Как определить несущую способность грунта под фундамент

Понятие рассматривают как давление, воспринимаемое единицей площади основания, при котором оно не деформируется и не приводит к разрушению строения. Геологи исследуют грунт, чтобы определить его свойства и рассчитать несущие характеристики.

Восприимчивость почвы к давлению зависит от условий:

• тип грунта;
• массивность слоя;
• отметка залегания;
• показатели нижележащего пласта;
• уровень почвенных вод;
• глубина промерзания земли;
• плотность породы.

Показатели несущей способности влажного и сухого грунта отличаются, т.к. при насыщении влагой повышается текучесть и снижается сопротивление нагрузкам. Если слой контактирует с жидкостью, он относится к категории насыщенных. Исключение составляют песчаные крупно и среднезернистые почвы, которых не касается деформация так как они пропускают влагу, а не скапливают ее.

Изыскания проводят для определения, подходит слой для установки фундамента или нужно усилить его для повышения несущей способности. Не проектируют опорные элементы на глубине, где граничат разные пласты. Подошву фундамента закладывают ниже отметки стояния почвенной влаги, т. к. насыщенные породы вспучиваются при замерзании.

Чувствительность грунта к нагрузкам снижают путем искусственного уплотнения или введения химических модификаторов. В первом случае вбивают сваи, чтобы уменьшить объем пустот в почве. Химические реагенты способствуют адгезии (сцеплению) отдельных частиц почвы.

Испытания грунтов штампами в полевых условиях

Несущую способность, деформативность грунтовых оснований в полевых условиях определяют по результатам испытаний штампами в шурфах, траншеях, скважинах на уровне закладки фундаментов. Учитываются также данные статического, динамического зондирования.

Грунты на глубине до 6 метров испытывают в шурфах, на более значительном заглублении – в скважинах для бурения. Чтобы провести испытание в шурфах, применяют жесткие металлические либо железобетонные штампы квадратной формы. Средняя площадь их подошв составляет 2500-5000 см. В буровых скважинах для испытаний используют штампы круглой формы с площадями подошв от 600 см.

Схема испытаний в шурфе выглядит таким образом:

1. Гидравлический домкрат создает давление, оно через стойку поступает на штамп. Домкрат подает реактивное усилие, которое анкерное устройство из железных балок, работающее на выдергивание свай, принимает на себя. В качестве анкера можно применять платформу с грузом.
2. В ходе испытания грунта штампами в скважине для бурения с трубой обсадки на почвы устанавливают закрепленный к штанге штамп. Давление создают за счет укладки грузов на платформу с деревянным основанием, прикрепленной к штанге хомутом и тягами. За корректное расположение штампа отвечают направляющие брусья. В состав испытательных установок входят приборы, замеряющие осадки штампа с максимальной точностью.
3. Штамп в ходе испытаний нагружают ступенями. Размеры ступеней выбирают с учетом того, что давление под подошвой должно возрастать на слабых грунтах на 0.05 Мпа и на 0.2 Мпа на плотных. На каждой последующей ступени нагрузки выдерживают до стабилизации или затухания осадки штампов. Для фундаментных мостовых опор осадку загружения будут считать стабилизированной, если она составит до 0.01 мм за последние полчаса. В случае опирания на тугопластичные или глинистые грунты это значение не должно превышать 0.1 мм.

По итогам испытаний на штампе формируют график. Он будет зависеть от осадки штампа С, давления Р, которое поступает через его подошвенные части. На графике нужно выделить начальную зону, в рамках которой зависит осадки и давления будет считаться как прямолинейная. Модуль Е рассчитывается как общая деформация грунта. При испытаниях штампом квадратной формы за значение диаметра берется диаметр круга с площадью, которая равна площади подошвы штампов.

Несущая способность грунта, фундамента, сваи, балки, перекрытий, стен

Акция! Пришлите нам пожалуйста заявку на просчет вентиляции. Получите калькуляцию на эл. почту. Минимальная стоимость проектирования вентиляции на условиях «ВСЁ ВКЛЮЧЕНО» от 99 метров.

