Насыпной грунт для расчета фундаментов должен иметь определенные характеристики, такие как плотность, прочность и коэффициенты водопроницаемости. Плотные и однородные слои насыпного грунта обеспечивают лучшие условия для распределения нагрузки, а их однородность помогает избежать осадок и неравномерного поведения фундамента. Прочность на сдвиг, модуль деформации и угол внутреннего трения являются ключевыми параметрами, влияющими на устойчивость конструкции.
Коэффициент водопроницаемости также играет важную роль, так как он определяет, как реагирует грунт на изменение уровня подземных вод и осадки. Важно учитывать, что насыпной грунт должен быть правильно уплотнен, чтобы избежать дальнейшего разрушения и улучшить его несущую способность. В ходе проектирования фундамента необходимо проводить полевые и лабораторные испытания для точной оценки всех этих характеристик.
Насыпные грунты
1. Прописываем в проекте тип насыпного грунта (песок, гравий, суглинок и т.д.). Выполнять отсыпку из глины не желательно, т.к. она способна к набуханию (СП22.13330.2016 п.6.6.1).
2. Насыпные грунты необходимо послойно уплотнить до коэффициента 0,95.
3. Назначаем расчетное сопротивление грунта Ro по таб. В.9 СП22.13330.2016.
4. Определяем требуемый габарит фундамента.
5. В зависимости от Ro задаемся модулем деформации Е и выполняем проверку на осадки (Сорочан «Основания, фундаменты и подземные сооружения» таб.11.18).
6. До начала строительства необходимо подтвердить несущую способность насыпных грунтов статическими нагрузками в полевых условиях в соответствии с ГОСТ 20276.1-2020 (СП22.13330.2016 п.6.6.9).
7. В полевых условиях определяется модуль деформации Е, а также f(угол внутреннего трения) и C (сцепление грунта), по которым вычисляется расчетное сопротивление грунта Ro. Полученные характеристики насыпного грунта должны быть не менее принятых в проекте.20
8. Число испытаний штампами в пределах проектируемого сооружения принимают не менее: для планомерно возведенных насыпей 2, для отвалов — 3 при застраиваемой площади участка строительства не более 300 м. При большей площади необходимо пропорционально увеличивать количество испытаний.
Примечания которые необходимо писать в проекте при проектировании на насыпных грунтах:
1. Обратную засыпку производить песчано-гравийной смесью с послойным трамбованием слоями не более 200 мм до коэффициента уплотнения 0,95. Толщина уплотненного слоя определяется объёмным уплотнением, исходя из характеристик уплотняющего механизма. Работы по устройству насыпи выполнять с учетом требований СП45.13330.2012.
2. Расчет габарита фундамента произведен для насыпного грунта с расчетным сопротивлением Ro=180 кПа и модулем деформации Е=15 мПа.
3. Перед началом строительства необходимо подтвердить расчетные характеристики насыпи Ro и Е в полевых условиях статическими нагрузками в соответствии с ГОСТ 20276.1-2020.
Примечания которые необходимо писать в проекте при возможном опирании на насыпных грунтах:
1. При обнаружении под подошвой фундамента насыпных грунтов необходимо выполнить их замену на уплотненную песчано-гравийную смесь. Засыпку грунта до проектной отметки производить песчано-гравийной смесью с послойным трамбованием слоями не более 200мм до коэффициента 0,95. Толщина уплотненного слоя определяется объёмным уплотнением, исходя из характеристик уплотняющего механизма. Работы по устройству насыпи выполнять с учетом требований СП45.13330.2012.
2. Расчет габарита фундамента произведен для насыпного грунта с расчетным сопротивлением Ro=180 кПа и модулем деформации Е=15 мПа.
3. Перед началом строительства необходимо подтвердить расчетные характеристики насыпи Ro и Е в полевых условиях статическими нагрузками в соответствии с ГОСТ 20276.1-2020.
Расчет несущей способности насыпных грунтов
Определение деформации насыпных грунтов
Фундамент на насыпном грунте
Плитный фундамент на насыпном грунте рекомендуется строить силами опытной строительной компании после получения результатов инженерно-геологических изысканий и адаптации фундамента конструкторами. Вместо тысячи умных слов и бесконечных непрофессиональных дискуссий по вопросу: какой фундамент лучше на насыпном грунте, приведем конкретный пример из практики строительства компанией Фул Хаус.
Строительство загородного дома по типовому проекту 40-86L общей площадью 285,66м² (Каталог Планс): несущие стены крупноформатный кирпич 14,3NF, плитный фундамент с ж/б ростверком, монолитное межэтажное перекрытие, монолитная плоская кровля. Место строительства: Ленинградская область, Всеволожский район. Результаты геологических изысканий:
| Геологический индекс | Номенклатурное наименование грунтов | Глубина подошвы (м) | Мощность слоя (м) | Несущая способность грунта R0 (кг/см 2 ) | Литологический разрез |
| Ig III | Насыпной грунт, появление воды на отметке 5,5м | 5,5 | 5,5 | 0,8 | |
| b IV | Торф | 6 | 0,5 | 0 | |
| Ig III | Песок серый, пылеватый, однородный, водонасыщенный | 9 | 3 | 1 | |
| Ig III | Супесь серая, пылеватая, пластичная | 10,5 | 1,5 | 3,5 | |
| Ig III | Супесь серая, пылеватая, полутвердая, с включением гравия и гальки до 5% | 11,5 | 1 | 5,5 | |
| Ig III | Супесь серая, пылеватая, полутвердая, с прослоями линзами песка серого мелкого, с единичными включениями гравия и гальки | 15 | 3,5 | 5,5 |
Самые популярные проекты серии FH:
Общая площадь:
Общая площадь:
114м²
Общая площадь:
115м²
С учетом полученных данных по геологии проектировщиками была произведена адаптация фундамента типового проекта 40-86L под конкретные условия строительства.
- Проектом принят фундамент плитный монолитный из бетона В25, W6, F150 устраиваемый на подготовке из бетона В7,5. Подготовка состоит из 2х слоев по 50 и 30мм.
- Гидроизоляция: горизонтальная – рулонная, вертикальная (всех поверхностей, соприкасающихся с грунтом) – обмазка горячим битумом за 2 раза либо любым другим гидроизоляционным составом.
- Обратную засыпку пазух котлована выполнить крупнозернистым песком с последующим тромбованием с коэф. уплотнения Ку=0,95 (от естественной плотности).
- По периметру дома устраивается отмостка шириной 1000мм.
- Под подошвой фундамента необходимо предусмотреть дренаж.
- Армирование фундаментной плиты Фм1 ведется сетками из отдельных арматурных стержней d16 АIII с шагом 200мм в обоих направлениях. Сетки устанавливаются в верхней и нижней зонах фундаментной плиты. Арматурные стержни объединяются в сетку при помощи вязальной проволоки. Перехлест арматурных стержней выполнять вразбежку с длиной перехлеста не менее 34х диаметров арматурного стержня.
- Установка арматуры, расположенной в нижней зоне плиты в проектное положение устанавливается с помощью пластиковых фиксаторов, в верхней зоне – с помощью гнутых элементов из арматурных стержней d8 AIII.
- Производство опалубочных, арматурных и бетонных работ выполняется согласно СП 70.13330.2012 актуализированная версия СНиП 3.03.01-87.
- Производство земляных и бетонных работ в зимний период осуществлять согласно СП 45.13330.2012 актуализированная версия СНиП 3.02.01-87, с учетом следующих требований: >
- — исключить промораживание грунта путем проведения работ заходками (одна заходка равна одной смене), после чего место работ укрыть слоем утеплителя (утепляющие засыпки или маты).
- — до температуры воздуха -10 0 С бетонирование производить бетоном с противоморозными добавками, при температуре ниже -10 0 С бетонирование осуществлять с электропрогревом.
- Производство земляных работ вести в соответствии с требованиями СП 70.13330.2012 актуализированная версия СНиП 3.03.01-87.
- При производстве работ по устройству основания под фундамент и фундамента руководствоваться выводами и рекомендациями инженерно-геологических изысканий.
Основания и фундаменты на насыпных грунтах – конструктивное решение с адаптацией для проекта 40-86L:
Приведем простой (без сложных формул) расчет надежности фундаментной плиты для насыпного грунта:
Вес дома по проекту 40-86L с учетом всех полезных нагрузок эксплуатируемого дома составляет около 700 тонн. Площадь фундаментной плиты составляет S=220м 2 . Соответственно коэффициент нагрузки составляет P1ср=3,2тонны/м 2 . Несущая способность насыпного грунта по результатам инженерно-геологических изысканий составила R0=8тонн/м 2 (из таблицы результатов геологии). Разделим значение несущей способности грунта на коэффициент надежности 1,2 – величину, показывающую способность (конструкции, основания) выдерживать прилагаемые к ней нагрузки выше нормативных значений. Получаем 8/1,2=6,66тонн/м 2 , что в 2 раза превышает нагрузки от дома. Т.о. плитный фундамент для насыпного грунта в приведенных условиях строительства является оптимальным конструктивным решением.
Несущая способность грунта при выборе фундамента. Как выбрать подходящую конструкцию?
Главная страница » Статьи » Несущая способность грунта при выборе фундамента. Как выбрать подходящую конструкцию?
Строительство дома начинается с фундамента. Вернее, с выбора его типа, который во многом зависит от свойств грунта на участке. В этом материале — рассмотрим основные показатели грунта, которые влияют на проектное решение, и сравним несущую способность пород разных типов.
Чем важна и от чего зависит несущая способность грунта
Одна из основных характеристик грунта — несущая способность. Зная несущую способность грунта и вес сооружения, можно рассчитать достаточную площадь опоры фундамента. Такой расчет можно сделать своими силами, и вы будете уверены в принятии решения в пользу свайного, ленточного или плитного варианта. Более того, вы сможете определить и нужное количество свай, и оптимальную ширину бетонной ленты, и размеры монолитной плиты.
Несущая способность грунта показывает, сколько килограммов выдерживает 1 см 2 горизонтальной поверхности грунта без изменения свойств, измеряется в кг/см 2 . Для различных грунтов несущая способность разная и зависит от плотности, влажности и состава грунта.
Свойства грунта, влияющие на несущую способность, можно оценить самостоятельно, только делать это надо не на поверхности — ведь фундамент опирается на слои, залегающие ниже. Поэтому рекомендуется выкопать яму или пробурить отверстие глубиной около метра.
Влажность
Насыщенность грунта влагой проверяется просто: если в выкопанном углублении вода очевидно не скапливается – грунт сухой или маловлажный. Если на дне начинает скапливаться вода — грунт влагонасыщенный и близко находятся грунтовые воды. Избыток влаги уменьшает несущую способность грунта.
Плотность
Плотность грунта легко определить по следам взрослого человека среднего веса. На плотном грунте остаются едва заметные следы обуви. На грунте средней плотности следы получаются около 5мм глубиной — если больше, то грунт рыхлый. Чем плотнее грунт, тем выше его несущая способность.
На глубине более 80 см естественный грунт, как правило, плотный, так как в течение сотен лет подвергался давлению вышележащих слоев.
В случае насыпного грунта из песчано-гравийной смеси таких показателей плотности сложно добиться даже трамбовкой с применением виброплит, со временем возможно усадка. Увеличить плотность грунта можно бетонированием, бетон можно использовать низкомарочный.
Типы грунта и их несущая способность
Отличить друг от друга разные типы грунта можно по внешнему виду и наощупь — достаточно проанализировать, как образец грунта ведет себя у вас в руках, когда вы его сжимаете.
- Песок крупный и среднекрупный
Очень крупный песок состоит из зерен размером до 2 мм, крупнозернистым считается песок с частицами 1-0.5 мм, песок средней крупности имеет хорошо различные глазом песчинки от 0,5 до 0,25 мм. Эти фракции песка обычно сухие, так как вода не задерживается между песчинками. Их несущая способность:
Песок крупный плотный — 6 кг/см 2 ;
Песок крупный средней плотности — 5 кг/см 2 ;
Песок среднего размера плотный — 5 кг/см 2 ;
Песок среднего размера средней плотности — 4 кг/см 2 .
Сухой мелкий песок рассыпается в руках, имеет размер частиц 0,25-0,1 мм. Из влажного мелкого песка можно сделать комок, который быстро разваливается.
Несущая способность ниже, чем у крупнозернистого песка:
Мелкий песок (маловлажный) плотный — 4 кг/см 2 ;
Мелкий песок (маловлажный) средней плотности —3 кг/см 2 ;
Мелкий песок (влажный) плотный — 3 кг/см 2 ;
Мелкий песок (влажный) средней плотности — 2 кг/см 2 ;
Пылевидный песок похож на муку, частички наощупь не чувствуются. Из этого типа грунта, насыщенного водой и с примесью глины, состоят плывуны. При вскрытии плывун начинает заполнять все свободное пространство, его невозможно вычерпать. Такой грунт непригоден для основания дома.
Супесь — смесь песка и глины, с включением глины не более 10 %. В увлажненном состоянии легко формируется в комок, при раздавливании которого получается лепёшка, растрескивающаяся по краям. Комок можно скатать в жгут, если попытаться свернуть жгут в кольцо, он разламывается на части. Несущая способность супеси невысока:
Супесь (сухая) плотная — 3 кг/см 2 ;
Супесь (сухая) средней плотности — 2,5 кг/см 2 ;
Супесь влажная (пластичная) плотная — 2,5 кг/см 2 ;
Супесь влажная (пластичная) средней плотности — 2 кг/см 2 .
Глина пластична, ее можно скатать в шар, при раздавливании края лепешка остаются ровными. Жгут из глины при сворачивании в кольцо сохраняет целостность. Несущая способность глины очень зависит от присутствия воды:
Глина (сухая) плотная — 6 кг/см 2 ;
Глина (сухая) средней плотности — 5 кг/см 2 ;
Глина влажная (пластичная) плотная — 4 кг/см 2 ;
Глина влажная (пластичная) средней плотности — 1 кг/см 2 .
- Лессовые и содержащие органику грунты
Лессовые и лессовидные — глинистые грунты со значительной долей пылевидных частиц. На заболоченных территориях часто встречаются грунты с большим количеством органических частиц, например торф. Эти типы грунтов с очень низкой несущей способностью не подходят для строительства.
Как рассчитать площадь опоры фундамента
Чтобы определить достаточную площадь опоры основания, нужны две величины: вес сооружения и несущая способность грунта. Общий вес дома складывается из веса фундамента, стен, кровли и веса предметов интерьера.
Несущая способность грунта берется из средних значений, соответствующих типу грунта, находящегося на глубине закладки фундамента. Если провести предварительные земляные работы для исследования грунта невозможно по каким-то причинам (крайне не рекомендуем пропускать этот этап!), для упрощенных расчетов придется брать минимальное значение несущей способности грунта 1-1,5 кг/см 2 .
Пример расчета площади опоры для ленточного основания:
Для дома весом 150 тонн в форме квадрата 6х6 метров на влажной супеси предложен ленточный фундамент шириной 30 см. Несущая способность грунта. Проверяем, достаточна ли площадь опоры. Общую длину ленты 22,8 м умножаем на ширину 30 см, получаем 68400 см 2 . При несущей способности грунта 2 кг/см 2 68400х2 = 136 тонн, это меньше веса дома, то есть площадь опоры недостаточна.
Делаем расчет заново. 150 тонн делим на 2 кг/см 2 , получаем площадь опоры 75000 см 2 . С учётом запаса 20% требуемая площадь опоры составляет 90000 см 2 . Достичь требуемой площади опоры можно двумя способами:
- Увеличить ширину всей ленты до 40 см;
- Сделать под лентой плиту-расширение 20х50 см или 20х60 см.
