным решением будет вызвать на участок эксперта и провести исследование подлежащих грунтов. При строительстве ленточного малозаглубленного фундамента под дачные дома из материалов критичных даже к малым деформациям основания (ячеистый бетон, кирпич, керамзитобетон, полистирлбетон) малые затраты на исследования смогут предотварить гораздо большие потери. Хотя и дома из менее чувствительных к деформациям опоры стеновых материалов (брус, бревно) при больших просадках грунта изменят свою геометрию. Такое изменение геометрии стен дома может привести к перекосу окон и дверей, к повреждениям отделочных материалов и к залому кирпичной печной трубы. Как минимум, рекомендуется взять садовый бур и пробурить скважины на месте будущего строения и узнать послойный состав грунтов. При отсутсвии точных данных о несущих способностях подлежащего грунта, несущую способность грунта следует учитывать как минимальную.

Текучесть грунта ориетировочно можно определить так: если лопата в грунт входит легко, но потом грунт к ней прилипает намертво, то грунт текучий, если лопата в грунт тяжело входит и, соотвественно, грунт отлетает от лопаты хорошо, то грунт не текучий.

Сухость грунта определяется следущими пробами: в сухом состоянии комья грунта супеси легко рассыпаются и крошатся от удара, куски непластичны, не лепятся в руке, комочки грунта раздавливаются без удара, почти не скатываются в шнур; шар из грунта, скатанный в сыром состоянии, при легком давлении рассыпается.

Пористость грунта определяют путем вырезания кубика 10 на 10 см и его взвешивания. Затем кубик измельчают и мерным стаканом определяют его объем без пор. Порстость вычисляется по формулам: E= 1 – Y0/Y; Y0=G/V0; Y= G /V1, где Y, Y0 – объемный вес грунта в естественном и уплотненном состояниии, G – вес единицы объема грунта, V0, V1 - объем грунта в естественном и уплотненном состояниии.

Таблица № 15 Ориентировочные значения расчетного сопротивления грунтов.*

Тип грунта

Расчетное сопротивление грунта

Тип грунта

Расчетное сопротивление грунта

Галечниковые грунты (щебенистые) с песчаным заполнителем	6 кгс/см2	Супесь	2-3 кгс/см2 (зависит от пористости и текучести)
Галечниковые грунты (щебенистые) с пылевато-глинистым заполнителем	4-4,5 кгс/см2	Суглинок	1,8-3 кгс/см2 (зависит от пористости и текучести)
Гравийные грунты с песчаным заполнителем	5 кгс/см2	Глина плотная	4-6 кгс/см2 (зависит от текучести)
Гравийные грунты с пылевато-глинистым заполнителем	3,5-4 кгс/см2	Глина средней плотности	3-5 кгс/см2 (зависит от текучести)
Крупнопесчаный грунт	5 кгс/см2 (средней плотности) 6 кгс/см2 (плотный)	Глина пластичная	2-3 кгс/см2 (зависит от текучести)
Среднекрупный песчаный грунт	4 кгс/см2 (средней плотности) 5 кгс/см2 (плотный)	Глина водонасыщенная	1-2 кгс/см2 (зависит от текучести)
Мелкопесчаный маловлажный грунт	3 кгс/см2 (средней плотности) 4 кгс/см2 (плотный)	Уплотненная насыпь или уплотненный отвал из крупного, среднего или мелкого песка, шлака	2-2,5 кгс/см2
Мелкопесчаный влажный и водонасыщенный грунт	2 кгс/см2 (средней плотности) 3 кгс/см2 (плотный)	Уплотненная насыпь или уплотненный отвал из пылеватого грунта, супеси, суглинка, глины, золы	1,5-1,8 кгс/см2
Пылеватый маловлажный грунт	2,5 кгс/см2 (средней плотности) 3 кгс/см2 (плотный)	Неуплотненный отвал из крупного, среднего или мелкого песка, шлака	1,5-1,8 кгс/см2
Пылеватый влажный грунт	1,5 кгс/см2 (средней плотности) 2 кгс/см2 (плотный)	Неуплотненный отвал из пылеватого грунта, супеси, суглинка, глины, золы	1-1,2 кгс/см2
Пылеватый водонасыщенный грунт	1 кгс/см2 (средней плотности) 1,5 кгс/см2 (плотный)	Свалка грунтов и промышленных отходов	0,8 -1,2 кгс/см2

* Таблица адаптирована с упрощением из СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Приложение №3.

Любителям строить мелкозаглубленные ленточные фундаменты на "отсыпанных", но не уплотненных катком отвалах и свалках грунта и строительного мусора на участке, сообщаем нормативные сроки самоуплотнения таких "отсыпок": Срок самоуплотнения песчаных отвалов и свалок – от 24 до 120 месяцев, каменистых крупнообломочных – 12-60 месяцев, глинистых – 120 – 360 месяцев. Плановые насыпи самоуплотняются быстрее: Щебеночные (крупнообломочные) и песчаные насыпи самоуплотняются за 3-12 месяцев, глинистые – за 24-60 месяцев.

Пример расчета ширины ленточного фундамента:

Дано: 1.Газобетонный дом размером в плане 8 на 9 метров 2. Расчетная суммарная нагрузка от дома на грунт 160 000 кгс 3. Общая длина фундамента по периметру дома с одной внутренней лентой 41 метр 4. Несущая способность суглинка на участке 2 кг/см2

Решение: 1. Преводим длину фундамента в сантиметры: 41 метр = 4100 см 2. Находим минимально достаточнную ширину фундамента: Суммарную нагрузку делим на длину фундамента и несущую способность грунта:160000 / 4100 / 2 = 19, 1 см

Полученная минимальная достаточная ширина мелкозаглубленного ленточного фундамента всего 19 см. Однако, толщина блока газобетона в доме 30 см, а фундамент не может быть уже стены над ним. Поэтому рекомендуется устроить мелкозаглубленный ленточный фундамент шириной 35-40 см. Полученное значение минимальной достаточной ширины фундамента говорит о почти двукратном запасе по несущей способности грунта при таком решении. Высота мелкозаглубленного ленточного фундамента над землей и его заглубление мы выберем по британским рекомендациям: по 45 см. Грунт и сам фундамент будет хорошо утеплен. Грунт будет дополнительно дренирован и заменен на крупный песок в фундаментной траншее. Все эти мероприятия позволят снизить пучинистость суглинка и не заглублять фундамент глубже 45 см.

Об устройстве мелкозаглубленного ленточного фундамента, о правилах армирвания фундамента, об утеплении и гидроизоляции ленточного фундаменты мы поговорим в отдельных статьях.

Вернуться к началу статьи

dom.dacha-dom.ru