1. Проектирование вентиляции для физических лиц от 149 р. м2
2. Проектирование вентиляции для юридических лиц от 169 р. м2
3. Проектируем все разделы, согласуем, пройдем экспертизу, построим, введем в эксплуатацию

1. Несущая способность
2. Несущая способность грунта / Несущая способность фундамента / Несущая способность сваи
3. Несущая способность балки / Несущая способность перекрытий / Несущая способность стен

• Проведение замеров несущей способности грунта, фундамента, сваи, балки, перекрытий, стен для проектирования, реконструкции: увеличение этажности, пристройки зданий любого типа. Услуга определит: предельно допустимые нагрузки, характеристики материалов строительных конструкций, результаты лабораторных испытаний, выводы и рекомендации по ремонту дефектов.

Несущая способность — общая характеристика

Под несущей способностью подразумевают максимальную нагрузку, которую способны выдерживать строительные конструкции, не теряя при этом функциональных качеств.

Оценка несущей способности актуальна при строительстве и проведении ремонтов объектов различного типа, перепланировке помещений и монтаже оборудования, увеличении нагрузок не перекрытия и т.п. Не менее важна правильная оценка возможностей конструкций и составление рекомендаций по дальнейшей эксплуатации объекта.

Анализ и определение несущей способности представляет собой комплекс исследовательских работ, во время которых изучается проектная документация здания, анализируются способы сопряжения конструкций, способы опирания, взаимодействия и характер нагрузок. Кроме того, учитывается наличие дефектов на конструкциях, просчитывается их дальнейшая работоспособность.
Расчет несущей способности обычно выполняют специализированные организации. В своей работе современные организации применяют программные комплексы. Они помогают вычислить уровень прочности главных участков объекта, учитывая фактические показатели прочности исследуемой конструкции.
После изучения фактических данных материалов становится возможным определить прогибы, уровень жесткости, сроки возникновения и ширину возможных раскрывшихся трещин. Полученные данные сравниваются с имеющимися на данный момент, после чего делаются соответствующие выводы.

По завершению подобной операции станет понятной картина воздействия нагрузок на различные элементы конструкций. Получится выявить настоящий запас прочности строительных материалов, спрогнозировать их изменение в условиях характерной природной среды.
Глобальные изменения объекта без расчетов несущей способности будут относиться к ряду рискованных работ, за качество которых не отвечает ни одна строительная организация.

Несущая способность грунта

При строительстве объектов необходимо знать несущую способность грунтов. Эта характеристика определяет уровень оптимальной нагрузки, которую способна выдержать определенная единица площади грунта.

Знание показателей несущей способности грунтов позволяет определить опорную площадь фундамента. Расчет прост — чем хуже характеристика грунта, тем больше будет площадь фундамента.

На несущую способность влияют три фактора: тип грунтов, их уплотненность и насыщенность влагой. Например, грунт с высокой влажностью по своим характеристикам в несколько раз слабее обычного грунта.
Определить характеристики грунта позволяет комплекс специальных исследований, которые проводят специализированные организации. В частности, они применяют методику бурения неглубоких скважин для взятия проб и визуального определения характеристик породы.
Данные, полученные после таких исследований, серьезно способствуют оптимизации проектных работ, подбору более точных характеристик будущего объекта. В целом это позволит не тратить средства на закладку фундамента с намного большим запасом прочности, чем того требует тип грунтов. В конечном итоге это положительно скажется на эксплуатационных характеристиках объекта, продлении межремонтного периода здания.

Несущая способность фундамента

В процессе возведения зданий любых типов, а также в первые годы после их запуска в эксплуатацию, грунты, на которых устроен фундамент объекта, будут сжиматься. Как итог — фундамент объекта будет опущен на определенную величину, дав так называемую осадку.

Это естественный процесс, который, однако, подлежит полному контролю. Осадка, превышающая допустимые нормы, приводит к трещинам фундамента и стен, в некоторых случаях вплоть до аварийного состояния объекта. Избежать подобных проблем помогут правильные расчеты несущей способности фундамента.

Этот показатель напрямую зависит от характеристики грунтов, на которых устроен фундамент. Чем выше плотность и сухость грунта — тем меньше объем фундамента.
Для расчета несущей способности фундаментов используется специальная аппаратура, адаптированные компьютерные программы. Как правило, проводить расчеты поручают специализированным организациям.

Еще один вариант, когда возникает необходимость определения несущих характеристик фундамента — подготовка к ремонту здания. В этом случае учитывается размер и положение усадки фундамента, наличие и причина возникновения трещин, продумываются способы препятствования дальнейшей порче конструкций.

Несущая способность сваи

Несущая способность сваи называют величину нагрузки, которую может выдержать одна свая с учетом предельно допустимых деформаций грунта под ней.

В зависимости от того, какие грунты залегают под острием, свои могут быть как висячими, так и сваями–стойками.

Если под нижним концом сваи — слабый, сильно сжимаемый грунт, определить несущую способность свай в основном можно по уровню сопротивления грунта на боковой поверхности. В таком случае свая будет считаться висячей.
В случае залегания плотных малосжимаемых грунтов, свая будет применяться в качестве стойки, и ее несущую способность можно будет определить за счет уровня сопротивления грунта под острием.
В результате забивания свай, вокруг них грунт уплотняется грунт, образуя так называемую «напряженную зону». При этом эффективность фундамента, естественно, будет снижена. Грамотный анализ несущей способности конструкций позволяет разместить по периметру будущего объекта оптимальное количество свай.
Для определения несущих способностей свай привлекают специализированные организации. Отчеты, составленные по итогам таких исследований, являются основой для внедрения мер по улучшению характеристик объекта.

Несущая способность балки

Балки относятся к основным элементам зданий. Несущая способность балок учитывается еще на этапе проектирования нового объекта. Если же требуется усиление или ремонт уже готового здания, расчет несущей способности балок понадобится вновь.

Характеристики прочности и максимальной нагрузки балки зависят от материала изготовления, вида крепления балки. Как принято, получая необходимые данные, специалисты формируют наиболее подходящие характеристики балок для возможности их максимально эффективной эксплуатации.
Для расчетов несущей способности принято приглашать представителей специализированных организаций. После тщательного осмотра и изучения ситуации будут проведены расчеты с применением определенного программного обеспечения.
Если со строительством здания все понятно, то какие есть причины, чтобы пригласить специалистов для изучения несущих способностей балок в процессе эксплуатации объекта?
В первую очередь, это модернизация оборудования, увеличение нагрузок на все конструкции объекта, эксплуатационный износ. Обязательно нужно рассчитать несущую способность балок, если объект меняет функциональное предназначение.

Несущая способность перекрытий

Перекрытия — неотъемлемый элемент многоэтажных зданий. При проектировании подобных объектов одна из главных задач проектировщика — учет несущей способности перекрытий и, соответственно, правильный их подбор.

В качестве перекрытий наиболее часто используют железобетонные плиты. Существуют типовые детали, которые промаркированы согласно несущей способности. Плита с цифрой 6 указывает на возможность выдерживать нагрузки, равные 600 килограмм на метр квадратный, цифра 8 — 800 килограмм и так далее. Проектировщику нужно только рассчитать основу для использования оптимального количества плит с определенными характеристиками.

Как правило, определение несущей способности перекрытий происходит в период проектирования объекта. Комплекс проектных работ обычно выполняет одна специализированная организация. Это позволяет просчитывать оптимальную мощность перекрытий с учетом комплексных нагрузок на все элементы конструкций.
Подбор правильных плит перекрытия, усиление данной конструкции (при необходимости) в конечном итоге позволяет эксплуатировать объект долго, и, что самое главное, безопасно. Исключается и возникновение трещин и прочих деформаций за счет правильного распределения нагрузок.

Несущая способность стен

Несущая способность стен — это предельная нагрузка, которую они способны выдерживать без деформации и возникновения видимых повреждений.

Эта характеристика учитывается еще на этапе проектирования будущего объекта. Правильный подбор характеристик позволяет избежать трещин на стенах и прочих негативных факторов.

В целом, каждая стена имеет свои пределы по нагрузкам и функциональному предназначению. В несущих стенах оптимальная ширина и высота обязательно соблюдаются. Ширина каждой стены согласуется и испытывается.
Проектные работы, к которым в том числе относится и определение несущей способности стен, как правило, выполняют представители специализированной организации. Это дает возможность подойти к процессу комплексно, учитывая характеристики не только стен, но и других видов конструкций.
Таким образом, исключается наличие «слабых мест» в проекте, а после — и в готовом здании. Оптимально подобранные конструкции позволят эксплуатировать объект довольно долгий период без капитальных ремонтов — при условии, что нагрузка на стены и перекрытия будет стабильной и не повысится. В последнем случае необходимо будет заново провести расчеты несущей способности.

Этапы исследования грунта

Определение УГВ

Зная уровень грунтовых вод вы можете определить наличие пучинистости почвы, являющейся одной из отправных точек при выборе фундамента под строительство дома.

Чтобы определить УГВ вам необходимо разработать 5 шурфов глубиной 2.5 по периметру площадки под застройку (4 по углам и 1 в центре). Оставьте скважины на ночь и на следующее утро, с помощью рулетки и обмотанной бумагой рейки, определите расстояние между поверхностью скважины и скопившейся в ней водой. Это и будет УГВ на участке.

Далее установите границу промерзания почвы для вашего региона, воспользовавшись таблицами по климатологии. Если полученный УГВ ниже, чем граница промерзания, значит зимой промерзает пласт сухого, не склонного к пучению грунта, что позволяет возводить здания на мелкозаглубленном фундаменте.

Если же УГВ выше уровня промерзания грунта, значит вы имеете дело с склонной к пучению почвой, в которой необходимо использовать фундаменты глубокого заложения.

Расчет несущей способности грунта

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

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

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

Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.

Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания

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

Классификация грунтов

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

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

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

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

Как определить тип грунта самостоятельно?

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

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

Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.

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

Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:

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

Характеристики оснований строительных сооружений

Кроме определения опорных характеристик базового уровня, необходимо принять во внимание риски могущие привести к деформации здания. Для этого проверяют грунт по следующим параметрам:

• плотность – определяется трудностью взятия образца;
• текучесть, чем легче прилипает почва к инструменту и дольше держится, тем более высока текучесть;
• пористость, определяют сравнением объемов измельченной породы и не измельченной;
• способности к набуханию, изменение объема и формы при намачивании, показывает склонность к просадкам;
• пучинистость, под влиянием низкой температуры в структуре образуются кристаллы льда, ведущие к изменению объема и формы почвы;
• способности к проседанию, возможность вертикального сдвига под действием массы при изменении физических свойств почвы.

Неспециалисту сложно точно определить строительные характеристики основания, поэтому в нормативных документах указываются минимальные значения параметров. Что позволяет избежать риска в процессе возведения зданий и повысить запас прочности строения.

Расчет фундамента зданий производят на основании:

• типа грунта (природный или искусственный);
• размеров, конструкции и материала фундамента;

Расчет должен учитывать два предельных состояния основания, это:

• несущая способность фундамента;
• деформационные процессы.

Используя калькулятор по расчету несущей способности земляного слоя, можно определить уровень сопротивления почвы вертикальным нагрузкам. Чем крупнее частицы, составляющие основание, тем выше несущие способности базового уровня.

Таблица: Размеры и процентное отношение частиц грунта

Расчет фундамента несущей способности грунта

Прочность грунта под подошвой фундамента и его устойчивость имеют немаловажное значение. Когда грунт отвечает заявленным требованиям, то сдвиг здания, трещины, разрушения стен и прочие неприятности исключены. На несущую способность грунта влияют:

• Нагрузки
• Распределение центра тяжести площади относительно нагрузки
• Ширина, высота, форма, вес фундамента
• Тип и особенности грунта
• Величина погружения фундамента
• Степень однородности почвы
• Прочие факторы: вибрация, наличие грунтовых вод, глубина промерзания, сейсмичность и т.д.

Расчет несущей способности основания фундамента

Данный вид расчета необходим, если на основание оказывают воздействие различные нагрузки. Влияние могут оказывать:

• Возводимые рядом объекты
• Вибрация, вызванная работой промышленных предприятий
• И даже автомагистрали, расположенные в непосредственной близости.

Несущая способность должна рассчитываться, если дом возведен на уклоне или уклон появился после его возведения. Анализ ситуации необходим, если фундамент расположен на влагонасыщенных почвах, на него может воздействовать выталкивающая сила или нужно просто проверить устойчивость склонов. Расчет выполняется строго согласно СНиП. В учет берется:

• Коэффициент условий работы
• Предельное сопротивление основания дома всем видам нагрузки
• Коэффициент надежности по назначению здания.

РНС свайного фундамента – важная задача на этапе проектирования

Преимущество свайного фундамента в том, что он имеет высокую прочность даже в слабых грунтах, ведь опоры погружаются на достаточно большую глубину до несущего грунта:

• Он позволит гарантировать устойчивость здания
• Имеет более доступную стоимость, нежели ленточный фундамент
• При малой несущей способности грунта является единственным возможным решением.

Правильно выполненный расчет является гарантом надежности и долговечности дома. При этом вам не придется выкапывать глубокие траншеи, ведь можно использовать даже буронабивные или винтовые сваи.

РНС по несущей способности грунта

Чтобы определить наиболее выгодное сочетание, то расчетная нагрузка, передаваемая на сваю, должна быть меньше или равна расчетной нагрузке, которая на нее допускается. Для определения величины необходимо сначала определить расчетную несущую способность грунта и разделить ее на коэффициент надежности.

Расчет сложный и ответственный. Любая ошибка может иметь массу негативных последствий, поэтому доверить работу лучше надежным исполнителям.

РНС ленточного фундамента: быстро, качественно, надежно

Преимущество ленточного фундамента в его универсальности. Его можно изготовить из монолитного и сборного бетона, использовать в частном и промышленном строительстве. Но гарантировать надежность ленточного фундамента позволит только тщательно и правильно выполненный расчет. Для расчета нужно знать глубину заложения фундамента, ширину подошвы и ленты. Работа проводится в несколько этапов:

• Нужно изучить характеристики грунта
• Назначение глубины заложения
• Собрать нагрузки

И только после этого определить несущую способность.

Расчет осадки и несущей способности основания фундамента «под ключ»

«RNS SPB Company» работает на рынке услуг уже более 10 лет, за это время мы решили проблемы сотен предприятий и тысяч частных застройщиков. В нашем штате работают опытные квалифицированные расчетчики, которые прошли обучение у разработчиков специализированных расчетных программ, поэтому готовы компетентно разобраться в самом сложном вопросе.

Мы беремся за самые сложные и нестандартные проекты, минимизируем участие клиента и даже самостоятельно собираем расчетные данные. Мы выполняем расчеты в нескольких программах и осуществляем поддержку проекта на всех этапах. Звоните и заказывайте! Только у нас вы получите индивидуальный подход, качественное исполнение, оперативные сроки работы и самые доступные цены.

Как заказать проектирование фундамента

Наша компания имеет многолетний опыт, поэтому поможет подобрать для вашего дома оптимальный вид фундамента. Опытные специалисты проанализируют тип почвы и уровень грунтовых вод на строительном участке и подберут нужный тип конструкции основания и глубину заложения для вашего дома, объем цемента необходимый для заливки. Наши инженеры выполнят расчет несущей способности грунта и несущей способности фундамента. Вам будет предоставлена необходимая документация и смета.

Наши услуги обойдутся вам недорого, несмотря на то, что каждый проект готовится, как индивидуальный. Например, цена на проведение работ в г. Москва будет зависеть от вида фундамента, выбранных материалов и используемой техники. Обращайтесь!

Как влияет глубина заложения фундамента на несущую способность оснований

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.