Неравномерная нагрузка на фундамент

Обновлено: 19.05.2024

Неравномерная нагрузка на фундамент по длине постройки

Нагрузка от перекрытия 1, выполненного из сборных железобетонных элементов:Для расчета нагрузки от собственного веса стен здания необходимо выполнить следующие вычисления. Вначале определяем площадь стен здания. В нашем примере длина каждой стены составляет 10 м, высота 3 м. Находим периметр стен: Р = (10+10+10+10) м х 3 м=120 м2.

Сбор нагрузок на фундамент

На стадии проектирования строительства жилого дома для правильного определения геометрических размеров фундамента в обязательном порядке выполняется сбор нагрузок, действующих на конструкции здания. От того, насколько точно будет выполнен расчет, зависит общая несущая способность дома или сооружения, его долговечность и прочность. По результатам расчетных данных подбирается площадь фундамента, его конфигурация, глубина расположения нижней отметки. Существуют нормативные строительные документы (СНиП), в которых четко описан принцип составления сбора нагрузок и их предельно допустимые значения.

Учет необходимых параметров

Для обеспечения надежности несущего основания необходимо грамотно и правильно произвести подсчет всех нагрузок от усилий и внешних факторов, влияющих на проектируемое здание.

Для успешного выполнения сбора нагрузок необходимо предусмотреть следующие параметры:

Климатические условия места под застройку.
Тип почвенных грунтов и их структурные особенности.
Уровень горизонтальной линии грунтовых вод.
Особенности конструкции здания, объема и вида материалов для строительства здания.
Вид кровельной конструкции с материалами.

Все эти факторы служат исходными данными составления расчетной несущей способности ленточного фундамента.

Неравномерная нагрузка на фундамент по длине постройки

рационально использовать участок;
исключить проседание грунта, деформацию строения;
использовать различные материалы для возведения объекта.

Сечение варьирует от 150 до 500 мм.

В строительстве достаточно часто применяется фундамент на забивных сваях, представляющих железобетонные столбы квадратного сечения с заостренным концом длиной от 3 до 25 метров, которые способны выдерживать большой вес, независимо от типа почвы. Сечение варьирует от 150 до 500 мм. Главным показателем прочности конструкции является несущая способность каждой сваи. От этого находим необходимое их количество, частоту установки.

Правильно вычисленная нагрузка на фундамент позволяет:

рационально использовать участок;
исключить проседание грунта, деформацию строения;
использовать различные материалы для возведения объекта.

Проводя расчет нагрузки на фундамент необходимо учитывать способность грунта на площадке выдерживать воздействующий на него вес. Рассчитываются следующие критерии:

общая нагрузка;
несущая способность сваи.

На конструкцию действует вес всех элементов здания от основания до кровли, а также грунт, находящийся над подошвой. Это является постоянной нагрузкой. Также действует временная в виде природных явлений и осадков и имеющихся в здании мебели, оборудования, находящихся людей.

Нагрузка на фундамент в зависимости от материалов

В расчете нагрузок используются усредненные данные удельного веса материалов. Умножая эти величины на объем, получаем необходимый результат.

кирпичные (1.5 кирпича) 30-50
рубленые, из бруса 70-100
ж/б панель 15 см 300-350
панели каркасные 15 см 30-50

Перекрытия ( в кг/м2)

чердачные в зависимости от плотности утеплителя 70-200
цокольные 100-300
междуэтажные 500

шиферная 20-30
кровельное железо 40-50
черепичная 65-80
рубероид на изоляционном слое 3-5

Чтобы определить массу здания, объем стен, перегородок, перекрытий, цокольного этажа, площадь крыши, умножается на удельный вес. Приплюсовываем дополнительные воздействия.

Формулы для расчета нагрузки на фундамент

Для определения воздействия осадков, других явлений используется СНИП. Это касается и определения полезной, куда входит вес мебели, оборудования, находящихся в здании людей. Для жилых домов берется средняя величина 150 кг/м2. Для промышленных, производственных объектов существуют соответствующие разделы СНИП.

При вычислении следует применять коэффициент запаса 1.2.

Используется следующая формула:

P=Pl Pf
где P – суммарная нагрузка
Pl – от строения
Pf – фундамента.

Затем следует рассчитать нагрузку самого фундамента, что является произведением объема и удельной плотности Vф x Q.
Vф = SxH (умножаем площадь фундаментной конструкции на его высоту).

Расчет свайной конструкции следует начинать с подсчета общей массы дома исходя из материалов, планируемых для строительства. Подсчитав ее, к ней следует добавить 30% запаса. Зная, что железобетонная свая длиной 4 метра способна выдержать нагрузку в 40 тонн, можно рассчитать, сколько их нужно для строительства дома, согласно имеющимся данным.

Несущую способность сваи находим по формуле 0.7 КФ х (Нс х По х Пс х 0.8 Кус х Нсг х Тсг), где:

Кф – однородность почвы
Не , Нет – коэффициенты нижнего и бокового сопротивления грунта
По – площадь опоры
Пе – периметр сваи
Куе – условия работы (к)
Тсг – высота грунта

Обязательно учитывается плотность грунта по результатам геодезических исследований. Более простой способ заключается в выкапывании шурфа глубиной 50 сантиметров. Следует выбрать наиболее низкий участок площадки. Насколько слои плотные, определяется визуально.

При достаточно плотной породе применяются сваи длиной 2,5 метра. Если она не плотная, шурф углубляется, достигается плотный слой, по фактической глубине подбирается длина сваи. Согласно полученным результатам, выявляются их несущие характеристики. По расчетным данным можно определить необходимое их количество и параметры.

Правильный подбор основания гарантирует устойчивость строения, исключает деформацию конструкций, так как в противном случае возможно проедание здания и разрушение отдельных конструкций. Особенно это важно, если имеются перепады высот.

В этих случаях подобранная согласно плотности грунта свая подойдет для высоких участков, на заниженные потребуются более длинные, соответствующие разности высот. Данная величина определяется при помощи нивелира. Целесообразно для этой работы привлекать специализированные организации. Также учитываются глубина промерзания грунта и места пролегания грунтовых вод.

Неравномерная нагрузка на фундамент по длине постройки

Шаг 2: Указываем параметры цоколя дома. Простыми словами, цоколь — это нижняя часть стен дома, возвышающаяся над уровнем грунта. Он может исполняться в нескольких вариантах:При выборе же второго варианта периметр и площадь необходимо рассчитать самостоятельно (на бумажке), т.к варианты формы коробки дома очень разнообразны и у всех свои. Полученные цифры заносятся в калькулятор. Обращайте внимание на единицы измерения. Расчеты ведутся в метрах, в квадратных метрах и килограммах.

Полученные цифры заносятся в калькулятор.

Расчет нагрузки на фундамент — калькулятор веса дома.

Расчет нагрузки на фундамент от будущего дома наряду с определением свойств грунта на участке застройки — это две первоочередные задачи, которые нужно выполнить при проектировании любого фундамента.

О приблизительной оценке характеристик несущих грунтов своими силами говорилось в статье «Определяем свойства грунтов на участке застройки» . А здесь представлен калькулятор, с помощью которого можно определить общий вес строящегося дома. Полученный результат используется для расчёта параметров выбранного типа фундамента. Описание структуры и работы калькулятора приводится непосредственно под ним.

Работа с калькулятором

Шаг 1: Отмечаем имеющуюся у нас форму коробки дома. Есть два варианта: либо коробка дома имеет форму простого прямоугольника (квадрата), либо любую другую форму сложного многоугольника (в доме больше четырёх углов, имеются выступы, эркеры и т.п.).

При выборе первого варианта необходимо задать длину (А-В) и ширину (1-2) дома, при этом нужные для дальнейшего расчёта значения периметра наружных стен и площади дома в плане высчитываются автоматически.

При выборе же второго варианта периметр и площадь необходимо рассчитать самостоятельно (на бумажке), т.к варианты формы коробки дома очень разнообразны и у всех свои. Полученные цифры заносятся в калькулятор. Обращайте внимание на единицы измерения. Расчеты ведутся в метрах, в квадратных метрах и килограммах.

Шаг 2: Указываем параметры цоколя дома. Простыми словами, цоколь — это нижняя часть стен дома, возвышающаяся над уровнем грунта. Он может исполняться в нескольких вариантах:

цоколь является верхней частью ленточного фундамента выступающей над уровнем грунта.
цоколь является отдельной частью дома материал которой отличается и от материала фундамента и от материала стен, например, фундамент из монолитного бетона, стены из бруса, а цоколь из кирпича.
цоколь выполняется из того же материала, что и наружные стены, но так как он часто облицовывается другими материалами нежели стены и не имеет внутренней отделки, поэтому мы считаем его отдельно.

