Как определить несущую способность фундамента

Чтобы узнать, сколько выдержит фундамент, необходимо провести геологические и гидрогеологические изыскания для определения характеристик грунта на месте строительства. Это поможет оценить его несущую способность и выбрать оптимальную конструкцию фундамента.

Также важно учитывать проектные нагрузки, включая вес здания, мебели и оборудования. Рекомендуется проконсультироваться с инженерами или строителями, которые могут выполнить необходимые расчеты и предложить подходящие решения для конкретных условий.

Нагрузка дома на фундамент

Нагрузки, приходящиеся на фундамент дома (например из винтовых свай , буронабивных свай ), складываются из нескольких составляющих — это вес конструктивных элементов (стены, кровля и т.д.), природные воздействия (вес снегового покрова на крыше) и эксплуатационные нагрузки (вес мебели, людей, бытовой техники, интерьер и т.п.).

Исходя из усреднённых данных, приведённых в таблице ниже, можно определить нагрузку (вес) будущего дома на фундамент.

Усреднённые нагрузки от конструктивных элементов дома, природных и эксплуатационных факторов

Пример рассчёта веса дома

Для примера расчитаем приблизительный вес двухэтажного дома 8 м х 8 м, с высотой этажа 2,5 м.

Для начала высчитаем длину всех внешних стен первого этажа 8 м х 4 = 32 м, плюс одна внутренняя стена тоже 8 м, итого 32 м + 8 м = 40 м. Общая длина всех стен на двух этажах составит 40 м х 2 = 80 м. Теперь высчитаем площадь всех стен 80 м х 2,5 м = 200 м 2 .

Далее, площадь цокольного перекрытия составит 8 м x 8 м = 64 м 2 , площадь чердачного перекрытия будет такой же — 64 м 2 . Так как кровля всегда выступает за стены дома, добавим с каждой стороны, например, по 0,5 м и получим 9 м х 9 м = 81 м 2 .

Теперь, используя наибольшие веса, приведённые в таблице выше, рассчитаем общую приблизительную нагрузку на фундамент двух типов домов:

• дом из бруса с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3 и кровлей из листовой стали;
• дом из пенобетона с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3 и кровлей из гончарной (глиняной) черепицы.

При площади кровли 81 м 2 , для северных районов России, нагрузка от снежного покрова составит 81 м 2 х 190 кг/м 2 = 15390 кг. Прибавляем её к общей нагрузке на фундамент.

Дом

Вес стен, кг

Цокольное перекрытие, кг

Чердачное перекрытие, кг

Вес кровли, кг

Снежный покров, кг

Общий вес, кг

Из бруса

Несущая способность фундаментов

Компания "Установка Свай" предоставляет услуги по обустройству надежных фундаметов на забивных железобетонных и винтовых сваях. Также мы выполняем испытания свай статическим и динамическим методом с целью определения их фактической несущей способности. Обратиться к представителям нашей компании вы можете заполнив форму "Отправить заявку", либо связавшись с нами по контактным телефонам.

Оглавление:

• Используемые приборы
• Как определяется несущая способность фундаментов
• Расчёт несущей способности фундамента
• Ленточного железобетонного
• На винтовых сваях
• На железобетонных сваях
• У какого фундамента наивысшая несущая способность
• Заказ испытаний свай и обследования фундаментов

На данной странице приведена информация по вопросу одного из наших клиентов по поводу особенностей расчета несущей способности фундамента:

" Полтора года назад мною был залит малозаглубленный ленточный фундамент (ширина ленты — 25 см, глубина — 50 см), на котором планировалось строить одноэтажный дом из бревен 7*7 м. Но в связи с финансовыми обстоятельствами реализация проекта была отложена, и вернулся к нему я только сейчас. Теперь хочу строить дом из кирпича, но сомневаюсь, выдержит ли уже существующий фундамент такое здание. На участке грунт представлен плотной суглинистой почвой. Не произойдет ли усадка фундамента и последующая деформация стен? Помогите пожалуйста с расчетами массы дома и несущей способности фундамента"

Из данной статьи вы узнаете, как правильно рассчитать несущую способность ленточных и свайных фундаментов, и какое оборудование для этого необходимо. Мы продемонстрируем технологию расчетов разных фундаментов на примере конкретного строения (кирпичного дома 7*7 м).

