Doma-artek.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение осадки фундамента методом послойного суммирования

Расчет усадки фундамента: разновидности и методы

Расчеты фундаментов методом послойного суммирования реализуются при вычислении осадки фундамента с ограниченной геометрией. Особенности метода: Если габариты основания объекта намного больше мощности грунта, сжимающегося под давлением фундамента, то сжатие грунта считается протекающим без боковых сил расширения на фундамент. Кроме послойного суммирования, осадка фундамента может рассчитываться несколькими способами, но, если необходимо сделать расчет осадки основания отдельно смонтированного и учесть воздействие влияние грунта и других внешних сил, то расчет осадки фундамента методом послойного суммирования представляется самым точным.

Почему так важно рассчитывать осадку фундамента?

Некоторые фундаменты отличаются слабой прочностью на изгиб и деформацию за счет больших линейных размеров и небольшой продольной толщины. Как правило, метод послойного суммирования часто используют для расчетов ленточных фундаментов, ведь они не могут обеспечить максимально высокую нагрузку на единицу площади грунта, поэтому и осадка может возникать практически в любом месте вполне спонтанно.

Все расчеты, формулы и рекомендации подробно указаны в СНиП 2.02.01-83. Чтобы более подробно разобраться в методе, нужно попробовать рассчитать осадку ленточного фундамента на реальном примере.

Расчет осадки свайного фундамента

Такие установки используются для самых разных конструкций, имеют активное распространение благодаря лёгкости монтажа, малозатратности и прочности. Специфика расчета осадки подобных оснований несколько отличается от схем для других оснований. Как быть, когда обнаружились трещины в основании и перекосы дома?

Для начала нужно разобраться, что вызвало этот процесс, понаблюдать за ним, обнаружив или исключив расширение и другие сильные изменения. Есть множество методов для установления точной расчетной осадки и самый из них популярный способ послойного суммирования.

Рассмотрите примеры осадки

Производится осадка методом послойного суммирования опоры дома под влиянием давления в фундаменте, спровоцированной нагрузкой рядом стоящих оснований в таком порядке:

  1. наносятся на геологический разрез очертания фундамента;
  2. подошва делится на горизонтальный, однородный по сжимаемости слой;
  3. рассчитываются стандартные показатели давления, образующиеся в месте пересечения вертикальной оси;
  4. устанавливается величина активной зоны;
  5. по формуле определяется осадка.

Полученные вычисления очень нужны, так как эти цифры сравниваются с допустимой осадкой. Она указывает на деформации, которые, возможно, произойдут в будущем для каждой отдельной конструкции. Если выяснится, что предельная осадка превышает нормы, то добавляются еще сваи, для упрочнения фундамента.

Такая осадка фундамента методом послойного суммирования может проводиться при следующих условиях: грунт у основания – плотное, линейно-деформируемое изотропное тело; невозможно расширение грунта по бокам в фундаменте; опора дома не имеет жесткости.

Выявленная осадка – это стабилизированная деформация, то есть она достигается естественным путем в течение нескольких десятков лет под воздействием грунтов. В глинистых, водонасыщенных почвах стабилизация может выходить за пределы десятилетий до сотен лет.

Методы определения осадки фундамента

В расчетах чаще всего рассматривается проседание уплотнения, которое возникает от искажения грунта под влиянием нагрузки на основание. Это осадка фундамента, которая развивается медленно, иногда тянется 2 – 3 года после начала эксплуатации строения.

Существует 17 вариантов подсчета просадок, но на практике расчет ведется несколькими способами:

  • метод послойного суммирования;
  • эквивалентный слой;
  • учет слоистого напластования почвы;
  • метод Егорова.

Конструкция сооружения испытывает наибольший крен, изгиб или кручение при абсолютной просадке в исходе времени стабилизации. Деформации называют конечными или просто осадками, их величина определяется как результат проведения подсчетов.

Осадка фундамента показывает всецелое перемещение по вертикали из-за искажения толщи почвы основания, которое медленно растягивается во времени. Осадка грунтового слоя говорит о величине уменьшения тучности из-за деформации земли в этой области. Анализ вариантов расчета займет много времени, но короткое описание основных методов выглядит приемлемым.

