Просадки грунта это кратко

Обновлено: 05.07.2024

Просадочность грунтов - это способность уменьшать свой объем при замачивании под собственным весом без возможности бокового расширения. К таковым относятся лессы и лессовидные суглинки, засоленные грунты. Иногда просадочность отмечается в мерзлых грунтах при оттаивании и песчано-рыхлых при вибрационном или сейсмическом воздействии.

Очень часто термин " просадка " путают с " осадкой ", причем это встречается даже среди строителей. Так вот, осадка - это вертикальное смещение подошвы фундамента, происходящее в результате уплотнения грунта, вызванного увеличением действующей на него нагрузки от самого сооружения и расположенных вблизи здания. Как видите, ни слова о замачивании.

Для оценки просадочности обычно используют показатель относительной просадочности и коэффициент макропористости. Относительной просадочностью называется относительная деформация лессового грунта исключительно от действия замачивания. Этот параметр определяется при лабораторном исследовании монолитов грунтов.

Классификация грунтов по просадочности

Просадка при замачивании, мм

10-15, реже до 25

Причины просадочности кроются в строении лессов. Лесс - это особый тип глинистых грунтов эолового (ветрового) происхождения. Он образуется в результате накопления пыли в условиях сухого климата (степь) и ее трансформации в результате почвообразующих факторов. Пылеватые частицы скреплены между собой мельчайшими кристаллами соли. Помимо этого, для лесса характерна большая пористость и крупный размер самих пор. Еще одна особенность - это анизотропия свойств. Например, сверху лесс почти не пропускает воду, а вот по простиранию (в горизонтальной плоскости) - очень легко. Поры обеспечивают легкое и быстрое распространение воды в породе, соль быстро растворяется, поэтому при замачивании структура породы рушится подобно карточному домику. Отсюда просадки и резкое снижение прочностных свойств.

Типы просадочности

Традиционно выделяют два типа просадочности . Для первого типа характерны просадки под действием некоторой нагрузки . При втором типе просадки происходят под собственным весом (более 5 см) . Тип просадочности и нагрузки, при которых начинаются деформации определяются в процессе лабораторных работ. Важно выяснить не только относительную просадочность, но и начальное давление и начальную влажность просадки. Это минимальные значения данных показателей свойств, при котором начинается процесс.

При проектировании фундаментов зданий и сооружений необходимо учитывать множество факторов. Особое внимание следует уделять составу и структуре почвы. Некоторые ее виды способны при повышении влажности в напряженном под собственной массой или от внешней нагрузки проседать. Отсюда и название таких грунтов – "просадочные ". Рассмотрим далее их особенности.

К рассматриваемой категории относят :

Лессовые грунты (суспеси и лессы).
Глины и суглинки.
Отдельные виды покровных суспесей и суглинков.
Насыпные производственные отходы. К ним, в частности, относят золу, колосниковую пыль.
Пылевато-глинистые грунты с высокой структурной прочностью.

Специфика

На начальном этапе организации строительства необходимо провести исследование почвенного состава участка для выявления вероятных деформаций. Их возникновение обуславливается особенностями процесса формирования почвы. Слои находятся в недостаточно уплотненном состоянии. В лессовом грунте такое состояние может сохраняться в течение всего времени его существования.

Повышение нагрузки и влажности вызывает, как правило, дополнительное уплотнение в нижних слоях. Однако поскольку деформация будет зависеть от силы внешнего воздействия, недостаточная уплотненность толщи относительно внешнего давления, превышающего напряжения от собственной ее массы, сохранится.

Возможность закрепления слабых грунтов определяется при лабораторных испытаниях по соотношению снижения прочности при увлажнении к показателю действующего давления.

Свойства

Кроме недоуплотненности, для просадочных грунтов характерны низкая естественная влажность, пылеватый состав, высокая структурная прочность.

Насыщение почвы водой в южных районах, как правило, составляет 0,04-0,12. В районах Сибири, средней полосы показатель находится в пределах 0,12-0,20. Степень влажности в первом случае – 0,1-0,3, во втором – 0,3-0,6.

Структурная прочность

Она обуславливается преимущественно цементационным сцеплением. Чем больше влаги поступает в землю, тем ниже прочность.

Результаты исследований показали, что тонкие водяные пленки обладают расклинивающим воздействием на пласты. Они выступают в качестве смазки, облегчают скольжение частиц просадочного грунта. Пленки обеспечивают более плотную укладку слоев под внешним воздействием.

Сцепление насыщенного влагой просадочного грунта определяется влиянием силы молекулярного притяжения. Эта величина зависит от степени плотности и состава земли.

Характеристика процесса

Просадка является сложным физико-химическим процессом. Проявляется она в виде уплотнения грунта вследствие перемещения и более плотной (компактной) укладки частиц и агрегатов. За счет этого снижается общая пористость слоев до состояния, соответствующего уровню действующего давления.

Повышение плотности приводит к некоторому изменению отдельных характеристик. Впоследствии под воздействием давления уплотнение продолжается, соответственно, продолжает повышаться и прочность.

Условия

Для возникновения просадки необходимы:

Нагрузка от фундамента или собственной массы, которая при увлажнении будет преодолевать силы сцепления частиц.
Достаточный уровень влажности. Он способствует снижению прочности.

Эти факторы должны воздействовать совместно.

Влажность определяет продолжительность деформации просадочных грунтов . Как правило, она происходит в течение относительно короткого времени. Это обусловлено нахождением земли преимущественно в маловлажном состоянии.

Деформация в водонасыщенном состоянии продолжается дольше, поскольку происходит фильтрация воды сквозь толщу почвы.

Методы определения плотности грунта

Относительную просадочность определяют по образцам ненарушенной структуры. Для этого используется компрессионный прибор - плотномер для грунта . При исследовании применяются следующие методы:

Одной кривой с анализом одного образца и его замачиванием на конечной ступени действующей нагрузки. С помощью этого метода можно определить сжимаемость почвы при заданной или естественной влажности, а также относительную склонность к деформации при определенном давлении.
Двух кривых с испытанием 2 образцов с равной степенью плотности. Один исследуется при природной влажности, второй – в насыщенном состоянии. Данный метод позволяет определить сжимаемость при полном и природном увлажнении, относительную склонность к деформации при изменении нагрузки от нулевой до конечной.
Комбинированный. Этот метод является модифицированным сочетанием двух предыдущих. Испытание проводится на одном образце. Его сначала исследуют в естественном состоянии до показателя давления в 0,1 Мпа. Использование комбинированного метода позволяет проанализировать те же свойства, что и метод 2 кривых.

Важные моменты

В ходе испытаний в плотномерах для грунта при использовании любого из вышеуказанных вариантов необходимо учесть, что результаты исследований отличаются значительной вариативностью. В этой связи некоторые показатели даже при испытании одного образца могут отличаться в 1,5-3, а в ряде случаев и в 5 раз.

Такие существенные колебания связаны с небольшим размером проб, неоднородностью материала из-за карбонатных и прочих включений либо наличием больших пор. Значение для результатов имеют и неизбежные ошибки при исследовании.

Факторы влияния

В ходе многочисленных исследований установлено, что показатель склонности почвы к проседанию зависит преимущественно от:

Давления.
Степени плотности почвы при природном увлажнении.
Состава просадочного грунта .
Уровня повышения влажности.

Зависимость от нагрузки отражается на кривой, по которой при повышении показателя величина относительной склонности к изменениям сначала тоже достигает своего максимального значения. При последующем усилении давления она начинает приближаться к нулевой отметке.

Как правило, для лессовидных супесей, лессов, суглинков давление составляет 0,2-0,5 Мпа, а для лессовидных глин – 0,4-0,6 Мпа.

Зависимость вызвана тем, что в процессе нагрузки просадочного грунта при природном насыщении на определенном уровне начинается разрушение структуры. При этом отмечается резкое сжатие без изменения водонасыщенности. Деформация по ходу усиления давления будет продолжаться, пока слой не достигнет предельно плотного своего состояния.

Зависимость от состава почвы

Она выражается в том, что при повышении числа пластичности показатель относительной склонности к деформации снижается. Проще говоря, большая степень изменчивости структуры характерна для суспесей, меньшая – для глины. Естественно, для выполнения этого правила прочие условия должны быть равными.

Начальное давление

При проектировании фундаментов зданий и сооружений осуществляется расчет нагрузки конструкций на грунт. При этом определяется начальное (минимальное) давление, при котором начинается деформация при полном насыщении водой. Оно нарушает естественную структурную прочность почвы. Это приводит к тому, что процесс нормального уплотнения нарушается. Эти изменения, в свою очередь, сопровождаются перестройкой структуры и интенсивным уплотнением.

Учитывая вышесказанное, представляется, что на этапе проектирования при организации строительства величину начального давления следует принимать близкой к нулю. Однако на практике это не так. Указанный параметр следует использовать такой, при котором толща считается по общим правилам непросадочной.

Назначение показателя

Начальное давление используется при разработке проектов фундаментов на просадочных грунтах для определения:

Расчетной нагрузки, при которой изменений не будет.
Размера зоны, в границах которой будет происходить уплотнение от массы фундамента.
Требуемой глубины деформации почвы или толщины почвенной подушки, полностью исключающих деформации.
Глубины, от которой начинаются изменения от массы грунта.

Начальная влажность

Ею называют показатель, при котором грунты в напряженном состоянии начинают проседать. За нормальное значение при определении начальной влажности принимается относительная величина, составляющая 0,01.

Метод определения параметра базируется на компрессионных лабораторных испытаниях. Для исследования необходимо 4-6 образцов. Используется метод двух кривых.

Один образец испытывают при естественной влажности с загрузкой до максимального давления отдельными ступенями. При нем грунт замачивается до стабилизации просадки.

Второй образец сначала насыщают водой, а затем при непрерывном замачивании загружают до предельного давления теми же ступенями.

Увлажнение остальных образцов осуществляется до показателей, которые разделяют предел влажности от начального до полного водонасыщения на относительно равные промежутки. Затем их исследуют в компрессионных приборах.

Повышение достигается за счет заливки в образцы расчетного объема воды с дальнейшим выдерживанием на протяжении 1-3 суток до стабилизации уровня насыщения.

Деформационные характеристики

В качестве них выступают коэффициенты сжимаемости и ее изменчивости, модуль деформации, относительное сжатие.

Модуль деформации используют для расчета вероятных показателей осадок фундамента и их неравномерности. Как правило, его определяют в полевых условиях. Для этого образцы почвы испытывают статическими нагрузками. На значение модуля деформации влияют влажность, уровень плотности, структурная связность и прочность грунта.

При повышении массы почвы этот показатель повышается, при большем насыщении водой снижается.

Коэффициент изменчивости сжимаемости

Он определяется как отношение способности к сжатию при установившейся или естественной влажности и характеристик грунта в водонасыщенном состоянии.

Сопоставление коэффициентов, полученных при полевых и лабораторных исследованиях, показывает, что различие между ними несущественное. Оно находится в пределах 0,65-2 раза. Следовательно, для применения на практике достаточно определить показатели в лабораторных условиях.

Коэффициент изменчивости зависит преимущественно от давления, влажности, уровня ее повышения. При повышении давления показатель увеличивается, при увеличении естественной влажности – снижается. При полном насыщении водой коэффициент приближается к 1.

Прочностные характеристики

Ими являются угол внутреннего трения и удельное сцепление. Они зависят от структурной прочности, уровня насыщенности водой и (в меньшей степени) от плотности. При повышении влажности сцепление уменьшается в 2-10 раз, а угол – в 1,05-1,2. При увеличении структурной прочности сцепление усиливается.

Типы просадочных грунтов

Всего их существует 2:

Просадка происходит преимущественно в пределах деформируемой зоны основания под действием нагрузки фундамента или иного внешнего фактора. При этом деформация от своего веса почти отсутствует или составляет не более 5 см.
Возможна просадка почвы от своей массы. Она происходит преимущественно в нижнем слое толщи и превышает 5 см. Под действием внешней нагрузки может возникнуть просадка и в верхней части в границах деформируемой зоны.

Тип просадки используется при оценке условий строительства, разработке противопросадочных мероприятий, проектировании оснований, фундамента, самого здания.

Дополнительная информация

Просадка может возникнуть на любом этапе возведения или эксплуатации сооружения. Проявиться она может после повышения начальной просадочной влажности.

При аварийном замачивании грунт проседает в границах деформируемой зоны достаточно быстро – в пределах 1-5 см/сут. После прекращения поступления влаги спустя несколько суток просадка стабилизируется.

Если первичное замачивание имело место в границах части зоны деформации, при каждом последующем водонасыщении будет происходить просадка до полного увлажнения всей зоны. Соответственно, она будет увеличиваться при повышении нагрузки на почву.

При интенсивном и непрерывном замачивании просадка грунта зависит от продвижения вниз слоя увлажнения и формирования водонасыщенной зоны. В таком случае просадка начнется, как только фронт увлажнения достигнет глубины, на которой грунт проседает от собственного веса.

Наверняка многим приходилось замечать, что уложенная тротуарная плитка местами опустилась, образуя характерные ямы в покрытии. Схожее с этим явление можно увидеть на фундаментах или стенах недавно построенных зданий. Оно проявляется в виде трещин. Причина в обоих случаях одна – проседание грунта.

Что такое проседание грунта

Проседание грунта иногда путают с осадкой. Между тем, это совершенно разные явления. Осадка заключается в вертикальном смещении грунта, происходящем в результате его уплотнения под действием нагрузки. Проседание почвы ‒ ее способность уменьшаться в объеме под собственным весом при смачивании. Сходные процессы могут происходить при оттаивании мерзлого грунта, а также сейсмическом или вибрационном воздействии на него.

Виды просадочных грунтов

Существует несколько видов грунтов, склонных к проседанию:

глины;
суглинки;
лессы;
лессовидные супеси;
пески.

Такими же свойствами обладают пепловые отложения и промышленные отходы (например, колосниковая пыль).

Отдельно следует отметить насыпные грунты, которые образуются при планировке сложного рельефа или засыпке котлованов и оврагов. Они имеют неоднородный состав и неравномерно сжимаются под действием собственного веса или нагрузок. Суммарное проседание различных видов грунта может варьироваться от нескольких сантиметров до 2 м.

От проседания грунта существенно страдают российские города. Порядка 3,5 млн. кв. км территории страны, или 20 % ее площади, составляют склонные к проседанию почвы. На них расположено более 500 городов, а каждое шестое здание построено на лессовом грунте.

Причины проседания

Проседание грунта может происходить по разным причинам:

Для мерзлой почвы характерны термические просадки, возникающие при повышении температуры. Такие процессы происходят в многолетнемерзлых горных породах.
Лессы и лессовидные грунты уменьшаются в объеме при замачивании. Причина кроется в недоуплотненном состоянии почвы. Она представляет собой пористую массу, частицы которой скреплены мельчайшими кристаллами соли. Прочность их связи резко уменьшается при повышении влажности, а поры способствуют легкому распространению воды в породе. Соль быстро растворяется и структура грунта рушится. В результате этого процесса образуются просадки. Такие почвы характерны для степных или полупустынных районов.
Еще одной причиной являются динамические воздействия на грунт, они приводят к вибрационным просадкам.

Как предотвратить проседание грунта

Существует несколько способов предотвращения проседания грунта. Самым простым является его уплотнение с помощью различных транспортных средств, электрических или механических трамбовок, тяжелых катков или посредством вибрирования. Еще один метод – устройство подушки из грунта, не поддающегося проседанию.

При строительстве фундаментов эффективно проявила себя установка буронабивных свай по периметру или заглубление основания ниже уровня просадочной почвы. Иногда грунты искусственно замачиваются до начала строительных работ.

Для слабых и особо слабых почв хорошим выходом является их укрепление. Плывуны, мелкие и пылеватые пески подвергаются силикатизации. Для этого используются одно- или двухрастворные составы. Оба изготавливаются на основе жидкого стекла, но первый содержит еще алюминат натрия, а второй – хлористый кальций. Для укрепления грунта растворы под давлением нагнетаются в почву и после застывания надежно фиксируют ее в радиусе до 1 м. Процесс можно ускорить, пропуская через инъекторы постоянный ток. В таком случае он называется электросиликатизацией.

Схожим образом выполняется цементация почвы. Она применяется для песчаных или глинистых грунтов. Под давлением закачивается смесь цемента и воды.

Для применения этих методов требуются специальные знания и техника, поэтому логичнее такие процедуры доверить хорошо зарекомендовавшим себя специалистам.

Проседание грунта может быть опасно для жизни и здоровья людей

Физико-механические свойства грунтов

Физико-химические свойства

Верхний предел пластичности WL

-влажность, при превышении которой грунт начинает течь;

Нижний предел пластичности WP

-влажностью между полутвердым и пластичным состоянием.;

Число пластичности IР

Показатель текучести IT =(W- WP)/( IР).

Нижний предел пластичности

– Влажность, при которой при раскатывании в шнур, диаметром 2 мм грунт раскатывается в шнур;

Верхний предел пластичности

– определение с помощью конуса Васильева

Балансовый конус для определения верхнего предела пластичности

Относительное набухание εst –

отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения
(h-h0)
к начальной высоте образца
h0
при природной влажности.
εst =(h-h0)/h0;
Влажность набухания

– влажность, при которой наблюдается максимальное свободное набухание;

Давление набухания

– давление, которое развивается при набухании.

Прибор для определения свободного набухания грунта

Усадочность (усадка) грунтов

Усадкой грунта

называется уменьшение его объема в результате удаления воды при высыхании или под влиянием физико-химических процессов (осмос).

Линейная усадка

– уменьшение линейных размеров образца в результате усадки
ΔL=(d-d1)/ d
, где
d и d1
начальный и конечный линейный размер образца соответственно;

Объемная усадка

— уменьшение объемных размеров образца в результате усадки
ΔV=(V-V1)/ V
, где
V и V1
начальный и конечный объемный размер образца соответственно;

Влажность предела усадки Wпу

– это величина влажности, при которой усадка прекращается. Рассчитывается как величина весовой влажности.

Определение линейной усадки грунта

Определение объемной усадки грунта

Физико-механические свойства грунтов

Деформационные свойства поведение грунта под нагрузкой до момента разрушения

– сжатие без возможности бокового расширения.

Коэффициент уплотнения

– отношение изменения коэффициента пористости к разности напряжений, вызвавших эти изменения:
а =Δε/Δσ.
Коэффициент уплотнения измеряется в МПа-1.

Модуль компрессионной деформации Ек

является количественной характеристикой сжимаемости грунтов при компрессионных испытаниях и величиной, обратной коэффициенту уплотнения:
Ек
=
1/а = Δσ/Δε,
МПа.

Модуль общей деформации

или
просто модуль деформации Е
характеризует деформационное поведение грунта в условиях возможности бокового расширения при условии присутствия упругих и остаточных деформаций. В практике инженерно-геологических исследований модуль деформации рассчитывают по формуле:
Е = β(1+ε0)/а, где β –
множитель для перехода от сжатия (без возможности бокового расширения) при компрессионных испытаниях к сжатию, имеющему место в натуре; численно его принимают равным для песков 0,8; для супесей 0,7; для суглинков 0,5; для глин 0,4.

Модуль осадки ер

–величина непосредственного вертикального сжатия столба грунта высотой в 1 м при приложении к нему дополнительной нагрузки
σ=0,3 МПа
(Маслов Н.Н.).
ер
=
1000 Δh/h
миллиметров на метр.

Прибор Н.Н.Маслова для компрессионных испытаний грунтов

Порядок расчета

1. По таблице 2.10 рассчитать значения плотности скелета грунта и коэффициента пористости ε0

для своего варианта;

2. Пользуясь таблицей 2.11, рассчитать значения коэффициента пористости для каждой удельной нагрузки по формуле: εi = ε0 — Δh(1+ε0)/h;

3. Построить график зависимости коэффициента пористости от нагрузки ε=f(σ)

4. С графика, для участка наибольшего наклона кривой в соответствующем интервале нагрузок определить коэффициент уплотнения;

5. Все остальные показатели определить на основании предыдущих расчетов с учетом характеристик грунта (таблица 2.10) .

Просадочность (просадка) грунтов

Просадочность

– резкая деформация (уменьшение объема) грунта при увлажнении
. Понятие относится только к лессам.
Показатели:

Относительная просадочность δпр

– представляет собой отношение изменения толщины слоя грунта (высоты образца) в результате замачивания при заданном вертикальном давлении к его толщине в природном залегании (высоте образца при природном давлении). Относительная просадочность определяется по формуле:

δпр =(h′-hпр)/ h0

–высота образца грунта природной влажности, обжатого без возможности бокового расширения при давлении испытания,
hпр
— высота того же образца после замачивания его до полного водонасыщения при сохранении давления замачивания,
h0
— 10мм.

Макропористость

характеризуется разностью значений пористости до и после просадки в результате увлажнения под нагрузкой. Для расчета макропористости подсчитать значения коэффициента пористости по формуле:
ε = ε0
—
Δh(1+ε0)/h
до и после просадки и соответственно значения пористости через коэффициент пористости и соответственно значения пористости по формуле:
n= ε/(1+ ε).
Разница в значениях пористости отвечает макропористости лессового грунта.

Определение: Компрессионные приборы с замачиванием снизу

Порядок расчета

1.Расчитать значение относительной деформации для каждой нагрузки;

2. Построить график зависимости относительной деформации от нагрузки;

Вид графика зависимости относительной деформации от нагрузки

3. Рассчитать относительную просадочность и макропористость.

Прочностные свойства грунтов.

Сопротивление грунта сдвигу

— это минимальное касательное напряжение, вызывающее незатухающее смещение при фиксированной нормальной нагрузке. Соотношение нормальных и касательных напряжений при сдвиге определяется законом Кулона, который выражается зависимостью:
τ =σ tgφ+c.
τ-

величина касательных напряжений в МПа,

величина нормальных напряжений в МПа,

угол внутреннего трения в градусах,

сцепление в МПа.

Схема сдвига грунта

Сопротивление грунта сдвигу. 1- песчаный грунт, 2-глинистый грунт.

Порядок расчета

1. Построить график зависимости сопротивления сдвига от нормальной нагрузки и спрямить полученную кривую. Для упрощения определения показателей масштабы осей координат должны быть одинаковыми.

2. При соблюдении равного масштаба, снять с графика значение сцепления, которое равно значению, соответствующему пересечение прямой с осью ординат (С)

и транспортиром замерить угол наклона прямой
(φ).

Виды просадочных грунтов

Существует несколько видов грунтов, склонных к проседанию:

глины;
суглинки;
лессы;
лессовидные супеси;
пески.

Такими же свойствами обладают пепловые отложения и промышленные отходы (например, колосниковая пыль).

Причины появления осадки фундамента

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

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

Причины проседания

Проседание грунта может происходить по разным причинам:

Для мерзлой почвы характерны термические просадки, возникающие при повышении температуры. Такие процессы происходят в многолетнемерзлых горных породах.
Лессы и лессовидные грунты уменьшаются в объеме при замачивании. Причина кроется в недоуплотненном состоянии почвы. Она представляет собой пористую массу, частицы которой скреплены мельчайшими кристаллами соли. Прочность их связи резко уменьшается при повышении влажности, а поры способствуют легкому распространению воды в породе. Соль быстро растворяется и структура грунта рушится. В результате этого процесса образуются просадки. Такие почвы характерны для степных или полупустынных районов.
Еще одной причиной являются динамические воздействия на грунт, они приводят к вибрационным просадкам.

5.2.1. Расчёт осадок методом послойного суммирования.

Метод послойного суммирования (без учёта возможности бокового расширения грунта) рекомендован СНиП 2.02.01-83*.

На рис. 5.3. представлена расчётная схема метода.

Производится привязка фундамента к инженерно-геологической ситуации основания, т.е. совмещение его оси с литологической колонкой грунтов.

Определяется среднее давление на основание по подошве фундамента р

Строится эпюра природного давления по оси фундамента.

Определяется дополнительное вертикальное напряжение в плоскости подошвы фундамента: , где — природное давление в уровне подошвы фундамента.