В любом случае высоту цоколя отмеряйте от уровня грунта до уровня, на который ложится цокольное перекрытие.

Шаг 3: Указываем параметры наружных стен дома. Высота их отмеряется от верха цоколя до крыши либо до основания фронтона, так как отмечено на рисунке.

Суммарную площадь фронтонов также как и площадь оконных и дверных проёмов в наружных стенах необходимо рассчитать исходя из проекта самостоятельно и внести полученные значения в калькулятор.

В расчёт заложены среднестатистические цифры удельного веса оконных конструкций с двухкамерным стеклопакетом (35 кг/м²) и дверей (15 кг/м²).

Шаг 4: Указываем параметры перегородок в доме. В калькуляторе несущие и не несущие перегородки считаются отдельно. Сделано это специально, так как в большинстве случаев несущие перегородки более массивные (они воспринимают нагрузку от перекрытий или крыши). А не несущие перегородки являются просто ограждающими конструкциями и могут возводиться, к примеру, просто из гипсокартона.

Шаг 5: Указываем параметры крыши. В-первую очередь выбираем её форму и уже исходя из неё задаём нужные размеры. Для типовых крыш площади скатов и углы их наклона рассчитываются автоматически. Если же Ваша крыша имеет сложную конфигурацию, то площадь её скатов и угол их наклона, необходимые для дальнейших расчётов, придётся определять опять же самостоятельно на бумажке.

Вес кровельного покрытия в калькуляторе рассчитывается с учётом веса стропильной системы, принятого равным 25 кг/м².

Далее для определения снеговой нагрузки необходимо по прилагаемой карте выбрать номер подходящего района.

Расчёт в калькуляторе производится на основании формулы (10.1) из СП 20.13330.2011 (Актуализированная версия СНиП 2.01.07-85*):

где 1,4 — коэффициент надёжности по снеговой нагрузке принятый по пункту (10.12);

0,7 — понижающий коэффициент зависящий от средней температуры в январе для данного региона. Данный коэффициент принимается равным единице при средней январской температуре выше -5º С. Но так как практически на всей территории нашей страны средние январские температуры ниже этой отметки (видно на карте 5 приложения Ж данного СНиПа), то в калькуляторе изменение коэффициента 0,7 на 1 не предусмотрено.

c_e и c_t — коэффициент, учитывающий снос снега и термический коэффициент. Их значения приняты равными единице для облегчения расчётов.

S_g — вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной проекции крыши, определяется исходя из выбранного нами снегового района по карте;

μ — коэффициент, значение которого зависит от угла наклона скатов крыши. При угле более 60º μ =0 (т.е. снеговая нагрузка вообще не учитывается). При угле менее 30º μ =1. При промежуточных значениях угла наклона скатов необходимо производить интерполяцию. В калькуляторе это делается на основании простой формулы:

μ = 2 — α/30 , где α — угол наклона скатов в градусах

Шаг 6: Указываем параметры перекрытий. Помимо веса самих конструкций в расчёт заложена эксплуатационная нагрузка равная 195 кг/м² для цокольного и межэтажных перекрытий и 90 кг/м² для чердачного перекрытия.

Внеся все исходные данные, нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ!». При каждом изменении какого-либо исходного значения для обновления результатов также нажимайте данную кнопку.

Обратите внимание! Ветровая нагрузка при сборе нагрузок на фундамент в малоэтажном строительстве не учитывается. Можно посмотреть пункт (10.14) СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Неравномерная нагрузка на фундамент по длине постройки

А потом, если это вдруг не устроит, заменю на ракушечник, кирпич или что-то другое.

Фундамент с неравномерной нагрузкой

Появилась идея, пугающая своей новизной.
Возьмем к примеру абстрактный дом 9х9 метров. Сделаем для него ленточный фундамент, из расчета, что дом одноэтажный и монолитный (несъемная опалубка и т.п.).

Неравномерная нагрузка на фундамент по длине постройки

К сумме полученных результатов необходимо добавить полезные нагрузки, величина которых для жилых зданий составляет 100 кг на м 2 половых и междуэтажных перекрытий.Атмосферные нагрузки добавляются к рассчитанной массе здания. Нормативные снеговые нагрузки на 1 м 2 горизонтальной плоскости здания указаны в действующих строительных нормативах.

Атмосферные нагрузки добавляются к рассчитанной массе здания.

Несущая способность фундаментов

На данной странице приведена информация по вопросу одного из наших клиентов по поводу особенностей расчета 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).

Как определяется несущая способность фундаментов

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.

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.

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.

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

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

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

Расчет нагрузок на фундамент, который поставил в тупик

Совсем недавно на канале я уже публиковал методику расчета нагрузок на фундамент (ссылка будет в конце). Пришла пора более детального рассмотрения темы и написания статьи для сайта. В поисках дополнительной информации я наткнулся на "очень интересную" методику, которая проскакивает во многих источниках.

Перейдем к сути. Методики расчета у всех практически одинаковые. Но дьявол кроется в деталях, поэтому цитирую дословно спорные пункты:

"Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.

Удельный вес кровельного материала Удельный вес кровельного материала

Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м2.

Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м2.
Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м2.
Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м2."

По такой же методике, где во внимание берутся только две стороны фундамента, просчитывались снеговые нагрузки и нагрузки от перекрытий.

Изучая данную методику, я никак не мог принять утверждение, что "Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система." И вот по чему (простыми словами):

Кровельная нагрузка (удельный вес материала) используется для определения оптимального шага и сечения стропил, обрешетки.
Я понимаю, что нагрузка может распределятся на те участки стены или мауэрлат, где закреплены стропильные ноги, но далее, благодаря армированному поясу, стенам и фундаменту, она равномерно распределяется по всей подошве фундамента.

Схема крепления стропильной системы к внешним стенам здания с применением газосиликатных блоков: 1 — газосиликатный блок; 2 — п-образный блок опалубки; 3 — стеклопластиковая арматура; 4 — резьбовая шпилька; 5 — анкер фиксации вязальной проволоки; 6 — брус мауэрлат; 7 — усиленный ребром жёсткости крепежный уголок; 8 — стропила; 9 — пароизоляционная плёнка; 10 — гипсоволокнистый лист ГВЛВ, смонтированный в два слоя; 11 — цементно-песчаная черепица; 12 — пошаговая обрешетка; 13 — гидро -ветрозащитная мембрана; 14 — контр-брус; 15 — кобылка — брус 30*100мм; 16 — облицовочный кирпич; 17 — J-профиль; 18 — доска подшивки карнизного свеса; 19 — доска карнизного короба; 20 — пластиковая подшивка карнизного свеса; 21 — пластиковая облицовка лобовой доски; 22 — желоб водосточной системы; 23 — карнизная планка; 24 — аэроэлемент свеса; 25 — экологически чистый утеплитель для кровли. Схема крепления стропильной системы к внешним стенам здания с применением газосиликатных блоков: 1 — газосиликатный блок; 2 — п-образный блок опалубки; 3 — стеклопластиковая арматура; 4 — резьбовая шпилька; 5 — анкер фиксации вязальной проволоки; 6 — брус мауэрлат; 7 — усиленный ребром жёсткости крепежный уголок; 8 — стропила; 9 — пароизоляционная плёнка; 10 — гипсоволокнистый лист ГВЛВ, смонтированный в два слоя; 11 — цементно-песчаная черепица; 12 — пошаговая обрешетка; 13 — гидро -ветрозащитная мембрана; 14 — контр-брус; 15 — кобылка — брус 30*100мм; 16 — облицовочный кирпич; 17 — J-профиль; 18 — доска подшивки карнизного свеса; 19 — доска карнизного короба; 20 — пластиковая подшивка карнизного свеса; 21 — пластиковая облицовка лобовой доски; 22 — желоб водосточной системы; 23 — карнизная планка; 24 — аэроэлемент свеса; 25 — экологически чистый утеплитель для кровли.

Аналогично с ветровыми, снеговыми нагрузками, нагрузками от перекрытий - нужно учитывать всю площадь основания фундамента.

РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ОШИБКИ ПРИ ЗАЛИВКЕ ФУНДАМЕНТА: БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ!

3. Несоблюдение внешнего защитного слоя бетона. Для защиты арматуры фундамента от влаги, коррозии и отставания о бетонной конструкции, необходимо выдерживать правильные расстояния от края фундаментной стены до стержней арматуры. Это расстояние должно равняться диаметру сечения арматуры, быть не менее 20 мм. Если подбетонка (специальный защитный слой) под подошвой фундамента не выполнена, тогда расстояние от грунта (слоя песка или гравия) до арматурных стержней должно составлять не менее 70 мм. Если выполнена подбетонка, это расстояние такое же: равное диаметру арматуры и не менее 20мм. В противном случае есть вероятность проникновения влаги из грунта до стержней арматуры, ее коррозией, постепенным разрушением фундамента, а значит его неспособностью выдерживать на грузку дома. Несоблюдения правил гидроизоляции между обрезом фундамента дома и кладкой стен может привести к проникновению влаги в толщу стен дома из фундаментных конструкций, что чревато повышением влажности в помещениях, появлением грибков на стенах дома, преждевременным разрушением стеновых материалов.

4. Несоблюдение геометрии фундамента — самая маленькая неприятность вследствие этого неровные углы в комнатах. Самая досадная — потребуются плиты межэтажных перекрытий большей площади, чтобы соответствовать вашей новой, неправильной геометрии (если проекты домов с мансардой или двухэтажных домов предполагают плитные межэтажные перекрытия); нет гарантии, что запроектированные стропильные конструкции не прогнуться, будучи размещенными на более широком пролете неправильной геометрии (если проект одноэтажного дома предусматривает перекрытие по деревянным балкам). Аналогично, и диаметр сечения арматуры для монолитных перекрытий рассчитан в проекте на определенную длину пролета, если она будет больше в новой неправильной геометрии, то монолитная плита перекрытия, может не выдержать нагрузки на нее при "увеличенном"(удлиненном, большем) пролете. Поэтому доверяйте строительство дома проверенным надежным специалистам!

В случае свайного фундамента, если сваи установлены с нарушением допустимых отклонений от правильной геометрии, потребуется более широкий ростверк для обвязки свай, что означает перерасход материалов, и нарушение эстетической составляющей будущего дома. Ростверк, более широкий, чем стена дома, причем с разной толщиной в разных местах, выглядит не очень красиво…

Заливка фундамента без опалубки влечет за собой перерасход материалов. Отказываясь от опалубки застройщики пытаются сэкономить на объеме земляных работ. Для правильной установки опалубки нужен свободный доступ рабочего для ее установки, а значит ширина траншеи значительно увеличивается. Да и материала на саму опалубку нужно не мало. Но отказываясь от нее застройщик теряет на бетоне: на цементноем молочкео, которое уходит в землю, + фундамент приходится делать немного шире чтобы гарантированно обеспечить внешние защитные слои арматуры.
Это, конечно, справедливо в том случае если грунт в прорытой траншее не осыпается. Осыпание грунта повлечет за собой грубое нарушение геометрии фундамента и сам процесс его устройства, а значит из-за несоответствия геометрических размеров есть вероятность не выдержать нагрузку дома на всех участках одинаково.
Меньший диаметр сечения арматуры или вообще ее отсутствие. Бетон обладает высокими прочностными характеристиками на сжатие, но он достаточно хрупкий на изгиб. Если грунт будет пучиниться или проседать под весом дома неравномерно, неармированный фундамент будет так же неравномерно проседать и соответственно давать трещины и сдвиги (и в фундаменте и в дальнейшем в стене). Во избежание этих процессов, его конструкцию делают более жесткой и монолитной с помощью армирования. Но если арматура будет тоньше, чем указано в проекте, она не сможет выдержать нагрузки дома, и не убережет дом от неравномерных деформация и усадок. Если для ленточного типа фундамента, при нарушение правил армирования, вероятность неприятностей достаточно высока, то для плитного фундамента эта вероятность очень высокая. Для плитного устройства фундамента правильный диаметр арматуры — это краеугольная составляющая надежности его конструкции.

3. Категорически запрещено делать углубления рядом с фундаментом ниже глубины заложения фундамента.

4. Любые подвалы, погреба, цокольные этажи нельзя делать самостоятельно, без согласования со специалистами. В этом случае грунт, который находится в напряженном состоянии под подошвой фундамента, начинает выдавливаться в сторону подкопа. Это влечет за собой значительное проседание фундамента близлежащей конструкции, высока вероятность ее обрушения вследствие этого. Поэтому так важно строить дом по проекту: проекты домов с подвалом, частично залегающим под домом, предусматривают все необходимые мероприятия для избегания таких последствий.

5. Несоблюдения перевязки фундаментных блоков для сборного типа фундамента. Перевязка блоков должна быть не меньше 1/3 высоты блока. В противном случае есть вероятность смещения блоков под воздействием сил пучения, или бокового давление грунта.

6. При устройстве мелкозаглубленного плитного фундамента необходима послойная добросовестная утрамбовка песка под ним. В противном случае плита фундамента может дать усадку свыше нормы.

Вывод. Как видите, большинство этих ошибок трудно совершить по оплошности и недосмотру. Их обычно допускают по незнанию, или по осознанному пренебрежению правилами с целью определенной экономии. Поэтому, чтобы обезопасить свой дом от неприятных сюрпризов в последствии:

Осадка фундамента: особенности оснований и виды нагрузок

При всех предупредительных информационных посылах, о том, что фундамент является не просто несущей конструкцией, а и гарантией устойчивости здания, все равно находятся желающие максимально сэкономить даже на этом элементе. Они забывают о том, что грунт сам по себе неоднороден, достаточно подвижен и очень бурно реагирует на грунтовые воды и подтопления, проявляя свое «нетерпение» явлениями пучинистости.

Расчеты и их последствия. Расчеты и их последствия.

Несколько слов о фундаментах и видах нагрузок

На каждый фундамент расчет обязателен. На каждый фундамент расчет обязателен.

Просматривая информацию о поведении грунта под различными фундаментами, бросается в глаза, что расчетная составляющая не может базироваться только на виде фундамента или только на виде почвы, в расчет берется также общая нагрузка на фундамент и поведение различных почв под воздействием этих нагрузок.

Для наглядности и понятности приведем несколько сравнительных классификаций.

Итак, фундамент может быть:

Несущий. Здесь комментарии излишни, несущий, значит, ответственен за все строение. Ярким примером является ленточный фундамент;
Комбинированный – в данном случае к функции опоры добавлена и сейсмозащита. Как правило, это лента + сваи;
Неглубокого заложения. А именно выше глубины промерзания; такие фундаменты характерны для нетяжелых строений, времянок и отдельно стоящих построек типа бани, гаража и сараев;
Глубокого заложения. Полноценный фундамент, как ленточный, так и сборной из плит, кирпича либо камня, размещении ниже уровня промерзания и может выдерживать нагрузку нескольких уровней или этажей;
Специальные. Плавающие, или качающиеся фундаменты – как правило, экспериментальные в строительстве частных домов не используются.

В зависимости от характеристик слоев почвы и нагрузки на них происходят следующие явления, которые получили название фаз:

Фаза, при которой происходят равнонаправленные упругие деформации, при этом векторы распределения нагрузок и их сила одинаковы;
Комбинированная фаза, при которой начинают происходить местные сдвиги, которые перераспределяют силу воздействия на почву и ее слои;
Фаза сдвигов и начала уплотнения боковых карманов, хотя ее-то можно назвать не началом, а логическим продолжением предыдущего этапа. Просто в данном случае эти карманы заявляют о себе как вполне самостоятельные структуры, способные влиять на расчетные величины;
Этап (или фаза) выпора. На этом этапе грунт под опорами уплотняется настолько, что и сам оказывает выраженное давление на глубжележащие слои. Это фаза образования ядра бокового уплотнения;

А вот вам и ядро. А вот вам и ядро.

И наконец, завершающим этапом в этой градации является преобладание бокового уплотнения. В данном случае создается уплотненная зона в несколько раз превышающая фундамент, которая также оказывает свое воздействие на нижележащий грунт.

Практическое применение

Графический вид полезных расчетов. Графический вид полезных расчетов.

Теория без практики мертва, поэтому любая инструкция будет полезна только в случае применения всего этого на практике. Так вот о ней родимой, о практике – последние две фазы характерны для многоэтажных домов со свайной системой фундамента и комбинированной (сваи + железобетонные блоки).

Поэтому в данном материале практическое применение этого материала не отображается. Остаются первые три фазы, которые могут быть полезны в практическом смысле, так как они позволяют вычислить необходимую площадь закладываемого фундамента.

Итак, эта величина должна быть больше произведения:

Коэффициента надежности равного 1.2 и определенного экспериментальными и расчетными путями;
Расчетной нагрузки в кг. В данном случае учитывается не только вес стен, перекрытий, крыши, но даже прогнозируемого слоя снега на крыше;
Расчетного сопротивления грунта глубиной до 2 метров, которое есть в специальных таблицах.

К сведению!
При проведении расчетных работ обратите внимание на то, что один и тот же материал, имеющий разные плотности и разные степени влажности (сухой, мокрый), имеет и разную величину сопротивления.
Этот показатель будет актуален для районов с высоким уровнем грунтовых вод.

Полученное произведение необходимо разделить на так называемый коэффициент условий работы, который также находится из таблиц и составляет для глины – 1.0 – 1.2;
Для песка – 1.2 – 1.4. Разница в коэффициентах зависит от вида породы.

Еще немного теории

Фото ошибки в расчетах строения фундамента. Фото ошибки в расчетах строения фундамента.

Ошибки в расчетах могут привести к различным аварийным явлениям – осадкам фундамента, которые требуют немедленного реагирования. Но существуют и естественные осадки.

Осадка основания фундамента вполне физическое явление, на которое также производятся поправки, при калькуляции фундаментов жилых зданий. Об этом немного подробнее.

А начнем с разрушительных явлений:

Прогибы и выгибы фундамента. Это явление, которое возникает вследствие неравномерности осадки основания. Неравномерная нагрузка, при котором дуга растяжения в первом случае будет находиться у фундамента (прогиб), во втором случае у кровли (выгиб);
Сдвиг. Это движение фундамента в вертикальной плоскости за счет различных явлений, чаще сейсмического характера;
Крен. Практически вариант Пизанской башни, при этом многоэтажная конструкция отклоняется в сторону всей массой. Характерен для многоэтажных строений. Крен опасен падением и разрушением всего здания;
Перекос – проваливание одной из основ фундамента, в результате чего возникает смещение вниз всей конструкции длинного здания. Яркий пример этого явления осадка свайного фундамента подмытого водой в результате ошибок в проектировании сливов или других причин;
Горизонтальные смещения и закручивание. Достаточно редкие виды деформаций чаще связанные с сейсмическими и геофизическими явлениями.

Причины неравномерных, аварийных осадок следующие:

Основания по своей структуре неоднородны, что не было учтено при постройке дома;

Одно из последствий ошибки. Одно из последствий ошибки.

Переизбыток влаги в почве, это явление опасно не только для родного, но и для насыпного грунта;
Ошибка в расчетах, которая привела к различным нагрузкам на основание. Обычно это происходит при фактическом смещении нагрузок на центр фундамента, вместо равномерного его распределения по всему периметру;
Долгострой и ошибки в технике кладки материала . Это явление может привести к неравномерным нагрузкам на фундамент, когда одна часть дома построена, а другая еще на уровне нескольких слоев;
Явление, которое получило название суффозия. Это перемещение частиц грунта потоками воды: явление характерное для зон затопления и высокого стояния грунтовых вод;
Ошибки в возведении самого фундамента, когда с целью экономии материала в раствор закладывается материал склонный к гниению (дерево, корни, палки и прочее);
Ошибки при рытье котлована, когда выбирается лишний грунт, а расчет делается на крепость песочно-щебневой подушки. К сожалению даже утрамбованная подсыпка не обладает свойствами грунта;
Дополнительное уплотнение грунта, не принятое в расчет. Имеется в виду самостоятельное увеличение этажности, использование дополнительных нагрузок, не предусмотренных проектом (превращение жилых домов в складские помещения и тому подобное);

И сейсмоопасные районы. И сейсмоопасные районы.

Выход и изменение направления движения грунтовых и прочих вод;
Подземные работы в непосредственной близости от фундамента;
Аварийное подтопление в результате аварий на приводящих или отводящих системах водоснабжения или канализации.

И снова практическое применение

Расчет по послойному суммированию. Расчет по послойному суммированию.

Кроме ужасов предыдущего раздела существуют вполне мирные и прогнозируемые осадки фундамента под расчетными аргументами и фактами. Введены даже предельно допустимые осадки фундаментов для их различных видов.

Здания на железобетонных конструкциях могут давать осадку до 8 см;
Строения, использующие стальные сваи для опоры – до 12 см;
Для деревянных и сборно-щитовых строений барачного типа максимальная осадка до 15 см.

Строительная мысль также не стоит на месте и предлагает различные методы определения расчетной осадки строений для различных типов почв. На данный момент времени только официально разрешенных к использованию методик существует около 20.

С целью экономии времени и места в мозгах мы их не приводим. Хочется только сказать, что достаточно часто производится определение осадки фундамента методом послойного суммирования.

Расчет осадки свайного фундамента методом послойного суммирования и ленточного фундамента будут иметь отличия, так памятуя из вышесказанного о разных фазах сдвигов грунта, на сваи придется вводить поправки.

Построения и расчеты требуют навыков. Построения и расчеты требуют навыков.

Совет!
В строительных нормах и правилах вы можете найти пример-расчет осадки фундамента методом послойного суммирования и провести расчеты своими руками.
Но дело в том, что, несмотря на данные расчеты и обилие программ позволяющих это сделать в интернете, эксперты склоняются к мысли, что расчеты необходимо делать специалистам и в привязке к конкретным условиям.
В противном случае цена будет слишком высока.

В заключение

Инженерные расчеты не так просты, как кажутся, даже построение эпюр требует знаний и навыков, поэтому самодеятельность в данном случае не приветствуется, особенно в вопросах проблемных грунтов. Видео в этой статье также предлагает свое видение проблемы.

Неравномерная нагрузка на фундамент

Фундамент-строительная несущая конструкция, часть здания, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию.

Как правило, изготавливаются из бетона, камня или дерева. Фундаменты, как правило, закладываются ниже глубины промерзания грунта, для того, чтобы предотвратить их выпучивание. На непучинистых грунтах при строительстве легких деревянных построек применяют мелкозаглубленные фундаменты (фундамент, находящийся выше уровня промерзания грунта). Такой тип фундамента подходит в основном для небольших садовых домиков, летних бань и хозяйственных построек.

Особенности строительства фундаментов и цоколей

При возведении цоколя предусматриваются вентиляционные отверстия. Летом они служат для проветривания подпола, а зимой их закрывают, чтобы сырость не попала в дом. Отпмостка необходима для защиты фундамента от воздействия поверхностных вод. Ширина отмостки от 0,75 до 1 метра с наклоном от стены цоколя. В качестве материалов используются: железобетон, асфальт, бетон или хорошо утрамбованная глина.

Устройство слива дождевой воды с крыш также влияет на прочность фундамента. Дождевая вода с крыши попадает на отмостку, разбивает ее и цоколь постепенно, неравномерно увлажняет грунт вблизи фундамента. Это сказывается на несущей способности фундамента и способствует проседанию фундамента.

Дефекты фундаментов и способы их устранения

Фундамент может потерять прочность по нескольким причинам: 1. старость; 2. некачественные материалы; 3. низкое качество строительных работ.

Основной дефект фундаментов - неравномерное проседание. Внешне это выражается в появлении трещин различной формы и различного направления как на самом фундаменте, так и на стенах дома, различные перекосы самого дома.

Неравномерная нагрузка на фундамент со стороны строения. Например, когда основной дом гораздо тяжелее, чем веранда. Если дом уже построен, то, что-бы избежать дальнейшей деформации, необходимо разделить фундаменты веранды и дома. Для этого проложить между фундаментами доски, пропитанные битумом.

Увеличение нагрузки на фундамент за счет надстройки верхних этажей. За счет неправильной оценки возможностей уже существующего фундамента. Устранение данного дефекта обойдется владельцу дома в приличную сумму и это при том, если обстоятельства позволят провести усиление фундамента путем увеличения несущей площади фундамента.

Неправильно оценена несущая способность грунта, увеличить ее можно за счет проливки грунта под фундаментом "цементным молоком". Недостаточная прочность материалов для фундамента или потеря прочности со временем. Для кирпичных фундаментов, сложенных на известковом растворе, со временем характерно нарушение сцепления раствора с кирпичом (попадание внутрь фундамента влаги, промерзание, нагрузка на фундамент). Необходим капитальный ремонт, замена на новый. Чтобы это осуществить, нужно разгрузить старый фундамент путем переноса веса дома на временные опоры. Временными опорами служат деревянные брусья. Их располагают рядом со старым фундаментом и посредством стальных балок переносят нагрузку дома на деревянные брусья.

Защита фундамента от воздействий мороза

Способы защиты фундамента от воздействий морозной деформации грунта

1. Подошва фундамента на пучинистых грунтах должна быть ниже уровня промерзания грунта.

2. Внутри фундамента должен быть заложен арматурный каркас, препятствующий разрыву.

3. Боковые поверхности фундамента тщательно выравниваются для уменьшения сцепления с грунтом (хорошо покрыть слоем битума).

Ошибкой застройщиков является убежденность, что чем глубже заложен фундамент, тем он надежнее. Это не совсем так. Даже если силы и не будут действовать на подошву фундамента, расположенную ниже зоны промерзания грунта, то напряжения в этой зоне могут оказаться столь значительны, что способны вытащить фундамент вместе с промерзшим грунтом или оторвать верхнюю часть от нижней.

Читайте также: