Содержание

Глубина заложения ленточного фундамента дома


III. Упрощенный расчет монолитного малозаглубленного ленточного фундамента для стандартных случаев

Глубина заложения ленточного фундамента
Определяя глубину заложения ленточного фундамента, следует иметь в виду следующие принципиальные факторы:

  • Фундамент должен опираться на грунт с достаточной несущей способностью.
  • На глинистых грунтах фундамент должен прорезать слои, где возможны сезонные движения грунта из-за изменения режима влажности (влияние растительного покрова, кустарника, деревьев).
  • Фундамент должен прорезать слои, где возможны движения грунтов при замерзании.
  • Фундамент должен опираться на грунты, несущая cпособность которых не меняется при водонасыщении.
  • С увеличением глубины заложения фундамента, основание способно нести большие нагрузки.

Выбор рациональной глубины заложения фундаментов в зависимости от учета указанных выше условий рекомендуется выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.  При требуемой большой глубине заложения ленточного фундамента возможно дешевле будет применить фундамент другого типа: свайный, свайно-ростверковый или поверхностный фундамент из монолитной железобетонной плиты. Максимальная экономически оправданная глубина заложения ленточного фундамента по английским рекомендациям  – 2,5 метра.   
Минимальная глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента определяется глубиной промерзания грунта, степенью пучинистости грунта и высотой грунтовых вод. Чем больше в грунте воды и чем ближе она к поверхности (уровню планировки), чем больше глубина промерзания грунта, тем сильнее будут силы пучения, воздействующие на малозаглубленный фундамент снизу, по касательной и сбоку. Эти силы будут выталкивать малозаглубленный фундамент к поверхности, и будут сдавливать фундамент.

Чтобы снизить степень воздействия этих сил, ленточный фундамент придется заглублять. Кроме заглубления на силы морозного пучения можно влиять утеплением грунта, полной или частичной заменой грунта, его уплотнением, водоотведением и дренированием.
Заложение ленточного фундамента  на глубину менее глубины сезонного промерзания грунтов возможно только при проведении «специальных теплотехнических мероприятия, исключающие промерзание грунтов» [пункт 2.29 СНиП 2.02.01-83, пункт 12.2.5 СП 50-101-2004].Втерриториальных строительных нормах ТСН МФ-97 Московской области указывается, что при проектировании и устройстве мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных зданий рекомендуется “применение утеплителей, укладываемых под отмостку” с обязательной защитой их гидроизоляцией.
По строительным нормам Великобритании минимальная глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента на всех типах грунтов (кроме скального и глинистого) равняется 45 см BR 2010, A1/2, 2E4]. По отечественным нормам [п. 2.30 СНиП 2.02.01-83] минимальная глубина заложения ленточного фундамента составляет 50 см. На скальном грунте, при физической невозможности заглубления, ленточный фундамент может быть устроен прямо на поверхности без заглубления.  Минимальная глубина закладки мелкозаглубленного ленточного фундамента на глинистых (и других пучинистых) грунтах по британским нормам составляет 75 см (оптимальная глубина заложения 90-100 см).

Таблица №15. Рекомендуемые минимальные глубины заложения ленточных фундаментов (Великобритания).


Грунт

Глубина заложения фундамента

Примечание

Скальный, каменистый грунт

45 см или менее

При невозможности заглубления фундамент может устраиваться по поверхности земли.

Глина

75 -100 см

Глубина заложения фундамента может быть увеличена при наличии близко растущих  деревьев.

Пески, супеси, суглинки

45-90 см

 

В «Рекомендациях по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах» (Москва, 1972) указывается, что наиболее рациональным решением при проектировании фундаментов будет заложение ленточных фундаментов на глубину 0,5-0,6 м от планировочной отметки. При этом должны быть предусмотрены следующие инженерно-мелиоративные и строительно-конструктивные мероприятия, направленные на снижение потенциала пучинистости подлежащих грунтов.   Под ленточным фундаментом должна быть устроена песчаная подушка минимальной толщиной 20 см и максимальной – до трех размеров ширины фундамента. Рядом с фундаментом в траншее ниже песчаной подушки устроить систему дренажа с отводом воды в нижележащие песчаные слои или вниз по рельефу. Толщина засыпки пазух между фундаментом и грунтом должна составить не менее 20 см. Вокруг здания на ширину 2-3 м по поверхности уложить 10-15 см почвенный слой с уклоном от здания и посеять многолетние дернообразующие травы. При невозможности задернения поверхности грунта вокруг здания следует сделать отмостку шириной до 1 м.

В некоторых отечественных нормативных документах определено ограничение использование технологии малозаглубленного ленточного фундамента в климатических зонах с глубиной промерзания грунта свыше 1,7 метра. Также, в случае чрезмерной мягкости, возможной подвижности (пески, супеси, водонасыщенные грунты) и малой несущей способности поверхностных слоев почвы, глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента может быть увеличена до глубин достижения грунтов с хорошими несущими способностями и стабильными характеристиками.

Глубину заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если фундамент опираются на пески с подтвержденным отсутствием пучинистости. Другой возможностью отступить от привязки глубины заложения ленточного фундамента к глубине промерзания грунта являются » специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов» [Пункт 2.29 СНиП 2.02.01-83].

Таблица №16. Рекомендуемые минимальные глубины заложения ленточных фундаментов.*


Расчетная глубина промерзания условно непучинистого грунта

Расчетная глубина промерзания слабо пучинистого грунта твердой и полутвердой консистенции

Глубина заложения фундамента

до 2 метров

до 1 метра

0,5 м

до 3 метров

до 1,5 метров

0,75 м

Более 3 метров

от 1,5 до 2,5 м

1 м

 

от 2,5 до 3,5 м

1,5 м

* Таблица адаптирована на основании таблицы №2  п. 2.30 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»

То есть речь идет о горизонтальном утеплении грунта и вертикальном утеплении мелкозаглубленного ленточного фундамента в совокупности с постоянным поддержанием положительной температуры в доме. По нормам IBC/IRС-2012 R403.3, глубина фундамента может не достигать глубины промерзания, если грунт и фундамент утеплены, и в здании круглогодично поддерживается температура не менее 18 °С Наличие высоко стоящих грунтовых вод может внести свои коррективы в глубину заложения ленточного фундамента. При высоком уровне грунтовых вод вполне возможно, что мелкозаглубленный ленточный фундамент придется превращать в глубоко заглубленный ленточный фундамент. Для ориентира следует руководствоваться требованиями

п. 2.30 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»:

Таблица  №17.   Глубина заложения фундаментов зданий  с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод и глубины сезонного промерзания. *     


Грунты под подошвой фундамента, залегающие на глубину не менее нормативной глубины промерзания

Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод и глубины сезонного промерзания

Уровень глубины подземных вод выше уровня глубины промерзания грунта + 2 метра

Уровень глубины подземных ниже уровня глубины промерзания + 2 метра

Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности

не зависит от глубины промерзания грунта

не зависит от глубины промерзания грунта

Пески мелкие и пылеватые

не менее глубины промерзания грунта

не зависит от глубины промерзания грунта

Супеси

не менее глубины промерзания грунта

не зависит от глубины промерзания грунта

Cуглинки, глины, а также крупно-обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем

не менее глубины промерзания грунта

Не менее ½ глубины промерзания грунта

* Таблица адаптирована на основании таблицы №2  п. 2.30 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»
Минимальные расстояния от границы промерзания грунта до уровня подземных вод, при котором грунтовые воды не оказывают влияния на увлажнение промерзающего грунта можно определить по следующей таблице:  

Таблица №18. Минимальные расстояния от границы промерзания грунта до уровня подземных вод *


Наименование грунта

Значение минимального расстояния до уровня подземных вод, м

Глина с монтмориллонитовой и иллитовой основой

3,5

Глины с каолинитовой основой

2,5

Суглинки пылеватые

2,5

Суглинки

2,0

Супеси пылеватые

1,5

Супеси

1,0-1,3

Пески пылеватые

1,0

Пески мелкие

0,8

* Таблица адаптирована с упрощениями на основании таблицы №3  ВСН 29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах».

Если грунт на вашем участке пучинистый и грунтовые воды стоят высоко, то целесообразно подумать о применении другого типа фундамента: свайного или свайно-ростверкового (свайный фундамент с несущими балками). Такой фундамент не боится ни морозного пучения, ни высокого грунтовых вод.

Стоп-халтура! Под свайным фундаментом понимаются бетонные сваи на опорных площадках, сваи ТИСЭ, буронабивные сваи, или винтовые сваи большого диаметра промышленного производства из толстостенной оцинкованной или нержавеющей стальной трубы. Для жилых зданий предлагаются винтовые сваи с несколькими уровнями лопастей для увеличения несущей способности и предупреждения просадки свай. Такие сваи могут быть установлены только механизированным способом. Тонкостенные (4 мм) винтовые сваи из бывшей в употреблении трубы, диаметром 10 см из неоцинкованной стали, с кустарно приваренными лопастями, закручиваемые в землю ручным сбособом, подойдут только для неответственных сооружений  типа времянок, небольших садовых домиков, беседок, гульбищ, дек, настилов, сараев, туалетов и заборов.  

как правильно рассчитать, области применения, таблица

Одним из самых востребованных в наши дни является ленточный фундамент. Его основные преимущества – длительный срок службы, надежность, несложное изготовление без применения грузоподъемных механизмов. Заложение бетонной ленты осуществляется с учетом климатических и геологических условий, а также особенностей проекта. Перед началом строительства всегда рассчитывается глубина заложения и другие размеры фундамента – это позволит избежать осадки сооружения под влиянием деформаций грунта и подпочвенных вод.

Оглавление:

  1. Что учесть при выборе
  2. Как рассчитывается, формулы
  3. Основания мелкого заложения
  4. Размеры и типы армирования
  5. Пошаговая технология

От чего зависит глубина ленточного фундамента

При выборе размерных параметров основания дома обращают внимание на три основных фактора.

1. Плотность грунта.

Если он отличается высокой степенью однородности и прочности, средняя глубина расположения фундаментной ленты составляет 0,5 м. К этой группе относятся каменистые почвы, хрящеватые смеси (песок с глиной и щебнем), песчаные грунты с малой толщиной промерзания. На пучинистых почвах (глины, супеси, суглинки), накапливающих в порах много влаги, рекомендуется довести уровень закладки основы до 0,7 м. На слабых подвижных грунтах глубина заложения ленты зависит от уровня залегания твердой почвы (максимум – 2,5 м).

2. Глубина промерзания.

Существует мнение, что фундамент следует располагать ниже уровня промерзания. Но конструкция (особенно если это легкое каркасное строение) все равно будет неустойчивой из-за морозного пучения. Хотя промерзающий грунт не будет давить на подошву, он будет действовать на стенки ленты. Поэтому довольно часто ленту закладывают на отметке, равной половине глубины промерзания грунта (ГПГ). При этом учитывают, что подошва должна отстоять от уровня почвы не менее чем на 0,5-0,6 м. Влияние пучения уменьшают с помощью конструктивных решений: трапециевидной формы опалубки (она сужается кверху), защитных экранов для ленты, засыпки пазух непучинистым грунтом, прокладки водоотводных каналов.

3. Уровень залегания грунтовых вод.

Если они расположены ниже ГПГ, то глубина заложения ленты от них не зависит. При прохождении русла подземных вод выше отметки промерзания грунта фундамент опускают до уровня ГПГ.

Кроме названных факторов, на степень заглубления ленточного основания влияют класс строения (планируемая долговечность постройки), рельеф участка, общий вес сооружения. Большое значение имеет уровень прокладки коммуникаций: все они должны быть смонтированы выше фундаментной подошвы. Если возводится пристройка к дому, ее основание обустраивают несколько выше (учитывая будущую осадку), обязательно предусмотрев песчаную подушку.

Главная цель при составлении проекта – определить глубину, на которой несущий слой грунта вместе с подсыпкой обеспечит равномерную осадку здания, причем ее значение не должно быть выше максимально допустимого предела.

  1. Расчет глубины заложения
  2. Технология строительства основания

Расчет глубины заложения

Если по разным причинам невозможно проведение геологических изысканий для оценки участка, застройщик способен самостоятельно вычислить глубину закладки ленты на основании СП «Основания зданий и сооружений». В качестве примера приводится расчет в Московской области.

1. Определение нормативной глубины промерзания в метрах:

dfn = d0 х √Mt

Нормативное значение d0 выбирается по таблице, в зависимости от типа грунта: чем он плотнее, тем больше число. Например, для супесей d0 = 0,28, а для суглинков – 0,23. Mt – сумма модулей (абсолютных значений) средних отрицательных температур за зимний период (в средней полосе он продолжается с ноября по март). Для Москвы этот показатель равен 22,9 (таблица 5.1 «Строительная климатология»). Подставив числа в формулу, получают

dfn = 0,28 х √ 22,9 = 1,34 м

2. Определение расчетной глубины промерзания:

df = kh х dfn

Коэффициент kh зависит от типа сооружения и среднесуточной температуры в помещении, которое примыкает к наружному фундаменту. Для отапливаемых зданий значение коэффициента колеблется от 0,4 (дом с подвалом) до 1,0 (дом без подвала с полом на лагах). Для неотапливаемых сооружений kh = 1,1.Если пол устроен по грунту, а среднесуточная температура составляет 5°C, то kh = 0,8. Подставляем это значение в формулу:

df = 0,8 х 1,34 = 1,07 м

3. Определение глубины основы в зависимости от уровня грунтовых вод dw. Нужное значение выбирают по таблице 1.

Таблица 1.

Вид почвыУровень заложения ленты при залегании грунтовых вод на глубине dw
dw менее df + 2dw более df + 2
Песок мелкий и пылеватыйНе менее dfНе зависит от df
СупесиНе менее dfНе зависит от df
Глины, суглинки при текучести более 0,25Не менее dfНе зависит от df
Глины, суглинки при текучести менее 0,25Не менее dfНе менее 0,5df
Скальный, песок с гравиемНе зависит от dfНе зависит от df

Без геологических исследований, не зная уровня грунтовых вод, лучше заложить ленту на глубине не менее чем df, то есть 1,07 м.

Особенности ленточного основания мелкого заложения

Если возводится одноэтажный дом из кирпича ибо пеноблоков (без подвала), каркасное строение, бревенчатый сруб, дачный домик, баня, сарай или забор, то их основанием вполне может стать мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ). Конструктивно он похож на заглубленный аналог, но имеет также существенные отличия:

  • средняя глубина закладки – 0,7 м;
  • расположение над зоной промерзания;
  • служит основанием для строений, возводимых в основном на пучинистых почвах.

Фундамент мелкого заложения способен нейтрализовать разрушительное влияние морозного пучения грунта. При этом здание или забор, жестко соединенные с МЗЛФ, «плавают» вместе с ним в вертикальном направлении во время сезонных подвижек глинистого или песчаного грунта. За счет того, что глубина заложения небольшая, смещение осуществляется равномерно, не сопровождаясь образованием трещин.

Глубина заложения мелкозаглубленной ленты должна быть на 20 % меньше уровня промерзания почвы. В основании фундамент укрепляют с помощью непучинистой подушки толщиной 0,2-0,8 м. Именно такой слой должен составлять один из следующих материалов: щебень, шлак, гравий, крупный песок, песчано-гравийная смесь (ПГС). Подушка нивелирует деформации, возникающие при расширении и сужении пучинистого грунта, и фактически заменяет его собой.

Ленточное мелкозаглубленное основание рассчитывают по стандартной методике. Если строительство выполняется своими силами, для определения основных параметров фундамента одноэтажного сооружения можно воспользоваться таблицей.

Таблица 2.

Выбор размеров ленточного фундамента (мелкое заложение) и типа армирования

Тип грунтаОписание сооруженияШирина подошвы фундамента, мТолщина подсыпной подушки, мДиаметр арматуры, мм; число стержней в поясе; число стержней в сечении фундамента
Среднепучинистый, глина и песокКирпичная кладка, пенобетон; перекрытия из железобетона0,60,310; 2; 4
Сильнопучинистый, глина и песок0,60,514; 3; 6
Среднепучинистый, глина, суглинок, супесь, песокОтапливаемое каркасное строение;

дом из бруса;

сруб;

деревянные перекрытия

0,4 — 0,30,210; 3; 6
Сильнопучинистый, глина, суглинок, супесь, песок0,4 — 0,30,412; 3; 6
Среднепучинистый, глина, суглинок, супесь, песокЛетняя дача из бруса или бревен;

баня

0,3 — 0,20,6 — 0,712; 2; 4
Сильнопучинистый, глина, суглинок, супесь, песок0,3 — 0,20,7 — 0,812; 3; 6

Технология строительства основания

Заложение ленточного мелкозаглубленного фундамента под дом или забор выполняется в определенной последовательности.

1. Выравнивание грунта в пятне застройки, прокладка водоотводных каналов.

2. Разметка участка и земляные работы. Наносят линии контура стен и простенков здания и роют траншеи (глубина — 0,5-1,5 м). Если строится отапливаемый дом или баня, следует заложить фундамент под печью или камином.

3. Выстилание геотекстилем. С помощью него предотвращают заиливание подушки, если глубина поверхностных грунтовых вод выше, чем закладывается фундамент. Нетканый сверхплотный материал (например, дорнит) погружают на дно траншей и запускают на их боковые стенки, делая запас с каждой стороны, равный толщине подушки.

4. Подушка. Постепенно насыпают ПГС, после каждых 10-15 см тщательно уплотняют ее с помощью ручной трамбовки или вибратора, затем укрывают оставленными по бокам полотнищами дорнита.

5. Установка опалубки и армирование. Сетки, связанные из арматурных стержней и проволоки, размещают в нижней и верхней зонах. При этом глубина заложения в бетон составляет около 5 см. Нижний армопояс предотвращает прогиб ленты вниз, а верхний не дает ей выгнуться вверх.

6. Заливка бетона. Ленту заливают непрерывно, в один прием.

7. Демонтаж опалубки и вертикальная гидроизоляция. Ее производят, когда схватится бетонная смесь – летом этот момент наступает через 3-5 дней. Ленту по бокам обрабатывают битумно-каучуковой мастикой или проникающей гидроизоляцией (например, Пенетроном).

8. Обратная засыпка пазух. При снятии опалубки вокруг ленточного мелкозаглубленного фундамента образуются полости, заполняемые песком или глиной. В первом случае водопроницаемый материал уменьшает воздействие сил морозного пучения, но способствует накоплению влаги в засыпке и снижению ее несущей способности. Если выбрана глина, она создаст так называемый глиняный замок, предохраняющий от воды.

варианты для одноэтажного и двухэтажного домов из пеноблоков, каким должен быть средний показатель

Строители стремятся всегда сделать свою работу более простой и дешевой, сократить потери времени. Сложность и трудоемкость фундаментных работ при выборе ленточного типа основания оказывается оптимальной, что обусловило его большую популярность. Однако важно учесть все тонкости, и избежать часто встречающихся технических ошибок.

Особенности

Ленточный фундамент полагается устраивать по периметру дома, в том числе под внутренними несущими стенами. Часто подобное основание сооружается под тяжеловесными домами из натурального камня, кирпича или бетонных блоков. Но также он совместим с постройками, имеющими железобетонные перекрытия. Еще одним преимуществом ленты является ее пригодность для размещения подвалов и погребов. Плитные конструкции оборудовать такими помещениями намного сложнее, а подчас и вовсе невозможно.

Уже общее описание показывает, что глубина заложения лент обычно довольно велика. Однако простота используемой технологии оправдывает ее применение в малоэтажной застройке и при сооружении подсобных объектов. Ленточные основания к тому же неплохо работают даже там, где есть риск неравномерной усадки здания. Обычно это связано с неоднородным составом почвы, имеющим различные механические характеристики. При сооружении подвала можно использовать конструкции фундамента в виде готовых капитальных стен.

Период службы сильно зависит от примененного материала. Так, бетон и бутовый камень могут проработать до двух веков подряд. Но многое зависит от:

  • оказываемой нагрузки и ее изменения;
  • качества примененных материалов;
  • характеристик раствора;
  • свойств почвы и климатических параметров местности.

Лента может быть выполнена в монолитном виде, из сборных блоков либо сочетанием этих двух подходов.

Для изготовления фундамента, кроме бетона и бутового камня, иногда применяют их смесь либо кирпичную кладку. Лента делается как в виде прямого контура, так и с разрывами, геометрическая форма — прямоугольник или трапеция. В любом случае ширина берется не меньше, чем у подпираемой стены, а в идеале — больше на 100-150 мм. Широкое разнообразие видов ленточного фундамента не означает, что их можно выбирать произвольно, есть вполне строгие строительные стандарты.

Нормативные требования

Сооружение фундаментной ленты мелкой закладки под одноэтажным домом возможно даже на подушке из песка и гравия, это помогает экономить деньги и ускорить производство работ безо всякого риска. Но выполнить такую работу можно только на определенных грунтах:

  • несклонных к пучению;
  • полностью сухих;
  • отличающихся равномерным промерзанием.

Железобетонная лента с мелким заглублением под небольшим частным домом делается шириной 0,3-0,5 м под землей, высота цоколя составляет самое меньшее 0,3 м. Для наибольшей точности работы начинают с разметки, потом копают траншеи, стенки которых должны быть вертикально ровными. Малое заложение позволяет обойтись траншеями глубиной 0,5 и шириной от 0,6 до 0,8 м. Когда выемки выкопаны и выровнены, делается песчаная подушка 200-400 мм. Ее полагается трамбовать, поскольку чем плотнее основание, тем меньше будет со временем просадка всего дома.

Засыпка песка производится послойно, по 150 мм, его требуется перед трамбовкой увлажнить. Для наивысшей механической прочности сверху засыпают гравий с поливкой жидким бетонным раствором.

Чтобы сформировать опалубку, используют отшлифованные с одной стороны доски толщиной 2 см. Вместо них, можно брать еще:

  • шифер в виде плоских листов;
  • листовой металл;
  • фанеру.

Укрепление опалубки производится при помощи распорок и опорных кольев, ее обязательно следует выверять по вертикалям и горизонталям. Изнутри конструкция прокладывается плотным гидроизоляционным материалом. Чтобы необходимая толщина этого материала была меньше, следует подбирать глубину закладки, ориентируясь на уровень и движение подземных вод.

Фундамент в виде ленты для двухэтажного дома из кирпичей кладется в котловане, засыпаемом 0,3 м песка. Так как дом придется оборудовать санузлами, рекомендуется добавить поверх водопроводных и канализационных труб стяжку из цемента и песка толщиной до 0,1 м.

На застывшую стяжку кладут гидроизоляцию, а вот теплоизоляционный слой нужен не всегда. Потом идет каркас, создаваемый из арматурной стальной сети, далее опалубка. Только после этого и можно заливать ленту как таковую. Подошва основания под дом должна обязательно заходить на 200-250 мм глубже, чем промерзающая линия. Дома из пеноблоков легче, чем аналогичные по размеру кирпичные постройки.

Но это не означает автоматически, что можно закладывать фундамент ближе к поверхности. Придется проанализировать все параметры, характеризующие геологическую структуру участка. Дополнительно принимается во внимание тяжесть предусмотренных проектом перекрытий, мебельных изделий, снеговая нагрузка, которая может присутствовать на крыше даже на короткий срок. Среди разных вариантов закладки по глубине следует выбирать тот, что только можно позволить себе, по материальным соображениям. Грунт в разных местностях промерзает на 100-180 см, и в большинстве случаев выбирают заложение до 150 см.

Нужно учесть, что даже при использовании сведений геологоразведки и норм СНиП при расчетах позволяет найти только минимально необходимые величины.

Для полной гарантии устойчивости и профилактики рисков стоит завести подошву фундамента на 10 см вглубь дополнительно.

Траншеи продумываются и откапываются сразу с резервом под все необходимые слои подсыпки, стяжки и дополнительные конструкции. Относительно легкий дом на грунте, несклонном к пучению, допускается ставить на основание глубиной 600 мм, выполненное в формате плавающей ленты. Такая конструкция должна тщательно рассчитываться, только это позволяет избежать разрушения при подвижках грунтовых масс.

Лента под газобетон должна быть рассчитана не менее тщательно, чем под кирпич или иной тяжеловесный материал. Легкость надземных конструкций обманчива, без тщательных расчетов по прочности и несущей способности опоры они окажутся ненадежными. Проект фундамента следует готовить, максимально гася выталкивающую силу. Для более тяжеловесных стенных материалов она несущественна, а вот облегченные газобетонные блоки легко выталкиваются из почвы.

Внимание: большинство архитекторов полагает, что под газобетон, вообще, лучше стоит вбивать сваи, а не заливать ленту.

Если все же сделан именно выбор в пользу заливной опоры, при расчете ориентируются в первую очередь на:

  • массу стен и оказываемое ими давление на 1 пог. м;
  • массу всех перекрытий;
  • тяжесть кровельных материалов и подстилающих конструкций.

Как рассчитать?

Глубина залегания, упоминаемая в различных источниках и специальной литературе — это отнюдь не глубина отрываемой траншеи. Под таким термином специалисты понимают промежуток, отделяющий поверхность почвы от наиболее низкой плоскости фундамента. Лента без заглубления используется исключительно редко, поскольку ее несущая способность чрезвычайно мала. Минимальное заглубление встречается чаще глубокого, но при этом оно капризно. Придется рассчитывать действие сил пучения грунта.

Глубина закладки не может составлять менее 50% от глубины промерзания почв. Если уровень грунтовой жидкости высокий, обычно производится заглубление на 100-200 мм под линию заморозки. Исключение делается для скалистых почв, гравийной массы или подложки из песка с крупным зерном. В болотистой почве, на торфе и тому подобных основаниях ленту придется класть ниже проблемных слоев. Иногда хватает только траншеи до твердой массы, заполняемой песком; но такое решение могут принять исключительно подготовленные профессионалы.

Если из расчетов следует, что приходится копать траншеи излишне глубоко, нужно искать альтернативные решения.

Утепление фундамента и прилегающей к нему почвы поможет существенно сократить необходимую выемку. Организация качественного дренажа имеет не последнюю роль, он помогает защититься от промерзания. Песчаная подушка должна быть размещена как под самой лентой, так и сбоку от нее. Наилучшим способом решения проблемы считается комбинированный подход — сочетание подушки, утепления и дренажных конструкций.

Средняя точка закладки меняется в зависимости от того, отапливается дом или нет, планируется ли делать подвал. Для неотапливаемых построек хватает резерва заглубления в 10%, а если здание будет отапливаться, нужно 30%.

Внимание: класть ленту глубже 150 см не рекомендуется. Промерзание рассчитывается по специальным коэффициентам. Для глины и суглинка он составляет 0,23, для грунта из крупных обломков пород — 0,34, для песка — 0,28.

Рыть котлован для простой бетонной ленты, размещаемой под сараями, птичниками и хозяйственными постройками небольшой величины можно от 0,5 до 1 м вглубь. Для большинства таких сооружений, кроме самых массивных, вполне хватает 80 см. А вот жилой дом, даже сравнительно небольшой (одноэтажный), должен закрепляться ниже, его корень заводят на 2 метра. Впрочем, отличия этим не ограничиваются. При жилищном строительстве ленту полагается армировать, что сразу увеличивает ее ширину.

Опалубка обязательно содержит решетку из арматурного прута. Связка прутов достигается за счет применения вязальной проволоки. Прочность после заливки достигается за 28 – 42 дня в среднем. Лишь по затвердевшей ленте можно ставить стены. При строительстве дома с подвальным помещением траншейная методика не годится, котлован становится обязателен. Если планируется соорудить двухэтажное и более высокое жилище, придется применять стандартные блоки повышенной прочности; их высота непременно учитывается.

Советы

Не рекомендуется готовить траншеи шире 400 мм. На забутовку и подсыпку в общей сложности закладывают 0,2 м. Только такие слои дают настоящую гарантию против проседания.

По мнению специалистов, для формирования фундаментной ленты наливным методом стоит брать цемент категории М-300.

Чтобы конструкция оправдала себя, раствор формируют только из чистой воды, добиваются отсутствия примесей глины и почвы в инертных материалах, строго соблюдают пропорции.

Глубина ленточного фундамента под дом, расчет и строительство ленточного фундамента своими руками показаны в следующем видео

Ленточный фундамент: глубина заложения

Конструкция основания жилища выбирается одновременно с глубиной залегания перебором вариантов, начиная от самого дешевого. По умолчанию ленточный фундамент присутствует в проектах с подвальными этажами. Глубина заложения должна, прежде всего, удовлетворять эксплуатационным условиям (потолки 2,2 м минимум).

Пошаговый выбор глубины залегания

В зависимости от заглубления ленты фундаменты делятся на заглубленные (ЗЛФ), малозаглубленные (МЗЛФ), незаглубленные (НЗЛФ или монолитный пояс). Рассматривать фундамент ленточный при проектировании дома следует, как единую систему с верхними конструкциями, нижним основанием. Идеальным вариантом является скальный грунт:

  • глубина заложения отсутствует полностью, подвал невозможен, применяются монолитные пояса или НЗЛФ
  • нет грунтовых вод, несущая способность максимальная

Немногим уступают вышеуказанным характеристикам гравелистые почвы. На них обычно стоят НЗЛФ, МЗЛФ. Для всех остальных грунтов необходим расчет несущей способности, потери устойчивости (предельным деформациям). Влияют на глубину залегания следующие факторы:

  • плотность застройки
  • уровень УГВ
  • этажность (подземная + наземная часть)
  • рельеф пятна застройки
  • отметка промерзания
  • геология участка
  • назначение фундамента
  • величина сборной нагрузки здания

Рассмотреть при проектировании необходимо каждый фактор, чтобы обеспечить два вышеуказанных условия (потеря устойчивости + несущая способность).

Уровень грунтовых вод

Заглубленный ленточный фундамент при высоком УГВ – скорее редкость. Бетонные конструкции требуют усиленной гидрозащиты от напорного давления. Жидкость приходится регулярно откачивать из котлована, чтобы получить доступ для производства опалубочных, бетонных работ.

Поэтому подошва ленты должна отстоять от грунтовых вод на 1 м минимум. Более уместны варианты МЗЛФ, НЗЛФ. Насыщенные влагой глинистые почвы обладают мощными силами пучения, требуется полный комплекс защиты:

  • дренаж – отвод воды в подземную емкость перфорированными гофротрубами, уложенными вокруг здания
  • замена грунта нерудным материалом – подстилающий слой 40 – 80 см
  • утепление – теплоизоляция отмостки, боковых граней фундамента пенополистиролом
  • засыпка пазух песком – снижаются касательные силы, старающиеся вытолкнуть бетонную конструкцию наружу
  • гидроизоляция – покрытие бетонных поверхностей пленками, рулонными материалами, пропитка праймирующими смесями снижает насыщение конструкционного материала влагой

Исключив любую технологию, застройщик получает -15% эксплуатационного ресурса фундамента. При высоком УГВ фундаментную подушку изготавливают из щебня, что так же повышает смету строительства в сравнении с песком.

Глубина промерзания

Согласно нормативам СП 21.13330 допускается любая глубина заложения после предотвращения вспучивания вышеуказанными способами. Отапливаемые коттеджи не допускают промерзание почв под подошвой фундамента. Боковое промерзание предотвращают утеплением отмостки (глубина 0,3 – 0,4 м, ширина ленты 0,6 – 1,2 м). Экономический эффект очевиден:

  • 2 куба экструдированного пенополистирола максимум
  • вместо 10 кубов бетона, 300 кг арматуры, 3 кубов обрезной доски (опалубка), отрывки траншей глубиной 2,5 – 3 м вместо с удаления пахотного слоя 40 – 80 см

Кроме того, щебеночная подсыпка при подъеме грунтовых вод обеспечивает равномерные выталкивающие усилия без перекосов. В крайнем случае, здание аккуратно поднимется зимой, опустится на место при оттаивании. Водяные линзы в глинах вспучиваются неравномерно, возникают изгибающие, крутящие моменты, стремящиеся разорвать ж/б конструкцию.

Таким образом, крайне опасно для коттеджа совокупность намокания глинистых почв, возможность промерзания. Исключив любую составляющую этого условия, можно гарантированно получить отсутствие вспучивания при любом морозе.

Характеристики грунта

Стандартные характеристики расчетных сопротивлений грунтов (таблицы СП 22.13330) приведены для 1,5 – 2 м проектных глубин эксплуатации. Для МЗЛФ значения уменьшаются практически наполовину. Например, глина вместо R=4 будет иметь R=2,33 кг/см2. Реальными эксплуатационными просадками являются значения 1 – 2 см по завершении строительства жилища. Это допустимо для относительной неравномерности осадки (0,002 единиц) даже для двухэтажных кирпичных коттеджей.

Не стоит полагаться на небольшие размеры, которые имеет фундамент ленточный относительно участка. В 90% случаев грунты под ним крайне неоднородные. Опасность представляют, как плывуны, так и выход скалы под пятном застройки. В первом случае дом просядет именно на этом участке, во втором – фундамент повиснет на скале, накренившись в противоположную сторону.

Зависит глубина заложения от состава почв, поэтому даже визуальный осмотр позволит обеспечить прочностной запас. Определить грунт можно следующим образом:

  • скала – сомнений обычно не вызывает
  • гравелистая почва – песок смешан со щебнем (фракция 0,5 – 5 мм)
  • песок – крупный, средний, пылеватый (опасен резкой потерей несущей способности при намокании)
  • глина – скатывается жгутом тонкого диаметра, сохраняет форму при сдавливании
  • суглинок – тонкий жгут получить невозможно, шарик покрывается трещинами при сдавливании
  • супесь – остается в руках, скатать почти невозможно

Пористая глина набухает уже при намокании, втрое увеличивает размер при замерзании. Причем, вспучивание неравномерно по участку, рвет, корежит бетонные конструкции без теплоизоляционной, дренажной защиты.

Назначение фундамента

Ленточный фундамент служит, как для распределения/передачи нагрузок в нижние пласты почвы, так и ограждающей конструкцией цокольного этажа. Если глубина заложения больше 1 м, внутреннее пространство эксплуатируется, обратной засыпки изнутри нет. Боковые силы пучения оказывают серьезное давление на стены подвала, лента проектируется шире, чем в домах без цокольного этажа.

Здания часто имеют не одинаковую этажность отдельных помещений. Например, одноэтажная веранда, гараж примыкает к основному зданию, может иметь собственную кровлю. Разные нагрузки на фундамент не допускают жесткой связи между ними. Лента гаража может заглубляться меньше, однако следует отделить ее от ленты коттеджа подпорной стеной. Иначе возможен крен конструкций относительно друг дуга, раскрытие трещин железобетона, кладки.

Рельеф пятна застройки

Основной проблемой любого здания на склоне является возможность оползня, потери устойчивости. Несмотря на то, что фундамент ленточный воспринимает вертикальные нагрузки от здания, передает их в этой же плоскости, касательные усилия затрагивают зону под подошвой ленты, равную ее ширине. Наружная грань подбетонки должна располагаться от уклона минимум на расстоянии, равном ширине МЗЛФ.

В верхней части склона, нависающего над фундаментом, возникают горизонтальные сдвигающие усилия от вспучивания. Они пытаются столкнуть здание с выровненной для него площадки. Поэтому глубина заложения ЗЛФ должна обеспечить работу ленты в качестве подпорной стенки террасы.

Если планируется эксплуатация МЗЛФ, следует построить дополнительное удерживающее сооружение, заглубленное в почву частично, полностью:

  • пломба – заделывает пустоту (выветривание, обвал) в склоне
  • упорный пояс – ширина больше высоты конструкции (например, матрасы Рено габионного типа)
  • контрфорс – врезанная до несущего пласта вертикальная плита
  • стена подпорная – сдерживает массу карниза

Простейшими вариантами подпорных террасирующих стен являются сеточные габионы, заполненные крупным щебнем (от 15 см). При перепаде высот 1 – 2 м могут применяться георешетки.

Несущая способность

Чтобы рассчитать фундамент по несущей способности, необходимо иметь хотя бы минимальное представление о взаимосвязи основания, бетонной конструкции, опирающейся на него:

  • график показывает зависимость деформации почвы (просадка δ) от сборной нагрузки жилища (F)
  • отрезок ОА – упругая деформация, гарантированно присутствующая у плитных фундаментов
  • линия АБ – уплотнение (возможен сдвиг)
  • участок кривой БВ – сдвиги при боковых уплотнениях (столбчатый фундамент)
  • отрезок ВГ – выпор грунтов из-под ж/б конструкции
  • линия ГД – интенсивное боковое уплотнение (подходит для свайных фундаментов)

Таким образом, глубина заложения МЗЛФ, НЗЛФ не должна позволять развития фаз Г, Д с необратимыми последствиями. Поэтому любой фундамент рассчитывается на несущую способность по расчетному сопротивлению грунта, взятому из таблиц СП 22.13330. вычисления поэтапные:

  • сборная нагрузка равна весу всех силовых конструкций (кровля, фундамент, перекрытия, стены), умноженному на 2 (эксплуатационные, снеговые, ветровые нагрузки примерно равны этой массе)
  • цифру необходимо умножить на 1,2 (коэффициент надежности), разделить на R (расчетное сопротивление суглинка, глины, супеси из таблицы), длину ленты МЗЛФ

Получившийся результат корректируется с учетом стенового материала. Например, достаточной для несущей способности ленты ширины 40 см может не хватить для кирпичной кладки 64 см. зато, дом гарантированно не даст просадки, повышение сметы строительства – суровая неизбежность для этого конкретного примера.

Плотность застройки

Основная проблема строительства ленточного фундамента глубокого заложения внутри плотной застройки – котлован, в сторону которого всегда существует вероятность крена эксплуатирующихся зданий. Поэтому предпочтительнее минимальная глубина заложения – варианты МЗЛФ, НЗЛФ.

Фундамент обязательно рассчитывают на устойчивость, несущую способность вышеуказанными методами. При необходимости применяются конструкции, аналогичные подпорным стенкам при строительстве на сложном рельефе.

Этажность коттеджа

Ленточный фундамент традиционно является стенами подвального этажа. Поэтому, если проект имеет подполье, цокольный уровень, глубина заложения автоматически увеличивается (2 – 2,5 м). Стеновые материалы, количество надземных этажей влияют исключительно на ширину ленты (несущая способность должна быть больше).

Для малоэтажного строительства максимально допускается 3 этажа + мансарда. Нижние уровни сюда не входят, допустимы для любых проектов. Глубина заложения МЗЛФ позволяет изготовить техподполье (разводка коммуникаций, хранение овощей), не более того. Если фундамент имеет пол по грунту, часть эксплуатационных нагрузок автоматически воспринимает, передает на подстилающие слои плита.

Таким образом, выбор глубины подошвы ленточного фундамента должен учитывать все указанные факторы. Сочетание минимальных эксплуатационных расходов, высокого ресурса идеально с позиций бюджета строительства.

Какая должна быть глубина ленточного фундамента

 

Фундамент представляет собой железобетонную конструкцию прямоугольной формы, которая отвечает за прочность и долговечность здания. Ленточный фундамент применяют для заложения строений из различных материалов, плотность которых больше 1000-1300 кг/м3.

Основным параметром при создании ленточного фундамента является то, на какую глубину необходимо копать будущее месторасположения конструкции (глубина прямопропорциональна стоимости возведения).

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 448
Источник: https://KakPostroitDomic.ru/fundament/lentochnyj-fundament/glubina-lentochnogo-fundamenta.html

Разделы статьи

Особенности

Ленточный фундамент полагается устраивать по периметру дома, в том числе под внутренними несущими стенами. Часто подобное основание сооружается под тяжеловесными домами из натурального камня, кирпича или бетонных блоков. Но также он совместим с постройками, имеющими железобетонные перекрытия. Еще одним преимуществом ленты является ее пригодность для размещения подвалов и погребов. Плитные конструкции оборудовать такими помещениями намного сложнее, а подчас и вовсе невозможно.

Уже общее описание показывает, что глубина заложения лент обычно довольно велика. Однако простота используемой технологии оправдывает ее применение в малоэтажной застройке и при сооружении подсобных объектов. Ленточные основания к тому же неплохо работают даже там, где есть риск неравномерной усадки здания. Обычно это связано с неоднородным составом почвы, имеющим различные механические характеристики. При сооружении подвала можно использовать конструкции фундамента в виде готовых капитальных стен.

Период службы сильно зависит от примененного материала. Так, бетон и бутовый камень могут проработать до двух веков подряд. Но многое зависит от:

  • оказываемой нагрузки и ее изменения;
  • качества примененных материалов;
  • характеристик раствора;
  • свойств почвы и климатических параметров местности.

Лента может быть выполнена в монолитном виде, из сборных блоков либо сочетанием этих двух подходов.

Для изготовления фундамента, кроме бетона и бутового камня, иногда применяют их смесь либо кирпичную кладку. Лента делается как в виде прямого контура, так и с разрывами, геометрическая форма — прямоугольник или трапеция. В любом случае ширина берется не меньше, чем у подпираемой стены, а в идеале — больше на 100-150 мм. Широкое разнообразие видов ленточного фундамента не означает, что их можно выбирать произвольно, есть вполне строгие строительные стандарты.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2345
Источник: https://stroy-podskazka.ru/fundament/glubina-lentochnogo/

Предварительные изыскания

Перед началом планирования дома, вы должны решить, в каком месту участка хотите поставить дом. Если геологические исследования уже есть, учитывайте их результаты: чтобы меньше было проблем с фундаментом, имел он минимальную стоимость, желательно выбрать самый «сухой» участок: там, где грунтовые воды находятся как можно ниже.

Первым делом вы должны определиться с местом для дома на участке

Далее в выбранном месте проводят геологические исследования почвы. Для этого бурят шурфы на глубину от 10 до 40 метров: зависит от строения пластов и планируемой массы здания. Скважин делают как минимум, пять: в тех, точках, где планируются углы и посередине.

Средняя стоимость такого исследования — порядка 1000 $. Если стройка планируется масштабная, сумма не сильно отразится на бюджете (средняя стоимость дома 80-100 тыс. долларов), а уберечь может от многих проблем. Так что в этом случае заказывайте исследование у профессионалов. Если же поставить хотите небольшую постройку — небольшой дом, дачу, баню, беседку или площадку с мангалом, то вполне можно сделать исследования самостоятельно.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1119
Источник: https://stroychik.ru/fundament/glubina-zalozheniya-fundamenta

Факторы, влияющие на глубину закладки фундамента

Когда проектируется ленточный фундамент, глубина заложения играет основополагающую роль, поэтому параметр нужно просчитывать с особой тщательностью. Чем выше будет находиться подошва основания, тем меньшими будут затраты за счет уменьшения объемов бетонного раствора для заливки. Но экономия на качестве недопустима, поэтому учитывать нужно все.

Просчитывая, на какую глубину делать ленточный фундамент, берут во внимание такие основные факторы: граница промерзания почвы, близость прохождения грунтовых вод, точно определенный тип грунта на участке. Также желательно учитывать класс строения, планируемый срок службы, чувствительность конструкции здания к воздействию неравномерных осадок, общий рельеф участка.

Верхние слои почвы могут обладать сильной сжимаемостью, менять свойства по погоде. В таких случаях фундамент из ленты должен быть заглублен в устойчивые несущие грунты, независимо от глубины их прохождения.

Типы грунта по воздействию на прочность фундамента:

  • Гравелистные пески средней/большой крупности, крупнообломочные породы с примесями песка, скальные почвы
  • Пылеватые, мелкие пески
  • Разного типа супеси
  • Глины и суглинки, крупнообломочные породы с примесями глинистого заполнителя

Даже при условии заглубления фундамента существенно ниже уровня промерзания защита от воздействия пучения почвы при морозе не гарантирована. Если промерзающий слой не давит на подошву основания, он может воздействовать на стены, что учитывает расчет глубины заложения.

Способы уменьшения воздействия промерзающего грунта на конструкцию:

  • Создание скользящего слоя по боковой поверхности фундамента из материала с минимальным коэффициентом трения
  • Заливка основания в трапециевидной форме с выполнением сужения кверху
  • Защита грунта возле фундамента экранами и системами против переувлажнения
  • Засыпка пазух конструкции фундамента непучинистой почвой

Задумываясь о том, какой глубины должен быть ленточный фундамент, в качестве основной задачи следует выделять определение оптимальной глубины, где несущий слой грунта с подстилающими слоями сможет дать равномерную осадку здания, которая не превысит допустимые показатели.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 2212
Источник: https://1beton. info/maloetazhnoe/fundament/glubina-lentochnogo-fundamenta

Незаглубленный ленточный фундамент

Незаглубленный ленточный фундамент применяется в строительстве частных домов крайне редко, потому что он является очень слабой опорой для будущего строения. Как правило, он весь располагается поверх грунта, а внутри находится только лишь песчаная, либо песчано-гравийная подушка.

Много писать о незаглубленном ленточном фундаменте я не буду, тем более ему уже была посвящена целая статья ранее. Да и вообще, само понятие глубины заложения у такого фундамента отсутствует.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 510
Источник: http://postroj-sam.ru/fundament-doma/lentochnyj-fundament-glubina-zalozheniya-tablitsy-i-raschet.html

Обзор почвы для укладки фундаментов

Для правильного выбора вида фундамента нужно иметь представление о почве на участке

  1. Глинистая . Обладает нехорошей способностью набухать, из-за чего может выталкивать ленточный фундамент во время замерзания. Это особенно опасно при высоких показателях грунтовых вод. Для заложения ленты применяют глубину ниже уровня вод.

Совет! Для суглинистых почв, которые содержать 10-30% глины, свайно-ленточный вариант основы.

  1. Песчаная . Крупные и среднезернистые частицы хорошо пропускают воду, позволяя ей просачиваться. Однако песок с пылевидной или мелкозернистой структурой задерживает воды. В этом случае заложение можно осуществлять до уровня промерзания. Песчаный грунт всегда сопровождается глубокой усадкой, поэтому будет правильным установка высокого цоколя.

Совет! Если воды все равно затрагивает конструкции, для откачки жидкости рекомендуют установить водоотвод.

  1. Хрящевая . Содержит гравий, крупные камни и хрящ. Расчеты, которые нужно производить: нагрузка на основу и уровень грунтовых вод.
  2. Скальная . Надежный грунт: не набухает и не усаживается. Если почва не позволяет выкопать заглубление, основу можно построить на поверхности.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1178
Источник: https://KakPostroitDomic.ru/fundament/lentochnyj-fundament/glubina-lentochnogo-fundamenta.html

Глубина промерзания, методы определения

При определении глубины заложения подошвы фундамента важную роль играет правильное определение нормативной глубины промерзания для данного района строительства. Проектные организации, для облегчения расчётов, пользуются картой с нанесёнными изотермическими линиями или таблицей, в которой указаны значения нормируемой глубины промерзания для крупных городов, регионов России.

Нормативную глубину промерзания в районе строительства ленточного фундамента можно посчитать самостоятельно по эмпирической формуле (5.3 СП ) справедливой для районов с промерзанием <2.5 м:

dн=√M*d0

  • dн — нормативная глубина промерзания;
  • М — сумма отрицательных среднемесячных температур за год которые узнайте из СНиП таблица 3. В случае самостоятельного расчёта получите эти данные на местной метеостанции за последние 5 лет наблюдений, выберите холодный год;
  • d0 – эмпирический коэффициент, зависящий от типа и вида грунтов, находящихся в зоне промерзания, определяемый из таблицы.
Тип грунта Коэффициент
Глинистые и суглинки 0.23 м
Супеси, пески с включением пылевидных частиц 0.28 м
Крупный, чистый песок с вкраплениями гравия 0.3 м
Крупнообломочные и скальные 0.34 м

Расчётная глубина залегания подошвы ленточного фундамента определяется умножением нормативного значения на коэффициент 1.1.

Изотермические линии нормативной глубины промерзания по Европейской территории России и Западной Сибири.Выборка из таблицы нормативной глубины промерзания грунтов по Европейской части России

Для домов с тёплым подвалом или утеплённым полом расчетная отметка заложения определяется с учётом температуры в помещениях, примыкающих к фундаменту во время отрицательных наружных температур по формуле (5.4 СП ):

df = dн*к

  • df – расчётная отметка заложения;
  • dн — нормативная глубина, определяемая выше по формуле 5. 3;
  • к — понижающий коэффициент, определяемый по таблице 5.2 СП .

Например: по Московской области нормируемая глубина сезонного промерзания на площадке с супесными грунтами, пылевидными песками равна 1.34 метра. При строительстве дома из кирпича с отапливаемым подвалом, температурой в холодные месяцы 20 градусов понижающий коэффициент =0.4. Расчётный уровень заложения: 1.34*0.4=0.56 м. Подошва фундамента будет на отметке -0.76 м.

Коэффициенты для определения расчётной глубины промерзания для отапливаемых зданий.

Нормативные уровни промерзания берутся по пиковой нагрузке от максимально низких температур за 5—10 лет наблюдений. Поэтому, во время проектирования следуйте рекомендациям СП, чтобы гарантировать  сроки эксплуатации строения.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 2564
Источник: https://fasad-prosto.ru/fundament/glubina-zalozheniya-lentochnogo-fundamenta.html

Глубина заложения фундамента – рекомендации для различных видов оснований

Каждый вид фундамента имеет свои конструктивные особенности. Фундаментные основы предназначены для строительства зданий на определенных видах грунтов с разной степенью пучинистости. Вместе с тем для различных видов фундаментных оснований имеются проверенные на практике общие рекомендации. Они помогут правильно выполнить расчет глубины заложения фундамента для одноэтажного строения, двухэтажного дома, подсобной постройки, гаражного помещения или бани.

Минимальная глубина заложения фундамента

Профессиональные строители рекомендуют обратить внимание на следующие моменты:

  • минимальное расстояние от нулевой отметки до фундаментной подошвы должно составлять 50 см. При осуществлении строительства на скальных породах допускается уменьшенная глубина заложения;
  • одинаковый уровень расположения фундаментных подошв рядом находящихся строений. Это обеспечивает устойчивость зданий и предотвращает непредвиденные деформации;
  • высотный перепад между подошвой основания и несущим слоем почвы должен составлять не меньше 10–20 см. Это позволит передать нагрузку от массы строения на твердую грунтовую основу;
  • желательно производить закладку фундамента выше зоны прохождения водоносных слоев. В таком случае отпадет необходимость в сооружении дренажной системы;
  • при выполнении строительных мероприятий на площадках со слоистыми грунтами, основание должно опираться на почвенные слои с одинаковой степенью сжатия. Это предотвратит неравномерную осадку частей здания;
  • глубина заложения фундамента должна превышать уровень замерзания почвы на 15–20%. Это позволит избежать отрицательного влияния на фундаментную основу морозного пучения и предотвратит усадку строения.

Нецелесообразно рыть котлован, траншею или приямок с повышенной глубиной. Это не повысит надежность основы, вызовет перерасход строительных материалов, а также увеличит площадь поверхности, на которую будет оказывать отрицательное влияние подземные воды и пучинистые почвы.

Остановимся детально на особенностях каждого вида фундамента.

Блок: 4/8 | Кол-во символов: 2068
Источник: https://pobetony.expert/raschet/glubina-fundamenta

Глубина заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод

Все особенности проектирования описаны в СНиП -83*. Обобщенно все можно свести к следующим рекомендациям:

  • При планировании на скальных, песчаных крупной и средней крупности, гравелистых,  крупнообломочных с песчаным заполнителем грунтах глубина залегания фундамента от уровня  расположения подземных вод не зависит.
  • Если под подошвой фундамента находятся мелкие или пылеватые пески, то при уровне подземных вод расположенных на 2 метра ниже уровня промерзания грунта, глубина заложения фундамента может быть любой. Если воды находятся выше этой отметки, то закладывать фундамент нужно ниже уровня промерзания.
  • Если под подошвой находится будут глины, суглинки, крупнообломочные грунты с пылеватым или глинистым заполнителем, то фундамент однозначно должен быть ниже уровня промерзания (от уровня подземных вод не зависит).

    Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как видите, в основном уровень заложения фундамента фундамента определяется наличием подземных вод и тем, насколько сильно промерзают грунты  в регионе. Именно морозное пучение становится причиной проблем с фундаментами (или изменение уровня грунтовых вод).

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 1327
Источник: https://stroychik.ru/fundament/glubina-zalozheniya-fundamenta

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 0
Источник: http://stroitel-list.ru/fundament/kakoj-glubiny-delat-lentochnyj-fundament.html

Как рассчитать?

Глубина залегания, упоминаемая в различных источниках и специальной литературе — это отнюдь не глубина отрываемой траншеи. Под таким термином специалисты понимают промежуток, отделяющий поверхность почвы от наиболее низкой плоскости фундамента. Лента без заглубления используется исключительно редко, поскольку ее несущая способность чрезвычайно мала. Минимальное заглубление встречается чаще глубокого, но при этом оно капризно. Придется рассчитывать действие сил пучения грунта.

Глубина закладки не может составлять менее 50% от глубины промерзания почв. Если уровень грунтовой жидкости высокий, обычно производится заглубление на 100-200 мм под линию заморозки. Исключение делается для скалистых почв, гравийной массы или подложки из песка с крупным зерном. В болотистой почве, на торфе и тому подобных основаниях ленту придется класть ниже проблемных слоев. Иногда хватает только траншеи до твердой массы, заполняемой песком; но такое решение могут принять исключительно подготовленные профессионалы.

Если из расчетов следует, что приходится копать траншеи излишне глубоко, нужно искать альтернативные решения.

Утепление фундамента и прилегающей к нему почвы поможет существенно сократить необходимую выемку. Организация качественного дренажа имеет не последнюю роль, он помогает защититься от промерзания. Песчаная подушка должна быть размещена как под самой лентой, так и сбоку от нее. Наилучшим способом решения проблемы считается комбинированный подход — сочетание подушки, утепления и дренажных конструкций.

Средняя точка закладки меняется в зависимости от того, отапливается дом или нет, планируется ли делать подвал. Для неотапливаемых построек хватает резерва заглубления в 10%, а если здание будет отапливаться, нужно 30%.

Внимание: класть ленту глубже 150 см не рекомендуется. Промерзание рассчитывается по специальным коэффициентам. Для глины и суглинка он составляет 0,23, для грунта из крупных обломков пород — 0,34, для песка — 0,28.

Рыть котлован для простой бетонной ленты, размещаемой под сараями, птичниками и хозяйственными постройками небольшой величины можно от 0,5 до 1 м вглубь. Для большинства таких сооружений, кроме самых массивных, вполне хватает 80 см. А вот жилой дом, даже сравнительно небольшой (одноэтажный), должен закрепляться ниже, его корень заводят на 2 метра. Впрочем, отличия этим не ограничиваются. При жилищном строительстве ленту полагается армировать, что сразу увеличивает ее ширину.

Опалубка обязательно содержит решетку из арматурного прута. Связка прутов достигается за счет применения вязальной проволоки. Прочность после заливки достигается за 28 – 42 дня в среднем. Лишь по затвердевшей ленте можно ставить стены. При строительстве дома с подвальным помещением траншейная методика не годится, котлован становится обязателен. Если планируется соорудить двухэтажное и более высокое жилище, придется применять стандартные блоки повышенной прочности; их высота непременно учитывается.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 3776
Источник: https://stroy-podskazka.ru/fundament/glubina-lentochnogo/

Уменьшаем глубину фундамента

С целью снижения затрат на создание ленточного фундамента, проводят мероприятия которые направлены на уменьшение заложения основы

С целью снижения затрат на создание ленточного фундамента, проводят мероприятия которые направлены на уменьшение заложения основы.

  1. Заменяют пучинистую почву на непучинистую. Для начала необходимо вырыть котлован ниже уровня промерзания почвы, который превышает проектные размеры основы. Далее засыпают все песком и утрамбовывают. Песок обладает хорошей несущей способностью и не позволяет влаге просачиваться.
  2. Установка отмосток. Защита от промерзания и переувлажнения. Отмостка – это площадка выполнена из бетона с уклоном на 10o. Размер отмосток зависит от типа почвы и от свеса кровли. Просадочные грунты предполагают использование площадки шириной в один метр.
  3. Чтобы понизить уровень грунтовых вод, строительную площадку оснащают кюветами. Установка действует по принципу водоотвода. Если участок постоянно находится под влиянием вод его оснащают основательной дренажной системой.
  4. Для защиты почвы от промерзания под отмостку основы укладывают пенополистирольные плиты.
  5. Основа небольшого деревянного дома может заглубляться на промерзающий уровень небольшой глубины. Фундамент должен быть хорошо армирован и не доставать до подземных вод.

Основание обязательно нужно подсыпать с помощью песка или гравия. От того какую подсыпку используете, зависит выравнивание неравномерной почвы и распределение нагрузки, что предотвращает перекос здания.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1505
Источник: https://KakPostroitDomic.ru/fundament/lentochnyj-fundament/glubina-lentochnogo-fundamenta.html

Пучинистость

Пучинистость — негативный фактор, влияющий на заложение фундамента. Пучение вызывают только те грунты, которые обладают высокой капиллярной активностью — способностью втягивать воду, смешиваться с ней. При замерзании таких грунтов увеличивается объём, что вызывает изменение положения фундамента, нарушается геометрия кирпичных стен, каркаса здания, конструкционных элементов.

Замерзание грунта происходит под подошвой и у боковых стенок фундамента. Пучение грунта вызывает усилия, способные поднимать  нагруженные здания. Например для лёгкого дома со стенами из блоков низкой плотности (пенобетон, газобетон) разность уровней между крайними точками стены не должна превышать 0. 02% (СП , таблица Д.1). Эксцентриситет приложения нагрузок для такого варианта не допускается.

Грунты по своей способности поглощать влагу и увеличиваться в объёме при промерзании делятся на следующие

  • сильно пучинистые,
  • пучинистые,
  • средне пучинистые,
  • слабо пучинистые,
  • не пучинистые.

Какой вид грунтов, их залегание на участке можно узнать:

  • в отделе архитектуры из геологических исследований;
  • пробурив шурф на участке, взяв керн и определив состав в лаборатории — это самый надёжный способ.

К пучинистым грунтам относятся: глина, суглинки, супеси. К средне пучинистым относят мелкие пески с природными включениями пылевидных частиц или глины, имеющие способность втягивать воду через капилляры. Сильно пучинистыми становятся такие грунты когда уровень грунтовых вод выше глубины промерзания.

К не пучинистым относятся: скальные и крупнообломочные грунты, чистые крупные и средней крупности пески, способные адсорбировать влагу.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 1620
Источник: https://fasad-prosto.ru/fundament/glubina-zalozheniya-lentochnogo-fundamenta.html

Как уменьшить глубину заложения ленточного фундамента

После проведения всех расчетов по глубине заложения ленточного фундамента, частенько бывает так, что с учетом грунта и региона, его необходимо заложить очень глубоко. От сюда возникает вопрос о том, как сократить расходы и уменьшить глубину.

Существует несколько способов уменьшения глубины заложения ленточных фундаментов, все они основаны на том, чтобы уменьшить значение основных факторов, влияющих на фундамент.

Уменьшение глубины промерзания грунта

Изменить климат в регионе мы, конечно же, не сможем, но сможем изменить глубину промерзания, конкретно под подошвой фундамента, утеплив сам фундамент и грунт, прилегающий к нему с наружной стороны.

Таким образом мы сможем уменьшить глубину заложения фундамента, а также сократить расходы на него.

Отвод грунтовых вод от ленточного фундамента

Еще один действующий способ уменьшения глубины заложения ленточного фундамента – отвод воды от него.

Делается это с помощью устройства хорошей дренажной системы, которая отведет значительную часть воды от фундамента и не даст ей пагубно воздействовать на него.

Песчаная или песчано-гравийная подушка под фундаментом

В случае, когда на участке пучинистые слои грунта залегают достаточно глубоко, ленточный фундамент также придется закладывать на большую глубину. Уменьшить ее можно, заместив пучинистый грунт песчаной или песчано-гравийной подушкой.

Другими словами, необходимо выкопать глубокую траншею до твердых грунтовых пород, а после этого устроить там массивную песчано-гравийную подушку, которая распределит нагрузку от фундамента и дома на грунт равномерно и не даст силам пучения пагубно воздействовать на фундамент.

Подушку желательно делать не только под подошвой фундамента, но и рядом с ним, как показано на схеме.

Стоит отметить, что самым надежным методом уменьшения глубины заложения ленточного фундамента, является комбинированный способ, т. е. и устройство подушки, и утепление, а также устройство дренажа, если это понадобится.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 2008
Источник: http://postroj-sam.ru/fundament-doma/lentochnyj-fundament-glubina-zalozheniya-tablitsy-i-raschet.html

Теплоизоляция основы

Для защиты от промерзания почвы мелкозаглубленные конструкции теплоизолируют

Для защиты от промерзания почвы мелкозаглубленные конструкции теплоизолируют. Изоляция не позволяет холоду проникать через бетонные слой к зонам, которые находятся ниже фундаментной подошвы.

Для теплоизоляции применяют экструдированный пенополистирол, который не разлагается под воздействием влаги. Чем больше толщина, тем лучше теплоизоляция. 2.5 см пенополистирола имеет сопротивляемость как  1.2 метра почвы. Но необходимо закладывать качественную горизонтальную и вертикальную изоляции.  Это предотвратит замерзание и набухание грунта под фундаментом.

Главное, чтобы перед укладкой основания были проведены все необходимые расчеты, только так можно построить устойчивое и надежное сооружение.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 795
Источник: https://KakPostroitDomic.ru/fundament/lentochnyj-fundament/glubina-lentochnogo-fundamenta.html

Фундаменты мелкого заложения, сплошные плиты

Фундаменты мелкого заложения применяют для зданий 2 и 3 категорий когда глубина промерзания низкая и заглублять подошву настолько экономически не целесообразно. Второй вариант — глубина сезонного промерзания ниже уровня грунтовых вод.

При этом, геология грунтов на участке должна позволять по природной несущей способности возводить мелко заглублённый фундамент.

Обустройство фундамента сплошной плиты по СП .

Обустройство должно предусматривать дренаж, утепление отмостки, надёжную гидроизоляцию. Иногда заранее закладывается в проект усиление нижележащих грунтов методом инъекции цементным раствором, установка свай с целью удерживания фундамента от поднятия в случае вспучивания.

Эти меры достаточно эффективные, позволяют гарантировать долговечность фундамента до 50 лет. Расчёт заложения подошвы ведётся с учётом геологии распределения пластов грунта на участке.

Ширина фундамента зависит от несущей способности грунтов на которые он опирается и толщины кирпичной или блочной стены каркаса строения, расчётной по тепло потерям для данного климатического пояса.

Плитный монолитный фундамент рекомендуется возводить в густо застроенных городах и районах, например в Москве, где ограничена возможность копать глубокие котлованы. При соблюдении технологии строительства, плитный фундамент считается надёжнее других оснований.

Расчёт проводится по положениям СП , сложен для не специалиста, выгоден по экономическим затратам, срокам возведения.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 1489
Источник: https://fasad-prosto.ru/fundament/glubina-zalozheniya-lentochnogo-fundamenta.html

Подводим итоги

Самостоятельное определение глубины заложения фундамента – серьезная и ответственная задача. Главное правило при выполнении расчетов – грамотный подход, который обеспечит устойчивость оснований и долговечность строений. Желательно воспользоваться услугами профессиональных проектировщиков и опытных строителей, которые учтут все факторы и правильно рассчитают глубину фундамента.

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 394
Источник: https://pobetony.expert/raschet/glubina-fundamenta

Кол-во блоков: 23 | Общее кол-во символов: 31293
Количество использованных доноров: 8
Информация по каждому донору:

  1. https://1beton.info/maloetazhnoe/fundament/glubina-lentochnogo-fundamenta: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 2212 (7%)
  2. http://postroj-sam.ru/fundament-doma/lentochnyj-fundament-glubina-zalozheniya-tablitsy-i-raschet.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2518 (8%)
  3. https://stroy-podskazka.ru/fundament/glubina-lentochnogo/: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 7081 (23%)
  4. https://KakPostroitDomic.ru/fundament/lentochnyj-fundament/glubina-lentochnogo-fundamenta. html: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 3926 (13%)
  5. https://pobetony.expert/raschet/glubina-fundamenta: использовано 4 блоков из 8, кол-во символов 5064 (16%)
  6. https://fasad-prosto.ru/fundament/glubina-zalozheniya-lentochnogo-fundamenta.html: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 6762 (22%)
  7. https://stroychik.ru/fundament/glubina-zalozheniya-fundamenta: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 3730 (12%)
  8. http://stroitel-list.ru/fundament/kakoj-glubiny-delat-lentochnyj-fundament.html: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 0 (0%)

материалов, несущей способности, прочности и глубины заложения

Ленточный фундамент является наиболее популярным видом строительного фундамента. Это обусловлено его высокой надежностью, долговечностью, простотой изготовления и отсутствием необходимости использовать строительную технику.

Вместе с тем, построить действительно качественный фундамент невозможно без предварительного расчета глубины заложения, ширины ленты и высоты надземной части фундамента. В статье мы рассмотрим расчет ленточного фундамента — примерреального заложения и теоретические аспекты такого проекта.

Если фундамент представляет собой прямоугольник или квадрат, то вычислить его объем сложности не составит. Если же вам предстоит заливать сложную конструкцию, то придется вычислять объем каждой части фундамента отдельно, а затем складывать полученные значения.

Расчет глубины заложения фундамента

Перед началом работ производится разметка фундамента и определение глубины его заложения.

При расчете глубины фундамента учитываются следующие факторы:

  • плотность грунта,
  • глубина залегания грунтовых вод,
  • глубина промерзания грунта,
  • габариты будущего здания.

Рассмотрим эти параметры более подробно.

Плотность грунта на участке. От состояния грунта зависит прочность всего фундамента:

  • если грунт однородный, прочный, то глубину заложения выбирают около 45 см,
  •  если грунт пучинистый, глинистый, то это значение доводят до 70 см,
  • а вот на чрезмерно мягких и подвижных грунтах фундамент можно заглублять вплоть до достижения им твердой почвы. Обычно максимальная разумная глубина его заложения составляет 2,5 метра.

Глубина промерзания грунта также влияет на глубину фундамента.

Обычно фундамент заглубляется на глубину, равную половине значения промерзания грунта.

Например, если грунт промерзает на 1,5 метра, то фундамент заглубляют на 0,75 метра. На очень прочных грунтах глубина промерзания почвы допускается в 2 раза большая. То есть, около 3 метров. Если принять дополнительные меры по утеплению фундамента, то можно немного отступить от расчетных норм глубины заложения.

Глубина промерзания грунта на территории России

Уровень грунтовых вод. Если грунтовые воды проходят ниже глубины промерзания грунта, то они никак не влияют на глубину заложения фундамента. В случае их прохождения выше глубины промерзания грунта, фундамент заглубляют на глубину промерзания.

Вес будущего строения также влияет на глубину подземной части фундамента. Производится расчет нагрузкина грунт.

Для этого вес здания с фундаментом нужно разделить на опорную площадь фундамента.

В учет принимаются все конструкции дома, а также вес мебели, снеговая и ветровая нагрузки.

После нужно посмотреть, позволяет ли несущая способность вашего грунта возводить дом с такими показателями. Если не позволяет, то необходимо увеличить ширину фундамента.

Методика расчета прочности имеется на многих сайтах Интернета в виде онлайн-калькуляторов. Введя в поля калькулятора имеющиеся и предполагаемые значения, можно рассчитать все необходимые параметры будущего фундамента.

Расчет несущей способности ленточного фундамента

Перед началом работ по заливке фундамента в обязательном порядке изучается несущая способность. Любой грунт состоит из твердых частиц и мельчайших пор, которые заполнены воздухом или водой.

Под весом строения поры сжимаются, меняют свою форму. Из-за этого грунт также сжимается, смещается и может даже выпирать из-под фундамента. В результате таких подвижек стены строения могут дать трещины и перекоситься, а само строение может потерять устойчивость. В этом случае считается, что здание дало осадку.

Специалистов интересует значение максимальной нагрузки, при превышении которой грунт может сместиться на недопустимую величину.

Расчет осадки ленточного фундамента определяется по соотношению напряжения и деформации. То есть, среднее значение давления, которое оказывает здание вместе с фундаментом на грунт, не должно быть больше расчетного значения сопротивления грунта.

По положениям СНиП данное значение определяется по соответствующим таблицам.

Расчет материалов ленточного фундамента

Перед началом строительства необходимо заготовить нужное количество строительных материалов:

  • песок,
  • щебень или гравий,
  • цемент,
  • а также связующие и армирующие материалы.

Весь фундамент состоит из двух частей — надземной и подземной.

По своей структуре они могут различаться, так как в состав подземной части могут входить бутовые камни, проволока, куски металла. Надземная же часть обычно заливается с использованием только гравия и песка в качестве наполнителей.

Расчет монолитного ленточного фундамента на дом предполагает замер его длины, ширины и высоты.

Расчет ленточного фундамента

Вначале можно посчитать объем надземной заливки — для этого суммарная длина траншеи умножается на ширину и предполагаемую высоту заливки.

Для вычисления общего объема фундамента производится замер его полной глубины, которая затем умножается на уже известные нам длину и ширину.

Например, общая длина ленточного фундамента составляет 30 метров, а его ширина составляет 0,3 метра. Общая глубина залегания фундамента составляет 1 метр. Перемножив данные цифры, получаем значение 9 кубов. Именно такой объем фундамента мы получим в конечном итоге.

Исходя из этого показателя, можно определить необходимое количество цемента и песка.

Врасчет монолитного ленточного фундамента входят также армирующие элементы. Обычно это толстая стальная проволока или металлическая арматура.

Сколько нужно заготовить арматуры и как ее правильно порезать?

Фундамент должен включать в себя два ряда арматуры, расположенные горизонтально, по всему периметру фундамента.

Зная периметр своего фундамента, можно легко подсчитать нужное количество арматуры. Длина периметра умножается на 2. В нашем случае получается 60 метров.

Прутья арматуры должны также проходить вертикально через фундамент. Для этого нарезается арматура такой длины, какова высота нашего фундамента.

Расчет арматуры

У нас высота составляет 1 метр, а прутки устанавливаются через каждые 50 сантиметров. Следовательно, нам необходимо 60 прутков длиной по 1 метру. В сумме получается, что для заливки нашего ленточного фундамента необходимо закупить 120 метров арматуры.

При возведении надземной части фундамента нам потребуются доски или щиты для опалубки. Подсчитать их количество можно очень легко, зная размеры надземной части фундамента.

Высчитывается высота надземной части по всему периметру строения, а затем умножается на длину опалубки. Полученная площадь умножается еще на 2, в результате чего мы получаем площадь необходимого количества листов или досок для опалубки.

Зная количество расходных материалов, нам вполне по силам произвести расчет стоимости ленточного фундамента. Это даст нам возможность правильно составить смету будущего строительства.

Каковы требования к толщине ленточного фундамента?

🕑 Время прочтения: 1 минута

Существует ряд факторов, влияющих на толщину ленточного фундамента, таких как водопроницаемость, типы грунта и глубина фундамента. Обсуждаются требования к толщине ленточного фундамента в зависимости от условий нагрузки и глубины заложения.

Рис. 1: Ленточный фундамент

Требования к толщине ленточных фундаментов

Толщина ленточного фундамента, несущего легкие нагрузки Обычно толщина ленточного фундамента равна выступу от поверхности фундамента или стены, но не менее 150 мм.Эта минимальная толщина устанавливается для того, чтобы ленточный фундамент обладал достаточной жесткостью и, следовательно, мог перекрывать слабые карманы в грунте. Кроме того, чтобы выдерживать продольные силы, создаваемые тепловым сжатием и расширением, а также движениями влаги фундаментной стены. Если тип грунта под фундаментом глинистый, то вздутие глины может быть большим и оказывать давление на фундамент. Что необходимо установить минимальное ограничение на ленточный фундамент.

Толщина ленточного фундамента, несущего большие нагрузки Если ленточный фундамент воспринимает большие нагрузки, то толщину фундамента контролируют по его прочности, чтобы выдерживать поперечные и изгибающие моменты, которые могут привести к разрушению выступа фундамента. Рисунок 2 объясняет изгиб и разрушение при сдвиге соответственно. Если арматура не заделана в ленточный фундамент, то разрушение залегания ленточного фундамента будет контролировать его толщину.

Рис. 2: Разрушение ленточного фундамента при изгибе и сдвиге

Разрушения при изгибе можно избежать, если использовать бетон достаточной толщины. возможно применение ступенчатого или наклонного перехода на заданную толщину от лицевой стороны стенки к ширине дна. Иногда ленточный фундамент проектируют консервативно, выбирая толщину, препятствующую развитию напряжения на нижней стороне ленты.Такая толщина обычно равна удвоенной проекции полосы. Однако учитывается распределение нагрузки на основание ленточного фундамента под углом 45 градусов. И в соответствии с этим распределением нагрузки небольшое напряжение растяжения в основании фундамента допустимо, но его величина неизвестна.

Толщина глубокого и широкого ленточного фундамента Если глубина и ширина ленточного фундамента велики, необходимо учитывать экономичное использование бетона при учете толщины фундамента. Это связано с тем, что может использоваться значительное количество бетона, который не способствует передаче нагрузки от стены на грунт под фундаментом. Количество бетона, используемого при строительстве фундамента, можно уменьшить, сделав выступ фундамента ступенчатым. Однако сооружение опалубки для ступенчатого строительства будет дорогостоящим и может превысить стоимость дополнительного бетона, используемого, когда не используются ступенчатые выступы. Что касается наклонных выступов ленточного фундамента, то это улучшит экономичность фундамента, если отношение уклонов не превышает одного вертикального к трем горизонтальным.Если уклон проекции фундамента больше 1 по вертикали на 3 по горизонтали, то требуется опалубка, которая явно увеличивает стоимость строительства. В случае сильно нагруженного или широкого ленточного фундамента рекомендуется провести сравнение стоимости неармированного ленточного фундамента и армированного ленточного фундамента. Это связано с тем, что первое привело бы к большей экономии именно в этом случае, когда глубина фундамента увеличивается, чтобы достичь продувки слоя слабого грунта. Кроме того, стоимость бетона, используемого в случае неармированного бетона, меньше, чем в случае использования армированного ленточного фундамента.Потому что последний должен соответствовать требованиям норм применения, тогда как бетон с соотношением 1:9 можно использовать для неармированного бетонного основания в неагрессивном грунте.

Ленточные фундаменты

Введение

Ленточный фундамент на сегодняшний день является наиболее распространенной формой фундамента дома в Соединенное Королевство. Ленточный фундамент, как понятно из названия, представляет собой ленту или ленту из бетон под всеми несущими стенами.Ширина полосы зависит на допустимое опорное давление грунта и нагрузку здания. Для более слабых грунтов и/или более тяжелых нагрузок потребуются более широкие фундаменты. распределить нагрузку по требуемому участку земли. Полоса должна быть достаточно глубоко, чтобы опираться на твердый слой. Глубина также зависит от характеристики почвы. В глинистых грунтах, например, фундамент должны быть расположены достаточно глубоко, чтобы избежать влияния изменений объема, вызванных сезонным перемещением или деревьями (обычно около 1 метра и более).В песках, гравии и некоторых илах необходимо быть достаточно глубоким, чтобы избежать движения, вызванного морозным пучением (обычно около 450 — 500 мм или около того). Впервые Строительные нормы 2004 г. требуют минимальной глубины заложения ленточного фундамента. Это 0,45 м, где есть опасность заморозков и 0,75 м на глинистых почвах. Это минимум глубины, и на практике Регламенты признают, что фундаменты могут иметь быть глубже, чем это из-за местных условий.
фундамент, показанный слева, представляет собой ленточный фундамент с парой ступеней в Это. Они распространены там, где участок находится на склоне; они помогают уменьшить необходимый объем земляных работ. На картинке справа показано более позднее сцена (то же место, другой дом). Подконструкция блочная (плотная блоки) находится на пути к завершению.Следующим этапом будет добавление сборный цокольный этаж.

Типы фундаментов

Ленточные фундаменты обычно либо традиционные ленточная или траншейная засыпка. В некоторых сжимаемых грунтах фундамент может иметь быть достаточно широким. Их часто называют широколенточными фундаментами – на самом деле это просто еще одна форма традиционной полосы.Ленточные фундаменты (из любой тип) также может быть ступенчатым — иногда это кажется довольно сложным но не влияет на то, как они работают. Шаг происходит только в наклонной поверхности и является средством снижения затрат. Фундамент всегда должен быть ровным и без ступенек. фундамент может быть довольно глубоким на наклонном участке.
Силовая установка Если вы хотите получить простое представление о ленточном фундаменте перейдите по ссылке слева.Это приведет вас к Powerpoint последовательность с фотографиями, рисунками и т.д. Последовательность занимает пару минут и показывает типичную конструкцию фундамента для современного дома. В В любой момент вы можете ускорить последовательность, приостановить ее или просмотреть.
Не забудьте видеоклипы (ссылка на левая рамка экрана).

Традиционная полосовая или траншейная засыпка?

Как упоминалось выше, фундамент может быть либо традиционная полосовая или траншейная засыпка. Они отличаются общей глубиной конкретные — но они не отличаются в принципе. См. следующую страницу, чтобы увидеть их соответствующие преимущества и недостатки. кликните сюда увидеть традиционный ленточный фундамент после кладки подстилающего блока полный.

Для большинства домов на большинстве типов грунта фундамент не требует специалистов дизайн. Посмотрите на страницу, посвященную размерам фундамента.

На плане дома справа показан типичный фундамент макет.фундамент проходит под наружными стенами, а также под внутренние несущие стены. В большинстве домов в наши дни внутренние несущие стены поддерживают балки верхнего этажа. В старых домах или современные дома с «разрезанными» крышами, внутренние стены часто продолжаются вверх через дом и опорную часть конструкции крыши.

Правила и положения

Существует ряд требований строительных норм по поводу ленточных фундаментов. Они, в основном, касаются таких вопросов, как как ширина фундамента, глубина (новое в 2004 г.) перепады уровней, бетонная смесь, проблемы рядом стоки и так далее. Для получения более подробной информации перейдите в раздел Строительные правила. (Доступ через домашнюю страницу)
 

Широкие ленточные фундаменты

Широкий ленточный фундамент шире примерно 750мм или так.Его можно использовать там, где земля представляет собой материал с низкой несущей способностью. емкость. Распределение нагрузки по максимально возможной площади помогает ограничить опорное давление. Строительные нормы требуют, чтобы фундамент толщина по крайней мере равна выступу. В широком фундаменте это было бы имею в виду очень толстую бетонную полосу. Альтернативой является усиление фундамент со сталью. Нажмите на правую картинку, чтобы увидеть это объясняется с помощью некоторых графиков.Широкие ленточные фундаменты не очень часто. Часто дешевле использовать сваи или даже плоты, если полоса, скорее всего, будет очень широкой.

Деревья

Деревья могут стать настоящей проблемой при проектировании или возведение фундаментов дома. Если деревья находятся очень близко к фундаменту, корни иногда могут повредить фундамент. Более распространены, а потому большую озабоченность вызывает ущерб, наносимый деревьями на усадочных глинистых почвах.В в жаркую погоду дерево может удалять воду из корневой зоны. Это будет вызвать усадку в глинистой почве. Если деревья были удалены наоборот бывает, глинистая почва медленно набухает (вздымается) по мере того, как земля впитывает воду больше не используется деревом. Обе ситуации могут быть разрушительными. Для большего подробности и некоторые решения нажмите на картинку.  

Некоторые практические вопросы для рассмотрения.

  • Глубокие траншеи должны быть безопасными.
  • Фундамент следует забетонировать как можно быстрее после земляных работ. Открытым траншеи опасны, собирают воду, могут обрушиться и привести к вздутию и/или усадки в глинистых грунтах.
  • Узкие траншеи требуют точной разметки.
  • Ниже 1,5 метра или около того могут быть использованы другие типы фундамента. дешевле.
  • Выемка грунта ниже уровня грунтовых вод может привести к ряду практических проблемы.
  • Засыпка траншей выполняется быстро, но каналы ввода обслуживания требуют осторожности позиционирование.
  • Если требуются ступени, оставьте их на высоте кирпича или блока – резка дорогой.

Как определить глубину фундамента

Фундаменты представляют собой элементы основания, которые передают нагрузку надстройки сооружения на последний несущий слой/пласт грунта.Глубина фундамента является важным параметром, влияющим на эксплуатационные характеристики конструкции. Строгих правил или прямых формул для определения глубины фундамента не существует, но есть важные факторы, которые необходимо учитывать перед тем, как будет выбрана окончательная глубина фундамента.

Первое соображение при выборе глубины фундамента заключается в том, что фундамент должен опускаться на глубину, при которой несущая способность грунта достаточна для поддержки нагрузки фундамента без чрезмерной осадки или разрушения при сдвиге.Несущая способность фундамента и глубина определяются на основании исследования грунта с помощью полевых и/или лабораторных испытаний.

Отчет об исследовании грунта, подготовленный инженером-геотехником, обычно содержит информацию о несущей способности грунта на участке на разной глубине. Выбранная глубина и несущая способность, используемые для проектирования фундамента, должны дать представление о том, какой должна быть минимальная глубина фундамента. Типичный пример показан в таблице ниже;

Согласно приведенной выше таблице, если при расчете фундамента использовалась несущая способность 87 кПа, минимальная глубина фундамента должна составлять 1000 мм.

Помимо соображений несущей способности, очень важно учитывать глубину фундамента за пределами рыхлого или нарушенного верхнего слоя почвы или почвы, подверженной эрозии ветром или наводнением. Когда фундамент закладывается очень близко к поверхности земли, эрозия может привести к потере несущей способности, независимо от того, насколько сильны слои сопротивления сдвигу.

Когда вышеуказанные условия соблюдены, главная цель должна состоять в том, чтобы избежать слишком большой глубины до уровня фундамента. В зависимости от характера грунта, когда выемка траншеи превышает 1500 мм, могут потребоваться опоры для предотвращения обрушения бортов.Это может привести к серьезным нарушениям в строительстве фундамента и впоследствии увеличить стоимость фундамента.

Там, где это возможно или применимо, основание мелкозаглубленного фундамента должно находиться выше уровня грунтовых вод, чтобы избежать затрат на контроль грунтовых вод и возможной нестабильности грунта из-за просачивания воды на дно котлована. Согласно Томлинсону и др. (1989 г.), обычно более экономично применять широкие фундаменты при сравнительно низком давлении на опору или даже использовать альтернативу свайным фундаментам, чем копать ниже уровня грунтовых вод в водоносном гравии, песке или грунте. ил.

Помимо соображений допустимой несущей способности фундаменты мелкого заложения в глинах важно выносить за пределы толщи грунта, подверженной влиянию подвижек грунта, вызванных набуханием и усадкой, растительностью, морозным воздействием и другими воздействиями. Следует обратить внимание на устойчивость мелкозаглубленного фундамента на ступенчатом или наклонном грунте.

Предполагаемая нагрузка на фундамент также может влиять на глубину фундамента. Фундаменты, подверженные высоким боковым нагрузкам и опрокидывающему моменту, должны быть заложены на большей глубине, где глубина фундамента и надстройка могут повысить коэффициент безопасности от опрокидывания и оползания.

Формулу Ренкина можно использовать для оценки глубины мелкозаглубленного фундамента. Однако ответ, полученный из формулы, используется редко из-за отсутствия практической значимости. Формула Ренкина для глубины мелкозаглубленного фундамента:

D f = (q a /Ƴ) x [(1 – sinØ)/(1 + sinØ)] 2

Где;
q a = допустимая несущая способность
Ƴ = удельный вес грунта
Ø = угол естественного откоса или сопротивление сдвигу грунта


Типовая глубина ленточного фундамента

Для подкладных и ленточных фундаментов обычно предусматривается минимальная глубина 500 мм в качестве защиты от незначительной эрозии почвы, закапывания насекомых или животных, пучения и незначительных местных раскопок и обработки почвы. Важно отметить, что эта минимальная глубина недостаточна для фундаментов на усадочных глинах, где вспучивание и усадка грунта из-за сезонных изменений влажности могут вызвать заметные подвижки фундаментов.

Глубина от 900 мм до 1000 м рассматривается как минимальная, при которой будет происходить какое-либо сезонное перемещение, но маловероятно, что оно будет иметь величину, достаточную для повреждения надстройки или обычной отделки здания.

Для большинства дуплексов, построенных в Нигерии, где несущая способность грунта превышает 100 кН/м 2 на небольшой глубине, глубина от 900 мм до 1200 мм обычно достаточна для отдельных оснований колонн.

Ссылки
Томлинсон М. Дж. (1989): «Проектирование фундаментов» в Справочнике инженера-строителя (ред. Л. С. Блейк). Баттерворт-Хайнеманн 1989

Каковы требования к толщине ленточного фундамента?

05 марта 2019 г.

Ленточный фундамент, также известный как ленточный фундамент или фундамент стены, предназначен для создания неглубокого фундамента, как правило, для несущих стен различных размеров. Опорные плиты укладываются в траншею в виде полосы бетона и армируются сталью.

Для усиления этих полос используются различные конфигурации, такие как тройник или перевернутый тройник, в зависимости от необходимости и заранее определенной ширины ленточного фундамента, а также расчетной несущей способности грунта под ним. Грунт с большей несущей способностью потребует меньшей ширины и глубины фундамента.

Требуемая толщина ленточного фундамента определяется рядом факторов. К этим факторам относятся такие вещи, как тип почвы на месте и необходимая глубина фундамента.Другим важным фактором, определяющим толщину ленточного фундамента, являются условия нагрузки.

Требования к толщине ленточного фундамента для несущих легких нагрузок

Минимальная толщина ленточного фундамента должна быть не менее 150 мм, но может быть равна проекции грани фундамента на стенку траншеи. Это гарантирует, что ленточный фундамент имеет достаточную жесткость, чтобы справиться с карманами перемычки в грунте и выдержать продольную силу, вызванную любым расширением или движением стены фундамента.

Если грунт под ленточным фундаментом глинистый, то минимальная толщина ленточного фундамента абсолютно необходима, чтобы выдерживать набухание глины и давление, которое она будет оказывать на фундамент.

Требования к толщине ленточного фундамента, несущего большие нагрузки

Определение требований к толщине ленточного фундамента для несения тяжелых грузов — непростая задача, так как он должен быть достаточно толстым, чтобы выдерживать сдвиговые и изгибающие движения под экстремальным весом, которые могут привести к разрушению фундамента.Можно избежать разрушения при изгибе, применяя толстые слои бетона, нанесенные в ступенчатом или наклонном переходе, до определенной толщины, необходимой от нижней части ширины до лицевой стороны стены.

Однако эта толщина должна быть определена подрядчиком на месте установки ленточного фундамента, но обычно толщина равна удвоенной длине выступа на ленте. Поскольку установка ленточного фундамента является трудоемкой работой, подрядчики предпочитают нанимать мини-экскаваторы для выполнения работы, поскольку они доступны по цене и эффективны при рытье траншей, а также достаточно малы для работы в ограниченном пространстве.

Оптимизировано NetwizardSEO.com.au

Системы фундаментов для высотных сооружений

Насыпные фундаменты относятся к компонентам фундамента, которые передают свои нагрузки на грунт только нормальными напряжениями и напряжениями сдвига. Насыпные фундаменты — это одиночные фундаменты, ленточные фундаменты или плитные фундаменты. Требованием к насыпным фундаментам является несущая способность основания под основанием фундамента. Если грунт имеет недостаточную несущую способность, требуется улучшение грунта или альтернативные системы фундамента.

В основном, глубина уровня фундамента указывается для облегчения промерзания фундамента. В Германии это не менее 80 см ниже поверхности. Информация о различных региональных глубинах промерзания содержится в [1–3].

При подготовке уровня фундамента необходимо избегать следующих происшествий:

  • Выщелачивание
  • Уменьшение насыпной плотности дрейфовой водой
  • Мацерация
  • Циклическое замораживание и размораживание

Перед укладкой глухого бетона уровень фундамента должен быть проверен экспертом-геотехником.

3.1 Одиночные и ленточные фундаменты

Для раскопок одиночных нагрузок, таких как колонны, используются одинарные фундаменты. Ленточные фундаменты используются для линейных нагрузок. Оба типа настила фундамента могут быть спроектированы как с усилением, так и без него, при этом предпочтение отдается усиленному фундаменту из-за его большей прочности. На рис. 3.1 показаны два типа фундаментов.

Обычно достаточно проектирования одинарных и ленточных фундаментов на основе контактного давления.В большинстве случаев контактное давление можно определить методом трапеций напряжений. Деформации грунта и здания, а также взаимодействие грунта с конструкцией не учитываются.

Рисунок 3.1 Одинарный и ленточный фундамент.

3.2 Сплошной фундамент

Сплошные фундаменты используются, когда сетка нагрузок плотная и деформации основания и конструкции должны быть гомогенизированы. Сплошные фундаменты могут использоваться как часть так называемого белого желоба или в сочетании с дополнительной системой герметизации (напр. г., битумные слои) для предотвращения притока грунтовых вод [4–7].

Толщина железобетонной плиты зависит от изгибающего момента, а также от пробивки (сосредоточенных нагрузок). Увеличение толщины плиты или устройство бетонных выступов позволяет избежать поперечной арматуры. Для предотвращения притока грунтовых вод или защиты от погодных условий ширина трещин в бетоне должна быть ограничена. В любом случае монтаж строительных швов, компенсационных швов и осадочных швов должен быть точно спланирован и контролироваться на этапе строительства.

3.3 Геотехнический анализ
3.3.1 Основы

Две разные теоретические модели используются для геотехнического анализа SLS и ULS. Для анализа предельного состояния устойчивости (SLS) рассматривается поведение линейно-упругого материала грунта. Напротив, для расчета предельного состояния по несущей способности (ULS) рассматривается поведение жесткопластического материала грунта. Эта проблема с настилом фундамента поясняется на рис. 3.2.

В соответствии с техническими нормами и регламентами анализу подлежат следующие инциденты [8–11]:

  • Общая устойчивость
  • Раздвижные

    Рис. 3.2 Кривая оседания нагрузки для настила фундамента.

  • Базовый отказ
  • Коллективное разрушение грунта и конструкции
  • Штамповка, прессование
  • Разрушение конструкции в результате смещения фундамента
  • Крупные населенные пункты
  • Большое поднятие в результате мороза
  • Недопустимые вибрации

При расположении фундаментов в зоне насыпей необходим анализ обрушения откосов. Должен быть рассмотрен каждый возможный механизм разрушения (круги скольжения, сложные механизмы разрушения) [12–14].

В простых случаях и при определенных условиях инженерно-геологический расчет настилаемых фундаментов может быть выполнен на основе стандартных табличных значений. Стандартные табличные значения учитывают анализ безопасности от отказов и вредных осадок [10].

3.3.2 Распределение контактного давления

Знание распределения контактного давления является основой для анализа настила фундаментов. Доступны следующие процедуры расчета [15,16].

  • Распределение контактного давления под жесткими основаниями по Буссинеску [17]
  • Метод трапеции напряжения
  • Метод модуля реакции грунтового основания
  • Метод модуля жесткости
  • Численные методы, например, метод конечных элементов

Распределение контактного давления под жесткими фундаментами по Буссинеску (а) предполагает теоретически бесконечно большие напряжения на краю фундамента, которые не могут возникнуть из-за процессов переноса в грунте под фундаментом.Этот метод применим только в простых случаях.

Самой простой процедурой является метод трапеции напряжений (b), поскольку предполагается только линейное распределение напряжений. Распределение контактного давления как следствие метода трапеции напряжения является полезным подходом при использовании небольших фундаментов и малой глубины фундамента.

Метод модуля реакции грунтового основания (c) и метод модуля жесткости (d) подходят, если глубина фундамента большая. Может применяться для одинарного, ленточного и ростверкового фундаментов.При использовании метода модуля реакции грунтового основания грунт рассматривается как система независимых пружин. Равномерная нагрузка приводит к равномерной осадке без провала осадки. При использовании метода модуля жесткости грунт рассматривается как упругое полупространство с системой связанных пружин. Равномерная нагрузка приводит к осадочному желобу. Метод модуля жесткости приводит к наиболее реалистичному распределению контактного давления.

Методы расчета от (a) до (d) являются приблизительными решениями для определения распределения контактного давления под насыпным фундаментом.Этих методов обычно достаточно для анализа. Наиболее реалистичное распределение контактного давления дает численный анализ, поскольку можно учитывать жесткость конструкции, а также нелинейное поведение материала подпочвенного слоя.

Распределение контактного давления зависит от жесткости основания, а также от соотношения между нагрузкой и устойчивостью основания [18]. Потенциальные распределения контактного давления показаны на рис. 3.3. Случай (а) показывает распределение контактного давления при плохом использовании несущей способности. Когда нагрузка приближается к несущей способности, могут возникнуть два различных механизма отказа. В случае (b) нагрузка приводит к пластическому шарниру внутри фундамента, который вызывает перераспределение контактного давления. В этом случае несущая способность фундамента зависит от вращательной способности пластикового шарнира. В случае (c) нагрузка приводит к перераспределению контактного давления к центру фундамента, что приводит к разрушению основания.

При недостаточной пластичности фундамента следует хрупкое разрушение с превышением внутренней несущей способности, например, продавливание. Перераспределения контактного давления не произойдет.

Предположение о постоянном распределении контактного давления приводит к безопасным результатам для анализа ULS. Для анализа SLS предположение о постоянном распределении контактного давления приводит к небезопасным результатам.

Рисунок 3.4 показаны осадочная впадина, распределение контактного давления и кривая момента в зависимости от нагрузки. С ростом нагрузки постоянные осадки под фундамент сильно увеличиваются в центре. При этом контактное давление, сосредоточенное в краевой зоне, смещается к центру фундамента. Изгибающие моменты концентрируются под нагрузкой.

Рисунок 3.3 Распределение контактного давления под одинарными фундаментами.(а) Упругое поведение фундамента и грунта; (б) Пластиковый шарнир в фундаменте; (c) Базовый отказ. (Из Katzenbach, et al., Baugrund-Tragwerk-Interaktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer-Verlag, Heidelberg, Germany, 1471–1490, 2012.)

3.3.2.1 Жесткость системы

Для определения переменной внутренней силы необходимо проанализировать контактное давление, которое зависит от отношения жесткости конструкции к жесткости основания.

Рисунок 3.4 Качественное развитие деформаций и напряжений одиночного основания в зависимости от его нагрузки. а) деформация; (б) контактное давление; в) изгибающий момент. (Из Katzenbach, et al., Baugrund-Tragwerk-Interaktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer-Verlag, Heidelberg, Germany, 1471–1490, 2012.)

Рисунок 3.5 Распределение контактного давления для подвижного (а) и жесткого (б) настила фундамента.

Таблица 3.1 Различие между мягкими и жесткими фундаментами

К ≥ 0,1

Жесткий фундамент

0,001 ≤ К < 0,1

Промежуточная зона

К < 0,001

Липкий фундамент

Для насыпных фундаментов распределение контактного давления соответствует распределению нагрузки.Для жестких оснований возникает нелинейное распределение контактного давления с высокими краевыми напряжениями (рис. 3.5). Различие между мягкими и жесткими фундаментами определяется жесткостью системы K по Кани, которая является значением для оценки взаимодействия между конструкцией и фундаментом (уравнение 3.1). Дифференциация указана в таблице 3.1 [16,21]. Жесткость системы K определяется по уравнению 3.2. Он определяется высотой элемента h, длиной l и модулем упругости строительного материала E B , залегающего в упругом изотропном полупространстве (рис.6) [16–20]:

3.1 K = жесткость конструкции, жесткость грунта 3.2 K=EB⋅IBEs⋅b⋅l3=EB⋅b⋅h412Es⋅b⋅l3=112⋅EBEs⋅(hl)3

где:

Е Б

= модуль упругости конструкции [кН/м 2 ]

I Б

= геометрический момент инерции залитого фундамента [м 4 ]

Е с

= одометрический модуль грунта [кН/м 2 ]

б

= ширина настила фундамента [м]

л

= длина настила [м]

ч

= высота залитого фундамента [м]

Рис. 3.6 Размеры для определения жесткости системы.

Фундаменты круглого сечения с высотой элемента h и диаметром d имеют системную жесткость K в соответствии с

3.3 K=112⋅ЭБЭ⋅(hd)3

При расчете широких фундаментов обычно используется только жесткость компонента фундамента для учета жесткости здания. Жесткость возвышающейся конструкции учитывается только в частных случаях.

Для вялых оснований (K < 0.001) осадка в характерной точке такая же, как осадка жесткого наслонного фундамента (рис. 3.7). Характерная точка для прямоугольных фундаментов находится на расстоянии 0,74 полуширины наружу от центра. Для круглых фундаментов характерная точка находится на расстоянии 0,845 радиуса наружу от центра.

Вне зависимости от положения и размеров нагрузки жесткие настилочные фундаменты сохраняют свою форму. Распределение контактного давления имеет ярко выраженный нелинейный характер с большими краевыми напряжениями (рис. 3.5).

Рисунок 3.7 Характерная точка прямоугольного настила фундамента.

Для жестких фундаментов, одиночных и ленточных фундаментов большой толщины распределение контактного давления можно определить по методу Буссинеска или по методу трапеции напряжений [16]. В противном случае становятся необходимыми более подробные исследования или достаточные консервативные предположения, которые находятся «на всякий случай».

3.3.2.2 Распределение контактного давления под жесткими основаниями по Boussinesq

Основываясь на предположении, что грунт моделируется как упругое изотропное полупространство, Буссинеск в 1885 г. разработал уравнения, которые в простых случаях можно использовать для жестких фундаментов [17].

Распределение контактного давления под жестким ленточным фундаментом шириной b определяется уравнением 3.4 (рис. 3.8). Для внецентренной нагрузки с эксцентриситетом e Боровицкая расширила следующие уравнения [22]:

3.4 σ0=2⋅Vπ⋅b⋅11-ξ2гдеξ=2⋅xb 3,5 e≤b4,σ0=2⋅Vπ⋅b⋅1+(4⋅e⋅ξb)1-ξ2 3,6 e>b4,σ0=2⋅Vπ⋅b⋅1+ξ11-ξ12, где ξ1=2x+b-4e2b-4e

Рисунок 3. 8 Распределение контактного давления под жесткими основаниями по Буссинеску.

Рис. 3.9 Распределение контактного давления под жесткими основаниями в результате центральных нагрузок на упругое изотропное полупространство

Для круглых и прямоугольных жестких фундаментов распределение контактного давления можно определить с помощью рис. 3.9.

На кромке рассыпного фундамента возникают бесконечно большие напряжения. Из-за предельной несущей способности, определяемой прочностью грунта на сдвиг, эти пиковые напряжения не могут возникать. Грунт пластифицируется по краям фундаментов и напряжения смещаются к центру фундаментов [23].

3.3.2.3 Метод стрессовой трапеции

Метод трапеции напряжения является статически определяемым методом и является самым старым для определения распределения контактного давления. Метод трапеции напряжения основан на балочной теории эластостатических принципов.

Распределение контактного давления определяется условиями равновесия ΣV и ΣM без учета деформаций здания или взаимодействия с грунтом соответственно. Грунт упрощен с линейным упругим поведением для расчета.Теоретически возможны даже большие краевые напряжения. Обнаружение снижения пиков напряжения из-за пластификации невозможно сразу. Все рассуждения основаны на предположении Бернулли о том, что сечения остаются плоскими.

Сила V является равнодействующей приложенной нагрузки, собственного веса и выталкивающей силы. Равнодействующая сил и контактных давлений имеют одну и ту же линию влияния и одинаковую величину, но направлены в противоположные стороны. Чтобы определить распределение контактного давления произвольно разбросанного основания, уравнение 3.7 используется. Для осей координат используется произвольно прямоугольная система координат, где нулевая точка соответствует центру тяжести подграни (рис. 3.10) [24].

Рисунок 3.10 Система координат для контактного давления (метод трапеции напряжения).

3,7 σ0=VA+My⋅Ix-Mx⋅IxyIx⋅Iy-Ixy2⋅x+My⋅Ix-My⋅IxyIx⋅Iy-Ixy2⋅y

Если оси x и y являются главными осями системы координат, центробежный момент I xy = 0. Уравнение 3.7 упрощается до следующего уравнения 3.8. Если результирующая сила V действует в центре тяжести основания, крутящие моменты M x = M y = 0. Результатом является постоянное распределение контактного давления в соответствии с уравнением 3.9.

3,8 σ0=VA+MyIy⋅x+MxIx⋅y 3,9 σ0=ВА

Если эксцентриситет результирующих усилий V слишком велик, теоретически возникают растягивающие напряжения, которые не поглощаются системой грунт-надстройка. Возникает открытый зазор. В этом случае уравнения с 3.7 по 3.9 неприменимы, и определение максимального контактного давления выполняется по следующему уравнению в сочетании с таблицей 3.2:

3.10 σ0,max=μ⋅ВА

Таблица 3.2 Коэффициенты μ для определения максимального контактного давления на грунт

0,32

3,70

3,93

4,17

4,43

4,70

4,99

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0. 30

3,33

3,54

3,75

3,98

4,23

4,49

4,78

5,09

5,43

 

 

 

 

 

 

 

 

0.28

3,03

3,22

3,41

3,62

3,84

4,08

4,35

4,63

4,94

5,28

5,66

 

 

 

 

 

 

0.26

2,78

2,95

3,13

3,32

3,52

3,74

3,98

4,24

4,53

4,84

5,19

5,57

 

 

 

 

 

0. 24

2,56

2,72

2,88

3,06

3,25

3,46

3,68

3,92

4,18

4,47

4,79

5,15

5,55

 

 

 

 

0.22

2,38

2,53

2,68

2,84

3,02

3,20

3,41

3,64

3,88

4,15

4,44

4,77

5,15

5,57

 

 

 

0.20

2,22

2,36

2,50

2,66

2,82

2,99

3,18

3,39

3,62

3,86

4. 14

4,44

4,79

5,19

5.66

 

 

0,18

2,08

2,21

2,35

2,49

2,64

2,80

2,98

3,17

3,38

3,61

3,86

4.15

4,47

4,84

5,28

 

 

0,16

1,96

2,08

2,21

2,34

2,48

2,63

2,80

2,97

3.17

3,38

3,62

3,88

4,18

4,53

4,94

5,43

 

0,14

1,84

1,96

2,08

2,21

2,34

2. 48

2,63

2,79

2,97

3,17

3,39

3,64

3,92

4,24

4,63

5,09

 

0,12

1,72

1,84

1.96

2,08

2,21

2,34

2,48

2,63

2,80

2,98

3,18

3,41

3,68

3,98

4,35

4,78

 

0.10

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,21

2,34

2,48

2,63

2,80

2,99

3,20

3,46

3,74

4. 08

4,49

4,99

0,08

1,48

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,21

2,34

2,48

2,64

2,82

3.02

3,25

3,52

3,84

4,23

4,70

0,06

1,36

1,48

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,21

2.34

2,49

2,66

2,84

3,06

3,32

3,62

3,98

4,43

0,04

1,24

1,36

1,48

1,60

1,72

1. 84

1,96

2,08

2,21

2,35

2,50

2,68

2,88

3,13

3,41

3,75

4,17

0,02

1.12

1,24

1.36

1,48

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,21

2,36

2,53

2,72

2,95

3,22

3,54

3,93

0.00

1,00

1.12

1,24

1,36

1,48

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,22

2,38

2,56

2,78

3. 03

3,33

3,70

 

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20

0.22

0,24

0,26

0,28

0,30

0,32

е б

3.3.2.4 Метод модуля реакции грунтового основания

Исторически взаимодействие между грунтом и конструкцией впервые было учтено с помощью метода модуля реакции грунтового основания. Реакция подготовленного основания в связи с изменением формы была сформулирована в девятнадцатом веке Винклером [25].Он был создан для проектирования железнодорожных путей.

Согласно Винклеру, упругая модель грунта, которую также называют полупространством Винклера, представляет собой пружинную модель, где в любой точке контактное давление σ 0 пропорционально осадке s (уравнение 3.11). Константа пропорциональности k s называется модулем реакции грунтового основания. Модуль реакции грунтового основания можно интерпретировать как пружину из-за линейного механического подхода к поведению грунта (рис. 3.11). Однако этот метод не учитывает взаимодействия между независимыми свободно перемещающимися вертикальными пружинами.

3.11 σ0(x)=ks⋅s(x)

где:

о 0

= контактное давление [кН/м 2 ]

с

= осадка [м]

к с

= модуль реакции грунтового основания [кН/м 3 ]

Используя теорию изгиба балки, можно описать кривую изгибающего момента для произвольного бесконечно длинного и упругого ленточного основания шириной b, опирающегося на полупространство Винклера.

Кривая изгибающего момента ленточного фундамента с жесткостью на изгиб E b × I определяется выражением

3.12 M(x)=-Eb⋅I⋅d2s(x)dx2

Двойное дифференцирование уравнения 3.12 дает

3.13 d2M(x)dx2=-q(x)=-EB⋅I⋅d4s(x)dx4

Рисунок 3.11 Модель пружины для метода модуля реакции грунтового основания.

Действие q(x) соответствует контактному давлению σ 0 (x), которое может быть описано как

3.14 q(x)=-σ0(x)⋅b=-ks⋅s(x)⋅b=EB⋅I⋅d4s(x)dx4

С эластичной длиной L, заданной как

3.15 L=4⋅EB⋅Iks⋅b4

и исключение s(x), уравнение 3.16 следует. Для большого количества граничных условий можно решить уравнение 3.16. Для бесконечно длинного ленточного фундамента распределение контактного давления σ 0 (x), распределение изгибающего момента M(x) и распределение сдвигающих усилий получаются в соответствии с уравнениями 3.17–3.19.

3.16 d4M(x)dx4+4M(x)L4=0 3.17 σ0=V2⋅b⋅L⋅e-xL⋅(cosxL+sinxL) 3.18 M(x)=V⋅L4⋅e-xL⋅(cosxL-sinxL) 3. 19 Q(x)=±V2⋅e-xL⋅cosxL

Модуль реакции грунтового основания не является параметром грунта.Это зависит от следующих параметров:

  • Одометрический модуль грунта
  • Толщина сжимаемого слоя
  • Размеры настила

Метод модуля реакции грунтового основания не учитывает влияние соседних контактных давлений. Поэтому он в основном подходит для расчета тонких, относительно мягких фундаментов с большим расстоянием между колоннами. При использовании метода модуля реакции грунтового основания невозможно определить осадки рядом с настеленным фундаментом (рисунок 3.12).

Рисунок 3.12 Распределение осадок по методу модуля реакции грунтового основания.

3.3.2.5 Метод модуля жесткости

Метод модуля жесткости по Ohde (1942) описывает взаимодействие грунта и конструкции более точно, чем метод модуля реакции грунтового основания, поскольку учитывается влияние соседних контактных давлений на осадку произвольной точки настилающего фундамента [19,26 ]. В методе модуля жесткости изгибающий момент смоделированного линейно-упругого фундамента связан с изгибающим моментом смоделированного линейно-упругого изотропного осадочного желоба.Возникают такие же деформации.

На рис. 3.13 представлено распределение осадки наслонного фундамента по методу модуля жесткости.

В инженерно-геологической практике рассыпные фундаменты со сложными ситуациями нагрузки и геометрическими граничными условиями обычно исследуются с использованием компьютерных программ. В большинстве случаев для статически неопределимой системы уравнений нет замкнутых решений.

Предположение о бесконечно упругой подпочве имеет следствием то, что теоретически бесконечные большие пики напряжения возникают на краю настила фундамента.Из-за пластифицирующего действия подпочвы эти пики напряжения в действительности не возникают. Мощные компьютерные программы учитывают это основное механическое поведение почвы.

3.3.3 Геотехнический анализ

В следующем разделе геотехнический анализ устойчивости и эксплуатационной пригодности фундаментов определяется в соответствии с действующими техническими регламентами ЕС 7.

Рисунок 3.13 Распределение осадок по методу модуля жесткости.

Анализ стабильности включает

  • Анализ безопасности против потери равновесия из-за опрокидывания
  • Анализ безопасности против скольжения
  • Анализ безопасности от отказа основания
  • Анализ безопасности от плавучести

Анализ работоспособности включает

  • Анализ вращения фундамента и ограничение открытого зазора
  • Анализ горизонтальных перемещений
  • Анализ расчетов и дифференцированных расчетов
3.3.3.1 Анализ безопасности против потери равновесия из-за опрокидывания

До сих пор анализ устойчивости к потере равновесия из-за опрокидывания выполнялся путем приложения равнодействующей сил ко второй ширине сердечника. Это означает, что нижняя поверхность насыпного фундамента имеет лишь небольшую часть с открытым зазором. Этот подход описан в [27,28]. Таким образом, результирующая сила в первой ширине ядра создает сжимающее напряжение по всей нижней поверхности залитого фундамента.

Согласно действующему техническому регламенту, анализ безопасности от потери равновесия при опрокидывании основан на принципе механики твердого тела. Дестабилизирующая и стабилизирующая силы сравниваются на основе вымышленной наклонной кромки на краю расстилаемого фундамента:

3.20 Edst,d≤Estb,d

Расчетное значение дестабилизирующей силы оценивается по уравнению 3.21, а расчетное значение стабилизирующего воздействия оценивается по уравнению 3.22:

3.21 Edst,d=EG,dst,k⋅γG,dst+EQ,dst,k⋅γQ,dst 3,22 Estb,d=Estb,k⋅γG,stb

На самом деле положение откидной кромки зависит от жесткости и прочности основания на сдвиг. При уменьшении жесткости и уменьшении прочности на сдвиг опрокидывающаяся кромка перемещается к центру нижней поверхности настеленного фундамента.

Следовательно, одного этого анализа недостаточно. Он был дополнен анализом ограничения открытого зазора, который определяется для предельного состояния работоспособности.Согласно [10], равнодействующая сил постоянных нагрузок должна быть приложена к первой ширине сердечника, а равнодействующая сил переменных нагрузок – ко второй ширине сердечника (рис. 3.21).

3.3.3.2 Анализ безопасности против скольжения

Анализ устойчивости к скольжению (предельное состояние ГЕО-2) рассчитывается по уравнению 3.23. Силы, параллельные нижней поверхности настила фундамента, должны быть меньше, чем общее сопротивление, состоящее из сопротивления скольжению и пассивного давления грунта.Если учитывается пассивное давление грунта, необходимо проверить предельное состояние эксплуатационной пригодности в отношении горизонтальных перемещений.

3,23 Hd≤Rd+Rp,d

где: Rd=RkγR,hRp,d=Rp,kγR,h

Сопротивление скольжению определяется в соответствии с тремя следующими случаями:

  • Проскальзывание в зазоре между настеленным фундаментом и нижележащим, полностью уплотненным грунтом: 3,24 Rd=Vk⋅tanδγR,h где:

    V k = нормативное значение вертикальных нагрузок [кН]
    δ = характеристическое значение угла базового трения [°]
  • Оползание при прохождении зазора по полностью уплотненному грунту, например, при устройстве отсечки фундамента: 3. 25 Rd=Vk⋅tanφ′+A⋅c′γR,h

где:

В к

= нормативное значение вертикальных нагрузок [кН]

ф’

= характеристический угол трения грунта под насыпным фундаментом [°]

А

= площадь передачи нагрузки [м 2 ]

с’

= нормативное значение сцепления грунта [кН/м 2 ]

  • Скольжение по водонасыщенному грунту из-за очень быстрой загрузки: 3.26 Rd=A⋅cuγR,ч

где:

А

= Площадь передачи нагрузки [м 2 ]

в и

= Характеристическое значение сцепления недренированного грунта [кН/м 2 ]

Для широких фундаментов, забетонированных на месте , характеристическое значение угла трения основания δ совпадает с характеристическим значением угла трения φ′ грунта. Для элементов сборно-распорного фундамента характеристическое значение угла трения основания δ следует принимать равным 2/3 φ′. Характерное значение угла базового трения должно быть δ ≤ 35°.

Пассивное давление грунта можно учитывать, если заложенный фундамент достаточно глубок. Из-за горизонтальных деформаций пассивное давление грунта должно быть ограничено до 50% от возможного пассивного давления грунта. По сути, необходимо проверить, существует ли пассивное давление грунта на всех возможных этапах строительства и этапа эксплуатации фундамента.

3.3.3.3 Анализ безопасности от отказа основания

Расчет устойчивости к разрушению основания гарантирован, если расчетное значение несущей способности R d больше, чем расчетное значение активной силы V d . R d рассчитывается по уравнению 3.27. Принципиальная схема разрушения опоры настилающего фундамента представлена ​​на рис. 3.14.

3,27 Rd=Rn,kγR,v

Сопротивление несущей способности определяется свойствами грунта (плотность, параметры сдвига), размерами и глубиной заложения настилаемого фундамента. Подробную информацию можно найти в случайном стандарте [29,30]. Характеристическое сопротивление несущей способности R n,k рассчитывается аналитически по трехчленному уравнению, в основе которого лежит момент равновесия фигуры разрушения несущей способности в идеально пластическом, плоскодеформированном состоянии [31]. Трехчленное уравнение несущей способности учитывает ширину b фундамента, глубину заделки d фундамента и сцепление c’ подпочвенного слоя. Все три аспекта должны быть факторизованы с коэффициентами несущей способности N b , N d и N c :

Рис. 3.14 Показатели несущей способности ленточного фундамента 1, Армированная стена; 2, площадь; 3, результирующее контактное давление; 4, подвальный этаж; 5 — поверхность скольжения, форма зависит от угла трения φ; 6 — пассивная зона Ренкина тела разрушения; 7 — активная зона Ренкина тела разрушения; 8, зона Прандтля тела разрушения.

3,28 Rn,k=a′⋅b′⋅(γ2⋅b′⋅Nb+γ1⋅d⋅Nd+c′⋅Nc)

где:

  • N b = N b0 · v b · i b · λ b · ξ b
  • N d = N d0 · v d · i d · λ d · ξ d
  • N c = N c0 · v c · i c · λ c · ξ c

Плотность γ 1 описывает плотность грунта над уровнем фундамента. Плотность γ 2 описывает плотность грунта под уровнем фундамента. Коэффициенты несущей способности N b , N d и N c учитывают следующие граничные условия:

  • Базовые значения коэффициентов несущей способности: N b0 , N d0 , N c0
  • Параметры формы: ν b , ν d , ν c
  • Параметр наклона груза: i b , i d , i c
  • Параметры наклона ландшафта: λ b , λ d , λ c
  • Параметры наклона основания: ξ b , ξ d , ξ c

Параметры коэффициентов несущей способности N b0 , N d0 , N c0 зависят от угла трения грунта φ’ и рассчитываются по таблице 3.3.

Таблица 3.3 Базовые значения коэффициентов несущей способности

Ширина фундамента N b0

Глубина фундамента N d0

Сплоченность N c0

(N d0 –1) тангенс φ

tan2(45°+φ2)⋅eπ⋅tanφ

Nd0-1tanφ

Таблица 3.

4 Параметры формы νi

План этажа

v б

v д

ν с (φ ≠ 0)

ν в (φ = 0)

Полоса

1,0

1,0

1,0

1,0

Прямоугольник

1-0.3⋅ба’

1+b′a′⋅sinφ

вд⋅Nd0-1Nd0-1

1+0,2⋅б’а’

Квадрат/Круг

0,7

1 + sin φ

вд⋅Nd0-1Nd0-1

1,2

Параметры формы ν b , ν d , ν c учитывают геометрические размеры настила фундамента.Для стандартной применимой геометрии параметры формы приведены в таблице 3.4.

Если необходимо учитывать внецентренные силы, площадь основания должна быть уменьшена. В результате груз должен находиться в центре тяжести. Приведенные размеры a’ и b’ рассчитываются в соответствии с уравнениями 3.29 и 3.30. В основном применяются a > b и a’ > b’ соответственно. Для настила фундаментов с открытыми частями для расчета могут быть использованы внешние размеры, если открытые части не превышают 20% всей площади основания.

3,29 а’=а-2еа 3.30 б’=б-2эб 3.31 m=ma⋅cos2ω+mb⋅sin2ω

, где ma=2+a’b’1+a’b’ и mb=2+b’a’1+b’a’

Силы T k , параллельные уровню фундамента, учитываются параметрами i b , i d , i c для наклона груза. Определение угла наклона груза показано на рисунке 3.15. Определение параметров наклона груза показано в таблицах 3.5 и 3.6. Направление действующих сил определяется углом ω (рис. 3.16). Для ленточного фундамента ω = 90°.

Рисунок 3.15 Определение угла наклона груза.

Таблица 3.5 Параметр ii для наклона груза, если φ′ > 0

Направление

и б

и д

и в

δ > 0

(1 – тангенс δ) м + 1

(1 – тангенс δ) м

id⋅Nd0-1Nd0-1

δ < 0

cosδ · (1-0. 04 · δ)064+0,028·φ

cosδ··(1-0,0244··δ)0,03+0,04φ

Таблица 3.6 Параметр ii наклона груза, если φ′ = 0

и б

и д

и в

Не требуется, так как φ = 0

1,0

0,5+0,51-ТкА’⋅с

Наклон ландшафта учитывается параметрами λ b , λ d , λ c для наклона ландшафта.Параметры зависят от угла наклона склона β. Наклон откоса должен быть меньше угла трения φ′ грунта, а продольная ось фундамента должна быть параллельна краю откоса. Определение параметров наклона ландшафта показано на рис. 3.17 и в табл. 3.7.

Рисунок 3.16 Угол ω для наклонно действующей нагрузки.

Рисунок 3.17 Внецентренно нагруженный ленточный фундамент на склоне.

Таблица 3.

7 Параметры λi для наклона ландшафта

Чемодан

λ б

λ г

λ с

φ > 0

(1 – 0.5 танβ) 6

(1 – танβ) 1,9

Nd0⋅e-0,0349⋅β⋅tanφ-1Nd0-1

φ = 0

1,0

1–0,4 тангенс бета

Таблица 3.8 Коэффициент ξi наклона основания

Чемодан

ξ б

ξ д

ξ в

φ > 0

е -0.045 · α · желто-коричневый φ

e −0,045 · α · тангенс φ

e −0,045 · α · тангенс φ

φ = 0

1,0

1−0,0068α

Уклон основания учитывается параметрами ξ b , ξ d , ξ c для наклона основания (табл. 3.8), которые зависят от угла трения φ’ грунта и наклона основания α рассыпной фундамент.Определение наклона основания показано на рис. 3.18. Угол наклона основания α положителен, если тело разрушения формируется в направлении действия горизонтальных сил. Угол наклона основания α отрицателен, если тело разрушения формируется в противоположном направлении. В сомнительных случаях необходимо исследовать оба тела отказа.

Непосредственное применение определенных уравнений возможно только в том случае, если поверхность скольжения образована в одном слое грунта. Для слоистых грунтовых условий допустим расчет с усредненными параметрами грунта, если значения отдельных углов трения не различаются более чем на 5° от среднего арифметического.В этом случае отдельные параметры грунта могут быть взвешены в соответствии с их влиянием на сопротивление разрушению при сдвиге. Взвешивание выглядит следующим образом.

Рисунок 3.18 Угол наклона основания α.

  • Средняя плотность связана с процентной долей отдельных слоев в площади поперечного сечения тела разрушения
  • Средний угол трения и среднее сцепление связаны с процентной долей отдельных слоев в площади поперечного сечения тела разрушения

Полномочным для поверхности скольжения является среднее значение угла трения φ. Чтобы определить, имеет ли тело отказа более одного уровня, рекомендуется определить тело отказа в соответствии с уравнениями с 3.32 по 3.38 (рисунок 3.19). Для простых случаев (α = β = δ = 0) необходимо применять уравнения с 3.39 по 3.42.

3,32 ϑ=45°-φ2-(ε1+β)2

Рисунок 3.19 Определение тела отказа.

где: sinε1=-sinβsinφ

3,33 ϑ2=45°-φ2-(ε2-δ)2 3,34 ϑ3=45°-φ2-(ε2-δ)2

, где sinε2=-sinδsinφ

3,35 v=180°-α-β-ϑ1-ϑ2 3.36 r2=b′⋅sinϑ3cosα⋅sin(ϑ2+ϑ3) 3,37 r1=r2⋅e0,00175⋅v⋅tanφ 3,38 1=r1⋅cosφcos(ϑ1+φ) 3,39 ϑ1=45°-φ2 3,40 ϑ2=ϑ3=45°+φ2 3,41 v=90° 3,42 r2=b′2⋅cos(45°+φ2)

Для широких фундаментов на склонах необходимо учитывать глубину фундамента d′ (уравнение 3.43) и параметры λ b , λ d , λ c для наклона ландшафта (рис. 3.20). Кроме того, необходимо провести сравнительный расчет при β = 0 и d′ = d. Меньшее сопротивление является основой анализа несущей способности в отношении разрушения основания.

3,43 d′=d+0,8⋅s⋅tanβ

Рисунок 3.20 Выложить фундамент на склоне.

3.3.3.4 Анализ безопасности от плавучести

Анализ устойчивости к плавучести (предельное состояние UPL) выполняется с использованием уравнения 3.44. Это уравнение является доказательством того, что чистый вес конструкции достаточно велик по сравнению с выталкивающей силой воды. Силы сдвига (силы трения сбоку) можно учитывать только в том случае, если обеспечена передача сил. Действующие силы сдвига T k может быть

3.44 Gdst,k⋅γG,dst+Qdst,rep⋅γQ,dst≤Gstb,k⋅γG,stb+Tk⋅γG,stb

где:

Г дст,к

= постоянная дестабилизирующая вертикальная нагрузка (плавучесть)

γ Г, дст

= частичный запас прочности для постоянной дестабилизирующей нагрузки

Q дст,реп

= репрезентативная переменная дестабилизирующая вертикальная нагрузка

γ Q,dst

= частичный запас прочности для переменной дестабилизирующей нагрузки

Г стб,к

= постоянная стабилизирующая нагрузка

γ Г,стб

= частичный запас прочности для постоянной стабилизирующей нагрузки

Т к

= поперечная сила

  • Вертикальная составляющая активного давления грунта E av,k на подпорную конструкцию в зависимости от горизонтальной составляющей активного давления грунта E ah,k , а также угла трения о стену δ a (уравнение 3 . 45) 3,45 Tk=ηz⋅Eah,k⋅tanδa
  • Вертикальная составляющая активного давления грунта в стыке грунта, например, начиная с конца горизонтальной ответвления, в зависимости от горизонтальной составляющей активного давления грунта и угла трения φ′ грунта: 3,46 Tk=ηz⋅Eah,k⋅tanφ′

Необходимо использовать минимально возможное горизонтальное давление грунта min E ah,k . Для расчетной ситуации БС-П и БС-Т поправочный коэффициент равен η z = 0.80. Для расчетной ситуации БС-А поправочный коэффициент равен η z = 0,90. Только в обоснованных случаях может учитываться сплоченность, но она должна быть снижена с помощью поправочных коэффициентов. Для постоянных конструкций необходимо определить, что в расчетной ситуации BS-A безопасность от плавучести обеспечивается без каких-либо поперечных сил T k .

3.3.3.5 Анализ поворота фундамента и ограничение открытого зазора

Обычно предельные состояния пригодности к эксплуатации относятся к абсолютным деформациям и смещениям, а также к дифференциальным деформациям. В особых случаях, например, необходимо учитывать скорость смещения поведения материала, зависящую от времени.

Для анализа вращения фундамента и ограничения открытого зазора равнодействующая постоянных нагрузок должна быть ограничена шириной первого сердечника, что означает отсутствие открытого зазора. Первую ширину ядра для прямоугольных фундаментов можно определить по уравнению 3.47. Для круглых фундаментов используется уравнение 3.48. Кроме того, должно быть гарантировано, что равнодействующая постоянных нагрузок и переменных нагрузок находится на второй ширине сердечника, поэтому открытый зазор не может возникнуть по центральной линии настила фундамента.Ширина второй сердцевины для прямоугольных компоновок может быть определена по уравнению 3.49. Для круглых фундаментов используется уравнение 3.50. На рис. 3.21 показаны первая и вторая ширина ядра для прямоугольного настила фундамента.

Рисунок 3.21 Ограничение эксцентриситета.

3,47 xea+yeb=16 3,48 е≤0,25⋅r 3,49 (xea)2+(yeb)2=19 3,50 е≤0,59⋅r

Для одинарных и ленточных фундаментов, которые закладываются на несвязных грунтах средней плотности и на жестких связных грунтах соответственно, при соблюдении допустимого эксцентриситета не следует ожидать несовместимых перекосов фундамента.

Анализ поворота фундамента и ограничение открытого зазора является обязательным согласно [10], если расчет безопасности от потери равновесия из-за опрокидывания проводится с использованием одной кромки настеленного фундамента в качестве откидной кромки.

3.3.3.6 Анализ горизонтальных перемещений

Как правило, для широких фундаментов выполняется анализ горизонтального смещения, если:

  • Расчет устойчивости к скольжению выполнен без учета пассивного давления грунта.
  • Для несвязных грунтов средней плотности и жестких связных грунтов соответственно учитывают только две трети нормативного сопротивления скольжению в уровне фундамента и не более одной трети характеристического давления грунта.

Если эти доводы неверны, необходимо проанализировать возможные горизонтальные смещения. Необходимо учитывать постоянные нагрузки и переменные нагрузки, а также редкие или уникальные нагрузки.

3.3.3.7 Анализ расчетов и дифференциальных расчетов

Определения осадок широких фундаментов проводятся в соответствии с [32]. Обычно глубина влияния контактного давления находится между z = b и z = 2b.

Из-за сложного взаимодействия между недрами и сооружением трудно предоставить информацию о допустимых осадках или дифференциальных осадках для сооружений [33]. На рис. 3.22 показаны коэффициенты повреждения для угловой деформации в результате осадок [33–35].

Рисунок 3.22 Критерий повреждения.

Что касается опрокидывания высотных сооружений, то при анализе безопасности от наклона необходимо проверить, что происходящее опрокидывание безвредно для сооружения [33].Расчет фундаментов прямоугольной формы выполняется по уравнению 3.51. Расчет фундаментов круглого сечения выполняется по уравнению 3.52.

3,51 b3⋅EmVd⋅hs⋅fy≥1 3,52 r3⋅EmVd⋅hs⋅fy≥1

В уравнениях 3.51 и 3.52:

E м = Модуль сжимаемости грунта

h s = Высота центра тяжести над уровнем фундамента

f r и f y = коэффициенты наклона

V d = Расчетное значение вертикальных нагрузок

Более подробную информацию можно найти в [33] и [36].

3.3.3.8 Упрощенный анализ настила фундаментов в стандартных случаях

Упрощенный анализ настила фундаментов в стандартных случаях состоит из простого сравнения сопротивления основания σ R,d и контактного давления σ E,d (уравнение 3.53). Для широких фундаментов площадью А = а х b или А’ = а’ х b’ в стандартных случаях может быть применен анализ устойчивости к скольжению и разрушению основания, а также расчет предельного состояния по эксплуатационной пригодности.К таким стандартным случаям относятся:

  • Горизонтальная нижняя поверхность фундамента и почти горизонтальные ландшафтные и грунтовые слои
  • Достаточная прочность грунта на глубину, равную двойной ширине фундамента ниже уровня фундамента (не менее 2 м)
  • Регулярные динамические или преимущественно динамические нагрузки отсутствуют; без порового давления воды в связных грунтах
  • Пассивное давление грунта может применяться только в том случае, если оно обеспечивается конструктивными или другими процедурами
  • Наклон равнодействующей контактного давления подчиняется правилу tanδ = H k /V k ≤ 0. 2 (δ = наклон равнодействующей контактного давления; H k = характерные горизонтальные силы; V k = характерные вертикальные силы)
  • Соблюден допустимый эксцентриситет равнодействующей контактного давления
  • Соблюден анализ безопасности от потери равновесия из-за опрокидывания
3,53 σE,d≤σR,d

Расчетные значения контактного давления σ R,d основаны на комбинированном исследовании разрушения основания и осадок.Если анализируется только SLS, допустимое контактное давление увеличивается с увеличением ширины заложенного фундамента. Если анализируется только ULS, допустимое контактное давление уменьшается с увеличением ширины закладываемого фундамента. На рис. 3.23 показаны два основных требования к адекватному анализу отказа основания (ULS) и анализу осадок (SLS). Для ширины фундамента, превышающей ширину b s , допустимое контактное давление уменьшается из-за осадок.

Расчетные значения контактного давления σ R,d для упрощенного расчета ленточных фундаментов указаны в таблицах. Табличные значения можно использовать и для одиночных фундаментов [10,37,38].

Если уровень фундамента ниже поверхности со всех сторон более чем на 2 м, табличные значения могут быть повышены. Поднятие может быть в 1,4 раза больше разгрузки из-за земляных работ ниже глубины ≥2 м под поверхностью.

Значения осадки в таблицах относятся к отдельно стоящим ленточным фундаментам с центральной нагрузкой (без эксцентриситета).Если возникают внецентренные нагрузки, необходимо проанализировать пригодность к эксплуатации. Для применения текущих табличных значений важно отметить, что в более ранних изданиях этих таблиц давались характеристические значения [10].

Упрощенный расчет ULS и SLS ленточных фундаментов в несвязных грунтах рассматривает расчетную ситуацию BS-P. Для расчетной ситуации BS-T табличные значения являются «надежными». Табличные значения применимы для вертикальных нагрузок. Промежуточные значения могут быть интерполированы линейно.Для внецентренных нагрузок табличные значения могут быть экстраполированы, если ширина b’ < 0,50 м. Между нижней поверхностью фундамента и уровнем грунтовых вод должно быть расстояние. Расстояние должно быть больше, чем ширина b или b′ фундамента. Для применения таблиц для несвязных грунтов должны выполняться требования таблицы 3.9. Краткие формы почвенных групп поясняются в Таблице 3.10.

Рисунок 3.23 Максимальное контактное давление σR,d с учетом устойчивости (ULS) и работоспособности (SLS).

Таблица 3.9 Требования к применению расчетных значений σR,d в несвязных грунтах

Группа почвы согласно DIN 18196

Коэффициент однородности согласно DIN 18196 C u

Компактность согласно DIN 18126 D

Степень сжатия по DIN 18127 D Pr

Точечное сопротивление пенетрометра грунта q c [МН/м 2 ]

СЭ, ГЭ, СУ, ГУ, СТ, ГТ

≤ 3

≥ 0. 30

≥ 95%

≥ 7,5

SE, SW, SI, GE GW, GT, SU, ГУ

> 3

≥ 0,45

≥ 98%

≥ 7,5

Коэффициент однородности C u описывает градиент гранулометрического состава в области прохождения фракций 10 % и 60 % и определяется по уравнению 3.54 [39]. Согласно [40], компактность D описывает, является ли грунт рыхлым, среднеплотным или плотным. Плотность D определяется пористостью n согласно уравнению 3.55. Степень сжатия D pr представляет собой отношение между плотностью по Проктору ρ pr (плотность при оптимальном содержании воды) и плотностью в сухом состоянии ρ d [41]. Степень сжатия рассчитывается по уравнению 3.56.

Таблица 3.10 Объяснение групп почвы

Краткая форма согласно DIN 18196

Полная форма согласно DIN 18196 на немецком языке

Полная форма согласно DIN 18196 на английском языке

СЭ

Песок, анггестафт

Песок с мелким гранулометрическим составом

SW

Песок влажный

Песок с широким гранулометрическим составом

СИ

Песок, прерывистый

Песок с прерывистым рассеянным гранулометрическим составом

ГЭ

Kies, инженерный

Гравий с мелким гранулометрическим составом

ГВт

Киес, вейтгестуфт

Гравий с широким гранулометрическим составом

СТ

Песок, тониг (Feinkornanteil: 5–15%)

Песок глинистый (мелкая фракция: 5–15%)

СУ

Песок, шлаффиг (Feinkornanteil: 5–15%)

Песок пылеватый (мелкая фракция: 5–15%)

ГТ

Кис, тониг (Feinkornanteil: 5–15%)

Гравий глинистый (мелкая фракция: 5–15%)

ГУ

Kies, schluffig (Feinkornanteil: 5–15%)

Гравий глинистый (мелкая фракция: 5–15%)

3. 54 Cu=d60d10 3,55 D=max n-nmax n-min n 3,56 Dпр=ρdρпр

Для упрощенного расчета ленточных фундаментов В таблице 3.11 приведены допустимые расчетные значения контактного давления σ R,d для несвязных грунтов с учетом достаточной безопасности от разрушения основания. Если расчет необходимо дополнительно ограничить, следует применить Таблицу 3.12. Для целей Таблицы 3.12 осадки ограничены 1–2 см.

Допустимые расчетные значения контактного давления σ R,d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах с минимальной шириной b ≥ 0.50 м и минимальную глубину анкеровки d ≥ 0,50 м можно увеличить следующим образом:

  • Увеличение расчетных значений на 20% в таблицах 3.11 и 3.12, если одиночные фундаменты имеют соотношение сторон a/b < 2 соотв. а'/b' < 2; для таблицы 3.11 он применяется только в том случае, если глубина анкеровки d больше 0,60 × b соответственно. 0,60 × б′

    Таблица 3.11 Расчетные значения σR,d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах и ​​достаточная устойчивость к гидравлическому разрушению с вертикальной равнодействующей контактного давления

    Наименьшая глубина заделки фундамента [м] Расчетное значение контактного давления σ R,d [кН/м 2 ] в зависимости от ширины фундамента b соотв. б’
    0,50 м 1,00 м 1,50 м 2,50 м 3,00 м
    0,50 280 420 560 700 700 400 700
    1,00 380 520 660 800 800 800
    1.50 480 620 760 900 900 900
    2,00 560 700 840 980 980 980
    Для зданий с глубиной фундамента 0,30 м ≤ d ≤ 0,50 м и шириной фундамента b соотв. б’ ≥ 0,30 м 210

    Таблица 3.12 Расчетные значения σR,d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах и ​​ограничении осадок до 1–2 см при вертикальной равнодействующей контактного давления

    Наименьшая глубина заделки фундамента [м] Расчетное значение контактного давления σ R,d [кН/м 2 ] в зависимости от ширины фундамента b соотв. б’
    0,50 м 1,00 м 1,50 м 2,50 м 3,00 м
    0,50 280 420 460 390 350 0410 310
    1,00 380 520 500 430 380 340
    1.50 480 620 550 480 410 360
    2,00 560 700 590 500 430 390
    Для зданий с глубиной фундамента 0,30 м ≤ d ≤ 0,50 м и шириной фундамента b соотв. б’ ≥ 0,30 м 210
  • Увеличение расчетных значений на 50% в таблицах 3.11 и 3.12, если грунт соответствует значениям в таблице 3.13 на глубину в два раза больше ширины под уровень фундамента (не менее 2 м под уровень фундамента)

Допустимые расчетные значения контактного давления для ленточных фундаментов в несвязных грунтах в таблице 3. 11 (даже увеличенные и/или уменьшенные из-за горизонтальных нагрузок) должны быть уменьшены, если необходимо учитывать грунтовые воды:

  • Снижение расчетных значений на 40%, если уровень грунтовых вод совпадает с уровнем фундамента

    Таблица 3.13 Требования к повышению расчетных значений σR,d для несвязных грунтов

    Группа почвы в соответствии с DIN 18196 Коэффициент однородности в соответствии с DIN 18196 C U 9218 Компактность в соответствии с DIN 18126 D Соотношение компрессии в соответствии с DIN 18127 D PR Точечное сопротивление пенетрометра грунта q c [МН/м 2 ]
    ЮВ, ГЭ, СУ, ГУ, СТ, ГТ ≤3 ≥0.50 ≥98% ≥15
    ЮВ, ЮЗ, СИ, ГВ ГВ, ГТ, СУ, ГУ >3 ≥0,65 ≥100% ≥15
  • Если расстояние между уровнем грунтовых вод и уровнем фундамента меньше, чем b или b′, оно должно быть интерполировано между приведенными и не приведенными расчетными значениями σ R,d
  • Снижение расчетных значений на 40 %, если уровень грунтовых вод выше уровня фундамента, при условии, что глубина заложения d ≥ 0. 80 м и d ≥ b; отдельный анализ необходим только в том случае, если оба условия неверны

Допустимые расчетные значения давления сжатия σ R,d в таблице 3.12 могут быть использованы только в том случае, если расчетные значения в таблице 3.11 (даже увеличенные и/или уменьшенные из-за горизонтальных нагрузок и/или грунтовых вод) больше.

Допустимые расчетные значения контактного давления σ R,d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах, приведенные в таблице 3.11 (даже повышенные и/или уменьшенные за счет грунтовых вод), необходимо уменьшить для сочетания характеристики вертикальной (V k ) и горизонтальные (H k ) нагрузки следующим образом:

  • Уменьшение на коэффициент (1 − H k /V k ), если H k параллельна длинной стороне фундамента и если соотношение сторон a/b ≥ 2, соотв.а’/b’ ≥ 2
  • Уменьшение на коэффициент (1 − H k /V k ) 2 во всех других случаях

Расчетные значения контактного давления, указанные в таблице 3. 12, могут применяться только в том случае, если расчетные значения σ R,d , указанные в таблице 3.11 (даже увеличенные и/или уменьшенные из-за грунтовых вод), больше.

Упрощенный расчет ULS и SLS ленточных фундаментов в связных грунтах для расчетной ситуации BS-P. Для расчетной ситуации BS-T табличные значения являются «надежными».Табличные значения применимы для вертикальных и наклонных нагрузок. Промежуточные значения могут быть интерполированы линейно. Таблицы даны для разных типов почвы. Краткие формы почвенных групп поясняются в Таблице 3.10. При использовании таблиц с 3.14 по 3.17 можно ожидать осадки в 2–4 см. В принципе, таблицы с 3.14 по 3.17 применимы только к типам грунта с зернистой структурой, которая не может внезапно обрушиться.

Расчетные значения σ R,d для ленточных фундаментов в связном грунте приведены в табл. 3.с 14 по 3.17 (даже уменьшенные из-за ширины фундамента b > 2 м) могут быть увеличены на 20 %, если соотношение сторон a/b < 2 соотв. а’/б’ < 2,

Таблица 3.14 Расчетные значения σR,d для ленточных фундаментов на иле

Ил (UL согласно DIN 18126) консистенция: от твердой до полутвердой

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]

Расчетные значения σ R,d контактного давления [кН/м 2 ]

0.50

180

1,00

250

1,0

310

2,00

350

Прочность на сжатие без ограничений q u,k [кН/м 2 ]

120

Таблица 3.15 Расчетные значения σR,d для ленточных фундаментов в смешанных грунтах

Смешанные грунты (SU*, ST, ST*, GU*, GT* согласно DIN 18196)

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]

Расчетные значения σ R,d контактного давления [кН/м 2 ]

Консистенция

Жесткий

Полутвердый

Твердый

0. 50

210

310

460

1,00

250

390

530

1,50

310

460

620

2,00

350

520

700

Прочность на сжатие без ограничений q u,k [кН/м 2 ]

120–300

300–700

>700

Таблица 3.16 Расчетные значения σR,d для ленточных фундаментов в глинистых, пылеватых грунтах

Глинистые, пылеватые грунты (UM, TL, TM по DIN 18196)

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]

Расчетные значения σ R,d контактного давления [кН/м 2 ]

Консистенция

Жесткий

Полутвердый

Твердый

0. 50

170

240

490

1,00

200

290

450

1,50

220

350

500

2,00

250

390

560

Прочность на сжатие без ограничений q u,k [кН/м 2 ]

120–300

300–700

>700

Таблица 3.17 Расчетные значения σR,d для ленточных фундаментов из глины

Глинистые, пылеватые грунты (UM, TL, TM по DIN 18196)

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]

Расчетные значения σ R,d контактного давления [кН/м 2 ]

Консистенция

Жесткий

Полутвердый

Твердый

0. 50

130

200

280

1,00

150

250

340

1,50

180

290

380

2,00

210

320

420

Прочность на сжатие без ограничений q u,k [кН/м 2 ]

120–300

300–700

>700

Расчетные значения σ R,d для ленточных фундаментов в связном грунте приведены в табл. 3.с 14 по 3,17 (даже увеличенные за счет удлинения) должны быть уменьшены на 10 % на метр при ширине фундамента b = 2–5 м. Для фундаментов шириной b > 5 м ULS и SLS необходимо проверять отдельно в соответствии с классическим механическим анализом грунта.

3,4 Примеры фундаментов из инженерной практики

В последние десятилетия увеличение плотности населения во всем мире привело к строительству все большего количества более высоких высотных зданий. До 1960 года во Франкфурте-на-Майне в Германии высотными считались здания в 10–15 этажей.В 1961 году было построено первое 20-этажное здание, а в 1969 году была завершена первая 30-этажная башня Коммерцбанка высотой 130 м. В 1970-х и начале 1980-х годов было построено еще несколько небоскребов высотой 150–180 м. Все они были основаны в самом активном поселении Франкфуртской глины. Опыт Франкфурта-на-Майне показывает, что окончательная осадка фундамента может быть в 1,7-2,0 раза больше, чем осадка в конце этапа строительства. Произошли окончательные осадки 15–35 см [42,43].

Почти все высотные здания, построенные на фундаментах во Франкфуртской глине, имеют неравномерную осадку, что приводит к наклону надстроек [43]. Статистическая оценка замеров показывает, что этот крен составляет до 20–30 % от средней осадки даже при центральном нагружении фундамента [44]. Дифференциальные осадки возникают из-за неоднородности Франкфуртского грунта.

3.4.1 Комплекс высотных зданий Zürich Assurance

Комплекс высотных зданий Zürich Assurance Company во Франкфурте-на-Майне, Германия, строился с 1959 по 1963 год.Он состоит из двух башен высотой 63 м и 70 м соответственно и пристройки до восьми этажей. Весь комплекс имеет два подуровня и основан на распространенном фундаменте. Глубина фундамента составляет 7 м от поверхности. Вид с земли показан на рис. 3.24.

Состояние почвы и грунтовых вод типично для Франкфурта-на-Майне. На поверхности засыпки и четвертичные пески и гравий. На глубине около 7 м ниже поверхности начинается третичная франкфуртская глина, состоящая из чередующихся слоев плотной и полутвердой глины и известняка.На глубине 67 м под поверхностью залегает Франкфуртский известняк. Уровень грунтовых вод находится примерно на 5–6 м ниже поверхности.

Измеренные осадки в конце строительства надстройки составляют около 60 % от окончательных осадок (рис. 3.25). После окончания строительства расчетная ставка уменьшилась из-за процесса консолидации. Примерно через 5 лет после окончания строительства осадки заканчиваются примерно на 8,5–9,5 см.

Рис. 3.24 Вид с земли на комплекс высотных зданий Zürich Assurance.

Рисунок 3.25 Измеренные поселения.

В 2001 и 2002 годах комплекс высотных зданий был демонтирован. На его месте сейчас Опертурм высотой 177 м [45,46].

3.4.2 Вестенд Гейт

Высотное здание Westend Gate (прежнее название: Senckenberganlage) во Франкфурте-на-Майне, Германия, было построено с 1972 по 1974 год (рис. 3.26). Он имеет высоту 159 м и основан на системе фундаментов.Цокольный этаж имеет три подуровня. Здание представляет собой офисную башню до 23-го этажа. Над офисной частью находится отель Marriott. Почва и состояние грунтовых вод аналогичны комплексу высотных зданий Zürich Assurance.

Westend Gate — высотное здание с самым большим поселением во Франкфурте-на-Майне[47]. Измеренные осадки здания составили более 30 см, вызванные сравнительно высокими контактными давлениями 650 кН/м 2 . Плотные фундаменты были устроены только под высотным зданием.Подэтажи пристройки заложены на единых фундаментах (рис. 3.27). Для контроля осадок и дифференциальных осадок между элементами фундамента и пролетным строением были устроены компенсационные швы. Деформационные швы были закрыты после отделки железобетонных стержней. Гибкая стальная конструкция, протянувшаяся с третьего по 23-й этаж, не была повреждена осадками и дифференциальными осадками. Этажи выше 23 этажа построены из железобетонных ячеек сравнительно высокой жесткости.Между гибкой стальной конструкцией и жесткими бетонными ячейками установлены гидравлические домкраты. Гидравлические домкраты уравновешивают возникающие осадки. Из-за длительной осадки грунта несколько швов на верхних этажах оставались открытыми в течение двух лет после строительства [47,48].

Рисунок 3.26 Вестендские ворота.

3.4.3 Серебряная башня

Серебряная башня (ранее Dresdner Bank) во Франкфурте-на-Майне, Германия, имеет высоту 166 м и была построена с 1975 по 1978 год (рис. 3.28). Серебряная башня построена на фундаменте средней толщиной 3,5 м. Уровень фундамента находится на глубине 14 м от поверхности. Почва и состояние грунтовых вод аналогичны комплексу высотных зданий Zürich Assurance.

В связи с внецентренной нагрузкой на северо-западе под фундаментным плотом были установлены 22 подушки давления (рис. 3.29) [42,49]. Подушки давления имеют размер 5 м × 5 м и состоят из мягкой резины толщиной 3 мм. Герметичность подушек давления была проверена перед установкой.Подушки изначально были заполнены водой. Давление внутри подушек регулировалось таким образом, что происходили лишь небольшие дифференциальные осадки. После окончания строительства и корректировки многоэтажки воду в подушках заменили раствором.

Рисунок 3.27 Этапы строительства.

Рисунок 3. 28 Серебряная башня (левое здание; справа: высотное здание Скайпер).

Рисунок 3.29 Гидравлические устройства для регулировки осадок.

3.4.4 Франкфуртский бюро-центр (FBC)

FBC — это высотное здание высотой 142 м во Франкфурте-на-Майне, Германия, которое основано на фундаменте толщиной 3,5 м. Уровень фундамента находится примерно на 12,5 м ниже поверхности. На рис. 3.30 высотное здание показано с юга. Он был построен с 1973 по 1980 год. Долгие сроки строительства были связаны с отсутствием инвестиций во время нефтяного кризиса. Почва и состояние грунтовых вод аналогичны комплексу высотных зданий Zürich Assurance.

С начала строительства осадки измерены за 5 лет (рис. 3.31). Максимальная окончательная осадка составила около 28 см в центральной части высотного здания [42]. Примерно через 1,5 года после окончания строительства осадки составили около 70% от окончательных осадок. Дифференциальные осадки между высотным зданием и соседними зданиями составляют от 9,5 см до 20 см (рис. 3.32). Наклон высотного здания составляет около 1:1350 [50].

Рис. 3.30 Франкфуртский бюро-центр (FBC).

Рисунок 3.31 Измеренные поселения.

Рисунок 3.32 Поперечный разрез конструкции и измеренные осадки.

3.4.5 Башни-близнецы Deutsche Bank

Башни-близнецы Deutsche Bank во Франкфурте-на-Майне, Германия, имеют высоту 158 м и были построены с 1979 по 1984 год (рис. 3.33). Башни стоят на фундаментном плоту размером 80 м × 60 м и толщиной 4 м. Уровень фундамента находится примерно на 13 м ниже поверхности [51].Почва и состояние грунтовых вод аналогичны комплексу высотных зданий Zürich Assurance.

Измеренная осадка составляет от 10 см до 22 см. На рис. 3.34 показаны изолинии населенных пунктов. Для минимизации влияния башен-близнецов на соседние здания были установлены гидравлические домкраты (рис. 3.35). Возможное регулирование осадок дифференциала гидравлическими домкратами составляло около ± 8 см.

Рисунок 3. 33 Башни-близнецы Дойче Банка.

Рисунок 3.34 Измеренные поселения.

Рисунок 3.35 Разрез надстройки с гидродомкратами.

Каталожные номера

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2012): Richtlinie für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO 12).

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2009): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (ZTV E-StB 09).

Deutsches Institut für Normung e.V. (2001): DIN EN ISO 13793 Тепловые характеристики зданий: тепловой расчет фундаментов для предотвращения морозного пучения. Beuth Verlag, Берлин.

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e.V. (2003): DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie). Beuth Verlag, Берлин.

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e.V. (2006): Heft 555 Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton. Beuth Verlag, Берлин.

Ломейер, Г.; Эбелинг, К. (2013): Weiße Wannen einfach und sicher. 10. Auflage, Verlag Bau + Technik, Дюссельдорф, Германия.

Хаак, А .; Эмиг, К.-Ф.. (2003): Abdichtungen im Gründungsbereich und auf genutzten Deckenflächen. 2. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2014): DIN EN 1997-1 Еврокод 7: Геотехническое проектирование: Часть 1: Общие правила. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2010): Национальное приложение DIN EN 1997-1/NA: Параметры, определяемые на национальном уровне — Еврокод 7: Геотехническое проектирование — Часть 1: Общие правила.Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2010): DIN 1054 Недра: Проверка безопасности земляных работ и фундаментов — Дополнительные правила к DIN EN 1997-1. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 1054 Недра: Проверка безопасности земляных работ и фундаментов — Дополнительные правила к DIN EN 1997-1:2010; Поправка A1:2012. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2009): DIN 4084 Грунт: расчет разрушения насыпи и общей устойчивости подпорных конструкций.Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 4084 Ground: Расчет общей устойчивости — Приложение 1: Примеры расчета. Beuth Verlag, Берлин.

Хеттлер, А. (2000): Gründung von Hochbauten. Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1974): DIN 4018 Грунт: распределение контактного давления под плотным фундаментом, анализ. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1981): DIN 4018 Приложение 1 Грунт: Анализ распределения контактного давления под плотным фундаментом; Пояснения и примеры анализа. Beuth Verlag, Берлин.

Boussinesq, MJ (1885): Application des Potentials à l’Etude de l’Equilibre et du Mouvement des Solides Élastiques. Готье-Виллар, Париж, Франция.

Катценбах, Р.; Зильч, К .; Мурманн, К. (2012): Baugrund-TragwerkInteraktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer Verlag, Гейдельберг, Германия, 1471–1490 гг.

Кани, М. (1959): Berechnung von Flächengründungen. Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Кани, М. (1974): Berechnung von Flächengründungen, Band 2, 2. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Мейерхоф, Г.Г. (1979): Общий отчет: Взаимодействие грунта и конструкции и фундаменты. 6-я Панамериканская конференция по механике грунтов и проектированию фундаментов, 2–7 декабря, Лима, Перу, 109–140.

Боровицка, Х. (1943): Über ausmittig belastete starre Platten auf elastischisotropem Untergrund.Инженер-архив, XIV. Band, Heft 1, Springer Verlag, Берлин, 1–8.

Ланг, Х.Дж.; Худер, Дж.; Аманн, П. (2003): Bodenmechanik und Grundbau. 7. Auflage, Springer Verlag, Берлин.

Смольчик, У .; Фогт, Н. (2009): Flachgründungen. Grundbautaschenbuch, Teil 3: Gründungen und geotechnische Bauwerke. 7. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин, 1–71.

Винклер, Э. (1867): Die Lehre von der Elastizität und Festigkeit. Verlag Dominicus, Прага, Чехия.

Оде, Дж.(1942): Die Berechnung der Sohldruckverteilung unter Gründungskörpern. Der Bauingenieur 23, Германия, Heft 14/16, 99–107 и 122–127.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2005): DIN 1054 Недра: Проверка безопасности земляных работ и фундаментов. Beuth Verlag, Берлин.

Катценбах, Р.; Болед-Мекаша, Г.; Вахтер, С. (2006): Gründung turmar-tiger Bauwerke. Beton-Kalender, Ernst & Sohn Verlag, Берлин, 409–468.

Deutsches Institut für Normung e.V.(2006): DIN 4017 Грунт: Расчет расчетной несущей способности грунта под мелкими фундаментами. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2006): DIN 4017 Грунт: Расчет расчетной несущей способности грунта под мелкими фундаментами — примеры расчета. Beuth Verlag, Берлин.

Прандтль, Л. (1920): Über die Härte plastischer Körper. Nachrichten von der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen. Математический класс, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2011): DIN 4019 Почва: анализ осадки. Beuth Verlag, Берлин.

Arbeitskreis Berechnungsverfahrender Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau e.V. (1993): Empfehlungen Verformungen des Baugrund bei bauli-chen Anlagen: EVB. Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Скемптон, А.В.; Макдональд, Д.Х. (1956): Допустимые осадки зданий. Труды Института гражданского строительства, 10 мая, Лондон, Великобритания, 727–783.

Бьеррум, Л. (1973): Допустимые осадки конструкций.Норвежский геотехнический институт, публикация №. 98, Осло, Норвегия, 1–3.

Шульце, Э.; Muhs, H. (1967): Bodenuntersuchungen für Ingenieurbauten. 2. Auflage, Springer Verlag, Берлин.

Циглер, М. (2012): Geotechnische Nachweise nach EC 7 и DIN 1054: Einführung mit Beispielen. 3. Auflage, Wilhelm Ernst & Sohn, Берлин.

Дёркен, В .; Дене, Э.; Клиш, К. (2012): Grundbau в Beispielen Teil 2. 5. Auflage, Werner Verlag, Neuwied, Германия.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2011): DIN 18196 «Земляные сооружения и фундаменты: классификация грунтов для целей гражданского строительства». Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1996): DIN 18126 Грунт, исследования и испытания: Определение плотности несвязных грунтов для максимальной и минимальной плотности. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 18127 Почва, исследование и тестирование: тест Проктора. Beuth Verlag, Берлин.

Зоммер, Х. (1976): Setzungen von Hochhäusern und benachbarten Anbauten nach Theorie und Messungen.Vorträge der Baugrundtagung в Нюрнберге, Германия, 141–169.

Соммер, Х. (1978): Messungen, Berechnungen und Konstruktives bei der Gründung Frankfurter Hochhäuser. Vorträge der Baugrundtagung в Дюссельдорфе, Германия, 205–211 гг.

Соммер, Х .; Тамаро, Г.; ДеБенедитис, К. (1991): Мессетурм, фундамент самого высокого здания в Европе. Материалы 4-й Международной конференции по свайным и глубоким фундаментам, апрель, Стреза, Италия, стр. 139–145.

Катценбах, Р.; Леппла, С.; Сейп, М. (2011): Das Verformungsverhalten des Frankfurter Tons inolge Baugrundentlastung. Bauingenieur 86, май, Springer VDI Verlag, Дюссельдорф, Германия, 233–240.

Катценбах, Р.; Леппла, С. (2013): Деформационное поведение глины из-за разгрузки и последствия для строительных проектов в центре города. 18-я конференция Международного общества механики грунтов и геотехнической инженерии, 2–6 сентября, Париж, Франция, Vol. № 3, 2023–2026 гг.

Катценбах, Р. (1995): Hochhausgründungen im setzungsaktiven Frankfurter Ton.10. Коллоквиум Кристиана Ведера, 20 апреля, Грац, Австрия, 44–58.

Моос, Г. (1976): Hochhaus Senckenberganlage во Франкфурте-на-Майне. Ph. Holzmann AG, Technischer Bericht, Франкфурт, Германия, 1–25.

Gravert, FW (1975): Ein Beitrag zur Gründung von Hochhäusern auf bindigen Böden. Deutsche Konferenz Hochhäuser, Deutsche Gruppe der Internationalen Vereinigung für Brückenbau und Hochbau, 2–4 октября, Майнц, Германия, 216–224.

Стро, Д.; Катценбах, Р. (1978): Der Einfluss von Hochhäusern und Baugruben auf die Nachbarbebauung.Bauingenieur 53, Springer-Verlag, Берлин, 281–286.

Катценбах, Р.; Бахманн, Г.; Болед-Мекаша, Г.; Рамм, Х. (2005): Комбинированные свайно-плотные фундаменты (CPRF): подходящее решение для фундамента высотных зданий. Словацкий журнал гражданского строительства, № 3, 19–29.

%PDF-1.4 % 23 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 23 96 0000000016 00000 н 0000002592 00000 н 0000002703 00000 н 0000003759 00000 н 0000003900 00000 н 0000004491 00000 н 0000005125 00000 н 0000005476 00000 н 0000005599 00000 н 0000005712 00000 н 0000005823 00000 н 0000008167 00000 н 0000008377 00000 н 0000008861 00000 н 0000009445 00000 н 0000009740 00000 н 0000013272 00000 н 0000013716 00000 н 0000014691 00000 н 0000015701 00000 н 0000016449 00000 н 0000017420 00000 н 0000017960 00000 н 0000021352 00000 н 0000021600 00000 н 0000022218 00000 н 0000022618 00000 н 0000023996 00000 н 0000026139 00000 н 0000027995 00000 н 0000028659 00000 н 0000030690 00000 н 0000030813 00000 н 0000030890 00000 н 0000031193 00000 н 0000031270 00000 н 0000031574 00000 н 0000031651 00000 н 0000031955 00000 н 0000032032 00000 н 0000032336 00000 н 0000032413 00000 н 0000032717 00000 н 0000032794 00000 н 0000033097 00000 н 0000033174 00000 н 0000033479 00000 н 0000033556 00000 н 0000033861 00000 н 0000033938 00000 н 0000034244 00000 н 0000034321 00000 н 0000034625 00000 н 0000034702 00000 н 0000035004 00000 н 0000035081 00000 н 0000035386 00000 н 0000035463 00000 н 0000035766 00000 н 0000035843 00000 н 0000036148 00000 н 0000036225 00000 н 0000036530 00000 н 0000036607 00000 н 0000036912 00000 н 0000036989 00000 н 0000037295 00000 н 0000037372 00000 н 0000037677 00000 н 0000037754 00000 н 0000038058 00000 н 0000038135 00000 н 0000038437 00000 н 0000038514 00000 н 0000038820 00000 н 0000038897 00000 н 0000039202 00000 н 0000039279 00000 н 0000039586 00000 н 0000039664 00000 н 0000039971 00000 н 0000040049 00000 н 0000040354 00000 н 0000040432 00000 н 0000040736 00000 н 0000040814 00000 н 0000040884 00000 н 0000040968 00000 н 0000044289 00000 н 0000044562 00000 н 0000044735 00000 н 0000044762 00000 н 0000045063 00000 н 0000056649 00000 н 0000056688 00000 н 0000002216 00000 н трейлер ]/предыдущая 111471>> startxref 0 %%EOF 118 0 объект >поток hb«g`g`g`Xsb,sf00L5ah$WHx`@ fB&Kvg[lm^xF6BvNN_Q..F& ͪfB$c8,»‘ ®* b]Pbp[ y &F)&,iq(pB0QA94Fq0’ ŀT

Оснований

Оснований

Фундаменты

Типы фундамента

Фундаменты мелкого заложения (иногда называемые «распорными фундаментами») включают подушки («изолированные фундаменты»), ленточные фундаменты и плоты.
Глубокие фундаменты
включают сваи, свайные стенки, диафрагменные стены и кессоны.

 


Типы фундаментов

Мелкие фундаменты

Фундаменты мелкого заложения – фундаменты, заложенные вблизи чистой поверхности земли; обычно там, где глубина фундамента (D f ) меньше ширины фундамента и менее 3 м.Это не строгие правила, а просто рекомендации: в основном, если поверхностная нагрузка или другие условия поверхности будут влиять на несущую способность фундамента, он является «пологим». Неглубокие фундаменты (иногда называемые «распорными фундаментами») включают подушки («изолированные фундаменты»), ленточные фундаменты и плоты. Фундаменты мелководья
используются, когда поверхностные грунты достаточно прочны и жестки, чтобы выдерживать возложенные нагрузки; как правило, они не подходят для слабых или сильно сжимаемых грунтов, таких как плохо уплотненная насыпь, торф, современные озерные и аллювиальные отложения и т. д.

 


Неглубокие фундаменты

Фундаментные подушки

Фундаменты

используются для поддержки отдельных точечных нагрузок, например, из-за несущей колонны. Они могут быть круглыми, квадратными или прямоугольными. Обычно они состоят из блока или плиты одинаковой толщины, но могут быть ступенчатыми или изогнутыми, если требуется распределить нагрузку от тяжелой колонны. Насыпные фундаменты обычно неглубокие, но можно использовать и глубокие насыпные фундаменты.

 


Неглубокие фундаменты

Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты используются для поддержки линии нагрузок либо из-за несущей стены, либо если линия колонн нуждается в поддержке, когда позиции колонн настолько близки, что отдельные фундаменты на подушках были бы неуместны.

 


Неглубокие фундаменты

Сплошные фундаменты

Сплошные фундаменты используются для распределения нагрузки от конструкции на большую площадь, обычно на всю площадь конструкции.Они используются, когда нагрузки на колонны или другие структурные нагрузки близки друг к другу и отдельные подушки фундамента будут взаимодействовать.

Сплошной фундамент обычно состоит из бетонной плиты, занимающей всю нагруженную площадь. Он может быть усилен ребрами жесткости или балками, встроенными в фундамент.

Сплошные фундаменты имеют то преимущество, что уменьшают неравномерные осадки, поскольку бетонная плита сопротивляется дифференциальным перемещениям между положениями нагрузки. Они часто необходимы на мягких или рыхлых грунтах с низкой несущей способностью, поскольку они могут распределять нагрузки на большую площадь.

 


Типы фундаментов

Глубокие фундаменты

Глубокие фундаменты закладываются слишком глубоко под чистую поверхность земли, чтобы на их несущую способность могли повлиять поверхностные условия, обычно это происходит на глубине >3 м ниже готового уровня земли. Они включают в себя сваи, опоры и кессоны или компенсированные фундаменты с использованием глубоких подвалов, а также фундаменты из глубоких подушек или лент. Глубокие фундаменты можно использовать для передачи нагрузки на более глубокие, более прочные слои на глубине, если вблизи поверхности присутствуют непригодные грунты.

Сваи представляют собой относительно длинные тонкие элементы, которые передают нагрузки фундамента через слои грунта с низкой несущей способностью на более глубокие слои грунта или породы с высокой несущей способностью. Они используются, когда по экономическим, строительным или почвенным соображениям желательно передавать нагрузки на пласты за пределами практической досягаемости мелкозаглубленных фундаментов. В дополнение к опорным конструкциям сваи также используются для закрепления конструкций против подъемных сил и для оказания помощи конструкциям в сопротивлении боковым силам и силам опрокидывания.

Опоры представляют собой фундаменты для несущих тяжелых структурных нагрузок, которые сооружаются на месте в глубоких котлованах.

Кессон представляет собой форму глубокого фундамента, который сооружается над уровнем земли, а затем заглубляется до необходимого уровня путем выемки грунта или дноуглубления внутри кессона.

Фундаменты с компенсацией представляют собой фундаменты глубокого заложения, в которых снятие напряжения вследствие земляных работ приблизительно уравновешивается приложенным напряжением от фундамента.Таким образом, приложенное чистое напряжение очень мало. Компенсированный фундамент обычно представляет собой глубокий подвал.

 


Глубокие фундаменты

Сваи

Свайные фундаменты можно классифицировать по
тип сваи
(разные конструкции, которые должны поддерживаться, и разные грунтовые условия требуют разных типов сопротивления) и
тип конструкции
(можно использовать различные материалы, конструкции и процессы).

 


Сваи

Типы свай

Сваи часто используются, потому что на достаточно малой глубине невозможно найти достаточную несущую способность, чтобы выдержать структурные нагрузки. Важно понимать, что сваи поддерживаются как торцевой опорой , так и поверхностным трением . Доля несущей способности, создаваемой торцевым подшипником или поверхностным трением, зависит от состояния почвы. Сваи могут использоваться для поддержки различных типов структурных нагрузок.


Типы свай

Концевые опорные сваи

Опорные сваи — это сваи, которые заканчиваются твердым, относительно непроницаемым материалом, таким как камень или очень плотный песок и гравий. Они получают большую часть своей несущей способности за счет сопротивления слоя у основания сваи.


Типы свай

Висячие сваи

Висячие сваи получают большую часть своей несущей способности за счет поверхностного трения или сцепления.Обычно это происходит, когда сваи не достигают непроницаемого слоя, а забиваются на некоторое расстояние в проницаемый грунт. Их грузоподъемность частично определяется торцевой опорой и частично поверхностным трением между заглубленной поверхностью грунта и окружающим грунтом.


Типы свай

Сваи уменьшающие осадку

Сваи, уменьшающие осадку, обычно встраиваются под центральную часть плотного фундамента, чтобы уменьшить дифференциальную осадку до приемлемого уровня.Такие сваи служат для укрепления почвы под плотом и помогают предотвратить выпуклость плота в центре.


Типы свай

Натяжные сваи

Такие конструкции, как высокие дымоходы, опоры электропередач и причалы, могут подвергаться большим опрокидывающим моментам, поэтому сваи часто используются для сопротивления возникающим в результате подъемным силам фундамента. В таких случаях результирующие усилия передаются на грунт по всей длине заглубленной сваи.Силу сопротивления буронабивных свай можно увеличить за счет дополнительного расширения. При проектировании натянутых свай необходимо учитывать эффект радиального сжатия сваи, так как это может привести к снижению сопротивления ствола примерно на 10–20 %.


Типы свай

Сваи с боковой нагрузкой

Почти все свайные фундаменты в той или иной степени подвергаются горизонтальной нагрузке. Величина нагрузок по отношению к приложенной вертикальной осевой нагрузке, как правило, невелика, и, как правило, не требуется никаких дополнительных проектных расчетов.Однако в случае причалов и пристаней, воспринимающих ударные нагрузки пришвартованных судов, свайных фундаментов мостовых опор, эстакад мостовых кранов, высоких дымовых труб и подпорных стен, горизонтальная составляющая относительно велика и может оказаться критической при проектировании. Традиционно в таких случаях сваи устанавливали под углом к ​​вертикали, обеспечивая достаточное горизонтальное сопротивление за счет составляющей осевой несущей способности сваи, действующей горизонтально. Однако способность вертикальной сваи выдерживать нагрузки, приложенные нормально к оси, хотя и значительно меньшая, чем осевая нагрузка этой сваи, может быть достаточной, чтобы избежать необходимости в таких «гребенчатых» или «вбитых» сваях, которые более дороги в установке. .Поэтому при проектировании свай с учетом боковых сил важно это учитывать.


Типы свай

Сваи засыпные

Сваи, проходящие через слои заполнителя с умеренной или слабой плотностью, будут подвергаться воздействию отрицательного поверхностного трения , которое создает нисходящее сопротивление вдоль ствола сваи и, следовательно, дополнительную нагрузку на сваю. Это происходит по мере уплотнения наполнителя под собственным весом.

 


Сваи

Типы свайных конструкций

Смещаемые сваи вызывают смещение грунта как в радиальном, так и в вертикальном направлении, когда ствол сваи забивается или забивается домкратом в землю. При использовании неперемещаемых свай (или сменных свай) грунт удаляется, а полученное отверстие заполняется бетоном или сборная железобетонная свая вбрасывается в отверстие и заливается цементным раствором.


Типы свайных конструкций

Сваи смещения

Пески и зернистые грунты имеют тенденцию к уплотнению в процессе смещения, тогда как глины имеют тенденцию к пучиниванию.Сами сваи смещения можно разделить на разные типы в зависимости от того, как они устроены и как они вставляются.

 


Сваи смещения

Полностью предварительно сформированные сваи

Они могут быть из сборного железобетона;
армированный по всей длине (предварительно напряженный)
шарнирный (усиленный)
полый (трубчатый) профиль
или из стали различного сечения.

 


Сваи смещения

Сваи забивные и забивные

Этот тип ворса может быть двух форм. Первый включает в себя вбивание в землю временной стальной трубы с закрытым концом для образования пустоты в грунте, которая затем заполняется бетоном по мере извлечения трубы. Второй тип такой же, за исключением того, что стальная труба остается на месте, образуя постоянный корпус.

 


Сваи смещения

Сваи спиральные (винтовые) забивные

Этот тип конструкции выполняется с использованием шнека специального типа.Однако почва уплотняется, а не удаляется, поскольку шнек ввинчивается в землю. Шнек установлен на полом стержне, который может быть заполнен бетоном, поэтому, когда необходимая глубина будет достигнута, бетон можно закачать вниз по стержню, а шнек медленно отвинтить, оставив залитую сваю на месте.

 


Сваи смещения

Способы установки

Сваи смещения забиваются или вбиваются в землю.Можно использовать ряд различных методов.

 


Способы установки

Падающий груз

Падающий груз или падающий молот являются наиболее часто используемым методом забивки свай. Вес примерно половины веса сваи поднимается на подходящее расстояние в направляющей и отпускается, чтобы ударить по оголовку сваи. При забивке полой трубы сваи вес обычно воздействует на заглушку в нижней части сваи, что снижает любые избыточные напряжения по длине трубы во время забивки.

Вариантами простого отбойного молотка являются молотки одностороннего и двойного действия . Они приводятся в действие механическим паром, сжатым воздухом или гидравлически. В молоте одностороннего действия груз поднимается сжатым воздухом (или другим способом), который затем высвобождается, и груз падает. Это может происходить до 60 раз в минуту. Молот двойного действия такой же, за исключением того, что сжатый воздух также используется при движении молота вниз. Однако этот тип молота не всегда подходит для забивания бетонных свай.Хотя бетон может выдерживать сжимающие напряжения, создаваемые молотком, ударная волна, создаваемая каждым ударом молотка, может создавать высокие растягивающие напряжения в бетоне при возврате. Это может привести к разрушению бетона. Вот почему бетонные сваи часто предварительно напрягают.

 


Способы установки

Дизель-молот

Дизельный молот может производить быстрые управляемые взрывы. Взрывы поднимают таран, который используется для забивания сваи в землю.Хотя вес поршня меньше веса отбойного молота, повышенная частота ударов может компенсировать эту неэффективность. Этот тип молота лучше всего подходит для забивания свай в несвязный сыпучий грунт, где основное сопротивление приходится на торцевой подшипник.

 


Способы установки

Вибрационные методы забивки свай

Вибрационные методы могут оказаться очень эффективными при забивке свай через несвязные гранулированные грунты.Вибрация сваи возбуждает зерна грунта, прилегающие к свае, что делает грунт почти свободным, что значительно уменьшает трение вдоль ствола сваи. Вибрация может быть вызвана вращающимися в противоположных направлениях эксцентриковыми массами с электрическим (или гидравлическим) приводом, прикрепленными к оголовку сваи, обычно действующими с частотой около 20-40 Гц. Если увеличить эту частоту примерно до 100 Гц, это может вызвать продольный резонанс в свае, а скорость проникновения может приблизиться к 20 м/мин в умеренно плотных зернистых грунтах.Однако большая энергия, возникающая в результате вибрации, может повредить оборудование, распространение шума и вибрации может также привести к оседанию близлежащих зданий.

 


Способы установки

Методы установки домкратом

Забивные сваи чаще всего используются для подпирания существующих конструкций. Выкапывая землю под конструкцией, можно вставить короткие сваи и вбить их в землю, используя нижнюю часть существующей конструкции в качестве реакции.


Типы свайных конструкций

Несмещаемые сваи

При использовании несмещаемых свай грунт удаляется, а полученное отверстие заполняется бетоном, или иногда в отверстие опускается сборная бетонная свая и заливается цементным раствором. опора близко к поверхности земли. При бурении в более нестабильном грунте, таком как гравий, может потребоваться какая-либо форма обсадной трубы или поддержки, например, бентонитовый раствор.В качестве альтернативы раствор или бетон можно ввести из шнека, вращаемого в гранулированный грунт. Таким образом, существует четыре основных типа несмещаемых свай.

Этот метод строительства создает неравномерную границу между стволом сваи и окружающим грунтом, что обеспечивает хорошее сопротивление поверхностному трению при последующей нагрузке.

 


Неподвижные сваи

Буронабивные сваи малого диаметра

Обычно они имеют диаметр 600 мм или меньше и обычно изготавливаются с использованием штатива.Оборудование состоит из штатива, лебедки и троса, управляющего различными инструментами. Основные инструменты показаны на этой схеме.

В сыпучих грунтах основной инструмент состоит из тяжелой цилиндрической оболочки с режущей кромкой и откидным клапаном на дне. Вода необходима, чтобы помочь в этом типе раскопок. При движении снаряда вверх и вниз на дне скважины происходит разжижение грунта (поскольку под снарядом создается низкое давление, так как разжиженный грунт быстро перемещается вверх), и он стекает в корпус и может быть переброшен на лебедку. поверхность и опрокидывается.При бурении зернистого грунта существует опасность чрезмерного разрыхления материала по бокам скважины. Для предотвращения этого временную обсадную трубу следует продвигать, вбивая ее в землю.

В связных грунтах бурение скважины продвигают, многократно опуская в грунт инструмент крестообразного сечения с цилиндрической режущей кромкой, а затем поднимая его на поверхность лебедкой вместе с грунтовой нагрузкой. Оказавшись на поверхности, глина, прилипшая к крестообразным лезвиям, отделяется.

 


Неподвижные сваи

Буронабивные сваи большого диаметра

Большие скважины от 750 мм до 3 м в диаметре (с 7-метровыми расширителями) возможны с использованием роторного бурового оборудования. Шнековая установка обычно монтируется на кране или грузовике.

Спиральный или ковшовый шнек, как показано на этой схеме, прикреплен к валу, известному как штанга Келли (телескопический элемент квадратного сечения, приводимый в движение горизонтальным вращателем).С помощью этой техники возможна глубина до 70 м. Использование бентонитового раствора в сочетании с ковшовым шнеком может устранить некоторые трудности, связанные с бурением в мягких илистых и глинистых и рыхлых зернистых грунтах без постоянной поддержки обсадными трубами. Одним из преимуществ этой техники является возможность недостаточного развертывания. Используя расширительный буровой инструмент, можно увеличить диаметр основания сваи, что значительно повысит несущую способность сваи.Тем не менее, недостаточное расширение является медленным процессом, требующим остановки шнека для смены инструмента, и медленным процессом в фактической операции дополнительного расширения. В глине часто предпочтительнее использовать более глубокое древко с прямыми сторонами.

 


Неподвижные сваи

Частично предварительно сформированные сваи

Этот тип сваи особенно подходит для условий, когда грунт заболоченный, или когда есть движение воды в верхнем слое почвы, что может привести к выщелачиванию цемента из монолитной бетонной сваи.Отверстие бурят обычным способом, а затем в него опускают кольцевые секции, чтобы получить полую колонну. Затем можно разместить арматуру, а раствор нагнетать к основанию сваи, вытесняя воду и заполняя как зазор снаружи, так и сердцевину внутри колонны.

 


Неподвижные сваи

Сваи, залитые раствором или бетоном

Использование шнеков непрерывного действия становится все более популярным методом строительства свай.Эти сваи предлагают значительные экологические преимущества во время строительства. Их уровни шума и вибрации низки, и нет необходимости во временной обсадной трубе или бентонитовом растворе, что делает их подходящими как для глинистых, так и для зернистых грунтов. Проблема только в том, что они ограничены по глубине максимальной длиной шнека (около 25м). Сваи сооружаются путем ввинчивания шнека непрерывного действия в землю на необходимую глубину, оставляя почву в шнеке. Затем цементный раствор (или бетон) можно протолкнуть вниз по полому валу шнека, а затем продолжить наращивание снизу по мере того, как шнек с грузом грунта вынимается.Затем можно опустить арматуру до того, как раствор схватится.

Альтернативная система, используемая в сыпучих грунтах, состоит в том, чтобы оставить грунт на месте и смешать его с нагнетаемым раствором при извлечении шнека, оставляя столб земли, армированной раствором.

 


Сваи

Факторы, влияющие на выбор сваи

Существует множество факторов, которые могут повлиять на выбор свайного фундамента. Прежде чем принять окончательное решение, необходимо рассмотреть все факторы и принять во внимание их относительную важность.

 


Факторы, влияющие на выбор сваи

Расположение и тип сооружения

Для сооружений над водой, таких как причалы и пристани, наиболее подходящими являются забивные сваи или забивные монолитные сваи (в которых оболочка остается на месте). На суше выбор не так прост. Приводные монолитные типы обычно самые дешевые для умеренных нагрузок. Однако часто необходимо, чтобы сваи устанавливались без значительного вздутия или вибрации грунта из-за их близости к существующим конструкциям.В таких случаях лучше всего подходит буронабивная свая. Для тяжелых конструкций, испытывающих большие нагрузки на фундамент, буронабивные сваи большого диаметра обычно являются наиболее экономичными. Забивные сваи подходят для подпирания существующих конструкций.

 


Факторы, влияющие на выбор сваи

Грунтовые условия

Забивные сваи нецелесообразно использовать в грунтах, содержащих валуны, или в глинистых породах, когда пучение грунта может быть вредным.Точно так же буронабивные сваи не подходят для рыхлого водоносного песка, а фундаменты с просверленными отверстиями нельзя использовать в несвязных грунтах, поскольку они могут разрушиться до того, как будет уложен бетон.

 


Факторы, влияющие на выбор сваи

Долговечность

Это влияет на выбор материала. Например, бетонные сваи обычно используются в морских условиях, так как стальные сваи в таких условиях подвержены коррозии, а деревянные сваи могут быть атакованы моллюсками-сверлителями.Однако на суше бетонные сваи не всегда лучший выбор, особенно там, где почва содержит сульфаты или другие вредные вещества.

 


Факторы, влияющие на выбор сваи

Стоимость

При принятии окончательного решения по выбору сваи большое значение имеет стоимость. Общая стоимость установки свай включает в себя фактическую стоимость материала, время, необходимое для забивки свай в плане строительства, тестовую нагрузку, расходы на инженера по надзору за установкой и погрузкой, а также расходы на организацию и накладные расходы, понесенные между моментом первоначального расчистку площадки и время, когда можно приступить к строительству надстройки.

 


Сваи

Группы свай

Сваи чаще устанавливаются группами, а не отдельными сваями. Свайную группу следует рассматривать как составной блок свай и грунта, а не составной набор одиночных свай. На мощность каждой сваи может повлиять забивка соседних свай в непосредственной близости. Уплотнение грунта между соседними сваями, вероятно, приведет к более высоким контактным напряжениям и, следовательно, к более высокой несущей способности ствола этих свай.Предельная мощность группы свай не всегда зависит от индивидуальной мощности каждой сваи. При анализе несущей способности группы свай необходимо учитывать 3 режима отказа.
Разрушение одиночной сваи
Разрушение рядов свай
Сбой блока
Методы установки, состояние грунта, геометрия группы свай и то, как группа забивается, — все это влияет на то, как будет вести себя любая группа свай. Если группа разрушится как блок, полное трение вала будет мобилизовано только по периметру блока, и поэтому любое увеличение мощности вала отдельных свай не имеет значения.При расчете торцевой несущей способности следует использовать площадь всего основания блока, а не только площадь основания отдельных свай в группе. Такое разрушение блока может произойти, если сваи расположены близко друг к другу или если используется контактирующий с землей наголовник сваи. Разрушение рядов свай может произойти, если расстояние между сваями в одном направлении намного больше, чем в перпендикулярном.