Строится эпюра дополнительных напряжений .

Строится вспомогательная эпюра природного давления 0,2.

Определяют нижнюю границу сжимаемой толщи из условия 0,2=.

Сжимаемую толщу основания разбивают на элементарные слои толщиной hi

так, чтобы в пределах каждого слоя грунт был однородным,
hi
принимают не более 0,4b.

Зная дополнительное напряжение в середине каждого элементарного слоя , определяют сжатие этого слоя.

Общая осадка фундамента находится как сумма величин сжатия каждого элементарного слоя в пределах сжимаемой толщи:

– число слоёв;
hi
– толщина i-го слоя;
Еi
и
m
ν,
i
– модуль деформации и коэф. относительной сжимаемости
i
-го слоя соответственно; β=0,8.

Описание

Осадка фундамента — это очень важная характеристика, она меняется с течением времени и в зависимости от грунта. Есть причины, по которым обычно случается неравномерное проседание:

Экономия на материалах для фундамента и покупка дешевых и некачественных материалов.
Дешевая и неквалифицированная рабочая сила.
Неверно произведены расчеты глубины фундамента, уровня близости грунтовых вод.
Нет дренажной системы.

Цели определения осадки:

определить величину просадки;
выполнить точный расчет осадки для фундамента из разных материалов;
рассчитать возможные деформации и физические изменения.

Предельно допустимые осадки фундаментов

На сегодняшний день отсутствуют убедительно обоснованная нормативная величина предельно допустимой дополнительной осадки зданий. Нормативные документы, как правило, не делают различия между первоначальной, полученной при строительстве, и дополнительной осадкой. Предельная средняя осадка кирпичного здания по документам составляет примерно 10-12 см.

Стоит отметить, что первоначальные осадки фундамента на однородном грунтовом основании равномерны по пятну застройки, поэтому даже при большой допустимой средней осадки (10-12 см), также удовлетворяются и требования в отношении неравномерности осадок. А, как известно, результатом неравномерности являются перекосы здания и возникновение трещин.

По стандартам, предельно допустимая осадка для зданий 1-ой категории технического состояния составляет 5 см, а для зданий 2-ой и 3-ей категории, уже имеющих деформации — 3 и 2 см.

Как показывают наблюдения, кирпичные здания 1-й и 2-й категории состояния при локальной дополнительной осадке 5 см могут получить серьезные повреждения. В стенах будут образовываться сквозные трещины, а при возникновении вертикальной трещины ее раскрытие сопоставимо с величиной осадки. Сдвиг плит сборных перекрытия при этом по площадкам опирания очень близок к предельному. В этом случае ремонт здания потребует выселения жильцов, выборочного усиления конструкции и восстановление внутреннего и наружного декора. При осадках 3 и 2 см потребуется ремонт меньшего объема. Так можно ли считать допустимой осадку фундамента 2-5 см? Конечно, если за критерий допустимости принимать отсутствие обрушения конструкций, и нельзя, если за критерий допустимости принимать отсутствие повреждений, которые требуют ремонта.

Вывод

Все варианты расчетов хороши в своих отдельных случаях. На данный момент все эти процессы проектирования упрощены за счет появления компьютерных программ, профессионального программного обеспечения. Но, как всегда, самыми достоверными являются знания, полученные опытным путем, и эти параметры принимаются за эталон и критические сведения.

При строительстве здания обязательно обратите особое внимание на фундамент и такой его важный параметр, как осадка, так как она влияет на прочность и надежность конструкции.

Способы устранения проблемы

Если полученные числа величины осадки основания превышают предельные размеры, то необходимо внести коррективы в проектирование фундамента и увеличивается длина свай для повышения прочности и увеличения возможных нагрузок. Тогда все параметры сойдутся и будут соответствовать последней редакции СНиП.

Точное определение осадки фундамента происходит опытным путем. На самом деле такой фактический расчет производится путем лабораторных испытаний, на их основе составляется статистика. Каким образом все это осуществляется? На опоры производится искусственным путем давление — с помощью домкрата. Таким способом можно определить критические нагрузки очень точно и рассчитать максимально возможную осадку основания фундамента.

Читайте также: