Гидростатическое давление на фундамент

Обновлено: 17.04.2024

В ходе эксплуатации фундамент здания находится под постоянным гидрогеологическим воздействием. Оно может предполагать постепенное увлажнение и разрушение его стенок грунтовыми водами. Это происходит по следующим причинам:

гидроизоляционная система недостаточно эффективна, не соответствует фактическим условиям эксплуатации, ее целостность нарушена;
уровень грунтовых вод изменяется в результате сезонных или климатических факторов;
подземные воды создают слишком высокое давление на внешние стенки фундамента;
причина увлажнения — дождевая вода, которая стекает по стенам здания или проникает внутрь них;
в грунте присутствует капиллярная влага, и фундамент не защищен от ее действия. Капиллярная влага присутствует в почве постоянно, ее объем и уровень зависят от характеристик грунта. В нормальных условиях такая влага не создает гидростатического давления;
подвальные помещения не имеют эффективной теплоизоляции, из-за чего происходит образование конденсата на холодных стенах;
водонесущие коммуникации не работают удовлетворительным образом, в системах водоснабжения, канализации и отопления есть протечки.

То, насколько интенсивным будет гидрогеологическое воздействие, зависит следующих факторов:

тип и характеристики грунтов;
уровень водоносных горизонтов;
интенсивность и направление тока грунтовых вод;
особенности рельефа территории и планировки участка;
наличие водоемов рядом со зданием и их расположение относительно него;
химические показатели грунтовых вод;
наличие дренажа и ливневой канализации.

Гидрогеологическое воздействие может быть временным (в период паводка, в результате интенсивных осадков, протечек систем водоснабжения или водоотведения) или постоянным (обусловлено недостаточной гидроизоляцией и действием грунтовых). По опыту специалистов компании «Мос-дренаж», даже при постоянном воздействии грунтовых вод на фундамент его интенсивность может изменяться в зависимости от сезона, интенсивности осадков и т.п. в соответствии с повышением или понижением уровня грунтовых вод.

Чтобы надежно изолировать фундамент от влаги, до начала проектирования проводят геологические изыскания, оценивая параметры предстоящего гидрогеологического воздействия. По результатам таких изысканий не только выясняют необходимость гидроизоляции и подбирают ее тип, но и определяют пользу от создания дренажа, линейного водоотвода и т.п. Основной фактор, влияющий на выбор гидроизоляционных материалов — присутствие агрессивных химических соединений в грунтовых водах. Также важен уровень грунтовых вод и среднегодовое количество циклов оттаивания и размораживания для них. При проектировании гидроизоляции фундамента или подвала также учитывают, что вода в разных состояниях (снег или лед, жидкость или пар) оказывает разное влияние на материалы и строительные конструкции.

Давление воды на стенки фундамента

Конструкция фундамента может разрушаться в результате не только увлажнения, но и воздействия положительного либо отрицательного давления воды. Положительное давление направлено к стенкам фундамента и прижимает гидроизоляционные материалы к его поверхности. Отрицательное давление, напротив, оказывает отрывающее действие на гидроизоляцию.

Если давление воды является положительным, изоляционный материал плотно прижимается к основанию. Изоляция создает надежный барьер, защищая материалы фундамента от коррозии и разрушения в результате оттаивания и размораживания воды. Внутренние изоляционные системы легко ремонтируются, однако внешние материалы оказываются неремонтопригодными. При наличии положительного давления воды, инженеры компании "Мос-дренаж" рекомендуют обустраивать дренаж, чтобы понизить уровень грунтовых вод, подходящих к периметру здания.

Если давление воды является отрицательным, пар и влага воздействуют на стенки фундамента изнутри. В таких условиях от внешней гидроизоляции часто отказываются. Внутренняя гидроизоляция является ремонтопригодной. Ее состояние важно особенно тщательно контролировать при эксплуатации фундамента: если внутренняя гидроизоляция не будет изолировать его от влаги, начнется коррозионное разрушение. Чтобы обеспечить защиту от отрицательного давления воды, дополнительно обустраивают прижимную стенку.

Если фундамент оказывается под действием отрицательного и положительного давления одновременно, гидроизоляционные материалы располагают с той стороны, где давление является более высоким. В таких случаях мембрана либо помещается внутрь конструкции либо дополнительно фиксируется прижимной стенкой.

Компания «Мос-дренаж» выполняет обустройство и ремонт гидроизоляции, создание дренажа фундаментов для понижения уровня грунтовых вод. У нас вы сможете заказать такие работы с гарантией качества и по выгодной цене.

Как известно, при расчете грибовидного фундамента на выдергивание считается, что в работу вовлекается пирамида грунта с нижнем основанием по плите фундамента и верхнем большим за счет угла внутреннего трения. Так вот можно ли этой методикой пользоваться при расчете на всплытие подземного резервуара с выступом днища 10-20 см за грань стены. Если да, то получается что при высоте резервуара 5 м, ширина верхнего основания пирамиды выпирания 1,5-2 м. С трудом верится, что эти 10 см могут зацепить такой массив грунта. Укажите, в чем ошибка в рассуждениях. Заранее спасибо за ответ.

проектирование гидротехнических сооружений

Проверьте "столбик" грунта высотой 5м на выступе днища на срезающую силу вертикальную. Обычно грунт засыпки - не связный грунт, и сцепление равно нулю. В таком случае никакой пирамиды перевёрнутой не получится. Резервуар проскользнёт сквозь грунт вместе с грунтом на консолях.

__________________

---
Обращение ко мне - на "ты".
Все, что сказано - личное мнение.

SergeyMetallist,
Подбери такой бетонный анкерный фундамент, чтобы (масса фундамента+масса пустого резервуара)/(объем фундамента+объем резервура)>1000 кг/м. куб.

Спасибо за ответы, с этим вроде бы разобрался. Теперь возник другой вопрос. Дно подземного резервуара на отметке - 5,6 м. Геологи дали уровень грунтовых вод 0-1 м от поверхности. Получается что на днище действует давление 5,6 т/м2. Резервуар прямоугольный 15х6. Соответственно если считать днище по короткой стороне, то получается балка 1000х300 с нагрузкой 5,6 т/м.п. Если брать М=ql^2/16=5.6*6*6/16=12.6 т*м, то очень серьезное армирование получается. Это конечно примерные выкладки, однако если посчитать по пространственной схеме, далеко не уйдем. При этом геологи называют эти воды верховодкой, а в качестве источников питания указывают в основном осадки ну и поверхностные водоемы. Водоупор примерно на отметке -7 - -8 м. Так вот зародилось сомнение, что эти воды действительно будут обладать таким напором. По сути они вроде вообще не напорные. Как вы считаете? Или это надо геологов пытать? Или все таки будет именно такой напор (что, на мой взгляд крайне сомнительно)?

проектирование гидротехнических сооружений

Верховодка - она безнапорная. Но, гидростатическое давление всё равно ведь будет!
А момент не такой уж и большой у вас. При толщине плиты 30см "на глаз" - d25-A-III с шагом 200мм, при двустороннем армировании. Нормально.

Так верховодка во время снеготаяния присутствует почти на любой площадке, а водоупор зачастую находится достаточно глубоко. Получается, что днища заглубленных сооружений всегда надо просчитывать на сколь мощный напор, и соответственно мощно армировать? Суды по типовым проекта это далеко не так.
P.S. Раньше геологи повсеместно указывали на УГВ ниже 4-5 м. Сейчас же 1-2 м с выходом на поверхность во время снеготаяния. Непонятно, либо нас ждет всемирный потот, либо "верховодка" была и раньше, но отношение к ней было другое, как к грунту с повышенной влажностью без указания на геологических разрезах. Вообще где граница между этими понятиями? Ведь вода в грунте всегда имеется.

Всем добрый день. Такой вопрос. А можно ли избежать всплытия, т.е. влияния грунтовых вод, выполнив дренаж по контуру резервуара? Т.е. грунтовых вод-то по сути уже не будет вблизи сооружения, а следовательно не будет и архимедовых сил, выталкивающих резервуар прочь из земли?

Дренаж, как всегда бывает, перестанет работать года через 3-5 (если он вообще будет работать). Всегда делаю без учета дренажа. Расчет на всплытие, пригруз, гидроизоляция и все такое прочее.

Второй час ночи - туплю. В формуле на всплытие: (Qф + 0,5Fтр)/H*гамма*Sосн > 1,25 величина Н - это до куда? Это до уровня грунтовых вод или до дна резервуара? Например, дно котлована на отм. -5м, а УГВ на отм. -1,5м. Что надо брать: Н=5м или Н=1,5м?

По логике брать надо 5-1.5=3.5м.
3,5м*Yводы=3,5т/м2 на дно резервуара
3,5т/м2*Fосн резервуара = Выталкивающая сила
Вес резервуара с yf=0.9
Выталкивающая сила*1.1 Выталкивающая сила *1,22 Тогда не всплываем.

а как быль с металлической емкостью которая крепится к фундаменту?
Как вычислить вес бетона (бетонного куба) находящийся в воде.

Это от подошвы подземного сооружения до уровня воды с учетом прогнозируемого подъема воды если сооружение в воде.

Добрый день!
У меня такой вопрос по формуле на всплытие: Q /H*гамма*Sосн > 1,25
Имеем горизонтальный цилиндрический резервуар, заглубленный на 5 м (УГВ - 1 м) и закрепленный к фунд монолитной плите, выступающей за границы резервуара на 0,5 м с каждой стороны.
Нужно ли при расчете Q учитывать вес грунта на обрезах и над резервуаром? тогда выталкивающая сила Sосн*h*гамма
или же вес грунта не учитывается? (тогда надо считать (объем резервуара+объем фундамента)*гамма. )
разъясните, пожалуйста, как будет правильно?

"Конструкции водопроводно-канализационных сооружений" под редакцией Белецкий Б.Ф.
стр.256 -258 Вам в помощь

У меня ступор. По закону давление на стенки сосуда равно P=ρ*g*H. Но по логике кажется, что для расчёта железобетонной стены резервуара нагрузка во втором случае будет меньше. Подскажите прав ли я.