Послойное суммирование

В расчете принимают участие данные о размере фундаментной подошвы, глубине заложения и определяется среднее значение давления под опорой, для которого собираются нагрузки от веса строения и основы здания.

  • yc1 и yc2— коэффициент факторов работы, первый принимается 1,1, второй — 1,0;
  • k и k2 — коэффициенты, приравниваются к 1,0;
  • b — ширина фундамента по низу;
  • cn — расчетный показатель удельной адгезии почвы, принимают 1 кН/м³;
  • db — глубина стен подвала;
  • d1 — глубина закладки опоры здания;
  • My, Mg, Mc — коэффициенты, которые находятся в зависимости от угла наклона стен фундамента.

Составляют эпюры естественного и вспомогательного давления, откуда берут значения добавочной вертикальной нагрузки по подошве. По формуле высчитывают высоту элементарного грунтового слоя. Для запаса увеличивают значение вдвое.

Строят эпюру добавочных нагрузок по вертикали от внешних факторов влияния в толще грунта под подошвой свайных и ленточных опор, для построения берут сведения из таблицы №2 СНиП 2.02.01 – 1983. Нижний край сжимаемого пласта находят по пересечению двух эпюр. Осадка определяется с опусканием деформационного модуля на границе слоев. В расчете учитывают среднюю силу в каждом слое и его высоту.

Средняя осадка в результате расчета осадки фундамента методом послойного суммирования не должна превышать предельно допустимые нормативы для строений определенного типа и вида грунта.

Эквивалентный слой

Метод Н. А. Цыгановича применяется для нахождения просадок гибких ленточных опор и для изучения воздействия осадки близлежащих фундаментов. Вычисление осадки способом эквивалентного слоя позволяет определить смещение основания в различных точках, а также в угловых областях и в зоне краевых нагрузок.

Читать еще:  Мелкозаглубленный фундамент глубина заложения

Метод предполагает стандартные разработанные схемы по нахождению равноценного пласта на разных участках основания. Эта методика используется для определения просадки опор с учетом воздействия расположенных неподалеку фундаментов. Алгебраическая сумма высот равнозначных слоев почвы в разных участках дает представление о конечном показателе осадки.

Вариант используется для фундаментов небольшой высоты в условиях городского строительства, когда рядом находятся основания существующих сооружений. Способ хорошо работает в условиях стабильных грунтов с небольшими деформациями при сжимаемости.

Расчет при слоистом напластовании грунтов

Слоистость напластования проявляется, если прочные грунты разделяются маломощными прослойками. Используется несущая способность стабильной почвы, но требуется проверка прочности подстилающего пласта или его укрепление до надежного положения. Значение общего касательного и нормального пучения бывает таким, что превышает вес стандартной пятиэтажки.

Расчет в нестабильных грунтах предполагает определение глубины залегания подошвы так, чтобы она находилась ниже отметки промерзания. Пучатся текучие и мягкопластичные глины, а также суглинки и пылеватые пески.

Расчет осадок в слоисто напластованных почвах ведется двумя способами:

  • нахождение среднего показателя сжимаемости слоя;
  • суммированием искажения отдельных пластов.

Второй вариант увеличивает трудоемкость вычислений. Приблизительное усреднение допускается, т.к. учитывается малая точность нахождения значений сжимаемости. Регламент учитывает силу отдельных пластов в напряженном состоянии. Используются стандартные формулы для подсчета характеристик уплотнения в первом приближении. Осреднение проводится в рамках расчетного показателя сжимаемости.

По методу Егорова

Глубина уплотняемой области по СНиП 50.101. – 2004 находится с большим заделом прочности, т.к. при ее применении учитывается, что почва всегда представлена твердыми глинами или крупнообломочными грунтами. К. Е. Егоров предложил в виде модели брать характеристики упругого пласта и учитывать разницу осадки глины и песчанистого основания.

Практическое наблюдение за просадками строений показали правильность метода Егорова. Результаты анализировали и пришли к выводу, что для опор с шириной подошвы или радиусом меньше 10 метров все варианты дают аналогичные результаты осадки. Исключение составляют просадки глин.

Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования

Расчетная осадка получается при суммировании сжатий всех слоев грунта, на которые давит фундамент.

Для этого определяется осадка отдельных слоев:

– Р – среднее уплотняющее давление в слое (берется из графика);

– m – сжимаемость грунта, коэффициент, полученный по результатам компрессионных испытаний;

– h – толщина слоя.