Используемые приборы

Решение возводить здание на уже существующем основании, которое простояло без нагрузки больше года, должно подкрепляться техническим обследованием железобетонного фундамента на предмет возникновения дефектов и определением его несущей способности.

Рис. 1.1: ОНИКС-ОС — прибор для измерения прочности бетона методом отрыва со скалыванием

Техническое обследование фундамента здания состоит из нескольких этапов, которые выполняются в следующей последовательности:

• Специалисты изучают проект фундамента и существующую исполнительную документацию по его возведению. Также анализируется геодезическая документация по состоянию грунтов на строительной площадке;
• Производится визуальный осмотр поверхностных элементов фундамента с целью выявления видимых дефектов;
• Производится инструментальное обследование фундамента — определяется прочность конструкции с помощью приборов неразрушающего (ультразвуковой, склерометрический анализ) и разрушающего действия, после чего дается оценка исправности и возможности дальнейшей эксплуатации фундамента;
• Собираются все нагрузки на фундамент, в число которых входит проектная масса здания, вес снегового покрова, давления ветра и полезная нагрузка на сооружение, которое планируется возводить на уже существующем фундаменте;
• Нагрузки на фундамент сопоставляются с силой сопротивления грунта строительной площадке, на основе чего делается вывод о достаточности несущей способности либо необходимости усиления фундамента.

Важно: инструментальное обследование фундамента требует вскрытия контактирующих с основанием грунтов. Для анализа ленточных фундаментов разрабатываются несколько выемок по его периметру так, чтобы обеспечивался доступ к опорной подошве фундамента. При работе со свайными фундаментами убираются грунты у ростверка и оголовков свай.

Рис. 1.2: Ультразвуковой измеритель прочности бетона Пульсар 2.1

Для определения геометрических параметров (слоя защитного бетона, расположения арматуры, ее класса и диаметра) железобетонных фундаментов используются приборы ультразвукового контроля по типу ИДС-1, ИЗС-10Ц , Пульсар 2.1 которые выполняют неразрушающий анализ конструкции. Наличие микротрещин в толще бетона определяется склерометром ИПС-МГ4.03.

Оценка прочностных характеристик фундамента выполняется с использованием прибора разрушающего контроля — ОНИКС-ОС, который функционирует по методу отрыва со скалыванием, фиксируя усилие, необходимое для деформации бетона.

Как определяется несущая способность фундаментов

Несущая способность фундамента — показатель, свидетельствующий о нагрузках, которые сможет выдерживать основание дома в конкретных грунтовых условиях.

Важно: данный параметр невозможно определить в отрыве от характеристик почвы на строительной площадке и проектных нагрузок, передающихся на фундамент в процессе эксплуатации, поэтому любые расчеты должны начинаться с сбора вышеуказанных величин.

Определение свойств почвы требует проведения геодезического исследования грунтов на строительной площадке, в процессе которого анализируются следующие характеристики:

• Тип грунта;
• Насыщенность почвы влагой и химический состав грунтовых вод;
• Уровень промерзания грунта;
• Коэффициент пористости и плотность породы.

Исходя из данных величин, определяемых вследствие лабораторного анализа взятых на участке проб почвы, выявляется сила сопротивления грунта — величина нагрузки, которую сможет выдерживать 1 см 2 почвы.

Существуют нормативные таблицы сопротивления разных видов грунта, однако проведение геодезических изысканий на объекте крайне желательно, поскольку один и тот самый вид почвы, обладающий разной влажностью и плотностью, будет иметь отличающиеся характеристики сопротивления.

Рис 1.3: Сопротивление распространенных в центральной части России типов грунта

Следующим этапом расчет является сбор нагрузок, которые фундамент будет испытывать в процессе эксплуатации. Данные нагрузки состоят из следующих факторов:

• Масса здания ;
• Нагрузки от снегового покрова;
• Нагрузки от давления ветра;
• Полезные эксплуатационные нагрузки.

Чтобы рассчитать массу здания необходимо определить вес составляющих его конструкции — стен, кровли и перекрытий. Сделать это можно умножив габаритные характеристики здания на удельный вес одного м 2 стройматериалов.

Рис. 1.4: Удельный вес конструкционных частей здания

Атмосферные нагрузки добавляются к рассчитанной массе здания. Нормативные снеговые нагрузки на 1 м 2 горизонтальной плоскости здания указаны в действующих строительных нормативах.

Рис. 1.5: Снеговые нагрузки в разных регионах России

Для определения ветровых нагрузок нормативное давление ветра необходимо умножить на площадь одной стороны здания (высота от нулевого уровня до конька крыши).

Рис. 1.6: Ветровые нагрузки на здания и сооружения

К сумме полученных результатов необходимо добавить полезные нагрузки, величина которых для жилых зданий составляет 100 кг на м 2 половых и междуэтажных перекрытий.

Важно: в результате данных расчетов вы получаете совокупные нагрузки, которые будет переносить фундамент в процессе эксплуатации, что позволяет определить требуемую несущую способность основания.

Расчёт несущей способности фундамента

Определение несущей способности оснований осуществляется на основе проектной площади опирания фундамента на грунт, сопротивления почвы и испытываемых фундаментом нагрузок, однако особенности и порядок расчетов для разных видов фундаментов будет отличаться.

Ленточного железобетонного

Определение несущей способности ленточного фундамента осуществляется через расчет фактической опорной площади, которой должна обладать фундаментная лента. Делается это по формуле: S>Yn*F/Yc*Ro, в которой:

• S — опорная площадь фундамента (см2);
• F — совокупная нагрузка на фундамент дома;
• Yn — коэф. надежности (1.2);
• Yc — коэф. работы фундамента в грунте;
• Ro — расчетное сопротивление грунта.

Величина Yc представлена в нижеприведенной таблице:

Рис 1.7: Коэффициенты надежности при работе ленточных фундаментов в грунте

Для примера произведем расчет фундамента по несущей способности под кирпичный дом

7*7 м (длина ленты с учетом внутренней стены — 35 м)., совокупные нагрузки от которого составляют 190 тонн. Здание возведено на суглинистой почве с сопротивлением 3.6 кг/см 2

• S>1.2*190 000/1*3.6 = 63 333 см 2 = 6,33 м 3 ;

Исходя из расчетов мы получаем, что фундамент, несущей способности, которого будет достаточно под вышеуказанное здание, должен обладать опорной площадью в 6,33 м 2 . Если учитывать периметр фундамента в 35 м., ширина ленты должна составлять как минимум: 6,33/35 = 0,18 м.

Исходя из сопротивления грунта, несущая способность такого ленточного фундамента составит: 63 333 * 3,6 = 227,99 тонн.

На винтовых сваях

Расчет несущей способности фундамента на винтовых сваях выполняется на основе определения несущих характеристик одной сваи и умножения полученного результата на количество свай в фундаменте.

Для примера произведем расчеты с аналогичными исходными данными — нагрузки от здания 190 тонн, периметр стен — 35м, грунт — суглинок к сопротивлением 3,6 см/м 2 . В фундаменте будут использоваться винтовые сваи с диаметром ствола 133 мм.

Рис. 1.8: Схема работы винтовых свай в грунте

Важно: минимальный шаг винтовых свай в фундаменте составляет 2 метра, при этом опоры должны обязательно размещаться в местах пересечения стен дома. Исходя из чего, максимально возможное количество свай в фундаменте под дом 7*7 м. может составлять 14 шт.

• Определяем опорную площадь одной сваи 133 мм., диаметр лопастей у которой составляет 30 см, по формуле "R 2 *3.14" — 15*15*3,14 = 706.5 см 2 ;
• Рассчитываем несущую способность сваи по силе сопротивления суглинка: 706,5*3,6 = 2.55 тонн;
• Расчитываем общую несущую способность фундамента: 14*2,55 = 35,7 тонн.

Как вы видите, несущей способности винтовых свай не достаточно для возведения тяжелого кирпичного здания, нагрузка от которого составляет 190 тонн. На таких фундаментах могут возводиться лишь легкие здания из каркасных панелей либо дерева.

На железобетонных сваях

Железобетонные сваи, в отличие от винтовых, работаю в грунте не только своей опорной подошвой, но и боковыми стенками ствола, поэтому они обладают большей несущей способностью.

Рис. 1.9: Схема фундамента на железобетонных сваях

Расчет основания из ЖБ свай производится по формуле: P = 10Rh*F+u*l*f>P, где

• Rh — сопротивление почвы под острием сваи;
• F — поперечное сечение сваи (м 2 );
• u — периметр поперечного сечения (м);
• l — глубина погружения сваи;
• f — сопротивление грунта боковым стенкам сваи.

Для примера произведем расчет несущей способности фундамента под вышеуказанный дом, состоящего из 14 ЖБ свай сечением 30*30 см, погруженных на глубину 9 м.

В первую очередь определяется сопротивление грунта под острием сваи, на глубине 9 м. с учетом характеристик суглинистой почвы:

Далее рассчитывается сопротивление грунта боковым стенкам ствола:

Определяем несущую способность сваи по приведенной в начале главы формуле:

Важно: расчеты свидетельствуют, что одна железобетонная свая сечением 30*30 см, погруженная на глубину 9 м., может выдерживать нагрузку в 24.1 тонн. Учитывая количество свай в фундаменте (14) мы можем определить общую несущую способность основания: 14*24,1 = 337,4 тонн.

у какого фундамента наивысшая несущая способность

Как можно увидеть по приведенным расчетам, несущая способность разных фундаментов кардинально отличается — основания из винтовых свай отличаются минимальными сроками обустройства, однако их надежности достаточно лишь для возведения легких домов из дерева.

Рис. 2.0: Легкий каркасный дом на винтовых сваях

Ленточные фундаменты более надежны, они подходят под строительство тяжелых кирпичных домов в нормальных грунтовых условиях, однако при наличии пучинистых грунтов, когда нужно заглублять фундаментную ленту ниже уровня промерзания почвы, их обустройство становится экономически невыгодным.

Фундаменты на железобетонных сваях — универсальный вариант. Они обладают максимальной несущей способностью и устойчивостью в любых типах грунтов. Если вы решили строить кирпичный дом и делаете упор на максимальной надежности и долговечности конструкции, такой фундамент будет лучшим решением.

Рис. 2.1: Двухэтажный кирпичный дом на железобетонных сваях

Заказ испытаний свай и обследования фундаментов

Компания "Установка Свай" предлагает услуги по обследованию фундаментов и проведению испытаний железобетонных свай статическим и динамическим методом. Данные испытания, проводимые в полевых условиях, позволяют узнать фактическую несущую способность сваи, что дает возможность составить максимально точный проект фундамента.

Также мы выполняем работы по погружению железобетонных и винтовых свай. Мы готовы обустроить свайный фундамент под ключ , взяв на себя выполнение всего спектра работ — от поставки высококачественных свай до сдачи полноценного свайного поля.

Все работы мы выполняем быстро, качественно и не дорого. Звоните нам по контактным телефонам, либо воспользуйтесь формой "Отправить заявку", и мы предложим вам лучшие условия сотрудничества!

Полезные материалы

Особенности проектирования ЖБ фундаментов

Правильное проектирования фундамента на железобетонных сваях — основополагающее условие его надежности и долговечности.

Виды фундаментов по конструкции и способу изготовления

Классификация фундаментов включает несколько типов оснований, имеющих разную конструкцию и обустраиваемых по определённым технологиям.

Стоимость фундамента под дом 10 на 10

Возведение объекта, неизбежно сопряжено с обустройством фундамента. Наиболее популярны следующие типы оснований .