- «Основания и фундаменты» (стр. 12 )
- ПЕРЕЧЕНЬ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ ВОПРОСОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ»
- Несущая способность грунта таблица снип
- Несущая способность грунтов
- Несущая способность грунта таблица снип
- Несущая способность основания
- Таблица несущей способности грунтов
- Что такое несущая способность грунта?
- Таблица средней несущей способности различных грунтов
- Уточнённая таблица с поправками на текучесть и пористость грунта
- Несущая способность грунта и способы ее увеличения
- От чего зависит несущая способность?
- Залегание
- Типы грунтов
- Повышение несущей способности
- Таблица средних значений
- Определение типа грунтов
- Расчет
- Калькулятор для расчета фундаментов
- Формула Терцаги
- Расчет полов
- Где можно класть пол на грунт
- Полезное видео
- Заключение
«Основания и фундаменты» (стр. 12 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
а) отношение усадки ко всей высоте грунта;
б) отношение изменения пористости грунта к величине изменения нагрузки;
в) отношение плотности грунта без нагрузки к плотности грунта под нагрузкой.
Тестирование осуществляется по совокупности всех вопросов:
Правильных ответов от 20-25 – отлично;
от 15-20 – хорошо;
от 10-15 – удовлетворительно;
менее 10 – неудовлетворительною.
по дисциплине «Основания и фундаменты»
для студентов IV курса по специальностям ПГС, ЗМТ, ЗЖД
для проведения экзамена
1. Из какого количества фаз состоит грунт?
2. Что такое плотность грунта?
а) отношение массы к объему;
3. Чему равна плотность твердых частиц (песка)?
4. Что нужно знать для определения пористости грунта?
а) плотность твердых частиц и скелета;
б) объем и массу;
5. По какому показателю оценивается состояние глинистых грунтов?
а) нижний предел текучести;
б) верхний предел текучести;
в) показатель текучести.
6. По каким показателям оценивается деформативность грунта?
а) прочность на сжатие и изгиб;
б) коэффициент сжимаемости;
в) коэффициент пористости.
7. Показатель сопротивления сдвига?
а) угол внутреннего трения;
б) прочность на сдвиг;
8. Как определяется напряжение в грунте от нагрузки?
а) по нагрузке и относительной глубине;
б) с помощью коэффициента.
9. Какой грунт увеличивается в объеме при замерзании?
10. По каким показателям определяется прочность глинистых грунтов?
б) по коэффициенту пористости;
в) по показателю пластичности.
11. Основные факторы, влияющие на глубину заложения фундамента.
б) масса сооружения;
в) глубина промерзания.
12. Что такое слабые грунты?
а) показатель текучести 0;
б) показатель текучести 0,4;
в) показатель текучести 0,6.
13. Какие грунты нельзя использовать под фундаменты опор?
а) с показателем текучести 0;
б) с показателем текучести 0,6.
14. Какая минимальная глубина заложения фундаментов под колонны?
15. На какую величину следует округлять размеры фундамента?
16. Что является основным условием расчета фундамента?
а) давление под фундаментом больше сопротивления грунта;
б) давление меньше сопротивления грунта.
17. Какая должна быть разница между давлением под подошвой фундамента и сопротивлением грунта при проектировании фундаментов?
18. Чему равна глубина заделки колонны в стакан?
а) ширина + 50 мм;
б) ширина + 150 мм;
в) ширина + 100 мм.
19. Чему равна минимальная толщина дна стакана?
20. Как определяется высота ступеньки фундамента под колонну?
21. Каковы основные принципы возведения фундаментов на вечно мерзлых грунтах?
а) принцип сохранения мерзлого состояния и принцип приспособления;
б) принцип оттаивания и искусственного размораживания.
22. Что такое модуль деформации грунта?
а) отношение прочности к усадке;
б) отношение усадки к объему;
в) отношение коэффициента, учитывающего отсутствие поперченной деформации к относительной сжимаемости.
23. Сколько существует типов моделей в механике грунтов для расчета напряжений?
24. Как определяется напряжение грунта от собственного веса?
б) по углу внутреннего трения;
в) по весу столба грунта.
25. Чему равен коэффициент устойчивости стены?
Тестирование осуществляется по совокупности всех вопросов:
Правильных ответов от 20-25 – отлично;
от 15-20 – хорошо;
от 10-15 – удовлетворительно;
менее 10 – неудовлетворительною.
ПЕРЕЧЕНЬ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ ВОПРОСОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ»
1. Основные типы фундаментов. Технико – экономические факторы, определяющие выбор типа фундамента.
2. Конструкции фундаментов мелкого заложения.
3. Определение глубины заложения фундаментов.
4. Определение основных размеров жестких фундаментов при действии центральной нагрузке.
