Какое давление на фундамент

Обновлено: 05.05.2024

Таблица несущей способности грунта, сопротивление грунтов, таблица веса грунтов, таблица категорий и способов разработки почвы.

При разработке проекта для фундамента дома учитываются все факторы, в том числе и особенности грунтов. Для расчета общей допустимой нагрузки дома на грунт фундамента вы можете использовать формулу: A = Vдома (кг) / Sфунд (см2).

Таблица допустимого давления на грунт, кг/см 2 .

Грунт

Глубина заложения фундамента

Щебень, галька с песчаным заполнением

Дресва, гравийный грунт из горных пород

Песок гравелистый и крупный

Щебень, галька с илистым заполнением

Песок средней крупности

Песок мелкий маловлажный

Песок мелкий очень влажный

Иногда влажность грунтов может изменяться в большую сторону, в таких случаях несущая способность почвы становится меньше. Рассчитать влажность грунта можно самостоятельно. Для этого необходимо выкопать скважину или яму, и в том случае если через какой либо промежуток времени в ней появляется вода – грунт влажный, а если ее нет, то он сухой. Ниже мы рассмотрим плотность и несущей способности различных грунтов. Для расчета фундамента вы можете воспользоваться калькулятором фундамента.

Таблица плотности и несущей способности различных грунтов.

Грунт средней плотности

Песок среднего размера

Супесь влажная (пластичная)

Мелкий песок (маловлажный)

Мелкий песок (влажный)

Глина влажная (пластичная)

Суглинок влажный (пластичный)

При разработке проекта дома для примерного расчета фундамента, как правило, несущая способность принимается 2 кг/см 2 .

Следует отметить, что при разработке, грунт разрыхляется и увеличивается в объеме. Объем насыпи, как правило, больше объема выемки из которой грунт изымается. Грунт в насыпи будет постепенно уплотняться, это происходит под действием собственного веса или механического воздействия, поэтому значения первоначального коэффициента увеличения объема (разрыхления) и процента остаточного разрыхления после осадки будет между собой различаться. Грунты в зависимости от трудности и способа их разработки делятся на категории.

Таблица категорий и способов разработки почвы.

Категория грунтов

Типы грунтов

Плотность, кг/м 3

Способ разработки

Песок, супесь, растительный грунт, торф

Ручной (лопаты), машинами

Легкий суглинок, лёсс, гравий, песок со щебнем, супесь со строймусором

Ручной (лопаты, кирки), машинами

Жирная глина, тяжелый суглинок, гравий крупный, растительная земля с корнями, суглинок со щебнем или галькой

Ручной (лопаты, кирки, ломы), машинами

Тяжелая глина, жирная глина со щебнем, сланцевая глина

Ручной (лопаты, кирки, ломы, клинья и молоты), машинами

Плотный отвердевший лёсс, дресва, меловые породы,сланцы, туф, известняк иракушечник

Дано:
V-2м3
S-0.4 м2
найти:
P-?
Решение:
Узнаем массу кирпича:
1800*2=3600 кг
Силу тяжести:
3600*10=36 000
Дальше узнаем давление, воспользуемся формулой:
P=F/S
36 000:0.4=90 000 Па
Ответ: давление на фундамент равно 90 000 Па

Дано:
s - 0.08 м2
P - 0.17 МПа
Найти:
m - ?
СИ:
170000 Па
Решение:
Выразим из формулы:
P=F/s F
F=PS
0.08*170000=13600 H
13600:10=1 360 кг
Ответ: масса москвича равна 1 360 кг

Новые вопросы в Физика

По какой из формул можно вычислить сопротивление электрической цепи? а)R=R1+R2+R3 б)R=R1+ (R2*R3/R2+R3) в)R=(R2(R1+R3))/(R1+R2+R3) г)R=R2+(R1*R3/R1+R3 … )

помогите срочно до завтра . Спіраль електричного нагрівача, яка має Опір 55 Ом, виготовлена із нiкелiнового дроту з поперечним перерізом 0.1 мм². … Якою є довжина цього дроту?помогите до завтра пожалуста срочно відповідно 13,09м я не знаю как решити правильно помогате пожалуста срочно даю 35 балов

Решение задач. 1. Будет ли какой-либо из рычагов, схемы которых изображены на рисунке, нахо- дится в равновесин? Почему? F2 F2 Б) F2₂ B) 2. Какова дли … на плеча силы F1 рычага, находящегося в равновесин? (записать A 4 см В F1=5H F2=10H условие, выполнить вычисления)

физика 7 класс. пж 1. Знайти потенційну енергію стального тіла об'ємом 200см³, якщо воно розташоване на висоті 10м над по верхньою, густина сталі 7800 … кг/м³. 2. Куля має кінетичну енергію 400Дж і рухається зі швидкістю 10м/с. Знайти масу тіла. 3. Тіло кинули з поверхні вертикально вгору зі швидкістю 15м/с. На якій висоті його швидкість буде дорівнювати 5м/с?

Знайти загальний опір кола та розподіл струмів, якщо до ділянки прикладено напругу 18В, а опір кожного резистора становить 2 Ом.

Автомобіль під час рiвномірного руху проходить відстань 20 км за 15 хв . Визначити силу тяги , що діяла в напрямку руху автомобіля , потужність 50 кВт …

дам 30 балів,поможітьШвидкість руху окремих електронів у провіднику під дією електричного поля мала (приблизно 2м/с). Через який час електрони які йду … ть від негативного полюса джерела струму,досягнуть електричної дампи, якщо довжина з'єднувальних дротів між ними 10м?чому лампа починає світититися при замиканні кола майже миттєво?

Два вантажі масою 2 і 3 кг пов'язані ниткою і лежать на столі. До вантажу 3 кг прикладено в горизонтальному напрямку силу 40 Н. Визначити прискорення … вантажів і натяг нитки між ними. Коефіцієнт тренування по поверхні столу 0,2

вагон движется равноускоренно с ускорением -0,5 м/с² начальная скорость вагона равна 54 км ч. Через сколько времени вагон остановится?Какое растояние … он пройдет за это время? внимание:прошу решить в форме вектора + чертеж

Літак, що рівномірно летів на висоті 1 км, упродовж години пролетів 360 км. Маса літака дорівнює 2т. Визначте: а) кінетичну енергію літака; б) потенці … альну енергію літака відносно поверхні Землі; в) повну механічну енергію літака відносно поверхні Землі.

При устройстве фундаментов важное значение имеют не только правильный выбор глубины заложения, точность разбивочных работ, соблюдение технологических процессов устройства фундамента, но и верный выбор самой конструкции фундамента с учетом всех нагрузок от здания и способности грунта оснований выдерживать эти нагрузки без существенных деформаций. Расчеты и вариантное конструирование фундаментов с учетом применения различных материалов и способов их возведения позволят найти оптимальное техническое решение, при котором фундаменты будут более надежными и экономичными.

Грамотный расчет оснований и фундаментов может выполнить только специалист, так как для этого надо уметь использовать данные инженерно-геологических изысканий, нормативы, коэффициенты, величины и другие показатели, а также методики расчета, принятые в СНиПах. При расчете основания здания первостепенное значение имеют вид и сопротивляемость грунта. Для предварительного назначения размеров фундамента используются данные нормативного давления на основания. Эти данные могут быть использованы при ширине фундаментов от 0,6 до 1,5 м и глубине заложения от 1 до 2,5 м, считая от отметки природного рельефа или от отметки планировки до отметки основания.

Нормативное давление на основание

Вид грунта	кПа	кгс/см2
Крупнообломочные грунты, щебень, гравий	500-600	5,0-6,0
Пески гравелистые и крупные	350-450	3,5-4,5
Пески средней крупности	250-350	2,5-3,5
Пески мелкие и пылеватые плотные	200-300	2,0-3,0
Пески средней плотности	100-200	1,0-2,0
Супеси твердые и пластичные	200-300	2,0-3,0
Суглинки твердые и пластичные	100-300	1,0-3,0
Глины твердые	300-600	3,0-6,0
Глины пластичные	100-300	1,0-3,0

При глубине заложения фундамента более 2,5 м нормативное давление увеличивается, а при менее 1 м — уменьшается. Общее давление на грунт при определенной опорной площади фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта. Общая нагрузка, действующая на 1—2 м2 подошвы ленточного фундамента, будет равна сумме нагрузок от снега, крыши, всех перекрытий и перегородок, оборудования в доме, наружной стены дома и самого фундамента. Ориентировочную общую нагрузку можно вычислить с помощью таблиц.

Нагрузка от 1 м2 стены

Материал стен	кПа	кгс/м2
Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с минераловатным утеплителем	0,3-0,5	30-50
Брусчатые и бревенчатые толщиной 140-180 мм	0,7-1,0	70-100
Из опилкобетона толщиной 350 мм	3,0-4,0	300-400
Из керамзитобетона толщиной 350 мм	4,0-5,0	400-500
Из шлакобетона толщиной 400 мм	5,0-6,0	500-600
Из эффективного кирпича толщиной, мм:
380	5,0-6,0	500-600
510	6,5-7,5	650-750
640	8,0-9,0	800-900
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной, мм:
250	4,5-5,0	450-500
380	7,0-7,5	700-750
510	9,0-10,0	900-1000

Нагрузка от 1 м2 перекрытий пролетом до 4,5 м

Тип перекрытия	кПа	кгс/м2
Чердачное по деревянным балкам плотностью, кг/м3, не более:
200	0,7-1	70-100
300	1-1,5	100-150
500	1,5-2	150-200
Цокольное по деревянным балкам плотностью, кг/м3, не более:
200	1-1,5	100-150
300	1,5-2,0	150-200
500	2,0-3,0	200-300
Цокольное железобетонное	3,0-5,0	300-500

Нагрузка от 1 м2 горизонтальной проекции крыш

Тип кровли	кПа	кгс/м2
Покрытие рубероидом	0,3-0,5	30-50
Керамическая черепица при уклоне 45°	0,6-0,8	60-80
Кровельная сталь при уклоне 27°	0,2-0,3	20-30

Виды оснований

К основаниям из просадочных грунтов относятся глинистые грунты, которые, находясь в напряженном состоянии под действием нагрузки от сооружения или собственного веса, при замачивании дают дополнительную деформацию — просадку. Критерием для отнесения глинистых грунтов к просадочным является степень влажности (доля заполнения пор водой) < 0,6.

В зависимости от возможности просадочных явлений под действием собственного веса грунтовые условия на участке строительства подразделяются на два типа:

грунтовые условия, при которых просадка от собственного веса не превышает 5 см;
грунтовые условия, при которых возможна просадка от собственного веса более 5 см.

Тип грунтовых условий устанавливается в процессе инженерно-геологических изысканий. Устойчивость дома и других сооружений можно обеспечить следующими мероприятиями:

устранением просадочных свойств грунтов в пределах всей или части просадочной толщи;
заглублением фундамента;
устройством свайных фундаментов;
применением водозащитных и конструктивных мероприятий.

Выбор мероприятия производится на основе технико-экономических расчетов.

К основаниям из набухающих грунтов относят глинистые грунты, которые при замачивании в напряженном состоянии увеличиваются в объеме. Для набухающих грунтов характерны, кроме того, большая пластичность, низкий предел усадки и природная влажность. Выбор глубины заложения и назначение размеров фундаментов, возводимых на набухающих грунтах, можно производить без учета их набухающих свойств, т.е. как для обычных грунтов в природном состоянии.

Для противодействия набуханию грунтов можно увеличить давление на эти грунты против нормативов. Устойчивость дома и других сооружений при возможных деформациях основания от набухания, превышающих допустимые, обеспечивается за счет соответствующей подготовки основания:

устранения набухающих свойств грунтов в пределах всей или части толщи путем предварительного замачивания;
применения компенсирующих грунтовых подушек;
замены (полной или частичной) слоя набухающего грунта другим грунтом.

Рис. 1. Схема устройства компенсирующей подушки: 1 — ленточный фундамент; 2 — песчаная подушка; 3 — отметка планировки; 4 — отметка кровли (верха) набухающего грунта; Н — глубина заложения фундамента; а — ширина фундамента; h — высота песчаной подушки; с — отрезок компенсационной подушки

Компенсирующие подушки применяются в целях уменьшения величины неравномерности подъема ленточных фундаментов при замачивании основания из набухающих грунтов. Располагают компенсирующие подушки на кровле или в пределах слоя набухающих грунтов таким образом, чтобы глубина заложения фундамента Н была минимальной, но не менее 0,5 м, минимальное давление на грунт — не менее 1 кгс/см2. Размеры подушек назначаются в зависимости от ширины ленточного фундамента.

Размеры компенсирующих подушек

Ширина фундамента, а, м	h	c	α , град.
0,5 < а < 0,7	1,2а	0,7а	75-90
0,7 < а < 1	1,15а	0,5а	75-90
1 < а < 1,2	1,1а	0,4а	75-90

Примечание. В том случае, если между стенками траншеи и подушкой будет находиться насыпной грунт, ширина подушки назначается из условия обеспечения устойчивости под действием горизонтальных напряжений.

Для устройства подушки рекомендуется применять несвязные грунты. Плотность уплотненного грунта подушки должна быть не менее: для мелких песков 1,60 т/м3, для средних и крупных 1,55 т/м3. Нижний слой подушки толщиной от 15 до 30 см не уплотняется.

Действие сил пучения грунта на фундаменты

Давление по подошве фундамента назначается в зависимости от вида грунта подушки и его состояния. Нагрузка на основание, особенно из просадочных и набухающих грунтов, должна быть сбалансирована, иначе при фактической нагрузке, превышающей нормативную вследствие замачивания грунта, произойдет дополнительная просадка фундамента, а при недогрузке силам пучения легко будет вытолкнуть вверх фундамент. Рассмотрим, как действуют эти силы на фундамент.

Самыми опасными силами, действующими на фундаменты малоэтажных домов, являются силы морозного пучения. В тяжелых пучинистых грунтах, где присутствуют водонасыщенные глины, суглинки, супеси, вертикальные перемещения поверхностного слоя грунта при его промерзании на 1—1,5 м составляют 10—15 см (рис. 2).

Рис. 2. Схема деформации грунта при пучении: 1 — уровень промерзания грунта; 2 — уровень земли до пучения; 3 — уровень земли при пучении

Рис. 3. Схема действующих сил пучения на фундаменты: а — силы пучения, действующие на ленточный фундамент без подвала; б — то же, с подвалом; в — силы бокового пучения, действующие на столбчатый фундамент; 1 — фундамент; 2 — уровень промерзания грунта; 3 — уровень земли до пучения; 4 — уровень земли при пучении; А — нагрузка сооружения на фундамент; Б — сила сопротивления грунта основания; В — силы морозного пучения грунта основания

Результаты действия сил морозного пучения — подъём фундамента, а затем при неравномерном оттаивании грунта — его опускание — приводят к деформации фундамента, перекосу стен дома и появлению различных дефектов: трещины в стенах, смещение балок, крыльца, отслоение обоев, заклинивание дверей и т.д. Избежать отрицательного воздействия сил морозного пучения не всегда удается только за счет увеличения глубины заложения фундамента ниже уровня промерзания. Силы пучения действуют не только снизу, но и сбоку. Эти касательные силы способны накренить фундамент, что приведет к изменению направления действующих вертикально сил, внецентренному давлению от нагрузок дома и дополнительным неприятным последствиям. Силы, действующие на фундаменты, показаны на рис. 3.

Опорная поверхность фундамента (см. рис. 3, а) — подошва — расположена выше уровня промерзания грунта и на нее действуют силы пучения В. Такое устройство фундамента можно считать неправильным. Фундаменты, расположенные ниже уровня промерзания грунта (см. рис. 3, б, в), не испытывают давления мерзлого грунта снизу, но боковое давление остается значительным и может привести к смещению фундамента. Для нейтрализации этих сил, кроме мероприятий, описанных при рассмотрении свойств просадочных и набухающих грунтов, рекомендуется:

При устройстве фундаментов важно брать в расчет все нагрузки от здания и способности грунта оснований выдерживать их без деформаций. для этого существуют определенные расчеты, соответствующие ГОСТам. Какое давление должно быть на фундамент? Обычно такое решение может принять только специалист, имея под рукой данные инженерно-геологических изысканий, нормативы, коэффициенты, величины и другие показатели, а также методики расчета, принятые в СНиПах. Первое, что берется в расчет, это вид и сопротивляемость грунта. Существуют специальные таблицы, в которые заложены все необходимые данные. При глубине заложения фундамента более 2,5 м нормативное давление. указанное в таблице увеличивается, а при менее 1 м - уменьшается. Общая нагрузка, действующая на 1-2 кв.м. подошвы ленточного фундамента, будет равна сумме нагрузок от снега, крыши, всех перекрытий и перегородок, оборудования в доме, наружной стены дома и самого фундамента.

Рассчитать ширину и глубину фундамента

Перед тем, как приступить к возведению ленточного фундамента, необходимо узнать основные его параметры: глубину заложения и площадь основания. Необходимо правильно рассчитать ширину и глубину фундамента. На расчет глубины влияют качественные показатели грунта и характеристики возводимого объекта. При возведении фундамента для большого многоэтажного дома заглубление должно происходить вплоть до границы промерзания грунта и даже глубже для надежности (примерно на 300 мм), Регион с различным климатом имеет свое значение заглубления. Итого, общая глубина для сложных грунтов составляет: ГПГ+600 мм, где ГПГ – глубина промерзания грунта. Для легких конструкций, например, деревянных домов, бань, он может заглубляться всего на 500 мм. В этом случае предполагается, что вспучивание грунта будет протекать равномерно и не скажется на целостности постройки.

Что касается остальных размеров, то ширину каждой полосы, как правило, принимают равной 400 мм. Минимальная ширина ленточного фундамента должна быть равной ширине стен или больше.

Допускается свес стен над фундаментом на ширину 10-13 см, но не более. Это объясняется тем, что железобетон имеет высокую прочность, намного выше прочности стеновых материалов, поэтому может выдержать нагрузку от более широкой стены, а узкий фундамент, позволяет сократить расход бетона и арматуры.

Осталось только узнать общую площадь поверхности. Для чего необходимо рассчитывать площадь подошвы? Для того, чтобы определить номинальную площадь, благодаря которой возводимый объект будет устойчивым. Проще говоря – чтобы дом неравномерно не ушел в землю под действием суммарной нагрузки на грунт. Ведь постройка может не только выталкиваться вспученными грунтами во время их сезонного промерзания, но и за счет высоких нагрузок продавливать грунт. И та и другая ситуация чревата разрушением постройки. Для расчета используется формула S > k(n)*F/k(c)*R, где

k(n) – коэффициент надежности, который обычно принимают равным 1,2, т.е. запас площади равен 20%;
F – суммарная расчетная нагрузка на грунтовое основание. Сюда входит нагрузка от дома, фундамента, полезная нагрузка и т.д. – все, что способствует увеличению давления на опору ленточного фундамента;
k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины пластичной и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены до 1,4 для крупного песка и нежестких конструкций;
R – расчетное сопротивление грунта.

Рассчитывая ленточный фундамент, мы узнаем высоту и ширину, после чего определяем:

количество бетона, необходимого для заливки,
количество арматуры,
материала для опалубки.

Как видите, размеры фундамента позволяют узнать многое для устройства надежного основания.

Размеры внецентренно нагруженных фундаментов определяются исходя из условий:

(5.50)

(5.51)

(5.52)

где р — среднее давление под подошвой фундамента от нагрузок для расчета оснований по деформациям; p_max — максимальное краевое давление под подошвой фундамента; р c _max — то же, в угловой точке при действии моментов сил в двух направлениях; R — расчетное сопротивление грунта основания.

Максимальное и минимальное давления под краем фундамента мелкого заложения при действии момента сил относительно одной из главных осей инерции площади подошвы определяется по формуле

(5.53)

где N — суммарная вертикальная нагрузка на основание, включая вес фундамента и грунта на его обрезах, кН; A — площадь подошвы фундамента, м 2 ; М_х — момент сил относительно центра подошвы фундамента, кН·м; y — расстояние от главной оси инерции, перпендикулярной плоскости действия момента сил, до наиболее удаленных точек подошвы фундамента, м; I_x — момент инерции площади подошвы фундамента относительно той же оси, м 4 .

Для прямоугольных фундаментов формула (5.53) приводится к виду

(5.54)

где W_x — момент сопротивления подошвы, м 3 ; e_x = M_x/N — эксцентриситет равнодействующей вертикальной нагрузки относительно центра подошвы фундамента, м; l — размер подошвы фундамента в направлении действия момента, м.

При действии моментов сил относительно обеих главных осей инерции давления в угловых точках подошвы фундамента определяется по формуле

(5.55)

или для прямоугольной подошвы

(5.56)

где М_х, M_y, I_х, I_y, e_x, e_y, x, у — моменты сил, моменты инерции подошвы эксцентриситеты и координаты рассматриваемой точки относительно соответствующих осей; l и b — размеры подошвы фундамента.

Условия (5.50)—(5.52) обычно проверяются для двух сочетаний нагрузок, соответствующих максимальным значениям нормальной силы или момента.

Относительный эксцентриситет вертикальной нагрузки на фундамент ε = е/l рекомендуется ограничивать следующими значениями:

ε_u = 1/10 — для фундаментов под колонны производственных зданий с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 т и выше и открытых крановых эстакад с кранами грузоподъемностью более 15 т, для высоких сооружений (трубы, здания башенного типа и т.п.), а также во всех случаях, когда расчетное сопротивление грунтов основания R < 150 кПа;

ε_u = 1/6 — для остальных производственных зданий с мостовыми кранами и открытых крановых эстакад;

ε_u = 1/4 — для бескрановых зданий, а также производственных зданий с подвесным крановым оборудованием.

Форма эпюры контактных давлений под подошвой фундамента зависит от относительного эксцентриситета (рис. 5.25): при ε < 1/6 — трапециевидная (если ε = 1/10, соотношение краевых давлений p_min/p_max = 0,25), при ε = 1/6 — треугольная с нулевой ординатой у менее загруженной грани подошвы, при ε > 1/6 — треугольная с нулевой ординатой в пределах подошвы, т.е. при этом происходит частичный отрыв подошвы.

В последнем случае максимальное краевое давление определяется по формуле

(5.57)

где b — ширина подошвы фундамента; l₀ = l /2 – e — длина зоны отрыва подошвы (при ε = 1/4, l₀ = 1,4).

Следует отметить, что при отрыве подошвы крен фундамента нелинейно зависит от момента.

Распределение давлений по подошве фундаментов, имеющих относительное заглубление λ = d/l > 1, рекомендуется находить с учетом бокового отпора грунта, расположенного выше подошвы фундамента. При этом допускается применять расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентом постели (коэффициентом жесткости). В этом случае краевые давления под подошвой вычисляются по формуле

(5.58)

где i_d — крен заглубленного фундамента; c_i — коэффициент неравномерного сжатия.

Пример 5.11. Определить размеры фундамента для здания гибкой конструктивной схемы без подвала, если вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента N = 10 МН, момент M = 8 МН·м, глубина заложения d = 2 м. Грунт — песок средней крупности со следующими характеристиками, полученными по испытаниям: е = 0,52; φ_II = 37°; c_II = 4 кПа; γ = 19,2 кН/м 3 . Предельное значение относительного эксцентриситета ε_u = е/l = 1/6.

Решение. По табл. 5.13 R₀ = 500 кПа. Предварительные размеры подошвы фундамента определим исходя из требуемой площади:

м 2 .

Принимаем b · l = 4,2 · 5,4 м ( A = 22,68 м 2 ).

Расчетное сопротивление грунта по формуле (5.29) R = 752 кПа. Максимальное давление под подошвой

кПа < 1,2 R = 900 кПа.

Эксцентриситет вертикальной нагрузки

м,

т.е. ε = e/l = 0,733/5,4 = 0,135 < ε_u = 0,167.

Таким образом, принятые размеры фундамента удовлетворяют условиям, ограничивающим краевое давление и относительный эксцентриситет нагрузки.

Читайте также: