Несущая способность грунта
Такое свойство грунта как его несущая способность — это первоочередная информация, которую необходимо выяснить на подготовительном этапе строительства фундамента. Именно от объема нагрузки, которую может выдержать единица грунта определенного типа зависит опорная площадь фундамента постройки. На первом этапе важно знать, что несущая способность зависит от двух факторов: типа грунта и уровня плотности. Далее рассмотрим более подробно особенности использования грунта исходя из его несущей способности.
От чего зависит несущая способность грунта
От плотности почвы зависит степень сжимаемости грунта. На любом участке поверхностный пласт почвы, в большинстве случаев, представлен низкоплотными породами (за исключение регионов с крупнообломочным и скалистым рельефом), а на глубине 5-6 метров располагаются пласты высокоплотного, несжимаемого грунта, способного выдерживать тяжелые габаритные здание.
Именно поэтому на участках с проблемными грунтовыми условиями рекомендуется использовать свайные фундаменты, которые переносят исходящую от дома нагрузку на глубинный, несжимаемый пласт грунта, обладающий
Исследование грунта
На первый взгляд нельзя сразу сказать, какие сюрпризы может скрываться в себе грунта на участке, для этого проводится анализ почвы с каждых 30-40 см шурфа до предельной глубины промерзания грунта.
Стоит понимать, что проектировать фундамент на основе характеристик грунта, определенных кустарным методом, не подпишется ни одна серьезная проектировочная организация, поскольку самостоятельно выявить фактическую плотность грунта, от которой сильно зависит грузонесущая способность породы, невозможно.
Может быть интересным:
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.
Мы проводим исследование грунта
Расчёт несущей способности грунта
Расчет несущей способности грунта зависит от типа грунта. Измерение необходимо проводит с учетом данных о влажности на объекте, для этого в нескольких местах проделываются скважины и высчитывается уровень грунтовых вод. Если в углублениях накапливается вода, то дополнительно нужно измерить уровень воды в них. Особенно данные расчеты важны для глинистых грунтов, так как при сильной важности рекомендуется устанавливать сваи. При расчете несущей способности также нужно учитывать отдельные данные о глубине заложения фундамента и длине и ширине самого основания.
Приведенные в таблице данные о несущей способности разных типов грунта используются при расчете фундамента для сравнения с фактической нагрузкой на 1 см2 грунта, исходящей от массы постройки.
Подготовка грунта под свайный фундамент
Свяжитесь с нами и мы произведём работы
Компания Установка Свай предлагает свои услуги в сфере подготовки территории к монтажу свай, установки сваи с использованием специального оборудования, а также непосредственно выполняет работы по строительству здании с нуля.
Несущая способность грунта
Несущая способность грунтов, что это, как её определить, таблица несущей способности. Как избежать ошибок при вычислении несущей способности грунта в Москве. Всё это и многое другое на странице.
Дмитрий, 29 лет, Москва. «Уважаемые специалисты, буду очень благодарен за ваш совет по вопросу несущей способности грунта. Я приобрел небольшой участок в Орехово-Зуевской, планирую построить там двухэтажную дачу из сруба на свайном фундаменте. Все работы находятся сейчас в стадии проектирования, поскольку я застопорился на определении несущей способности грунта. Подскажите пожалуйста, как правильно определить и рассчитать данную характеристику. Насколько я знаю, тут необходимо сделать все предельно точно, поскольку неправильный расчет крайне негативно скажется на характеристиках будущего фундамента. С уважением.»
Ответ на этот вопрос будет интересен широкому кругу читателей, и имеет смысл подготовить детальную информацию, объясняющую все нюансы определения несущей способности грунта.
Из данной статьи вы узнаете, какие факторы влияют на несущие характеристики почвы, как определить тип грунта и рассчитать свойственную ему несущую способность согласно требованиям действующих строительных норм и правил.
Что влияет на несущую способность грунта
Рис. 1.1: Схема работы сваи в плотном слое почвы
На величину несущей способности почвы оказывают влияние три основных фактора:
На практике наибольшая взаимосвязь наблюдается между несущими характеристиками и влажностью грунта, которая непосредственно связана с уровнем грунтовых вод. Конкретный грунт, в сухом состоянии и при пропитке влагой, может изменять свои несущие свойства в двукратных пределах.
Совет эксперта! Данная взаимосвязь не свойственна песчаным грунтам крупных и средних фракций, на них увлажнение не оказывает никакого влияния.
Рис. 1.2: Внешний вид разных видов грунта
Чем больше изначальная плотность почвы, тем лучшими несущими характеристиками она обладает. Плотные грунты не подвергаются усадкам, при правильном проектировании фундамента они способны выдерживать даже тяжелые многоэтажные здания.
Совет эксперта! Плотность любого грунта растет по мере увеличения глубины его залегания (из-за давления вышерасположенных слоев почвы), строить свайные фундаменты можно даже на территориях с проблемным грунтом с низкими несущими характеристиками, при условии, что подошва сваи будет опираться на глубинный слой почвы, обладающий достаточной плотностью.
Важно! Любые работы с фундаментом должны начинаться с испытания грунтов, подробнее: Испытания грунтов
Как определить тип грунта
Все грунты делятся на две основные группы:
Рис. 1.3: Пробные заборы грунта из разных шурфов (пробных скважин)
В свою очередь нескальная почва делится на следующие типы грунтов:
Совет эксперта! Определение типа грунта на строительном участке должно выполняться в результате геодезических исследований, в процессе которых берется забор проб почвы, характеристики которой анализируются в строительной лаборатории с помощью специального оборудования.
Рис. 1.4: Схема распространения разных видов грунтов на территории России
При отсутствии возможности провести геодезию грунтов можно попытаться сделать это самостоятельно, однако за расчеты фундамента на основе данных о грунте, полученных кустарным способом, не возьмется ни одна серьезная проектировочная организация.
Для этого вам потребуется на строительном участке с помощью обычного садового бура сделать скважину глубиной в два метра. По внешнему виду породы, извлекаемой на поверхность в процессе бурения, определите тип грунта:
Важно! Информация о глубине промерзании почвы в Вашем регионе и о том, как её определить: Глубина промерзания почвы
Определяем плотность почвы и уровень грунтовых вод
Рис. 1.5: Скопление грунтовых вод в пробной скважине
Метод режущего кольца заключается в заборе образца почвы с помощью кольца-пробоотборника, который в дальнейшем подлежит опрессовке, взвешиванию и расчету по нормативным формулам.
Рис. 1.6: Реализация метода парафинирования почвы
При парафинировании из грунта вырезается образец объемом 0,5 м3, который покрывается слоем парафина. Масса образца определяется с помощью опускания его в резервуар с водой и определения объема вытесненной жидкости. Дальнейшие расчеты проводятся по типичным формулам.
Несущая способность грунта таблица
Предлагаем вашему вниманию таблицу, в которой приведены несущие характеристики основных видов грунтов:
Рис. 1.7: Несущая способность грунта в Кгс/см2
Рис. 1.8: Несущая способность грунта в Н/см2
Риски ошибок в исследования несущей способности грунта
Совет эксперта! Правильно рассчитать и спроектировать свайный фундамент можно только с учетом несущих характеристик почвы, определить которые самостоятельно, пренебрегая геодезическими исследованиями, невозможно.
Проектирование свайного фундамента на основе несоответствующих реальности показателей несущей способности почвы чревато следующими последствиями:
Рис. 1.9: Возможный результат неправильно определения несущей способности грунта
Наши услуги
Основные акценты в деятельности компании «Богатырь» стоят на качестве, оперативности и приемлемой ценовой политике. Мы никогда не затягиваем реализацию проекта и сдаем все работы точно в срок. При этом мы предлагаем своим клиентам цены на услуги, с которыми не способна конкурировать ни одна московская строительная компания. Для заказа забивки свай, лидерного бурения или погружения шпунтов, оставьте заявочку.
Что такое несущая способность грунта
Несущая способность грунта имеет большое значение при строительстве дома. От нее напрямую зависит величина фундамента, количество и качество материалов. Чем хуже его несущая способность — тем большую площадь занимает фундамент. Перенасыщенность влагой значительно снижает несущую способность грунта. Исключением являются пески с крупными и средними частицами, при увлажнении они не меняют своих свойств.
Типы грунта
Грунты отличаются по своей структуре и составу. В целом, они подразделяются на 2 класса, имеющих множество подвидов.
При необходимости слабый грунт можно уплотнить с помощью трамбования или поверхностной вибрацией — этот метод более эффективный и быстрый.
Пучинистые и непучинистые виды
В результате промерзания, грунт значительно увеличивается в объеме, происходит пучинистость. В результате получается «выталкивание» постройки; весной, наоборот, он оттаивая дает сильную и неравномерную осадку. Пучинистыми видами являются глина, суглинок, супеси, почва. Не пучинистые — скальные, галька, песок с крупными и средними частицами, без примесей.
Особенности и свойства грунтов
Плотность грунта имеет большое значение при расчете несущей способности. Чем глубже он находится, тем более высокая плотность, выше несущая способность и низкая усадка.
Находящийся глубоко под землей, он подвергается постоянному давлению вышележащих слоев. Поэтому плотность его всегда будет высокой. Если рассчитывать несущую способность грунта самостоятельно, то можно с уверенностью считать, что на глубине 0,8 — 1 м он плотный.
Для более простого расчета его несущая способность равняется 2 кг/см2. Также можно измерять в т/м2.
Несущая способность грунта
Несущая способность грунта зависит от трёх факторов:
Метод определения несущей способности
Определение уровня грунтовых вод
Вся информация, полученная при исследовании несущей способности грунта, влияет на проектные работы, подбор необходимых материалов. Это позволит определиться с габаритами фундамента и нагрузкой на грунт, максимально безопасной для здания и последующих эксплуатационных характеристик.
Как определить несущую способность грунта под фундамент
Степень восприимчивости почвы к нагрузкам называют несущей способностью грунта. Показатель характеризует максимальное усредненное давление между подошвой фундамента и земли, при котором не происходят сдвиги, оползни и провалы в окружающем слое. На величину значения влияет вид почвы, ее физические и механические характеристики.
Что такое несущая способность грунта и на что она влияет
От несущей способности грунта зависит выбор типа фундамента
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:
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.
Определение плотности почвы и уровня грунтовых вод
Плотность определяют в зависимости от пористости основания. В почве есть твердые части, между ними находятся полости, наполненные водой или воздухом в зависимости от условий. Если превысить максимально допустимую нагрузку, сдвиги приведут к разрушению дома. Плотные грунты с малым числом или одиночными кавернами относят к наиболее прочным основаниям.
Плотность находят отношением веса почвенного образца при стандартной влажности к объему, который он занимает. Расчет делают по формуле p = B / V, где:
Породы, которые залегают неглубоко от поверхности, считаются неплотными, с понижением отметки грунты становятся толще, надежнее и прочнее, т. к. на их давят вышележащие пласты. В России наблюдают пески и глины, есть торфяники, болотистые местности и регионы со скальными породами.
Грунтовые жидкости находят в слабых и рыхлых породах или трещинах плотных пластов. Почвенная влага обычно поднимается постепенно и не имеет напора.
Уровень стояния зависит от факторов:
Влага внутри слоев может быть агрессивной, содержать кислоты, щелочи, сульфаты, углекислоту — такие добавки разрушают бетон и металл фундаментов. Определяют уровень жидкости путем бурения в полевых условиях шурфов, которые отрывают на несколько метров, чтобы они были ниже предполагаемой отметки опоры. Скважину накрывают и оставляют на 5 – 7 суток. Если в ней не обнаружена вода, почва не содержит влаги. В другом случае для выполнения строительных работ по правилам нужен дренаж (система отвода воды).
Как определить несущую способность грунта под фундамент самостоятельно
Несущая способность является основой при проведении подсчета в процессе проектирования. Классифицируют грунты в рамках сведений документа ГОСТ 25.100-2011 «Грунты. Классификация». Нормы сопротивления давлению находятся в таблицах нагрузки на грунт материалов СП 22.133.30-2016 «Основание зданий и сооружений». Здесь же приводятся стандартные модули расчёта, формулы, коэффициенты.
Тип грунта можно определить своими руками. Берут грунт из скважины на глубине погружения опоры, смачивают водой и скатывают жгут, затем его соединяют в кольцо. Элемент без трещин, легко соединяется — почва связная, чаще это глины. При сгибании появляются трещины, значит, в руках смесь глины и песка, последнего содержится 10 – 30%. Жгут трудно скатать, а соединить кольцом невозможно — песчаная почва.
Далее используют таблицы СНиП несущей способности грунта, где по типу почвы можно найти требуемое значение.
Риски ошибок в исследовании несущей способности грунта
Появляется опасность сдвига почвы в результате неточного расчёта глубины заложения и габаритов фундамента. Здание весит тонны, на грунт оказывается сильное давление, поэтому к расчетам привлекают строительных инженеров и техников, чтобы в будущем исключить проблемы с деформацией.
Неправильное нахождение несущей способности почвы влечет неприятности в виде:
В расчете применяют много коэффициентов, которые нужно точно определить в таблице, иначе фундамент будет запроектирован с ошибками, которые легко править на бумаге, но трудно устранить после возведения стен и кровли. Шатается коробка дома, прогибаются полы в результате чрезмерных усадок после неправильно установленных свай. В здании идут трещины по углам, перекашиваются оконные и дверные коробки в проемах, если сдвинется ленточный фундамент.
Таблица несущей способности грунтов
Несущая способность грунта определяется на основе ряда характеристик почвы. Для того чтобы получить все необходимые показатели, потребуется выполнить ряд тестов. Они дадут возможность узнать точную несущую способность грунта на конкретном участке. Соответствующие эксперименты проводятся с почвой, полученной непосредственно на запланированном месте строительства.
Что такое несущая способность грунта?
Несущая способность грунта — это показатель давления, которое может выдерживать грунт. Его указывают либо в Ньютонах на квадратный сантиметр (Н/см²), либо в киолграмм-силе на 1 сантиметр квадратный (кгс/см²), либо в мегапаскалях (МПа).
Данная величина используется при проектировании фундаментов для сравнения нагрузки, которую оказывает на почву конструкция здания с учётом возможного слоя снега на крыше и давления ветра на поверхность стен. Даже при точном подсчете влияния каждого из указанных факторов на соотношение несущей способности поверхности земли на участке к совокупной нагрузке от конструкции здания, эту цифру берут с запасом.
Таблица средней несущей способности различных грунтов
Далее следует таблица с указанием средних цифр несущей способности или, как её ещё называют, расчетного сопротивления разных типов грунта в кгс/см².
Более точные расчеты с учётом всех коэффициентов, которые отображают влияние каждого существующего в реальных условиях фактора, можно выполнить следуя рекомендациям в нормативном своде правил за 2011 год СП 22.13330.2011 с названием Основания зданий и сооружений. Это официальное издание более старого стандарта СНиП 2.02.01-83*, выполненное научно-исследовательским институтом имени Н.М. Герсеванова.
В приведенной таблице отображены усреднённые результаты расчётов, проведенных с использованием формул и данных, основанных на описанном выше своде правил 2011 года.
Здесь можно видеть, что существует достаточно большой разброс в показателях сопротивления грунта. Это обусловлено в первую очередь влажностью почвы, которая непосредственно зависит от уровня залегания грунтовых вод.
Если нужно получить цифры в МПа или в Н/см², то можно перевести указанные в таблице значение согласно установленным соотношениям величин.
Для удобства существует также таблица, где указаны средние цифры расчетного сопротивления грунта в Н/см²
Аналогичная проблема с таблицами подобного рода — очень существенное различие между минимальными и максимальными значениями. В общем случае рекомендуется брать минимальные показатели, которые указаны в табличных данных. Для примера разместим ещё одну таблицу, наглядно иллюстрирующую подход зарубежных специалистов к обнародованию данных своих исследований.
Очевидно, что табличные цифры используются, как правило, теми, кто принял решение не заказывать профессиональное геологическое исследование почвы на своём участке. Поэтому имеет смысл давать показатели с запасом, чтобы при самостоятельных расчетах, даже если в них закрадется небольшая погрешность, это не привело к непоправимым последствиям.
В то же время даже при значительном запасе по прочности не факт, что конструкция здания будет достаточно стабильно стоять на основании в течение десятков лет. За такой срок качество грунта может измениться, если не были соблюдены соответствующие меры по защите фундамента от скопления осадочных вод. Для этих целей обязательно следует изготавливать отмостку с хорошей гидроизоляцией и дренажную систему по периметру постройки для централизованного сбора стоков.
Уточнённая таблица с поправками на текучесть и пористость грунта
Существет ещё одна таблица несущей способности, позволяющая более точно определить цифры на участке, где известны коэффициенты пористости и показатели текучести почвы.
Влияние коэффициента текучести грунта на его несущую способность указаны в таблице. Средняя текучесть грунта зависит от его типа и коэффициента водонасыщения. Эти расчёты выполнить достаточно трудно, поэтому размещаем таблицы, которые описывают поведение образца грунта, характеризующее его текучесть.
Также расчетное сопротивление зависит от коэффициента пористости Е, который нужно устанавливать с помощью экспериментального взятия проб непосредственно на будущей строительной площадке.
Для теста потребуется взять кубик грунта 10х10Х10 см с объёмом О1 = 1000 см³ так, чтобы он не рассыпался. Далее этот кубик взвешивается и определяется его масса (М), после чего грунт измельчают. Затем, с помощью мерного стакана устанавливается объём измельченного грунта также в кубических сантиметрах (О2).
Далее нужно узнать объёмный вес исходного кубика (ОВ1) и измельченного грунта без пор (ОВ2). Для этого следует определенную вначале массу (М) разделить на (О1), чтобы получить (ОВ1) и затем разделить эту же величину (М) на (О2), чтобы получить (ОВ2). Исходный объём О1 изначально известен и равен 1000 см³, а объём измельченного грунта О2 берется из опыта с мерным стаканом.
Осталось только рассчитать пористость Е, которая равна 1 — (ОВ1/ОВ2)
Теперь, зная коэффициент текучести и пористость грунта, можно исходя из табличных цифр с определенной точностью сказать, какая именно несущая способность является расчетной именно для вашего участка. Если вы использовали экспериментальное выявление пористости, то убедитесь, что было проведено хотя бы 3 опыта, чтобы получить нужную величину с достаточно высокой точностью. При желании получить максимально близкие к реальности данные, используйте специальный калькулятор, где есть возможность указывать все влияющие на конечную цифру коэффициенты вот здесь.