5. Определение основных размеров жестких фундаментов при действии внецентренней нагрузки.
6. Определение нормальных напряжений в грунтовом основании от действия внешней нагрузки прямоугольной формы в плане.
7. Определение нормальных напряжений в производственной точке грунтового основания от действия внешней нагрузки прямоугольной формы в плане методом угловых точек.
8. Определение нормальных напряжений от собственного веса грунта в однородном или слоистом основании и при наличии грунтовых вод.
9. Расчет осадок оснований методом послойного суммирования.
10. Расчет крена сооружения.
11. Основные положения проектирования гибких фундаментов. Метод местных и метод общих деформаций.
12. Виды конструкций и классификация свай по работе в грунте. Типы свайных фундаментов.
13. Сваи – стойки, определение несущей способности сваи – стойки, по СНиП.
14. Различные методы определения расчетного сопротивления одиночной висячей сваи по грунту.
15. Метод определения расчетного сопротивления одиночной висячей сваи по грунту по таблицам СНиП (практический метод).
16. Проектирование центрально и внецентрально нагруженных свайных фундаментов с низким ростверком. Расчет и конструирование свайных ростверков.
17. Расчет свайных фундаментов как условно-массивных по предельным состояниям.
18. Условия и особенности работы свай – оболочек, тонкостенных железобетонных оболочек, буровых опор, опускных колодцев.
19. Сваи-оболочки. Массивные опускные колодцы.
20. Устройство песчаных и гравелистых подушек. Метод расчета.
21. Механические методы улучшения грунтов основания.
22. Методы закрепления слабых грунтов; химический, электрохимический и термический.
23. Фундаменты в сейсмических районах.
24. Фундаменты на сильно – сжимаемых, просадочных и набухающих грунтах.
25. Фундаменты на вечномерзлых грунтах.
26. Два принципа строительства фундаментов на вечномерзлых грунтах.
27. Усиление оснований и фундаментов при ремонте и реконструкции зданий и сооружений.
28. Основные типы ограждения котлованов и их расчет.
29. Методы водопонижения при устройстве фундаментов.
Экзаменационный билет № 1
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Основные типы фундаментов. Технико – экономические факторы, определяющие выбор типа фундамента.
2. Конструкции фундаментов мелкого заложения.
3. Определение глубины заложения фундаментов.
Экзаменационный билет № 2
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Определение основных размеров жестких фундаментов при действии центральной нагрузке.
2. Определение основных размеров жестких фундаментов при действии внецентренней нагрузки.
3. Определение нормальных напряжений в грунтовом основании от действия внешней нагрузки прямоугольной формы в плане.
Экзаменационный билет № 3
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Определение нормальных напряжений в производственной точке грунтового основания от действия внешней нагрузки прямоугольной формы в плане методом угловых точек.
2. Определение нормальных напряжений от собственного веса грунта в однородном или слоистом основании и при наличии грунтовых вод.
3. Расчет осадок оснований методом послойного суммирования.
Экзаменационный билет № 4
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Расчет крена сооружения.
2. Основные положения проектирования гибких фундаментов. Метод местных и метод общих деформаций.
3. Виды конструкций и классификация свай по работе в грунте. Типы свайных фундаментов.
Экзаменационный билет № 5
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Сваи – стойки, определение несущей способности сваи – стойки, по СНиП.
2. Различные методы определения расчетного сопротивления одиночной висячей сваи по грунту.
3. Метод определения расчетного сопротивления одиночной висячей сваи по грунту по табличным СНиП ( практический метод).
Экзаменационный билет № 6
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Проектирование центрально и внецентрально нагруженных свайных фундаментов с низким ростверком. Расчет и конструирование свайных ростверков.
2. Расчет свайных фундаментов как условно-массивных по предельным состояниям.
3. Условия и особенности работы свай – оболочек, тонкостенных железобетонных оболочек, буровых опор, опускных колодцев.
Экзаменационный билет № 7
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Сваи-оболочки. Массивные опускные колодцы.
2. Устройство песчаных и гравелистых подушек. Метод расчета.
3. Механические методы улучшениыя грунтов основания.
Экзаменационный билет № 8
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Методы закрепления слабых грунтов; химический, электрохимический и термический.
2. Фундаменты в сейсмических районах.
3. Фундаменты на сильно – сжимаемых, просадочных и набухающих грунтах.
Экзаменационный билет № 9
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Фундаменты на вечномерзлых грунтах.
2. Два принципа строительства фундаментов на вечномерзлых грунтах.
3. Усиление оснований и фундаментов при ремонте и реконструкции зданий и сооружений.
Экзаменационный билет № 10
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Усиление оснований и фундаментов при ремонте и реконструкции зданий и сооружений.
2. Основные типы ограждения котлованов и их расчет.
3. Методы водопонижения при устройстве фундаментов.
Экзаменационный билет № 11
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Основные положения проектирования гибких фундаментов. Метод местных и метод общих деформаций.
2. Виды конструкций и классификация свай по работе в грунте. Типы свайных фундаментов.
3. Сваи – стойки, определение несущей способности сваи – стойки, по СНиП.
Экзаменационный билет № 12
по дисциплине Основания и фундаменты
1. Фундаменты в сейсмических районах.
2. Фундаменты на сильно – сжимаемых, просадочных и набухающих грунтах.
Источник
Несущая способность грунта таблица снип
Несущая способность грунтов
Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта и измеряется в кг/см 2 или т/м2. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента. Сама несущая способность грунта зависит от трех факторов: тип грунта, степень его уплотненности и насыщенность грунта влагой. Несущие способности разных грунтов в кг/см 2 в разном состоянии представлены в таблице.
Увеличение влажности грунта снижает его несущую способность в несколько раз. Только крупные пески и пески средней крупности не меняют своих свойств при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, скорее всего, связана с высоким уровнем грунтовых вод.
Чтобы узнать несущую способность грунта не обязательно обращаться за помощью к геологам, в случае самостоятельного строительства дома можно определить тип грунта на глаз. Для этого простым земляным буром можно пробурить в земле скважину глубиной 2 м или выкопать яму лопатой. При этом сразу будет понятно, какой грунт находится на этой глубине и насколько он увлажнен.
Отличить песок от глины не составляет труда: в песке ясно видны отдельные песчинки, при растирании песчаного грунта меду ладонями они отчетливо чувствуются. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5 мм, такие частицы хорошо видны невооруженным глазом, а песок средней плотности имеет размер песчинок до 2 мм. Супесь содержит не более 10% глинистых частиц, в сухом состоянии она крошится, если скатать из нее шарик, то он рассыпается при легком давлении на него. Суглинок содержит от 10% до 30% глинистых частиц, обладает большей пластичностью, чем супесь. Если из суглинка сделать шар и раздавить его, то он превращается в лепешку с трещинами по краям. Глина – наиболее пластичный грунт, если раздавить шар, сделанный из глины, то он превратится в лепешку, на краях которой не будет трещин.
Определить влажность грунта можно так же на глаз. Если в вырытой яме или пробуренной скважине сухо, т.е. вода там откровенно не скапливается, значит грунт можно считать сухим. Если же на дне скважины через некоторое время накапливается вода, значит уровень грунтовых вод близко и грунт надо считать насыщенным влагой. Влажность и пластичность глины можно определить так: если лопата входит в глину легко и глина хорошо прилипает к лопате, то она пластичная и влажная. В противном случае ее можно считать сухой.
Плотность грунта – величина непостоянная. Находящийся глубоко под землей грунт будет плотным, поскольку на него давят слои грунта, находящиеся выше. При бурении скважины извлеченный на поверхность земли грунт становится рыхлым и имеет насыпную плотность, которая гораздо меньше. При расчете несущей способности грунт, находящийся на глубине 0,8-1 м и более можно считать плотным.
Исследование грунта происходит далеко не всегда, и даже при профессиональном проектировании дома таких данных может не быть. Поэтому зачастую для упрощенных и приблизительных расчетов несущую способность грунта принимают равной 2 кг/см 2 .
Промерзание грунта приводит к его пучению и негативному воздействию на фундамент здания. Глубина промерзания зависит от типа грунта и климатических условий.
Глинистый грунт – это грунт, который более чем на половину состоит из очень мелких частиц размером менее 0,01 мм, которые имеют форму чешуек или пластин. К глинистым грунтам относятся супесь, суглинок и глина.
Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.
Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению, при промерзании он значительно увеличивается в объеме. Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому закладывать фундамент на пучинистом грунте без принятия мер против пучения нельзя.
На этапе проектирования будущего дома в числе прочих расчетов необходимо выполнить расчет фундамента. Цель этого расчета – определить, какая нагрузка будет действовать на фундамент и грунт, и какой должна быть опорная площадь фундамента. Для того, чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо посчитать вес будущего дома со всеми эксплуатационным нагрузками (проживающими там людьми, мебелью, инженерным оборудованием и т.п.)
Плотномеры — это специальные строительные приборы, с помощью которых прямо на строительной площадке можно измерить плотность грунта и оценить его несущую способность.
Несущая способность грунта таблица снип
Таблица 3. Расчетные сопротивления R0пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов.
Таблица 4. Расчетные сопротивления R0 просадочных грунтов.
Примечание. В числителе приведены значения R0, относящейся к незамоченным просадочным грунтам со степенью влажности Sr ≤0,5; в знаменателе — значения Rо, относящиеся к таким же грунтам с Sr ≥3;0,8, а также к замоченным грунтам.
Таблица 5. Расчетные сопротивления R0 насыпных грунтов.
Замечу, что значения R0 в таблицах 1-5 относятся к фундаментам, имеющим ширину b0 = 1 м и глубину заложения d0 = 2 м.
Как видно из таблиц, чтобы определить несущую способность грунта, сперва важно точно определить тип грунта. Причём не рекомендуется для этого применять народные методики вроде растирания комочков грунта и т.п. Такой анализ может получиться ошибочным. Точно определить тип грунта и его несущую способность могут специалисты-геологи. Если специалистов нет, то обычно несущую способность для подстраховки часто принимают по «плохому» значению (1—2 кг/см 2 ). Пытаться определить грунт «на глаз» рисково.
Чем тяжелей дом, тем сильней он давит на грунт, поэтому давление на грунт не должно превышать несущую способность грунта (т.е. сопротивление грунта). Если расчетное давление превышает несущую способность, то нужно либо уменьшить массу дома, либо увеличить площадь контакта с грунтом, либо сменить грунт.
Что произойдёт, если воздействие массы дома превышает несущую способность грунта? Грунт может «поехать», выдавиться из-под фундамента, неравномерно осесть, частично сместиться в сторону и т.п. А это означает трещины в фундаменте и далее по стенам.
Пример. Допустим, двухэтажный кирпичный дом весит 500 тонн, т.е. 500000 килограмм. Если несущая способность грунта под домом 2 кг/см 2 , то площадь контакта фундамента с домом должна быть не менее:
500000 кг / 2 кг/см 2 = 250000 см 2 = 25 м 2
Значит, если фундамент ленточный, то при его ширине, допустим, 0,5 м, лента должна быть длиной в сумме не менее:
25 м 2 / 0,5 м = 50 м.
Либо наоборот, зная длину ленты, можно вычислить минимальную ширину ленты.
Приведённый выше пример расчёта — это очень упрощённый вариант. Согласно выше упомянотому СНиП 2.02.01-83* окончательное значение сопротивления грунта основания (R) вычисляется по следующим формулам:
при d ≤ 2 м (200 см)
при d > 2 м (200 см)
где:
b и d — соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см);
b0 и d0 — ширина 1 м (100 см) и глубина 2 м (200 см);
γ’II — расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м 3 (кгс/см 3 );
k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами k1= 0,05;
k2 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами k2 = 0,25, супесями и суглинками k2 = 0,2, глинами k2 = 0,15
Настоятельно не рекомендуется использовать в качестве грунта-основания под ж/б фундамент чернозём. Это органика со слабой несущей способностью. В некоторых регионах чернозём может идти на 2 метра вглубь. В таком случае, либо копаются траншеи на всю глубину, либо лишний чернозём заменяется на более прочное основание — песок и/или щебень.
У фундамента-плиты намного больше площадь контакта с грунтом, поэтому такой тип фундамента хорошо подходит для грунта со слабой несущей способностью.
Буду рад вашим комментариям по теме статьи, каким-то дополнениям.
Помните, автор — обычный человек, у меня не всегда есть время ответить, если задаёте вопрос по своей стройке.
Несущая способность основания
Несущая способность грунтов оснований оценивается совместно с фундаментами и наземными конструкциями. Целью расчетов по несущей способности является обеспечение прочности и устойчивости грунтов основания, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания.
Нарушение нормальной эксплуатации сооружений может произойти не только из-за накопления чрезмерных осадок, но также вследствие нарушения прочности основания при действии на фундамент значительных вертикальных и горизонтальных нагрузок. Таким образом, предельная нагрузка, которую способен выдержать грунт без разрушения, называется несущей способностью грунта .
На несущую способность основания влияют следующие факторы (по М.В. Малышеву, 1994):
Согласно СНиП 2.02.01—83* несущая способность основания считается обеспеченной при выполнении условия:
где F — равнодействующая расчетной нагрузки на основание; γ с — коэффициент условий работы, принимается по табл. 8.12 ; F u — сила предельного сопротивления (равнодействующая предельной нагрузки) основания; γ n — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимается равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов соответственно.
Таблица 8.12. Значения коэффициента условий работы (СНиП 2.02.01—83*)
Таблица несущей способности грунтов
Несущая способность грунта определяется на основе ряда характеристик почвы. Для того чтобы получить все необходимые показатели, потребуется выполнить ряд тестов. Они дадут возможность узнать точную несущую способность грунта на конкретном участке. Соответствующие эксперименты проводятся с почвой, полученной непосредственно на запланированном месте строительства.
Что такое несущая способность грунта?
Несущая способность грунта — это показатель давления, которое может выдерживать грунт. Его указывают либо в Ньютонах на квадратный сантиметр (Н/см²), либо в киолграмм-силе на 1 сантиметр квадратный (кгс/см²), либо в мегапаскалях (МПа).
Данная величина используется при проектировании фундаментов для сравнения нагрузки, которую оказывает на почву конструкция здания с учётом возможного слоя снега на крыше и давления ветра на поверхность стен. Даже при точном подсчете влияния каждого из указанных факторов на соотношение несущей способности поверхности земли на участке к совокупной нагрузке от конструкции здания, эту цифру берут с запасом.
Таблица средней несущей способности различных грунтов
Далее следует таблица с указанием средних цифр несущей способности или, как её ещё называют, расчетного сопротивления разных типов грунта в кгс/см².
Более точные расчеты с учётом всех коэффициентов, которые отображают влияние каждого существующего в реальных условиях фактора, можно выполнить следуя рекомендациям в нормативном своде правил за 2011 год СП 22.13330.2011 с названием Основания зданий и сооружений. Это официальное издание более старого стандарта СНиП 2.02.01-83*, выполненное научно-исследовательским институтом имени Н.М. Герсеванова.
В приведенной таблице отображены усреднённые результаты расчётов, проведенных с использованием формул и данных, основанных на описанном выше своде правил 2011 года.
Здесь можно видеть, что существует достаточно большой разброс в показателях сопротивления грунта. Это обусловлено в первую очередь влажностью почвы, которая непосредственно зависит от уровня залегания грунтовых вод.
Если нужно получить цифры в МПа или в Н/см², то можно перевести указанные в таблице значение согласно установленным соотношениям величин.
- 1 кгс/см² = 0,098 МПа или 1 МПа = 10,2 кгс/см²
- 1 кгс/см² = 9.8 Н/см² или 1 Н/см² = 0.102 кгс/см²
Для удобства существует также таблица, где указаны средние цифры расчетного сопротивления грунта в Н/см²
Аналогичная проблема с таблицами подобного рода — очень существенное различие между минимальными и максимальными значениями. В общем случае рекомендуется брать минимальные показатели, которые указаны в табличных данных. Для примера разместим ещё одну таблицу, наглядно иллюстрирующую подход зарубежных специалистов к обнародованию данных своих исследований.
Очевидно, что табличные цифры используются, как правило, теми, кто принял решение не заказывать профессиональное геологическое исследование почвы на своём участке. Поэтому имеет смысл давать показатели с запасом, чтобы при самостоятельных расчетах, даже если в них закрадется небольшая погрешность, это не привело к непоправимым последствиям.
В то же время даже при значительном запасе по прочности не факт, что конструкция здания будет достаточно стабильно стоять на основании в течение десятков лет. За такой срок качество грунта может измениться, если не были соблюдены соответствующие меры по защите фундамента от скопления осадочных вод. Для этих целей обязательно следует изготавливать отмостку с хорошей гидроизоляцией и дренажную систему по периметру постройки для централизованного сбора стоков.
Уточнённая таблица с поправками на текучесть и пористость грунта
Существет ещё одна таблица несущей способности, позволяющая более точно определить цифры на участке, где известны коэффициенты пористости и показатели текучести почвы.
Влияние коэффициента текучести грунта на его несущую способность указаны в таблице. Средняя текучесть грунта зависит от его типа и коэффициента водонасыщения. Эти расчёты выполнить достаточно трудно, поэтому размещаем таблицы, которые описывают поведение образца грунта, характеризующее его текучесть.
Также расчетное сопротивление зависит от коэффициента пористости Е, который нужно устанавливать с помощью экспериментального взятия проб непосредственно на будущей строительной площадке.
Для теста потребуется взять кубик грунта 10х10Х10 см с объёмом О1 = 1000 см³ так, чтобы он не рассыпался. Далее этот кубик взвешивается и определяется его масса (М), после чего грунт измельчают. Затем, с помощью мерного стакана устанавливается объём измельченного грунта также в кубических сантиметрах (О2).
Далее нужно узнать объёмный вес исходного кубика (ОВ1) и измельченного грунта без пор (ОВ2). Для этого следует определенную вначале массу (М) разделить на (О1), чтобы получить (ОВ1) и затем разделить эту же величину (М) на (О2), чтобы получить (ОВ2). Исходный объём О1 изначально известен и равен 1000 см³, а объём измельченного грунта О2 берется из опыта с мерным стаканом.
Осталось только рассчитать пористость Е, которая равна 1 — (ОВ1/ОВ2)
Теперь, зная коэффициент текучести и пористость грунта, можно исходя из табличных цифр с определенной точностью сказать, какая именно несущая способность является расчетной именно для вашего участка. Если вы использовали экспериментальное выявление пористости, то убедитесь, что было проведено хотя бы 3 опыта, чтобы получить нужную величину с достаточно высокой точностью. При желании получить максимально близкие к реальности данные, используйте специальный калькулятор, где есть возможность указывать все влияющие на конечную цифру коэффициенты вот здесь.
Несущая способность грунта и способы ее увеличения
Строительство — это сложный процесс, требующий большой точности при расчетах несущей способности конструкции.
Масса крыши передает нагрузку на стены, потом на фундамент и в конечном итоге масса всего строения воздействует на основание — толщу породы, на которую опирается фундамент.
Перед началом строительства необходимо проверить надежность грунтов.
Несущая способность грунта — это нагрузка, действующая на единицу его объема и не приводящая к деформации основания.
От чего зависит несущая способность?
Для определения несущей способности грунта специалисты проводят геологические изыскания. На территории строительной площадки бурят несколько скважин, берут из них пробу через равные расстояния, проводят лабораторные исследования и оформляют отчет.
На несущую способность влияет несколько факторов:
- Вид грунта;
- Толщина слоя;
- Глубина залегания;
- Характеристики предыдущего слоя;
- Уровень грунтовых вод (УГВ);
- Глубина промерзания почвы;
- Плотность.
При строительстве самый важный показатель — УГВ, от него зависит влажность грунтов.
В сухом и насыщенном влагой состоянии одни и те же породы имеют разные характеристики, отличающиеся в несколько раз.
Любые грунты, соприкасающиеся с водой, считаются насыщенными влагой.
Это увеличивает их текучесть и снижает несущую способность.
Исключением являются средние и крупные пески. Их свойства не изменяются из-за насыщения водой.
Плотность — это показатель пористости.
Грунт состоит из твердых частиц, между которыми находятся полые пространства, заполненные воздухом или водой. При превышении максимальной возможной нагрузки происходит деформация (усадка), способная полностью разрушить здание.
Плотные породы с минимальным количеством пустот считаются наиболее прочными. Усадка таких грунтов минимальна.
Залегание
При проектировании здания очень важно исследовать толщу грунтов ниже предполагаемой подошвы фундамента. Близко к поверхности залегают непрочные породы, способные воспринимать нагрузку лишь от небольшого здания. Чем глубже залегает порода, тем она старше, плотнее, толще и надежнее.
В зависимости от залегания и типа грунтов будет разрабатываться план установки фундамента в соответствии с правилами:
- Не допускается укладка фундамента вблизи границы разных пород;
- Желательно установить фундамент выше УГВ, если это невозможно — принимаются меры по гидроизоляции конструкций;
- Идеален для установки фундамента горизонтальный слой.
Несущая способность основания будет снижена в местах смены пород, вблизи УГВ, на склонах.
Рис. 1 Пример инженерно-геологического разреза
На чертеже разной штриховкой обозначены породы, указаны высоты устий скважин, начерчена линия УГВ.
Типы грунтов
Существует несколько типов пород, обладающих особыми характеристиками:
- Скальные, обладающие большой плотностью и несущей способностью;
- Крупнообломочные. Состоят из отдельных крупных частиц;
- Песчаные. Непластичные грунты, способные выдерживать большую нагрузку;
- Глинистые. Связные грунты, легко впитывают влагу, при промерзании пучинятся.
Скальные
Скальные породы образуются в результате извержения вулканов и последующего застывания магмы в толще земли.
Благодаря этому формируется порода с малой пористостью и жесткими связями между частицами.
Характеризуется большой прочностью, устойчивостью к отрицательным температурам, не впитывает воду, не пучинятся.
При отсутствии трещин в породе не вымывается и очень медленно разрушается с течением времени.
Скальные породы идеальны в качестве основания для любого объекта. Но они очень редко применяются для строительства, ведь встречаются преимущественно на большой глубине или в труднодоступных участках.
Крупнообломочные
Крупнообломочные грунты — это несвязанные породы, представляющие собой толщу камней (обломков скальных пород), большинство из которых крупнее 2 мм. Слежавшиеся валуны и обломки, не подверженные вымыванию — это хорошее основание.
Различают несколько видов крупнообломочных пород:
- Гравий. Большая часть обломков имеет размер 2–40 мм. Различают гравий (обломки округлой формы) и дресву (обломки угловатой формы);
- Галька (округлые части) и щебень (угловатые части). Не менее 50% массы грунта представлено обломками от 40 до 100 мм;
- Валуны. Размер каждого обломка превышает 100 мм.
Песчаные
В ненасыщенном водой состоянии песок сыпучий, но слежавшийся песчаник — это надежное основание, не изменяющее своих свойств при насыщении влагой. Песчаные породы не пучинятся, хорошо пропускают воду, не задерживая ее вблизи конструкций.
Существует несколько видов песчаников:
- Пылеватый. Размер фракций 0,005–0,050 мм;
- Мелкий. Размер песчинок варьируется от 0,050 до 1,0 мм;
- Крупный. Зерна размером до 2 мм.
Самые надежные основания — это слежавшиеся крупнообломочные породы и крупный песок.
Глинистые
Порода, состоящая из очень маленьких связанных частиц размером до 0,005 мм, называется глинистой. Выветренные мельчайшие частички пород чешуйчатой формы образуют массу грунта, способную быстро впитывать воду. В результате этого порода становится пластичной.
Глина с трудом теряет влагу, при наступлении холодов вода внутри нее замерзает, увеличивается в объеме и глина выпучивается. Этот процесс способен всего за одну зиму разрушать фундамент.
Другие
Существует несколько видов грунтов, практически непригодных для строительства:
- Плывуны. Мелкие частицы песка с примесью глины, очень подвижны, имеют малую несущую способность;
- Суглинки. В составе присутствует 10–30% глинистых частиц;
- Супеси. Глина составляет 3–10% от общей массы.
При необходимости обустройства фундамента на вышеперечисленных грунтах необходимо учесть глубину промерзания почвы и УГВ в холодный период. Если уровень воды устанавливается ниже 2 м от глубины промерзания, то установить фундамент допускается близко к поверхности (минимум 0,5м).
Повышение несущей способности
На площадках с недостаточной несущей прочностью основания необходимо провести работы по повышению несущей способности грунта.
Есть два основных метода:
В первом случае для достижения большей плотности в грунт вбивают сваи небольшого размера, сокращая количество пустот в породе.
Во втором случае в толщу земли вводят различные химические добавки, сцепляющие между собой отдельные части грунтов.
Еще один способ улучшить характеристики основания — это устройство песчаной подушки под фундамент. После уплотнения она сможет воспринимать и равномерно передавать нагрузку от здания на залегающие ниже породы. Песок не задерживает влагу, не пучинится и является хорошим основанием для строительства дома.
Еще один способ улучшить характеристики основания — это понижение УГВ.
Таблица средних значений
Средняя несущая способность грунтов — это основной показатель расчетов. После выемки образцов породы из скважин проводится определение их вида для дальнейшей работы.
Классификация грунтов приведена в таблицах СНИП 1–3 ГОСТ 25100.2011. После определения типа грунта в каждом из залегающих слоев необходимо определить предельное сопротивление грунта сжатию.
Подробная информация содержится в ГОСТ 25100.2011 «Грунты. Классификация», таблица Б.1.
Рис. 2 Сопротивление сжатию
Основа расчета — расчетное сопротивление осевому сжатию. С подробным методом расчета с учетом всех нюансов можно ознакомиться в СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений». Здесь же можно найти значение всех коэффициентов, необходимых для максимально точного расчета.
Определение типа грунтов
Для выполнения расчетов и построения геологического разреза необходимо определить типы грунтов. Сначала проводятся полевые геологические работы, в ходе которых на участке бурят несколько скважин.
В процессе бурения через равнее промежутки геологи изымают из толщи земли образцы породы, укладывают их в специальные контейнеры и подписывают. Весь изъятый материал ведут в лабораторию для дальнейшего исследования.
Определить состав пород и их характеристики самостоятельно невозможно. Для этого потребуется специальное оборудование и знания. Без помощи профессионалов можно только примерно определить тип породы с помощью простого метода. Из насыщенного водой грунта пробуют скатать «колбаску».
От полученного результата зависит пластичность:
- Длинный (до полуметра) жгут — высокая пластичность, грунт связный, частиц не видно. Это характерно для глинистых пород;
- Жгут получается коротким, образуются трещины, он рвется — пластичность средняя, грунт связный, в составе в основном присутствуют глинистые частицы, содержание песка от 10 до 30%. Это характерно для суглинков.
- В насыщенном водой состоянии жгут скатать невозможно — грунт несвязанный, состоят из заметных глазу частиц. Характерно для песка.
Рис. 3 Схема состава различных пород
Точно определить тип породы и его характеристики возможно только в лабораторных условиях.
Расчет
Расчет несущей способности — это основная цель геологических изысканий. Выполнять его можно только после определения типа пород внутри скважин и получения чертежей геологических разрезов на территории строительной площадки.
Чертеж поможет определить положение слоев пород в толще земли и даст представление о возможности строительства на площадке.
Несущая способность (R) определяется по формуле согласно алгоритму:
- Значение R0 (сопротивление осевому сжатию) определяется с помощью таблицы и напрямую зависит от типа грунта;
- Рассчитывается глубина промерзания. Это значение индивидуально для каждого региона. Будет зависеть от типа пород в верхних слоях;
- Выбирается оптимальная глубина заложения в толще одного из прочных слоев непучинистого грунта, ниже глубины промерзания;
- Выполняется расчет по формулам: R=R0*[1+k1*(b-100)/100]*(d+200)/2*200 — при принятой глубине заложения до 2 м и R=R0*[1+k1*(b-100)/100]+k2*g*(d-200) — когда глубина заложения превышает 2 м.
Данные для расчета:
- k1 — коэффициент берется из таблицы в зависимости от вида породы. 0,125 для устойчивых крупнообломочных или песчаных и 0,5 для глин, супеси и суглинков;
- k2 — применяется для расчетов несущей способности устойчивых пород (слежавшиеся крупнообломочные или песчаные породы);
- g — необходим для нахождения удельного веса грунта от подошвы слоя и до нижней части фундамента или следующего слоя;
- b — ширина, опирающейся на основание части фундамента;
- d — глубина заложения.
После нахождения фактической несущей способности ее сравнивают с требуемой. Если вторая будет больше первой, то придется менять конструкцию будущего дома (увеличивать площадь опирания фундамента на основание или глубину заложения, менять вид фундамента, выбирать в качестве основания другой, более прочный слой).
Калькулятор для расчета фундаментов
Процесс расчета несущей способности основания — это кропотливый процесс, требующий обширных знаний в области строительства и геологии. На помощь инженерам приходит специальные калькуляторы.
При использовании калькулятора необходимо самостоятельно выбирать тип фундамента, вид почвы и глубину промерзания.
Для правильного определения всех параметров необходимы знания геологии. Доверять анализ основания необходимо специалистам, ведь в строительстве есть множество нюансов, которые не может учесть компьютерная программа.
Для самостоятельного использования отлично подойдут программы для расчета объема ленточного фундамента. Они не учитывают вид почвы и ее несущую способность. Для расчета необходимо ввести все параметры фундамента, и она посчитает объем бетона.
Действующие проектировщики создали простую программу, рассчитывающую базы колонн в зависимости от типа пород основания и веса здания. Она очень специфична и подойдет далеко не каждому, но профессионалам может помочь в расчетах.
Формула Терцаги
Формула Терцаги описывает закономерность уплотнения грунтов и их компрессионное сжатие. Для исследования грунтов редко выбирают метод трехосного сжатия ввиду его сложности, метод одноосного сжатия можно применять лишь к узкому кругу грунтов. Именно поэтому Терцаги рассматривает одноосное сжатие в жесткой таре, где стенки не дают образцу деформироваться.
По мере уплотнения, то есть сокращения объема полостей, давление возрастает. В результате становится понятно, то сумма деформаций образца составляется из пластической и остаточной деформации. (ξ1= ξp+ ξв)
Рис. 4 График нагружения грунта
При выполнении повторного нагружения основанию передаются только упругие деформации.
Расчет полов
Пол на лагах устанавливается в большинстве домов, но при неправильном конструировании подвального помещения (отсутствие продухов, их малый или большой размер) в нем начинает конденсироваться влага.
Вода деформирует или полностью разрушает деревянные лаги и конструкцию пола, способствует разрушению бетона.
Самый простой способ бороться с влагой в подвале — отказаться от цокольного помещения. Пол по грунту обеспечит долговечность конструкции и не даст лишней влаге проникнуть в дом.
Где можно класть пол на грунт
Класть пол допускается не на каждый грунт:
- Основание должно быть хорошо уплотнено и выровнено. В противном случае со временем грунт осядет, стяжка пола повиснет в воздухе и со временем начнет разрушаться;
- Основанием служат грунты, не подверженные пучению;
- Не стоит укладывать пол на подвижные грунты.
Существует 2 вида пола по грунту:
- Связанная плита стяжки. Жестко крепится к ленточному фундаменту, опирается на него. Пол не даст усадки, отделка не пострадает при незначительных изменениях грунтов;
- Несвязанная. Стяжка не будет покрываться трещинами во время усадки, но при последующей эксплуатации отделка может повредиться из-за взаимного движения стен и пола.
При расчете учитывается временное и постоянное давление на всю поверхность пола. В первом случае нагрузка составит 150 кг/м2 (вес людей и мебели), во втором нагрузка зависит от используемых материалов.
Полезное видео
Смотрите интересный видеоматериал, в котором рассказано о трех категориях грунтов и различиях между ними.
Заключение
Расчет несущей способности грунта — это длительный процесс, включающий в себя множество этапов. Для выполнения работ необходимо специальное оборудование, позволяющее правильно выполнить изъятие образцов из скважин и провести их исследование в лаборатории.
При выборе основания следует учесть множество факторов: типы грунтов, толщина их слоев, УГВ, схема залегания, глубина промерзания. Правильно выполнить анализ основания под фундамент могут только профессиональные геологи.
Источник