Расчетное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента

Примечания:

1. Формулу (5.7) допускается применять при любой форме фундаментов в плане. Если подошва фундамента имеет форму круга или правильного многоугольника площадью А, значение bпринимают равным .

1. Расчетные значения удельного веса грунтов и материала пола подвала, входящие в формулу (7) допускается принимать равными их нормативным значениям.

1. Расчетное сопротивление грунта при соответствующем обосновании может быть увеличено, если конструкция фундамента улучшает условия его совместной работы с основанием, например, фундаменты прерывистые, щелевые, с промежуточной подготовкой и др.
2. Для фундаментных плит с угловыми вырезами расчетное сопротивление грунта основания допускается увеличивать, применяя коэффициент k_d по таблице 5.6.
3. Если d₁>d (d– глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d₁ = dи d_b = 0.
4. Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений R таблиц B.1-В.10 приложения В, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.

Исходные данные

Основание фундаментом являются – Супесь лессовидная просадочная низкопористая твердая (ИГЭ 2)

с_II= 0,6 т/м 2 ; d₁ = 2,30 м + 0,10 м * 2,00 т/м 3 / 1,653 т/м 3 = 2,30 м + 0,121 м = 2,421 м;

R = (1,25 х 1,00) / 1,00 * [0,78 * 1,00 * 3,00 м * 1,800 т/м 3 + 4,11 * 2,421 м * 1,653 т/м 3 +

+ (4,11 – 1,00) * 1,05 м * 1,653 т/м 3 + 6,67 * 0,6 т/м 2 ] = 1,25 * (4,212 т/м 2 + 16,44786243 т/м 2 +

+ 5,3978715 т/м 2 + 4,002 т/м 2 ) =37,5746674125 т/м 2 .

Теперь рассмотрим небольшой многоэтажный медицинский центр, в котором необходимо сделать расчет ленточного и столбчатого фундаментов.

Исходные данные примера расчета ленточного фундамента

Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:

• вес снегового покрова (расчетное значение) – 240 кг/м 2 ;
• давление ветра — 38 кг/м 2 ;

основанием является грунт II категории по сейсмическим свойствам.

площадка строительства — 7 баллов.

Расчетное сопротивление грунта (R) – это один из наиболее важных параметров при строительстве фундамента, так как позволяет определить предельно возможные значения массы вышележащей конструкции, которую способна выдержать подстилающая поверхность.

В случае превышения допустимых значений показателя несущей способности грунта, под подошвой фундамента формируются области предельного равновесия. Другими словами, грунт расположенный снизу не выдерживает нагрузки и стремится в сторону наименьшего сопротивления, то есть на поверхность. Последствия выражаются в виде бугров и валов, расположенных рядом с границами фундамента.

Самой главной опасностью в данном случае, является нарушение однородности подстилающего грунта. Нагрузка от конструкции начинается распределяться неравномерно, фундамент теряет свою устойчивость, активизируются процессы деформации и в скором времени начинают появляться трещины.

Расчет несущей способности грунта

Определение несущей способности грунта – это достаточно трудоемкий процесс, который можно выполнить подручными средствами (вручную/онлайн) или же воспользоваться услугами геолого-геодезических агенств. Если вы хотите сэкономить и выполнить расчет самостоятельно – KALK.PRO поможет вам в этом нелегком деле!

Мы предлагаем вам воспользоваться нашим удобным онлайн-калькулятором расчета сопротивления грунта на сжатие/сдвиг. По окончанию вычисления вы получите значение расчетного сопротивления в четырех разных единицах измерения (кПа, kH/m 2 , тс/м 2 , кгс/см 2 ). Для того чтобы получить результат расчета, вам необходимо заполнить несколько полей:

• Тип расчета. На основании лабораторных испытаний или при неизвестных характеристиках грунта.
• Характеристики грунта. Тип, коэффициент пористости и показатель текучести, а также осредненное расчетное значение удельного веса грунтов.
• Параметры фундамента. Ширина основания и глубина заложения.

Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.

Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания

Для начала нам необходимо выбрать тип расчета. Первый вариант подразумевает, что вы получите отдадите образец грунта в специализированную лабораторию на исследование. Данный способ занимает большое количество времени и средств. Поэтому если у вас не сложный участок и вы уверены, что сможете сделать все своими силами, мы предлагаем воспользоваться вторым вариантом и выполнить расчет на основании табличных данных.

Классификация грунтов

Следующий этап работ связан с определением типа грунта. Согласно СНиП 11-15—74, все виды грунтов делятся на две основные группы:

• скальные;
• нескальные.

Первые, представлены горными породами, метаморфического или гранитного происхождения. Встречаются в горных областях и в местах выхода основания тектонической платформы на поверхность (щиты). В нашей стране это территория Карелии и Мурманской области. Горные системы Урала, Кавказа, Алтая, Камчатки, плоскогорья Сибири и Дальнего Востока.

Сопротивление скальных грунтов настолько высоко, что вы можете не производить никаких предварительных расчетов.

Нескальные грунты встречаются повсеместно на равнинах. Они подразделяются на несколько видов, а те в свою очередь на фракции:

• Пески (мелкие, средние, крупные…);
• Супеси (легкие, тяжелые);
• Суглинки (легкие, средние, тяжелые);
• Глины (легкие, тяжелые…).

Как определить тип грунта самостоятельно?

Существует простой дедовский способ определения типа грунта, которым пользовались ваши родители и родители ваших родителей – он заключается в выявлении физико-механических свойств породы.

Для этого необходимо провести отбор проб почвы в крайних точках и в середине участка. Выкопайте ямы на глубину, предполагаемого уровня заложения фундамента и возьмите образецы грунта с каждой контрольной точки.

Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.

• Намочите почву до состояния, когда из нее можно будет сформировать шар.
• Попробуйте раскатать шар в продолговатое тело (шнур).
  • Если у вас не получилось этого сделать, то перед вами песчаная почва.
  • Если немного схватывается, но все равно разрушается – это супесь.
  • Если шнур удается свернуть в кольцо, но наблюдаются разрывы/трещины – это суглинок.
  • Если кольцо замкнулось, а тело осталось невредимым – это глина.

Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:

Если вам не удалось ничего сделать из образца грунта, то для вас расчет несущей способности песчаного грунта закончился. Выберите соответствующий пункт в калькуляторе и нажмите “Рассчитать“.

Несущая способность грунта – Таблица СНиП

Для определения несущей способности глинистых грунтов, нам необходимо получить еще два коэффициента – показатель текучести грунта (I_L) и коэффициент пористости (е). Первый показатель можно достаточно легко определить на глаз, если почва откровенно сырая и вязкая – выбирайте I_L = 1, если сухая и грубая – I_L = 0. Второй коэффициент можно получить только в таблицах из СНиП. Так как все данные находятся в открытом доступе, для вашего удобства мы скопировали таблицы расчетного сопротивления грунта из СП 22.13330.2011.

Несущая способность глинистых грунтов

Глинистые грунты

Коэффициент пористости е

Значения R, кПа, при показателе текучести грунта

Реконструкция деревянного дома

Расчетное сопротивление

Пример

Задача: определить сопротивление R основания столбчатого фундамента бесподвального деревянного здания (аналогиччно определяется расчетное сопротивление грунта для ленточного фундамента) :

Ширина столбчатого фундамента b = 0,2 м, длина 0.4 м.
Глубина заложения* подошвы фундамента от поверхности природного рельефа d = 0,6 м.
Среднее давление под подошвой фундамента p = 100 кПа.
Характеристики грунтапод подошвой определяются для слоя грунта ниже подошвы фундамента z = b/2 = 0,1 м.

Основание сложено следующими слоями:

I слой – песок средней плотности γ’ = 16 кН/м3, h = 0,6 м.
II слой – песок пылеватый, γ = 19,1 кН/м3, h = 1,09 м,
III слой – песок пылеватый водонасыщенный γ = 20.3 кН/м3, φ = 30°, с = 3.

* – в общем случае глубина заложения определяется согласно главы 5.5 СП 22.13330.2012, однако (см. п.8.1 СП) малоэтажные жилые жилые здания могут возводиться на малозаглубленных, устраиваемых в слое сезоннопромерзающего грунта, и незаглубленных фундаментах. В этом случае глубина заложения фундамента должна назначаться так, чтобы выполнялось условие (1)

По СП 22.13330.2011 предусмариваюся два возможных метода определения расчетного сопротивления грунтов: R при расчете оснований фундаментов по деформациям:

1. По формуле (5.7) п.5.6.7 при использовании деформационных характеристик грунтов, полученных на основе их непосредственных испытаний в полевых и лабораторных условиях или по таблицам приложения Б в зависимости от их физических характеристик (для предварительных расчетов оснований сооружений I и II уровней ответственности, а также для окончательных расчетов оснований сооружений III уровня ответственности)
2. по расчетным значениям сопротивления грунтов основания R, приведенных в таблицах В.1-В.10 Приложения В для назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.

I. Определения расчетного сопротивлени R с использованием деформационных характеристик грунтов

где γ_c1и γ_c2– коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;
k – коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (φ_IIи c_II) определены непосредственными испытаниями, и k =1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;
M_γ, M_q, M_c– коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
k_z– коэффициент, принимаемый равным единице при b 3 ;
При бетонной или щебеночной подготовке толщиной h_nдопускается увеличивать d_Iна h_n.

Коэффициент условий работы γ_c1, принимаемый по таблице 5.4, для песка пылеватого влажного равен 1,1;
Согласно примечанию 2 к таблице 5.4 для зданий с гибкой конструктивной схемой, которым относятся деревянные дома, значение коэффициента γ_c2 принимается равным единице.
Результьты определения расчетного значения сопротивления грунта основания фундамента R и значения величин, входящих в формулу (5.7), приведены в ниже следующей таблице.

II. Определения R с использованием значений расчетного сопротивления грунтов R

Значения R (см.таблицы В.1 – В.9) относятся к фундаментам с шириной b = 1 м и глубиной заложения d = 2 м. При использовании значений для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями 5.6.12, 6.1.9, 6.4.19, 6.5.16, 6.6.15, 7.5 расчетное сопротивление грунта основания , кПа, допускается определять по формулам:

где

b и d – соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см);
ϒ’_II– расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3 (кгс/см3);
k₁– коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k₁= 0,125, пылеватыми песками , супесями, суглинками и глинами k₁= 0,05;
k₂– коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, k₂= 0,25, супесями и суглинками k₂= 0,2 и глинами k₂= 0,15.

(См. основные показатели свойств грунтов)

Результьты определения расчетного значения сопротивления грунта основания фундамента R и значения величин, входящих в формулу (B.1), приведены в ниже следующей таблице.