Соответственно, S = ∑ Si.

Или S = ∑ (h * β/E * P),

– E – модуль деформации слоя (если он известен);

– β – коэффициент 0,8 (СНиП).

Перед Вами расчетная схема для определения осадки фундамента методом послойного суммирования, где: DL — отметка планировки; NL — отметка поверхности естественного рельефа; FL — метка подошвы фундамента; ВС — нижняя граница сдавливаемой толщи; Нс — сжимаемая (сдавливаемая) толща.

Изображение схемы распределения вертикальных давлений и напряжений в линейно-деформируемом полупространстве расчета осадок основания с использованием метода послойного суммирования.

5.1.3. Основные предпосылки приближенных методов расчёта осадок.

Осадка грунта происходит только в пределах глубины сжимаемой толщи Нс. Осадка основания происходит только за счёт сжатия столба грунта, непосредственно находящегося под подошвой фундамента (рис. 5.2, а). Сжатие каждого элементарного слоя мощностью Δz вызывается равномерно распределенной на его поверхности нагрузкой равной максимальному значению σzp, действующему по оси z.

Определив величину сжатия каждого элементарного слоя грунта в пределах сжимаемой толщи основания и просуммировав эти величины, получим общую осадку основания фундамента. Такой подход к решению задачи называют методом послойного (элементарного) суммирования.

Возможны два расчётных случая: сжатие элементарного слоя без бокового расширения (рис. 5.2, б); сжатие элементарного слоя с возможностью бокового расширения (рис. 5.2, в).

В первом случае:

.

Относительная деформация элементарного слоя:

.

;

Сжатие элементарного слоя

;

.

Для определения деформационных характеристик грунтов используются компрессионные испытания.

Во втором случае:

,

где G – модуль сдвига, K – модуль объемной деформации грунта.

Сжатие элементарного слоя для пространственной задачи:

.

Для плоской задачи среднее напряжение определяется по формуле:

.

Для точного определения деформационных характеристик требуется проведение специальных опытов в приборах трехосного сжатия.

Причины появления осадки фундамента

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

Определение типа грунта вручную

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

Читать еще:  Как установить цокольный сайдинг на фундамент?

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Какие задачи ставятся в механике грунтов?
Задачи прогноза механического поведения грунтов и грунтовых массивов. Для этого производятся: — установление физических и механических свойств грунтов и возможности их использования в

Какие основные задачи стоят перед фундаментостроением?
Фундаменты зданий и сооружений должны быть: — технически выполнимыми в данных конкретных условиях; — наиболее подходящими для данного объекта; — удовлетворяющими

Что называется основанием?
Основанием называется массив грунта, находящийся непосредственно под сооружением и рядом с ним, который деформируется от усилий, передаваемых ему с помощью фундаментов. Если строительные свойства г

В каких областях строительства используются результаты механики грунтов?
Восновном результаты механики грунтов используются в строительстве: — в промышленном и гражданском; — в гидротехническом; — транспортном (автодорог и железных дорог);

Что следует называть грунтом?
Грунтами называют любые горные породы, почвы, техногенные образования коры выветривания Земли — сыпучие или связные, прочность связей у которых между частицами во много раз меньше, чем прочность са

Из чего состоят грунты?
Грунты состоят из: — твердых частиц (минералов, горных пород, органических остатков и др.); — воды в различных видах и состояниях (в том числе льда при нулевой или отрицательной т

Какие физические характеристики грунта являются основными? ГОСТ 25100-95
Основными физическими характеристиками грунта (определяемые непосредственно в лабораторных или полевых условиях) являются: — плотность грунта -ρ[г/см3]; (у

Что называется влажностью грунта W, и какой она бывает? Может ли влажность грунта быть больше единицы (т.е.100 %)?
Влажность грунта бывает весовой и объемной. Весовой влажностью называется отношение массы воды в образце грунта к массе твердых частиц грунта (скелета). Объемной влажностью называется отношение объ

Чему равна плотность взвешенного в воде грунта?
Плотность взвешенного в воде грунта ρsb равен плотности грунта в атмосфере ρ за вычетом плотности воды ρ

Что называется числом (индексом) пластичности Iр глинистого грунта и что оно показывает?
Числом (индексом) пластичности глинистого грунта называется разность между влажностями на границе текучести WL и на границе раскатывания или пластичности

Где и каким образом определяются характеристики (показатели) свойств грунтов?
Показатели физических свойств грунтов определяются либо на отобранных в натуре в массиве образцах грунтов естественного сложения, т.е. ненарушенной структуры , либо непосредственно путем испытания

Что называется коэффициентом бокового давления грунта, от чего он зависит и как связан с коэффициентом Пуаасона?
Коэффициентом бокового давления грунта ξ называется отношение приращения бокового давления Δσx(илиΔσy

Закон Кулона. Что называется углом внутреннего трения?
Под действием внешней нагрузки в отдельных точках (областях) грунта эффективные напряжения могут превзойти внутренние связи между частицами грунта, при этом возникнут скольжения (сдвиги), и

От чего зависит угол внутреннего трения песка? Что такое угол естественного откоса и совпадает ли он с углом внутреннего трения?
Угол внутреннего трения зависит от крупности и минералогического состава песка, от его пористости и в значительно меньшей степени от влажности (часто от влажности совсем не зависит). Угол внутренне

Что такое полное, эффективное и нейтральное давления? Что называется гидростатическим и поровым давлениями?
Полное давление — это все давление, приходящееся на данную площадку. Эффективное давление — это часть полного давления, воспринимаемая минеральным скелетом грунта. Нейтральное давление — д

Какие методы определения характеристик прочности грунтов в полевых условиях вы знаете?
В полевых условиях в основном распространены следующие методы испытаний: 1) сдвиг штампа, прибетонированного к грунту; 2) срез целика, помещенного в обойму и нагруженного сверху нагрузкой; 3) испыт

Принцип линейной деформируемости? Какова зависимость между общими деформациями и напряжениями?
При не очень больших изменениях внешних давлений (1-3кгс/см2), а для плотных и твердых (5-7кгс/см2) с достаточной для практических целей точностью зависимость между деформация

Как вычислить вертикальные напряжения в массиве грунта от его собственного веса и чему они равны?
Вертикальное напряжение от собственного веса грунта σz представляет собой вес столба грунта над рассматриваемой точкой с площадью поперечного сечения, равной единиц

Какие основные положения приняты в теории упругости?
Основные положения теории упругости следующие: 1. Тело является сплошным и изотропным (деформационные свойства в различных направлениях одинаковы). 2. Тело является упругим и со с

Какие основные положения приняты в теории линейно-деформируемых тел?
Для того, чтобы можно было воспользоваться решениями задач, имеющимися в теории упругости, приняты следующие положения: 1. Грунт состоит обычно из трех компонентов: минерального скелета, в

Действие сосредоточенной силы (основная задача) Какое предположение делается в отношении зоны, расположенной непосредственно у сосредоточенной силы?
Поставленная задача для упругого ( а следовательно, и любого линейно деформи-рованного ) полупространства впервые была полностью решена проф. Ж.. Буссинеском (1885), а определение напряжен

Читать еще:  Столбчатый фундамент из пластиковых труб своими руками

Какие напряжения считают главными?
Главные – это наибольшие и наименьшие нормальные напряжения для площадок, расположенных по вертикальной оси симметрии нагрузки.

Какая задача называется контактной?
Вопрос о распределении давлений по подошве сооружений имеет большое практическое значение, особенно для гибких фундаментов, рассчитываемых на изгиб. Контактная задача- это решение вопросов о распре

Что понимают под осадкой фундаментов и из каких величин она складывается?
Осадками фундаментов сооружений называются их вертикальные смещения, вызванные деформацией их основания под действием нагрузки от сооружения. При возведении фундаменто

Что необходимо знать, чтобы приступить к расчету осадки фундамента?
Прежде чем приступить к расчету необходимо знать: 1) геологическое строение места строительства с указанием мощности (толщины) отдельных слоёв грунта, уровня грунтовых вод и физи

Чему равна осадка слоя грунта при сплошной нагрузке (основная задача)?
При действии сплошной нагрузки ( распространённой на значительные расстояния в стороны) слой грунта (см. рис.) будет испытывать только сжатие без возможности бокового расширения (аналогично компрес

Изменяется ли осадка фундаментов зданий с течением времени? От чего зависит осадка?
Осадки не заканчиваются за время строительства (исключение составляют лишь чистые пески). На процесс развития осадок во времени влияет как водопроницаемость грунтов, так и ползучесть скелета грунта

Какая теория используется при определении осадки во времени и её предпосылки?
Для полностью водонасыщенных грунтов наиболее широко применяемой в настоящее время теорией, позволяющей решать поставленные задачи, является теория фильтрационной консолидации грунтов.

Какие методы определения осадки приняты в расчетной практике?
Расчет осадок фундаментов имеет огромное практическое значение. Все выше приведенные формулы (в вопросе 71) для определения осадки грунтовых оснований будут справедливы лишь для фазы уплот

Коков принцип расчета по методу послойного элементарного суммирования?
Для различных сечений выделенной призмы (горизонтальных площадок) определяют по теории линейно деформируемых тел величину максимальных сжимающих напряже-ний σz. Дал

Коков принцип расчета осадки по методу эквивалентного слоя?
Метод эквивалентного слоя грунта, так же как и все предыдущие методы расчета осадок фундаментов, базируется на теории линейно деформируемых тел. Для однородных на достаточную глубину грунт

Каков принцип расчета осадки по методу угловых точек?
Для определения осадки фундамента прямоугольной формы подошвы под любой точкой необходимо рассматриваемую точку расположить так, чтобы она была угловой. Здесь следует рассмотреть три основ

Всегда ли принимается при определении положения нижней границы сжимаемой толщи коэффициент 0,2?
В методе послойного суммирования осадки суммируются до той отметки, когда осевые дополнительные по отношению к природным напряжения не снизятся до 20 % от природных (бытовых) на этой же отметке. Эт

Какой представляется модель полностью водонасыщенного глинистого грунта? Что моделирует диаметр отверстий в поршне?
К. Терцаги предложил для полностью водонасыщенного глинистого грунта такую модель: цилиндр, заполненный водой, внутри которого имеется стальная пружина. Цилиндр закрыт поршнем, имеющим весьма малые

В чем состоит метод Фурье решения уравнения теории фильтрационной консолидации?
Метод Фурье состоит в следующем. Поскольку основное уравнение линейное и содержит два переменных аргумента (координаты и время), то решением его будет сумма частных решений. Частные решения отыскив

Трудности при возведении фундамента

Инженерная технология строительства фундамента выполняется в несколько этапов, но в вопросе глубины залегания, нас будут интересовать только первоначальные стадии строительства:

  • Земляные работы.
  • Обеспечение гидроизоляции.

При выборе неправильной величины глубины залегания на этапе выполнения данных стадий могут возникнуть характерные и индивидуальные проявления.

Земляные работы

Спектр работ заключается в следующем: по размеченному периметру производится срезка грунта на величину залегания. Для каждого типа фундамента он индивидуален. Если на глубине залегания находится водоносный пласт, то траншея в короткие сроки заполнится водой. Это станет основной причиной для сворачивания стройки.

Все возможные методики осушения почвы не принесут результата, так как водоносный пласт может содержать и продуцировать колоссальное количество воды от таяния льда, поверхностного снега и т.п.

Нередко при недобросовестном строительстве или невыполнении геодезического сопровождения на начальных этапах строительства принимается решение о возведении многоквартирных домов. Но уже через год после возведения начинается активное проседание и разрушение фундамента. Это создает прецедент для расселения жильцов и демонтажа всего здания. Такие случаи неоднократно возникали в архитектурной практике.

Обеспечение гидроизоляции

Прокладка гидроизоляционного слоя — обязательное мероприятие при возведении фундамента. В качестве изолятора используется полимерная пленка, уложенная на песчаную или гравийную подушку. Полимерная пленка должна изолировать нижнюю и боковые кромки фундамента, защищая их от почвенной влаги.

В случае ошибочных расчетов по глубине залегания любые гидроизоляционные мероприятия окажутся безрезультатными.

Глубина залегания фундамента — важнейший параметр при строительстве фундаментов всех видов сооружений. В статье были представлены подробные методы расчетов и все критерии, которые необходимо учесть при расчетах. Теперь у вас есть все необходимые понятия и приемы для осуществления всего спектра работ по возведению крепкого и устойчивого фундамента с правильной глубиной залегания в грунте.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector