Строительство частного дома: как рассчитать фундаментную плиту. Фундамент на откосе расчет

Фундамент ленточный на склоне: особенности строительства

На сегодняшний день по мере бурного развития строительства остро встает вопрос о качестве проведения работ по возведению фундамента. Фундамент — это неотъемлемая часть любого сооружения или здания. Очень часто для небольших зданий, в особенности одноэтажных, применяется ленточный фундамент. Нередко возникают ситуации, когда дом или какое-либо другое строение планируется возводить на склоне рельефа.

Схема строительства ленточного фундамента.

В таком случае сразу возникает множество вопросов: например, как близко к краю склона целесообразно располагать столбчатый или ленточный фундамент и другие. В данном случае очень важно произвести расчет угла склона, который измеряется в процентах. Расчет прост. При величине его в 3% можно говорить о практически ровной поверхности. Если показатель равен 10%, то это свидетельствует о сильном уклоне. 8% — это средний уклон. Рассмотрим более подробно, как организовать фундамент ленточный на склоне, особенности строительства.

Подготовительный работы

Схема ленточного фундамента из бутового камня.

Любые строительные работы, будь то даже возведение забора, начинаются с анализа участка и грунта. Если фундамент делается для забора, гаража или частного дома, то то все равно очень важным этапом является оценка гидрогеологических особенностей данного участка. Перед тем как залить ленточный или столбчатый фундамент своими руками, бурят так называемые разведочные скважины. Они позволяют не только снабдить водой, но и оценить такие показатели, как, например, уровень стояния грунтовых вод.

Большое значение при строительстве дома на склоне имеет и анализ самой почвы. Возводить фундамент целесообразно только на непучинистом грунте. В том случае, если имеется пучинистый грунт и нет возможности сделать столбчатый или ленточный фундамент своими руками в другом месте, то почву такую заменяют на более качественную.

Вернуться к оглавлению

Расчет фундамента на склоне

Схема разновидностей ленточного фундамента.

Расчет проводится с несколько этапов: определение веса сооружения, снеговой нагрузки, давления на грунт; определение будущих размеров фундаментной основы и корректировка полученных данных. Сперва получаем вес конструкции. Для этого находим объем здания (V). Если оно прямоугольной формы, то перемножают длину (Д), высоту (В) и ширину между собой. Если конструкция сложной формы, то предварительно разбивают ее на мелкие элементы. Получается объем в см³ или м³. Затем определяют удельный вес строительных материалов в зависимости от его вида (Y). Далее находим общий вес конструкции P. Для это умножаем удельный вес на объем (P = Y*V). Расход материалов для определенного дома можно найти по табличным данным.

Не нужно забывать и о том, что к весу конструкции необходимо прибавить всю технику. Если это гараж, то вес автомобиля и инструментов. Это называется полезной нагрузкой. Это нужно для определения общей нагрузки на фундамент. Глубина его определяется в зависимости от вида грунта. Для непучинистых она составляет не менее 0,5 м, для мелкого песка тоже, для супеси — не менее 3/4 части глубины промерзания (более 0,7 м), для суглинка — не менее глубины промерзания почвы. Пользуясь рекомендуемыми параметрами, определяют размеры фундамента (длину, высоту и ширину). Объем (V) находят путем их перемножения. Для того, чтобы найти вес основы, полученный объем умножают на удельный вес.

Большое значение имеет и расчет снеговой нагрузки. Она разная в зависимости от региона и угла ската крыши. Для этого величину нагрузки (от 80 до 180 кг / м²) умножают на поправочный коэффициент. Последний равен 1 при угле крыши менее 25°в и 0 при угле более 60°. Следующий этап — расчет удельного давления на почву. Для этого все значения (вес конструкции, снеговую нагрузку и полезную нагрузку) складывают между собой. Это и будет общий вес дома. После чего делим полученное значение на площадь подошвы фундамента. Получим удельное давление на грунт.

Вернуться к оглавлению

Разметка территории и рытье траншеи

Схема гидроизоляции ленточного фундамента.

Чтобы соорудить своими руками столбчатый или ленточный фундамент на склоне, потребуется первым делом провести разметку участка. Делать это рекомендуется при помощи шнура, колышков или можно воспользоваться рулеткой. После того, как произведена разметка, можно приступать к рытью траншеи. Чтобы качественно сделать ленточный фундамент на склоне своими руками, дно траншеи тщательно выравнивается и зачищается. Глубина траншеи зависит от характеристик почвы и глубины промерзания грунта, а также от уровня стояния грунтовых вод. Если планируется строить легкий дом, то подойдет мелкозаглубленный фундамент. Устраивают его на слабопучинистых почвах, при этом траншея делается глубиной 50-70 см.

Глубина траншеи на 20-30 см ниже глубины промерзания земли. На сухих или песчаных участках ступенчатый фундамент на склоне можно устраивать своими руками и чуть выше глубины промерзания, но не менее чем на 50-60 см от уровня земли. Расчет ширины его довольно прост. Расчет проводится по формуле: площадь основания = вес здания на склоне / коэффициент сопротивляемости почвы. В большинстве случаев данная величина составляет не менее 70-80 см, а высота над поверхностью земли — около 30 см. Общий уклон равен уклону участка. Высота уступа берется не более 30 см. Если же угол наклона склона более 20%, то уступ увеличивают.

Вернуться к оглавлению

Особенности возведения опалубки и обустройства песчаной подушки

Какой бы фундамент ни строился на склонах, для забора или же под частный дом, обязательный этап работы — изготовление опалубки. Если все предыдущие этапы ничем не отличались от обычной схемы, то с опалубкой придется немного поработать. Делать свайный фундамент в данном случае не целесообразно. Плита тоже не подойдет. При большом угле склона не подойдет и ступенчатый фундамент. Сложность опалубки состоит в том, что имеются большие перепады уровня по горизонтали. В силу чего перед тем, как залить, такой фундамент нужно выровнять.

При этом важно знать, что в самой низкой точке опалубка делается выше, чем в высшей.

Схема укладки ленточного фундамента.

Расчет ведется так. Например, разность уровней поверхности составляет 30 см. Если высота опалубки в высшей точке участка равна 20 см, то в низшей ее целесообразно сделать 50. Все довольно просто. Готовится опалубка своими руками из деревянных досок, высота их равна высоте основания.

Какой бы фундамент ни делался (плитный, ступенчатый или столбчатый), после того, как вырыта траншея и сделана опалубка, необходима песчаная подушка. Ее укладывают на дно траншеи: она обеспечит распределение нагрузки. Толщина подушки из песка составляет 100-150 мм. Далее ее выравнивают, после чего песок смачивают водой и тщательно трамбуют. В том случае, если основа выше 400 мм, то на слой песка рекомендуется насыпать гравия или щебня такой же толщины. Плитный, ленточный, ступенчатый, свайный фундамент требуют использования гидроизоляции.

Ленточный фундамент, как и ступенчатый, на склоне требует обязательного армирования. Каркас должен быть более прочным, нежели обычно вследствие высокой нагрузки на основание. Если бы была монолитная плита, то это было бы не обязательно. Для фиксации арматуры на дно траншеи кладут кирпичи. Затем ее вяжут между собой при помощи проволоки. Ячейки при вязке составляют 300х350 мм. Для фиксации сетки можно применять сварку.

Вернуться к оглавлению

Заливка траншеи бетоном

Для фундамента для забора или дома заключительный этап всей работы — это заливка бетона. Чтобы сделать мелкозаглубленный фундамент, можно использовать бетон марки 400, он очень прочный и широко применяется для данного типа работ. Водоцементный показатель 0,5. При этом сперва смешивают сыпучие компоненты (цемент и песок), затем кладут щебень и в конце разбавляют все водой до получения однородной массы, напоминающей сметану. Более точный расчет можно найти в таблице.

Марка портландцемента	Проектная марка бетона	Массовый состав сухой бетонной смеси, Цемент/Песок/Щебень	Средний объемный состав сухой бетонной смеси, Цемент/Песок/Щебень	Объем бетона, получаемый из 10 л цемента
400	100	1/4,6/7,0	10/41/61	78
500		1/5,8/8,1	10/53/71	90
400	150	1/3,5/5,7	10/32/50	64
500		1/4,5/6,6	10/40/58	73
400	200	1/2,8/4,8	10/25/42	54
500		1/3,5/5,6	10/32/49	62
400	250	1/2,1/3,9	10/19/34	43
500		1/2,6/4,5	10/24/39	50
400	300	1/1,9/3,7	10/17/32	41
500		1/2,4/4,3	10/22/37	47
400	400	1/1,2/2,7	10/11/24	31
500		1/1,6/3,2	10/14/28	36

Вернуться к оглавлению

Список инструментов и материалов

Любой фундамент, будь то монолитная плита, мелкозаглубленный или ступенчатый, потребует наличия целого набора инструментов и материалов. Он включает в себя:

• лопату;
• деревянные колья;
• ведра;
• песок;
• цементный порошок;
• щебень;
• рулетку;
• шнур;
• арматуру;
• сварочный аппарат;
• воду;
• емкость для замеса бетона;
• бетономешалку;
• мастерок;
• материал для гидроизоляции.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что возвести фундамент, будь то монолитная плита или мелкозаглубленный на склоне, немного сложнее обычного. Главная особенность — строительство опалубки.

moifundament.ru

№ 17 Расчет оснований и фундаментов

Лекция 17.

Расчет оснований и фундаментов

Определяющим расчетом - является расчет оснований по деформациям (ограничение развития осадок).

Как в этом случае рассчитать фундамент?

Расчет фундамента – это, прежде всего нахождение его размеров b,  (d – уже известно (см. ранее)) – их определяют из предварительного расчета.

Если , то можно увеличить давление под подошвой до величины 1,2R, но при этом (условия СНиП)

- глубина заложения фундаментов без подвальных сооружений.

- приведенная глубина заложения фундамента для зданий с подвалом

- глубина подвала,при; при(В – ширина подвала)

Как быть при слоистом напластовании грунтов

и более слабом подстилающем слое?

hs

Производим проверку несущей способности

подстилающего слоя.

1. Строим эпюры zq и zp - на кровле слабого грунта

1. Строим эпюрына кровле слабого грунта

(1)-?

- условная площадь подошвы фундамента

2. Знаянаходим- подбираем, исходя из одинакового распространения давления во всех направлениях.

3. Такой прием дает возможность найти

Далее осуществляется проверка неравенства (1) и в случае его не выполнения необходимо перепроектировать фундамент.

II. Нагрузки, действующие на фундамент.

При расчете по деформациям – необходимо рассматривать расчетные нагрузки с коэффициентом перегрузки равным 1.

Нагрузки

Постоянные

Временные

Длительно действующие Кратковременные Особые

(оборудование, склад.мат, снег) ( ветер, кран) (сейсмические)

Используются 3 сочетания нагрузок:

1. Основное сочетание – согласно СНиП расчет оснований и фундаментов ведется только по этому сочетанию (постоянные + временные(длительно действующие)).

2. Дополнительное

3. Особое

Завышение и занижение нагрузок может привести к неравномерным осадкам во времени (см. раньше)

3. Предварительный расчет центрально нагруженного фундамента.

(Линия действия равнодействующих всех нагрузок проходит через центр тяжести подошвы фундамента).

Составляем условие равновесия:

Отсюда:

Принимаем:

Для упрощения расчета принимаем, что ,

20 кH/м3 , тогда подставляя в исходную формулу получим:

,

где - средняя интенсивность давления от веса фундамента и грунта на его обрезах,

- дополнительная величина давления, которую мы можем

передать на грунт основания.

Принципиальная блок – схема расчета центрально нагруженного фундамента

1.

2.

3.

4.

Эти вычисления производим при известной R – которая сама зависит от А. ; следовательно, данную задачу можно решить методомпоследовательных приближений.

Найдя А – подбирают размеры сторон фундамента .

После этого расчета производят конструирование фундамента (толщину подошвы фундамента и высоту ступеней – рассчитывают методом ж/б конструкций).

3. Проектирование внецентренно нагруженных фундаментов.

Все силы, действующие по обрезу фундамента, приводим к 3м составляющим в плоскости подошвы фундамента N, T, M.

1. Определяем составляющие

N, T, M.

запись в самом общем случае

Определив размеры фундамента, как для центрально нагруженного - (I приближение), и зная его площадь – А, найдем .

(На сдвиг считаем, что фундамент устойчив).

Из сопротивления материалов известно: ,

Для фундамента прямоугольной формы подошвы:

.

,- больший размер фундамента (сторона фундамента, в плоскости которой действует момент).

Согласно СНиП - при наличии крановой нагрузки

- для всех фундаментов, т.е. отрыв подошвы недопустим

- определяется исходя из условия развития зон пластичных деформаций с 2х сторон фундамента, при наличии же эксцентриситета e – пластические деформации будут с одной стороны. Поэтому - при этом.

Если же происходит отрыв подошвы, т.е. , то

- Необходимо уменьшить e – путем проектирования несимметричного фундамента (смещение подошвы фундамента).

1. Точку приложения равнодействующей принимаем в центре тяжести эпюры.

2. относительно данной точки

проектируем новый не симметричный фундамент (смещают только подошву фундамента).

Приходится решать задачу и при действии 2х моментов.

Тогда:

Если , то здесь также можно проектировать несимметричный фундамент.

Расчет фундамента при горизонтальной нагрузке.

Вэтом случае возможен:

- сдвиг фундамента;

- потеря устойчивости от выпирания грунта.

Расчет устойчивости фундамента при плоском сдвиге.

Для того чтобы возникЕп

величина - должна быть достаточно большой (), поэтому в расчетахЕпосне учитывают.

Eакт– так же не учитывают, так как оно действует с двух противоположных сторон (взаимное уравновешивание).

, где- коэффициент трения фундамента по подошве о грунт.

Коэффициент устойчивости - ,

( в зависимости от характера нагрузок и ответственности сооружения).

Если - недостаточен, что делать?

Поступают так:

- задаются и определяютNф – требуемый вес фундамента.

,иногда этот вес может быть очень большим.

Для увеличения веса при больших сдвигающих силах прибегают в мостостроении к устройству декоративных скульптур.

Но иногда учитывают и трение на боковой поверхности

Устойчивость фундамента вместе с массивом грунта (глубокий сдвиг).

Согласно теории предельного равновесия:

- см. механику грунтов.

Аналитическое решение довольно сложно, поэтому часто пользуются геометрическим решением, предполагая потерю несущей способности по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения.

Задача аналогична устойчивости откоса.

Точка О – точка вращения круглоцилиндрической поверхности скольжения.

Коэффициент устойчивости:

( относительно точки О)

Поскольку т.о. – мы выбрали произвольно, то необходимо найти наиболее опасный центр вращения?

Расчет производят методом последовательных приближенийmin 5 раз, с выявлением наиболее вероятной поверхности скольжения с min.

.

studfiles.net

правила и формулы, глубина заложения

Бетон для фундамента состоит из цемента марки не ниже М200, речного или карьерного мытого песка и гравия нескольких фракций. Количество сыпучих материалов и воды для изготовления 1 м3 раствора зависят от требуемой прочности, марки цемента. Расчет состава делают по специальным таблицам с объемными или массовыми пропорциями. Нужно учесть, что добавление песка при желании сэкономить увеличивает вес, но не объем.

При закупке необходимо проверить срок годности цемента, так как он очень быстро теряет прочность при хранении. Уже через три месяца его марка снижается. Использовать его для замешивания раствора можно, но расход будет больше. При закупке всех сыпучих рекомендуется учитывать запас на ошибку, порчу материала, потери при транспортировке. Расчет легче всего сделать с помощью программы-калькулятора.

Глубина заложения основания

Ее подбирают в зависимости от следующих факторов:

• Пучинистость. В зимнее время влага в пучинистой почве замерзает, расширяется и начинает выталкивать наружу любые находящиеся в ней элементы зданий. В этом случае глубину увеличивают — делают ниже уровня промерзания грунта на 60 см. Так же поступают при строительстве в условиях вечной мерзлоты.
• Уровень грунтовых вод. Оптимальная глубина — на 20-40 см выше УГВ. На заболоченных участках или с очень высоким пролеганием подземных вод ставят дома на сваях или столбах, при наличии финансовой возможности устраивают мелкозаглубленное основание из цельной плиты.
• Рельеф участка. На откосах, склонах, сильно пересеченных площадках (уклон более 20%) устанавливают либо свайный, либо ступенчатый ленточный или плитный фундамент.

Сколько бетона нужно для разных конструкций?

1. Расчет ленты.

Самый распространенный вид оснований. Имеет форму полосы с замкнутым контуром, расположенной по периметру здания под всеми несущими элементами.

Чтобы рассчитать количество бетона, понадобятся следующие размеры:

• Высота. Ее находят по формуле: глубина подземной части + высота цоколя (от 30 см).
• Ширина. Стандарт — 40 см, но часто делают больше, зависит от толщины стен.
• Длина. Она не равна периметру, необходимо мысленно разделить полосу на отрезки от угла до угла. Если здание имеет простую прямоугольную форму, то длина будет равна удвоенной сумме внешней длины длинной стороны и внутренней длины короткой.

Перемножив запланированные высоту, ширину и длину, получают необходимый объем. В некоторых случаях, когда нужна высокая несущая способность, сначала заливают подушку. Ее ширина всегда больше, чем главной полосы, толщина — от 15 см. Более точный расчет можно сделать, заложив все размеры в калькулятор ленточного фундамента.

2. Для плитного основания.

Это монолитная плита, чаще всего прямоугольной или квадратной формы, изготовленная из армированного бетона. Его объем рассчитывают по простой формуле: длина строения х ширина х толщина. Для зданий сложной конфигурации мысленно разбивают на несколько квадратов или прямоугольников, вычисляют площадь каждого, полученные цифры складывают.

По технологии толщина слоя для монолитного фундамента:

• под одноэтажные постройки — от 10 см;
• под легкие двухэтажные дома — не менее 25 см;
• под строения из тяжелых материалов с массивными перекрытиями — 0 см.

Если грунт подвижный, заболоченный, то толщину несколько увеличивают.

3. Для столбчатого основания.

Состоит из опор, установленных по углам здания и на пересечениях несущих стен и перегородок. Если расстояние между ними большое, то ставят несколько дополнительных. Поверх монтируют обвязку — решетку из армированного бетона. Расчет фундамента — это вычисление суммы объемов всех столбов и ростверка.

Столбы могут иметь форму цилиндра или параллелепипеда. В зависимости от этого количество раствора рассчитывают по-разному:

• Для квадратного сечения: V = длина х ширина х высота.
• Для цилиндрических: V= 3, 14 х 0,5 х диаметр опоры х высота.

Столбы углубляют в землю не более, чем на 1,5 м. Над поверхностью они вступают на 0,2-0,5 м. Ширина (диаметр) опоры из железобетона — не менее 30 см. Расчет материала для ростверка производят по тому же принципу, что и для ленты.

4. Фундамент из буронабивных свай.

По нанесенной разметке на участке бурят скважины с расширением в нижней части, в лунку устанавливают арматуру. Затем помещают опалубку из рубероида или пластика, в которую заливают раствор. Поверх готовых свай ставят ростверк из железобетона. Опоры могут иметь не только цилиндрическую, но и квадратную форму. Диаметр нижней, расширенной части сваи чаще всего примерно в два раза больше, чем основной. Расчет смеси для обвязки производят по формуле для ленты.

5. Для винтовых свай.

Для надежной фиксации и дополнительной защиты от коррозии металлические винтовые опоры после установки перед монтажом оголовков и ростверка заполняют доверху бетоном. Необходимое его количество для одной штуки можно рассчитать по формуле: V = 3, 14 х 0,5 х диаметр сваи х длина.

Можно воспользоваться специальным онлайн-калькулятором расчета. Эта программа чаще всего помогает запланировать расходы на цемент, песок, щебень, а также опалубку, арматуру, тепло- и гидроизолирующие материалы. Для получения предельно верного результата необходимо задать точные размеры, форму основания, требуемую частоту армирования.

stroitel-lab.ru

Как рассчитать фундаментную плиту: вес, деформации, осадка

Армированный бетон надежно выдерживает сжимающие усилия, поэтому испытывать на прочность плитный фундамент не имеет смысла. Армирование бетонной конструкции необходимо только для того, чтобы улучшить ее сопротивляемость растягивающим нагрузкам.

Плитный фундамент.

При этом по деформации основания (грунта) проверку необходимо выполнять обязательно. По несущей способности расчет выполняют, если:

1. На основание воздействует не только вес, но и большие горизонтальные нагрузки.
2. Стройку планируют на откосе или близко к его краю.
3. Основание сложено медленно уплотняющимися грунтами. Это пылевато-глинистые водонасыщенные или биогенные грунты.
4. В основании скальные грунты.

Расчет необходимо проводить на основании результатов геодезических, геологических и гидрометеорологических исследований. При необходимости следует проводить измерение деформаций грунта на местности.

Характеристики грунтов, важные для плитного фундамента

Расчет бетонной конструкции, какой является фундамент, учитывает характеристики грунта.

Поэтому необходимо понимать общее количество обозначений всех величин, которые могут потребоваться.

Схема гидроизоляции плитного фундамент.

Из всего многообразия характеристик грунтов укажем их виды и некоторые особенности, которые важны, чтобы рассчитать плитный вариант:

1. Глинистый грунт. Это связный грунт.
2. Песок. Несвязный грунт, в котором более 50% частиц имеют размеры, не превышающие 2 мм.
3. Крупнообломочный грунт. Несвязный грунт, в котором более 50% частиц имеют размеры, превышающие 2 мм.
4. Ил и сапропель. Насыщенный водой осадок с содержанием частиц менее 0,01 мм.
5. Грунт торфованный. Песчаный и глинистый, содержащий до 50% и более (по массе) торфа.
6. Набухающим называют грунт, который в условиях свободного набухания при замачивании водой, увеличивает объем и имеет относительную деформацию более 0,04.
7. У некоторых видов грунта при замачивании водой даже собственный вес может дать относительную вертикальную просадку более 0,01.
8. Пучинистый дисперсный грунт. Вследствие образования кристаллов льда имеет относительную деформацию более 0,01.

Вернуться к оглавлению

Требования к бетону для плитного фундамента

Бетон для строительной бетонной конструкции — это идеальный материал, так как он хорошо выдерживает сжимающие нагрузки. Но он очень плохо работает на растяжение. Этот недостаток стараются компенсировать за счет армирования бетона металлическим каркасом, помещая его внутрь. По прочности на сжатие бетон делят на классы (В3-В80) и марки М50-М1000.

Для фундаментов подходят марки не ниже М200. Это значит, что предел прочности на сжатие будет не менее 200 кгс/см². Нормируемой прочности бетон достигает примерно через 28 дней. С течением времени прочность имеет тенденцию к увеличению.

Схема устройства плитного фундамента с ребрами жесткости.

Плита требует как можно больше бетона для одноразовой заливки, поэтому ручной способ приготовления не подойдет. Необходим раствор, приготовленный на бетонном заводе, который хорошо перемешан, что очень важно для его прочности.

По морозостойкости бетон делят на марки F50-F1000, где число обозначает количество циклов замораживание-оттаивание, которое должна выдержать изготовленная из него конструкция.

Очень важной характеристикой является водонепроницаемость бетона. По этому показателю его разделяют на марки W2-W20, где число определяет давление воды (в МПа), которые выдерживает образец установленного размера. Для фундаментов рекомендуют бетон марки W6. Необходимо отметить, что для любой марки бетона гидроизоляция не помешает. Особенно это актуально для такой плитной конструкции.

Прочность основания зависит от соблюдения технологии заливки бетона. Заливать плиту следует на хорошо очищенную поверхность слоями. Для ленточного основания толщина очередного слоя не должна превышать 40 см. Плиту достаточно залить одним слоем. В нем после затвердевания не должно быть пустот, поэтому заливать бетон необходимо с высоты, не превышающей 1,5 м, и его следует хорошо утрамбовывать.

Вернуться к оглавлению

Преимущества монолитного фундамента

Разметка котлована под плитный фундамент.

1. Плитный фундамент применяют на пучинистых, глинистых и грунтах с высоким залеганием грунтовых вод. Учитывая, что к глинистым относятся все грунты, содержащие глину, то получается, что каких-либо инженерно-геологических исследований в пределах стройплощадки проводить нет необходимости.
2. Экономия на земляных работах. Для убедительности сравним с ленточным фундаментом, который необходимо заглублять ниже уровня промерзания грунта.

Например, в Подмосковье этот уровень составляет примерно 1,35 м. Фундамент необходимо заглублять на 20 см ниже этого уровня, то есть глубина траншеи составит примерно 1,6 м.

Для дома размером 10×10 м с двумя внутренними несущими перегородками общая длина ленточного основания составит 55,5 м. Если траншею рыть шириной 0,5 м, то общий объем извлекаемого грунта составит примерно 44 м³, не считая плодородного слоя (почвы), который обычно убирают.

Для монолитной плиты, возможно, придется убрать только плодородный слой или заглубить не более чем на 0,25 м (примерная толщина плиты). Это всего 25 м³ грунта, то есть вес грунта будет примерно в 1,8 раза меньше.

1. По прочности плитный фундамент, каким является монолитная плита, не уступает другим видам, но двойное армирование, увеличивая вес, делает такую конструкцию надежной в суровые зимы (не боится пучности грунтов) и при низком залегании грунтовых вод.
2. Создает намного меньшее давление на грунт. Указанный выше ленточный вариант при толщине 0,4 м будет иметь площадь основания равную Sф =55,5·0,4=22,2 м², а площадь плитного 100 м², то есть равный вес создаст как минимум в 4,5 раза меньше нагрузку на основание.

Вернуться к оглавлению

Расчет основания по деформациям

Схема возведения плитного фундамента по этапам.

Такой расчет необходим для определения и ограничения абсолютного перемещения плитного фундамента и стоящего на нем сооружения. Из всех видов деформаций рассмотрим осадки грунтов, возникающие по причине уплотнения грунта под воздействием внешних сил. Деформации могут быть также из-за изменения влажности или замерзания и оттаивания льда в порах грунта. Более сложный расчет связан с определением и ограничением горизонтальных перемещений.

В итоге расчета необходимо проверить выполнение условия

s≤su (1)

где s — деформация, которые даст расчет, то есть осадка основания;su — допускаемое предельное значение деформации.

Схема распределения нормальных напряжений по слоям соответствует изображению 1, в котором необходимо учесть изменения обусловленные особенностью плитного фундамента. На изображении обозначено:

• DL — отметка планировки;
• NL — поверхность рельефа;
• FL — уровень подошвы;
• WL — уровень грунтовых вод;
• BC — нижняя граница сжатия грунта;
•  d, dn — глубины заложения от соответствующих уровней;
• b — ширина;
• р — среднее давление подошвы;
• р0 — дополнительное давление на грунт;
• σzg, σzg 0 — дополнительные напряжения (по вертикали) на глубине Z и на уровне подошвы;
• Н — глубина сжимаемой толщи.

Будем считать, что отметка планировки и поверхность рельефа совпадают, и, как следствие, уровень подошвы плитного фундамента будет не больше его толщины.

В соответствие с указанной схемой общая деформация определяется суммированием осадки отдельных слоев по формуле:

s=0,8·SUM(σzp.i·hi)/Ei, (2)

где σzp. σzp.с— среднее значение дополнительного напряжения (по вертикали) в i‑том слое; определяется как полусумма напряжений на границах этого слоя;hi — толщины i-го слоя;Ei — модуль деформации i-го слоя кПа (кгс/см²).

Значение дополнительного напряжения по центру фундамента определяется по формуле:

а в угловых точках фундамента по формуле:

Коэффициент а определяется в зависимости от формы фундамента (по подошве) и от соотношения сторон (если форма прямоугольная), или от диаметра (если форма круг) и от относительной глубины х=2z/b (z — глубина залегания слоя, b — ширина фундамента).

Вернуться к оглавлению

Расчет осадки под плитным фундаментом

Учтем допущения и особенности плитного варианта:

1. Пусть отметка планировки и поверхность рельефа совпадают, а dn (уровень подошвы) определяет его толщину.
2. Основание в плане имеет форму прямоугольника 10×10 м.
3. Для фундамента, ширина которого больше или равна 10 м, и с указанным заглублением значение р0=р.

В таблице 1 приведены значения коэффициента для двух отношений сторон фундаментов прямоугольной формы

Таблица 1.

x=2z/b	Соотношение сторон равно 1	Соотношение сторон равно 1,4	Соотношение сторон равно 1,8
0	1,000	1,000	1,000
0,4	0,960	0,972	0,975
0,8	0,800	0,848	0,866
1,2	0,606	0,682	0,717

Примечание. Для значений входных параметров, отличающихся от табличных, коэффициент а определяют методом интерполяции.

Предположим, что под фундаментной плитой расположены два слоя. Первый слой имеет толщину 1,5 м (150 см), представляют рыхлые пески, второй слой имеет толщину 2 м (200 см) — полутвердые глины. В таблице 2 приведены значения модуля деформации некоторых оснований.

Таблица 2.

Вид грунта	Модуль деформации Е, Мпа (кгс/см²)	Вид грунта	Модуль деформации Е, Мпа(кгс/см²)
Очень мягкие глины	0,5-5(5-50)	Опесчаненные глины	25-200(250-2000)
Мягкие глины	5-20(50-200)	Рыхлые пески	10-20(100-200)
Полутвердые глины	20-50(200-500)	Плотные пески	25-100(250-1000)
Твердые глины	50-100(500-1000)	Гравелистые грунты	100-200(1000-2000)

Чтобы определить значение дополнительного напряжения по центру монолитной плиты в первом слое находим отношение х=2z1/b=2·1,5/10=0,3; , то же для второго слоя х2=2·(1,5+2)/10=0,7. Методом интерполяции получаем для первого слоя:

• а1=1- 3·(1-0,96)/4=1-3·0,01=0,97;
• а2=0,96- 3·(0,96-0,8)/4=0,96-3·0,04=0,84.

Значение дополнительного напряжения по центру плиты по формуле (3) равно:

• σzp1.= а1·р0=0,97 р0;
• σzp2.= а2·р0=0,84 р0.

По таблице 2 находим значение модуля деформации для рыхлых песков Е1=15 Мпа (150 кгс/см²)(берем среднее значение) и для полутвердых глин Е2=35 Мпа (350 кгс/см²).

По формуле (2) определяем суммарную деформацию:

• s=0,8·[(σzp.1·h2)/E1+·(σzp.2·h3)/E2] =116,4· р0/E1+134,4· р0/E2.

Величины р0 и Е определяем в одинаковых единицах. Например, если общий вес сооружения с фундаментом равен 150 т =150000 кг, а фундамент имеет размеры 10×10 м или 106 см2, то р0=15·10-2кгс/см2. То есть это всего лишь 150 г/см2. Значения h подставляем в см. Тогда суммарная деформация будет равна:

• s=116,4·15·10-2/150+134,4·15·10-2/350 ≈ 0,17 см.

Монолитную фундаментную плиту характеризует прочность и надежность. Однако об этих свойствах забывают, считая такой тип фундамента самым затратным вариантом, что не совсем соответствует действительности. При основательном подходе для любого фундамента, кроме плитного, необходимо проводить квалифицированный анализ состояния грунта, что влечет за собой финансовые затраты.

moifundament.ru

Несущая способность оснований фундаментов: расчет

Последствия неправильного расчета несущей способности фундамента

Сразу же после сдачи любого сооружения в эксплуатацию, происходит процесс медленного опускания фундамента за счет прикладываемых нагрузок. Фундамент всегда опускается на расчетную глубину, это значение всегда учитывается и закладывается при проведении расчетов.

Большие, неравномерные осадки оснований влекут за собой деформацию конструкций с дальнейшим разрушением здания. Как правило причина кроется в неправильном расчете несущей способности фундаментов, а также из-за ошибок в расчетах допустимых нагрузок на грунты.

Необходимость геологических исследований

Для определения типа фундаментов, а также в расчете ориентировочной просадки грунтов зоны строительства, в обязательном порядке проводятся геологические исследования. С их помощью определяется тип почвы, глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод, структура грунта и прочие параметры. Поэтому несущая площадь фундамента должна быть такой, чтобы ее масса вместе с будущим зданием не превышала расчетное сопротивление грунта на строительной площадке.

Только тогда получится качественный, надежный фундамент, способный выдерживать горизонтальные и вертикальные нагрузки. При этом строить дополнительные этажи без укрепления существующего фундамента запрещено, так как в таком случае резко увеличивается масса объекта в целом.

Что подразумевают под расчетной способностью грунтов?

Данные о несущей способности различных типов грунта для расчета фундамента

Несущую способность грунтов оценивают в комплексном порядке при расчете фундаментов и сооружений. Главная цель такого расчета – это обеспечить прочность, устойчивость грунтов под подошвой фундамента, не допустить сдвиг здания по подошве в любую сторону.

Нарушение правильного состояния здания может привести не только к накоплению осадок, но впоследствии к нарушению конструкции самого основания. На фундамент также влияют вертикальные, горизонтальные нагрузки со стороны почвы и самого здания, поэтому грунт может просто не справиться с такой массой. Именно по этой причине особое внимание уделяют расчетам несущей способности оснований фундаментов, чтобы максимально определить допустимую зону нагрузки и защитить грунт от полного разрушения.

Какие факторы влияют на состояние грунта и основания?

Таблица с указанием допустимой нагрузки на грунт для расчета несущей способности основания

На несущую способность влияет огромное количество различных факторов, среди которых стоит отметить:

• вид и характер нагрузок − вертикальная, наклонная, горизонтальная или, непосредственно, нагрузка под подошвой;
• распределение центра тяжести площади фундамента относительно эксцентричной нагрузки;
• размеры, характеристики, габариты и материал выполнения подошвы;
• структура грунта;
• форма подошвы;
• глубина погружения основания в грунт, а также наличие под подошвой мягких осадочных пород с малой сопротивляемостью;
• насколько ровно расположена подошва относительно горизонтали;
• степень однородности почвы;
• наличие внешних факторов, которые могут нанести вред подошве, такие как вибрация, сейсмические сдвиги, сезонный подъем грунтовых вод.

Все расчеты несущей способности оснований нужно делать по СНиП 2.02.01-83. Поэтому, обеспеченная несущая способность вычисляется по формуле:   F ≤ YcFu/Yn, где:

• F – это равнодействующая сила, она должна быть разнонаправлена к основной нагрузке;
• γс – коэффициент условий работы;
• Fu— это максимальное сопротивление основания всем нагрузкам;
• γn— коэффициент надежности по назначению сооружения, принимается равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов соответственно.

Когда нужно делать расчет оснований на несущую способность

Чертеж расчета фундамента по несущей способности

1. Если на существующее или новое основание воздействуют значительные горизонтальные нагрузки, особенно от строящихся по соседству домов или регулярные вибрации от автомагистралей, промышленных предприятий.
2. Сооружение было построено на уклоне или откос образовался со временем, обнажив внешнюю часть основания.
3. Если подошва фундамента установлена на влагонасыщенных почвах.
4. Когда на основание может воздействовать выталкивающая сила различного происхождения.
5. Если нужно проверить устойчивость естественных и искусственных склонов.

Если на строительной площадке или в фундаменте существующего здания уже появились видимые деформации конструкций, всегда сначала обращают внимание на состояние почвы под подошвой и определяют их состояние. Поэтому, по нормативам существует сразу несколько различных видов деформаций почвы, которые зависят от внутренних и внешних факторов.

Этапы деформаций грунтов в классическом виде

Схема развития деформаций и возможных перемещений грунта при неправильном расчете несущей способности

В современной литературе принято различать три основных фазы деформирования грунтов:

1. Начальная. Это этап уплотнения почвы под влиянием внешних факторов, происходит из-за уменьшения пор между частицами почвы под подошвой. Фаза отличается тем, что сейчас не происходит сдвига фундамента, ведь все касательные нагрузки равноценные и компенсируются нагрузкой. Но нагрузка всегда возникает спонтанно, она распределяется неравномерно. В результате, в одной точке деформация может быть незначительной, а в другой – сильной. Как итог — происходят сдвиги основания.
2. Вторая стадия – фаза сдвига подошвы основания. По мере увеличения нагрузок грунт сжимается все сильнее, захватывает новые районы, происходит значительный сдвиг подошвы в сторону большей нагрузки. Нарушается стандартное равновесие, под подошвой образуется плотный шар почвы, а по сторонам – пустое пространство. Материал фундамента стремится занять освободившееся место за счет естественных сил тяготения, поэтому возникают трещины и разрывы в основании, а затем в несущих стенах дома.
3. Третья фаза – это разрушение подошвы. Тут уже материал подошвы выпирает плотный шар грунта и сразу деформируется.

Такая ситуация возникает с теми фундаментами, которые заложены выше граничной глубины промерзания почвы или сверху над горизонтами грунтовых вод. Немного иная картина происходит с глубоко заложенными основаниями. В таких случаях под подошвой также образуется плотный слой грунта, но его не выпирает на поверхность из-за большой площади перекрытия подошвы. Поэтому такой фундамент обладает лучшими несущими способностями, чем мелкозаглубленный.

Если начинается процесс деформации грунтов, то его порой остановить уже нет возможности. Единственный выход, это устраивать специальные защитные конструкции, способные нивелировать нагрузки или по максимуму снизить их воздействие.

Влияние размеров фундамента на несущую способность основания

Графическое изображение зависимости осадки основания фундамента от несущей нагрузки

Некоторые строители вынуждены для одного сооружения использовать сразу несколько различных видов фундаментов. Причем расчеты нужно делать для каждой подошвы индивидуально. Также возможно применение оснований с длиной, значительно превышающих их ширину.

Графики указывают, что с увеличением ширины фундамента увеличивается объем грунта, способного привести к разрушению подошвы. Поэтому при абсолютно одинаковых условиях и составу грунта, узкие фундаменты менее склонны к деформации, чем широкие.

Также несущая способность оснований зависит от их формы и используемых строительных материалов. Если два фундамента имеют абсолютно одинаковые размеры, одинаково заглублены в грунт, но один имеет длину и ширину практически одинаковую, а другой – более длинный, тогда первая конструкция будет создавать большую нагрузку на грунт, чем другая.

Причина кроется в особенностях подошвы. Для деформации и сдвига квадратного или круглого фундамента нужно затратить больше энергии, чем для ленточного длинного. Также необходимо учесть, что на песчаное основание размеры и форма фундамента влияет больше, чем на глинистые грунты.

Как влияет глубина заложения фундамента на несущую способность оснований

Эскиз неравномерного поднятия дна котлована из-за неправильного расчета несущей способности основания

Почему глубоко погруженные основания менее склонны к разрушениям, чем мелкозаглубленные? Ведь мелкие основания нужно обязательно укреплять, подбирать оптимальную конструкцию свай и делать сложные расчеты. Причина здесь кроется в характере поведения грунтов на различных глубинах.

Так для песчаных оснований увеличение глубины погружения фундамента ведет за собой снижение осадки, а вот несущая способность резко увеличивается. Аналогичная ситуация наблюдается с любыми иными почвами, в составе которых есть песок в больших количествах.

Поэтому в зависимости от глубины заложения, различают мелкие и глубокие основания. Понятно, что для каждого типа приходится использовать свои строительные материалы и технику, но при этом надежность конструкций отличается в несколько раз.

Как происходит деформация песчаных грунтов под подошвой фундаментов мелкого заглубления? Сначала происходит укрупнение почвы под подошвой, затем она клиньями поднимается по разные стороны конструкции и формирует свободную полость под подошвой. Поэтому даже незначительные сдвиги и подвижки почвы, повлекут за собой частичное разрушение несущих конструкций. Часто наблюдаются сдвиги и провалы.

А вот фундаменты глубокого заложения разрушить значительно сложнее. Смещение почвы будет практически полностью нейтрализовано вертикальным перемещением почвы по сторонам поверхности основания, и в данном случае могут быть только локальные уплотнения почвы. Разрушение фундамента в третьей фазе деформации почвы имеет спокойный характер. Зависимость глубины фундамента от осадки на глинистых почвах практически не проявляется.

Таким образом, несущая способность оснований – это важный показатель состояния грунтов и пренебрегать им нельзя. Если правильно сделать расчет и учесть все факторы, то уже по готовому результату можно подобрать не только оптимальные размеры и форму будущего фундамента, но и обнаружить скрытые проблемы в уже существующем. И в дальнейшем оперативно принять меры по срочному ремонту или усилению конструкций, чтобы они не деформировались от внешнего воздействия.

fundamentclub.ru

Калькулятор расчета подошвы фундамента. Этапы расчетов. Инструкция по расчету ленточного фундамента. Расчет оснований и фундаментов в системе APM Civil Engineering.

Расчет нагрузки на фундамент. Расчет подошвы фундамента.

Известно, что фундамент дома может опираться на грунт с разной несущей способностью. Несущая способность грунта — это сила давления от веса здания, которую выдерживает грунт длительное время при допустимой деформации.Несущая способность грунта характеризуется величиной расчетного сопротивления грунта — R, т/м.кв.Цель расчета – подобрать размеры подошвы фундамента и толщину песчаной подушки между грунтом и фундаментом  так, чтобы удельное давление от веса здания было меньше расчетного сопротивления грунта.Расчет ведем в следующей последовательности:1. Выбираем размеры фундамента исходя из конструктивных соображений.2. Определяем вес здания, приходящийся на один погонный метр длины стены.3. По характеристикам грунта в основании фундамента определяем R – расчетное сопротивление грунта.4. Расчитываем необходимую ширину подошвы фундамента на один погонный метр длины (площадь фундамента под 1 погонным метром стены).5. Корректируем размеры фундамента по результатам расчета.6. Определяем толщину песчаной подушки между грунтом и подошвой фундамента.

Для выполнения расчета удобно использовать программу – калькулятор (книга Excel)]]>]]>На листе «Расчет» в разделе «1. Определение нагрузки от веса здания на 1 погонный метр подошвы фундамента» в первых столбцах вводим исходные данные по конструкции здания. Данные берем из чертежей проекта.

Для наглядности руководствуемся конструктивной схемой здания. Затем заполняем столбцы «Удельная нагрузка конструкций». Нагрузки определяем из таблиц на листе «Справочник». При заполнении исходных данных важно отличать вертикальные конструкции стен (нагрузка — т/м.куб.) от горизонтальных (нагрузка – т/м.кв.). Величина нагрузок конструктивных элементов здания принимается укрупненными блоками. Не учитывается вес отделки, оконные и дверные проемы не исключаются из расчета и т.п.

После ввода исходных данных программа выдает результат расчета – нагрузку на 1 погонный метр по каждой оси здания.В разделе «2.  Расчет ширины подошвы фундамента.» вводятся исходные данные по грунту и песчаной подушке. Расчетное сопротивление грунта определяется по таблицам на листе «Справочник». Для малозаглубленных фундаментов используется таблица «Расчетное сопротивление грунта R на глубине заложения фундамента 0,3м.» Программа выдает результат расчета – ширину подошвы фундамента по каждой оси.

С учетом результатов расчета и конструктивных соображений в строке «Принимаем:» назначаем ширину подошвы. Принятые размеры вводим в исходные данные по фундаменту раздела 1. Программа пересчитывает нагрузки и ширину подошвы. Добиваемся, чтобы принятая ширина подошвы была не меньше расчетной величины.В разделе «3. Расчет толщины песчаной подушки» производится расчет толщины песчаной подушки по исходным данным, взятым из раздела 2. С учетом результатов расчета и конструктивных соображений в строке «Принимаем:» назначаем толщину подушки.

Бетонная подошва ленточного фундамента. Расчеты

При разметке стройплощадки положение стен будущего дома геодезисты отмечают специальными промаркированными вешками.  Подошва традиционного монолитного ленточного фундамента представляет собой платформу из железобетона, предназначенную для равномерного распределения нагрузки, которую создаёт фундамент дома на грунт. Ширина подошвы обычно как минимум в два раза превышает ширину фундамента. Сооружения подошвы требуют большинство местных строительных норм и правил для установки фундаментов на рыхлых песчаных и илистых грунтах.

Высота большинства подошв для фундаментов, которые нам приходится сооружать, составляет 30, а ширина — 60 см. Обычно, если проектом не предусматривается иное, мы усиливаем такую подошву двумя рядами стальных арматурных прутков диаметром 12 мм. В нашем случае грунт на дне котлована был таков, что для двухэтажного дома с размерами в плане 8×12 м без дополнительной подошвы, увеличивающей площадь опоры фундамента, обойтись было нельзя. Для Ленинградской области, в котором мы работаем, это обычное явление.

Прежде чем приступить к сооружению подошвы, необходимо было разметить на дне котлована точное расположение фундамента дома.

При разметке стройплощадки положение стен будущего дома геодезисты отмечают специальными промаркированными вешками.  Мы всегда ориентируемся по вешкам, установленным геодезистами при разметке стройплощадки ещё до начала рытья котлована. Обычно на дне котлована достаточно определить положение двух базовых точек — двух крайних углов одной из фундаментных стен. В большинстве случаев мы находим положение этих угловых точек с помощью шнура, натянув его между вешками, установленными геодезистами, и отвеса. По отвесу на дне котлована мы забиваем две свои вешки, используя для этого обрезки арматуры, чтобы не вынимать их, когда дело дойдёт до заливки бетона. Расстояние между этими двумя вешками должно точно соответствовать длине стены, указанной архитектором на плане.

Чтобы быстро разметить положение двух других углов фундамента, необходимо рассчитать длину его диагонали. С помощью обычного калькулятора сделать это не так уж сложно. А зная длину диагонали и размеры фундамента в плане, можно легко и точно определить положение остальных двух углов и отметить их вешками. Делаем мы это следующим образом. Два члена бригады удерживают концы ленты двух рулеток в базовых точках, уже отмеченных вешками, пока третий член бригады, натянув ленты обеих рулеток, перекрещивает их на отметках длины диагонали и длины стены, а в точке пересечения забивает в землю очередную вешку. Чтобы исключить возможные ошибки, мы всегда дважды перепроверяем расстояния между всеми вбитыми на дне котлована вешками, сверяя их с размерами, указанными на плане. После того, как во все углы будут забиты вешки, мы натягиваем шнур от одного угла к другому и получаем контур всего ленточного фундамента целиком.

Теперь, установив все вешки, можно приступать к сооружению опалубки. Мы используем для этого доски сечением 5×30 см, соединённые между собой с помощью забитых в землю стальных П-образных скоб, которые удерживают внутреннюю и наружную стенки опалубки на расстоянии друг от друга, точно равном 60 см.

Опалубку мы устанавливаем таким образом, чтобы стены фундамента располагались точно по центру подошвы (ширина фундаментных стен данного дома по проекту составляла 25 см). Начинаем работу по сооружению опалубки с того, что скрепляем под углом 90° гвоздями две доски сечением 5×30 см для формирования наружного угла и устанавливаем их на расстоянии 17,5 см от шнура. Затем параллельно доскам внешней опалубки устанавливаем и фиксируем с помощью стальных П-образных скоб. Так, постепенно продвигаясь от одного угла к другому, мы продолжаем этот процесс до завершения установки всех внешних и внутренних стенок опалубки.

Фиксирующие опалубку П-образные скобы на прямых участках расставляем с шагом 100-120 см. В местах стыка двух досок их края соединяем с помощью забитых под углом гвоздей и устанавливаем крепёжные скобы с обеих сторон от стыка.

Подгонять и подрезать доски опалубки по длине нам приходится довольно редко. Когда, например, две доски стыкуются недостаточно плотно, зазор мы заделываем с помощью короткой накладной доски, прибив её гвоздями с наружной стороны. А если та или иная доска оказывается немного длиннее, чем нужно, просто прибиваем её к смежной доске внахлёст. На образующиеся при этом на боковых кромках подошвы небольшие неровности просто не обращаем внимания. В конце концов, важен не внешний вид подошвы, так как она всё равно будет полностью зарыта в землю. Главное, чтобы готовая подошва имела прочность не ниже расчётной и успешно справлялась с возложенными на неё функциями.

После того, как опалубка полностью установлена, мы производим частичную обратную засыпку грунта около её потенциально слабых точек, например, на стыке отдельных досок или же на участках, где было невозможно установить П-образные крепёжные скобы. Кроме того, обратная засыпка не позволяет бетону просочиться под опалубку и приподнять её.

подошвы фундамента  Далее с помощью теодолита мы устанавливаем уровень верхней кромки подошвы фундамента. Она должна располагаться, во-первых, строго горизонтально, а во-вторых, точно на заданной глубине, указанной на плане архитектором. Отметки уровня фиксируем небольшими гвоздиками 02,5×50 мм, забивая их наполовину длины на расстоянии 0,5-1,0 м друг от друга по всему периметру с внутренней стороны досок опалубки. При укладке бетона они служат нам ориентиром для определения, на какую высоту следует заполнять опалубку.

Теперь всё готово к укладке бетона. Наилучшие котлованы — это те, к любой точке которых может легко подъехать бетоновоз. Но так, к сожалению, бывает очень редко. Поэтому обычно мы начинаем укладку с наиболее труднодоступных для бетоновоза участков, перемещая лопатами бетон вдоль опалубки до тех пор, пока эти участи не будут заполнены до требуемой высоты — до уровня гвоздей, фиксирующих высоту подошвы фундамента.

После того, как заливка бетона в опалубку завершена, мы приступаем к укладке вдоль всего периметра подошвы двух рядов стальных арматурных прутков 012,5 мм. Для этого прутки арматуры сначала раскладываем в два ряда поверх влажного бетона примерно на расстоянии 15 см от каждой стенки, подсовывая их под поперечные перекладины П-образных скоб. А затем утапливаем их в бетон на глубину примерно 20 см, используя в качестве инструмента обыкновенные штыковые лопаты. Бетон над утопленными прутками арматуры тщательно и аккуратно «проштыковываем» теми же лопатами, чтобы удалить попавший в него воздух.

Выровняв поверхность бетона до высоты гвоздей, фиксирующих уровень верхней кромки подошвы, мы осторожно приподнимаем все стальные П-образные скобы на несколько сантиметров. Обычно на 5-7 см, не больше, чтобы беспрепятственно выполнить две последние операции. Первая из них — это затирка верхней кромки подошвы. Кроме облегчения всех последующих работ по возведению стен фундамента, гладкая поверхность облегчает удаление грязи и мусора, который неизбежно попадает на верхнюю кромку во время демонтажа опалубки. И наконец, завершающий этап в сооружении подошвы фундамента — это вырезание или выдавливание шпоночной канавки вдоль центральной осевой линии верхней кромки. Эта канавка должна обеспечить прочное и надёжное сцепление подошвы со стеной фундамента, которая будет возведена на ней в дальнейшем. Обычно мы делаем шпоночную канавку глубиной 2,5-3,0 см и шириной 7-8 см, просто вдавливая в бетон короткий брусок соответствующего сечения вдоль центральной линии верхней кромки подошвы. К моменту начала этой работы бетон обычно уже достаточно затвердевает, поэтому брусок оставляет за собой канавку, которая сама по себе не «заплывает» и не изменяет свою форму и размеры. Такие канавки мы делаем только на прямолинейных участках подошвы, не доводя их до углов примерно на 0,5-0,7 м. Поскольку углы являются самыми прочными частями фундаментной стены, беспокоиться о нарушении целостности фундамента в этих точках не стоит.

Прежде чем удалять опалубку, мы переносим с неё отметки положения углов фундаментных стен прямо на верхнюю кромку подошвы, прочертив риски остриём гвоздя на слегка затвердевшей поверхности бетона. Они будут служить ориентиром для установки опалубки при возведении стен фундамента.

]]>]]> ]]>]]> ]]>]]> ]]>]]>

 

 

 

 

Расчет оснований и фундаментов в системе APM Civil Engineering

Проектирование оснований и фундаментов является неотъемлемой частью проектирования зданий и сооружений в целом. Расчет фундаментов требуется не только для индивидуальных проектов зданий, но и для типовых серийных проектных решений. Конструктивные и объемно-планировочные решения зданий в значительной мере зависят от инженерно-геологических условий площадки строительства и возможных вариантов фундаментов.

Требованием п. 5.1.4. СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» является учет взаимодействия сооружения с основанием. Расчетная схема системы «сооружение — основание» или «фундамент — основание» должна выбираться с учетом наиболее существенных факторов, определяющих напряженное состояние и деформации основания и конструкций сооружения (статической схемы сооружения, особенностей его возведения, характера грунтовых напластований, свойств грунтов основания, возможности их изменения в процессе строительства и эксплуатации сооружения и пр.).

Для совместного расчета сооружения и основания могут быть использованы численные методы и специализированное программное обеспечение. В полной мере такой расчет может быть реализован в модуле APM Structure3D, входящем в систему APM Civil Engineering. APM Structure3D, представляющий собой модуль конечно-элементного анализа, уникальная отечественная разработка, в которой, помимо прочностного расчета пространственных металлических, железобетонных, армокаменных и деревянных строительных конструкций, реализован расчет всех основных типов фундаментов.

Типы фундаментов, расчет которых может быть проведен в модуле APM Structure3D:

Возможен также расчет фундаментов произвольной конфигурации в плане и комбинированных (разных типов для одного здания), а также фундаментов сложной формы, например сплошных с оребрением.

Проектирование оснований фундаментов зданий и сооружений ведется по двум группам предельных состояний. Целью расчета по первой группе предельных состояний является определение несущей способности оснований, обеспечение прочности и устойчивости фундаментов на сдвиг по подошве и опрокидывание. Расчет по второй группе предельных состояний должен ограничить абсолютные и относительные перемещения фундаментов предельными величинами, гарантирующими нормальную эксплуатацию сооружения.

APM Structure3D имеет сертификат РОСС RU.СП15.Н00172 на соответствие расчета оснований и фундаментов следующим нормативным документам:

Общие принципы расчета фундаментов на упругом основании

Расчет фундамента начинается с предварительного выбора конструктивного решения и определения глубины заложения. Проверка пригодности принятых размеров, а также выбор размеров отдельных частей фундамента и способов его армирования выполняются исходя из расчета прочности грунта основания. Расчет оснований по деформациям производится исходя из условия совместной работы сооружения и основания. Совместная деформация основания и сооружения характеризуется абсолютной осадкой (подъемом) основания отдельного элемента фундамента.

При расчете деформаций основания с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания (п. 5.5.8СП 50-101-2004).

Следует отметить, что для моделирования упругого основания требуется определение коэффициентов пропорциональности, называемых коэффициентами постели. На основании данных инженерно-геодезических изысканий APM Structure3D позволяет задать структуру грунта и определить расчетное сопротивление грунта и коэффициенты постели оснований.

Для всех типов фундаментов для ввода нагрузок на основания применяются результаты статического расчета от действия какого-либо загружения или комбинации загружений. В качестве альтернативы возможен и «ручной» ввод в соответствии с расчетной схемой.

Расчет параметров грунта основания

В текущей версии системы APM Civil Engineering реализована модель грунта основания с использованием двух коэффициентов постели, которую принято называть моделью Пастернака. В случае применения в расчете одного коэффициента постели модель Пастернака сводится к традиционной модели Винклера, регламентированнойСП 50-101-2004. В дальнейших планах разработчиков — создание дополнительных инструментов для моделирования грунта объемными конечными элементами (модели грунта Кулона — Мора и Дрюкера — Прагера).

Понятие «основание» в APM Structure3D включает фундамент одного типа (столбчатый, ленточный, сплошной, свайный) с одинаковыми конструктивными параметрами и установленный на одном грунте.

]]>]]>

Рис. 1. Задание параметров грунта основания

Для всех типов фундаментов, за исключением расчета свай-стоек, доступна вкладка Слои грунта (рис. 1), в которой осуществляется задание параметров грунта для данного основания. Одному основанию может соответствовать только один грунт. Для задания грунта прежде всего необходимо выбрать тип грунта (глина или песок). От выбранного типа зависит, каким будет выпадающее меню подтипа: для песка — гравелистый, крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый; для глины — несколько вариантов, имеющих разный показателя текучести (IL) — от 0 до 1. Далее для задания доступны все остальные параметры: толщина, плотность, угол внутреннего трения (град.), удельное сцепление, коэффициент поперечной деформации, модуль деформации.

Предусмотрена возможность выбора одного из типов грунтов с предопределенными характеристиками, например Глина IL = 0 или Песок средней крупности с возможностью дальнейшего редактирования параметров грунта. Расчетные сопротивления для каждого слоя грунта вычисляются на основании п. 5.5.8СП 50-101-2004.

Расчет основания под столбчатый фундамент

 

Столбчатый фундамент, как правило, устанавливается под колонну. Поэтому для расчета упругого основания под столбчатый фундамент необходимо создать стальной или железобетонный конструктивный элемент «колонна» и установить опоры.

Затем нужно выделить все колонны с опорами и с помощью команды Упругое основание под столбчатый фундамент создать упругое основание. Так автоматически будут созданы соответствующие упругие основания под каждую колонну. Дальнейшее задание параметров (учет наличия подвала, коэффициенты условий работы и пр.) осуществляется во вкладках диалогового окна Фундаменты (рис. 2) для каждого основания или группы оснований. В результате расчета определяются: толщина продавливания грунта с учетом нагрузки на основание, коэффициенты постели, число ступеней фундамента и их геометрические размеры, осадка, крен, необходимое количество арматуры. После выполнения расчета доступна схема расположения ступеней фундамента в грунте, 3D-модель фундамента с армированием отображается на расчетной схеме.

]]>]]>

Рис. 2. Расчет столбчатого фундамента под колонну

 

Расчет свайного фундамента

В основу расчета свайного фундамента положено определение требуемого количества свай в кусте. Необходимо выделить все колонны (ЖБ-колонны или стальные конструктивные элементы) с опорами и с помощью команды Упругое основание под свайный фундамент создать соответствующие упругие основания. Так автоматически будут созданы упругие основания под каждую колонну.

]]>]]>

Рис. 3. Порядок расчета свайных фундаментов

 

Далее во вкладках диалогового окна Фундаменты (рис. 3) для каждого основания или для группы оснований осуществляется задание параметров. Геометрические параметры, такие как сечение и размеры, могут быть выбраны из базы данных стандартных свай или заданы пользователем. Вкладка Конфигурация позволяет выбрать тип свай: сваи-стойки (забивная, оболочка, набивная и буровая) или висячие сваи (забивная, оболочка, оболочка, заполняемая бетоном набивная и буровая, винтовая, бурозавинчиваемая, вдавливаемая). Параметры ростверка применяются для задания геометрических размеров и материала ростверка, а также для учета наличия подвала.

 

]]>]]>

Рис. 4. Результаты расчета и схема свайного фундамента

 

В результате расчета (рис. 4) определяются следующие параметры: толщина продавливания грунта с учетом нагрузки на основание, коэффициенты постели, осадка, крен, несущая способность сваи по грунту на продавливание и на выдергивание и необходимое количество свай, а также геометрические размеры плиты ростверка, размеры условного фундамента, расчетное сопротивление грунта под условным фундаментом. После выполнения расчета доступна схема расположения куста свай в грунте, 3D-модель ростверка отображается на расчетной схеме.

Расчет основания под ленточный фундамент

Ленточный фундамент представляет собой балку, установленную под стеной или под рядом близко стоящих колонн. Для расчета упругого основания под ленточный фундамент необходимо создать ЖБ-ригель, стальной или деревянный конструктивный элемент, а затем установить опоры по длине конструктивного элемента.

В одно основание ленточного фундамента могут входить несколько конструктивных элементов одного сечения, расположенных на одном грунте. После выделения ригеля или группы ригелей одного сечения с помощью команды Упругое основание под ленточный фундамент создается соответствующее упругое основание (рис. 5).

]]>]]>

Рис. 5. Подготовка модели ленточного фундамента

 

Дальнейшее задание параметров (учет наличия подвала, коэффициенты условий работы и т.д.) и выполнение расчета основания по прочности грунта и осадкам осуществляется во вкладках диалогового окна Фундаменты для каждого основания или группы. Расчет фундамента как железобетонного элемента с подбором арматуры выполняется в диалоговом окне Конструктивные элементы.

Расчет основания под сплошной фундамент

Сплошной фундамент представляет собой плиту. Для расчета упругого основания под сплошной фундамент необходимо создать конструктивный элемент с типом элемента ЖБ-оболочка, а затем установить опоры по всей пластине.

В одно основание сплошного фундамента могут входить несколько конструктивных элементов одинаковой толщины, расположенных на одном грунте. После выделения одного или нескольких конструктивных элементов с помощью команды Упругое основание под сплошной фундамент создается соответствующее упругое основание (рис. 6).

 

]]>]]>

Рис. 6. Конфигурация и результаты расчета сплошного фундамента

 

Дальнейшее задание параметров и выполнение расчета основания по прочности грунта и осадкам осуществляется во вкладках диалогового окна Фундаменты для каждого основания или группы. Расчет фундамента как железобетонного элемента с подбором арматуры выполняется в диалоговом окне Конструктивные элементы.

Совместный расчет сооружения, фундамента и основания

Расчет внутренних усилий в системе «основание — фундамент — сооружение» допускается выполнять на основании, характеризуемом переменным в плане коэффициентом жесткости (коэффициентом постели). При этом переменный в плане коэффициент постели назначается с учетом неоднородности в плане и по глубине основания. Коэффициенты постели зависят от структуры и физических свойств грунта, а также от нагрузки на основание. В APM Structure3D эти коэффициенты могут быть определены в процессе последовательных приближений:

В системе APM Structure3D реализован комплексный подход расчета строительного объекта «основание — фундамент — сооружение». Выполнение расчета конструктивных элементов (металлических, железобетонных, армокаменных, деревянных) и фундаментов в «одном окне» имеет ряд очевидных преимуществ:

Такой подход, на наш взгляд, наиболее полно соответствует требованиям современного проектирования.

 

]]>http://www.magliner.ru/betonnaya-podoshva-lentochnogo-fundamenta.html]]>

]]>http://domekonom.su/2012/07/raschet-nagruzki-fundamenta.html]]>

]]>http://www.sapr.ru/article.aspx?id=20008&iid=920]]>

 

kazap.ru

---

• 
  Как правильно разметить фундамент под гараж
• 
  Фундамент столбчатый из пластиковых труб
• 
  Фундамент вокруг старого дома своими руками
• 
  Чем заделать щель между фундаментом и первым венцом в бане
• 
  Как залить фундамент вокруг старого дома
• 
  Сколько нужно арматуры на фундамент
• 
  Трещины на фундаменте
• 
  Что делать если фундамент дома треснул
• 
  Вентиляция фундамента деревянного дома
• 
  Фундамент своими руками из бутылок
• 
  Фундамент под гараж своими руками плита