Як розрахувати усадку фундаменту під час будівництва

Фундамент – це основа всієї будівлі. Отже, йому необхідно приділяти найбільшу увагу. Так, перед будівництвом будинку важливо розрахувати опади фундаменту. І тому існує кілька способів. У будівельних нормах і правилах (СНиП) є дані щодо величин величин, що нормуються, опади, які не повинні бути перевищені.

Що необхідно врахувати під час розрахунку

Для початку давайте визначимося, що знадобиться для обчислення осідання фундаменту. Основний метод, який використовується в даний час - метод підсумовування шарів. За таким методом обчислюється кожне окреме значення (середнє) додаткового тиску, яке передається фундаментом на ґрунт внаслідок постійного впливу нормативних навантажень. При цьому важливо пам'ятати, що всі шари, які беруться до уваги, розташовуються в межах деякої товщі ґрунту під фундаментом – цей простір має назву «активна зона».

Напруги в активній зоні повинні бути визначені – для цього використовуються знання про деформоване середовище щодо основи, яка складена тими чи іншими однорідними ґрунтами. Те, якою буде осадка кожного окремого шару, має бути обчислено за формулою стиснення ґрунту. При цьому слід брати до уваги умови обмеженої можливості розширення. Зазвичай як розрахунковий приймається усереднене значення додаткового тиску, що діє по осі фундаменту, в межах того чи іншого шару.

Як впливає на розрахунки форма фундаменту

Через те, що сили тертя, які діють збоку фундаменту, значні, їхню дію необхідно використовувати при призначенні розрахункових розмірів підошви.Необхідно брати до уваги значення розрахункових кутів внутрішнього тертя ґрунту, що прорізається фундаментом. Якщо ви вирішили побудувати фундамент, який має уступчасту форму, вам доведеться врахувати силу тертя, яка виявляється в межах висоти нижнього уступу.

Пам'ятайте, що кожен шар повинен бути однорідним, мати однаковий коефіцієнт стисливості і мати товщину не більше 38-40% відносно меншого розміру підошви (форма прямокутника) або діаметра, якщо ви вирішили створити круглий фундамент.

Основні розрахунки

Слід обчислити тиск, що позначається латинською літерою p. Воно вираховується як додатковий до природного тиску на середині товщини (позначається буквою t) ґрунту, значення підставляються у формулу: p*z=a*(p*z0 – ph). При цьому значення z – це глибина товщини, що стискається ґрунту в активній зоні, вона приймається з урахуванням даних у СНиП. Глибина дорівнює відстані між підошвою та відміткою, де додатковий до природного тиску становить 20% від природного ph.

Якщо в активній зоні є водотривкі шари грунту, які розташовані нижче грунтових вод, то значення природного тиску для шарів нижче водотривкого повинно бути вище. Таким чином, це значення зростає на показник гідростатичного тиску, який дорівнює перевищенню ґрунтових вод водоупорним шаром. Значення деформації визначається за наслідками випробувань штампами. Допускається також використання значень щодо БНіП.

Розрахунок опади способом еквівалентних шарів

Існує ще один спосіб розрахунку осідання фундаменту. Ви можете скористатися будь-яким, але метод еквівалентного шару простіше. Потрібно зробити кілька припущень перед розрахунками:

ґрунт однорідний і має нескінченне поширенняу напівпросторі;
деформація у напівпросторі пропорційно напрузі (лінійна деформація);
деформація встановлюється методами розрахунку з теорії пружності.

Звідси виходить формула, за якою можна вирахувати осадку поверхні напівпростору з лінійною деформацією.

Для розрахунку необхідно коефіцієнт осідання, який залежить від форми площі, жорсткості фундаменту, помножити на ширину площі завантаження.
Далі коефіцієнт бічного розширення ґрунту віднімається з одиниці, і отримане значення множиться на число, обчислене в першому пункті, і інтенсивність тиску, яке прикладається і деформує напівпростір.
Нарешті залишається розділити значення, отримане у другому пункті, на модуль деформації грунту.

Така формула використовується часто, тому що дає досить точне значення завдяки обліку бічного розширення та деформації під впливом всіх компонентів, що викликають напругу.