Что такое несущая способность. Что такое несущая способность

Тип используемого фундамента должен быть определен в соответствии с типом почвы до начала строительства. Выбор типа фундамента — дело непростое, поскольку каждый тип фундамента подходит для разных почв. Вот несколько основных рекомендаций.

Что такое несущая способность

Несущая способность (НС) — это максимальная эксплуатационная нагрузка, которую может выдержать несущая конструкция (фундамент, свая, стена, балка, плита и т.д.) без разрушения, деформации или потери функции.

При превышении НЗ достигается предельное состояние, и конструкция начинает разрушаться.

В конструкциях это значение нагрузки соответствует предельному состоянию здания с точки зрения прочности.

При проектировании здания отдельно измеряется несущая способность всех компонентов здания и грунта, на котором оно стоит. Рассмотрим некоторые основные параметры, которые вычисляются в первую очередь.

Несущая способность грунта

Сопротивление грунта — это максимальная нагрузка, которую может выдержать грунт. Это значение необходимо знать при проектировании дома или выборе фундамента.

Расчет несущей способности различных грунтов приведен в СНиП 2.02.01-83.

На величину сопротивления влияют такие факторы, как плотность и содержание влаги. Чем выше плотность почвы, тем меньше воздуха и тем выше несущая способность.

И наоборот, чем выше содержание влаги, тем ниже несущая способность почвы. Однако для грунтов, содержащих крупнозернистый песок или гравий, несущая способность немного снижается с увеличением содержания влаги.

Несущая способность – это одна из ключевых характеристик почвы, которую стоит выяснить прежде чем приступать к строительству. Она определяет ту массу, которую способна вынести почва в расчете определенной массы на площадь. Вес, который может выдержать грунт на см2 без изменений свойств почвы – это и есть несущая способность.

От чего зависит несущая способность?

Для определения несущей способности грунта необходимо провести геологическое исследование. На строительной площадке следует пробурить несколько отверстий, взять пробы через регулярные промежутки времени, провести лабораторные исследования и подготовить отчет.

На несущую способность конструкции влияют несколько факторов

• Тип почвы.
• Толщина слоя.
• Глубина, на которой она возникает.
• Свойства непосредственно предшествующего слоя.
• Уровень грунтовых вод (УГВ).
• Глубина промерзания почвы.
• Плотность.

Наиболее важным показателем в строительстве является уровень грунтовых вод; содержание влаги в почве зависит от уровня грунтовых вод.

Одна и та же порода имеет разные свойства в сухом и насыщенном состоянии, причем разница может быть в несколько раз больше.

Любая почва, находящаяся в контакте с водой, считается насыщенной.

В результате она становится более текучей, и ее несущая способность снижается.

Исключение составляют пески средней и крупной фракции. Их свойства не меняются при насыщении водой.

Плотность является показателем пористости.

Почва состоит из заполненных воздухом или водой полостей между твердыми частицами. Деформация (усадка) происходит при превышении максимальной нагрузки, что может привести к полному разрушению здания.

Плотные породы с небольшим количеством пустот считаются самыми прочными. Усадка этих почв незначительна.

Залегание

При проектировании здания очень важно исследовать грунт под планируемыми фундаментами. Почвы, которые слишком слабы, чтобы выдержать нагрузку небольшого здания, будут обнаружены близко к поверхности земли. Чем глубже залегают породы, тем они старше, плотнее, толще и надежнее.

В зависимости от глубины и типа грунта, планы фундаментов составляются в соответствии с нормативами.

• Не допускается размещение фундаментов вблизи границ между различными типами пород.
• Фундаменты должны располагаться выше уровня грунтовых вод, но если это невозможно, следует принять меры по структурной гидроизоляции.
• В идеале фундамент должен быть установлен горизонтально.

Несущая способность фундаментов снижается при колебаниях скальных пород, вблизи уровня грунтовых вод и на наклонной поверхности.

Рис. 1 Пример инженерно-геологического разреза

На рисунках показаны различные оттенки породы, высоты карьера и линии уровня грунтовых вод.

Типы грунтов

Существует несколько типов горных пород, каждый из которых обладает своими характеристиками.

• Камень с высокой плотностью и прочностью.
• Большой скол. Состоит из крупных, разделенных частиц.
• Песчаный Непластичный грунт с высокой несущей способностью.
• Сумасшедший Почва легко впитывает влагу и замерзает при заморозках.

Рокки.

Горные породы образуются, когда магма застывает внутри земли в результате извержения вулканов.

Повышение несущей способности

На участках, где несущая способность фундаментов недостаточна, необходимы работы по увеличению несущей способности грунта.

Существует два основных метода.

Первый — вбивание небольших свай в грунт для увеличения плотности и уменьшения пустот в подстилающей породе.

Второй метод предполагает введение в грунт различных химических добавок для связывания отдельных частиц почвы между собой.

Другим методом улучшения свойств фундаментов является создание песчаной подушки под фундаментом. После уплотнения он воспринимает нагрузки от здания и равномерно передает их на подстилающий грунт. Песок не удерживает влагу и не поднимается, что делает его пригодным для фундамента при строительстве дома.

Другим способом улучшения характеристик фундамента является понижение уровня грунтовых вод.

Низкопрочные материалы с металлическими элементами внутри, такие как цементобетонные вкладыши, используются для повышения прочностных характеристик конструктивных элементов.

Как узнать, достаточна ли площадь вашего фундамента

Если вы знаете тип грунта на вашем участке и рассчитали его несущую способность, это первый шаг. Второй — сможет ли почва выдержать вес вашего дома. Для этого вам необходимо знать массу вашего будущего дома в соответствии с вашим проектом. Другими словами, важен совокупный вес дома, который представляет собой сумму веса фундамента, стен, крыши, перегородок, всех несущих конструкций и предполагаемого веса мебели, находящейся в доме.

Полученную массу следует разделить на сопротивление заземления на м2/см2. Если несущая способность недостаточна, площадь ленточного фундамента может быть увеличена или под ленточный фундамент может быть уложена монолитная плита.

Чтобы выбрать застройщика, подходящего для желаемой технологии малоэтажного строительства, воспользуйтесь поиском по каталогу Building Companion. Вы можете посмотреть примеры строительства и отзывы в профиле застройщика и запросить смету строительства.

Какие типы фундамента подходят для различных типов почвы

Тип используемого фундамента должен быть определен в соответствии с типом почвы до начала строительства. Выбор типа фундамента — дело непростое, поскольку каждый тип фундамента подходит для разных почв. Вот несколько основных рекомендаций.

• Свайные фундаменты (например, свайно-винтовые фундаменты, буронабивные свайные фундаменты, свайно-скальные фундаменты). Если почва на участке суглинок или глина, лучше всего установить ленточный фундамент поверх свай. Поскольку суглинок и глина являются пористыми почвами, лучше всего размещать фундамент ниже глубины промерзания. В этом смысле можно использовать сваи для достижения необходимой глубины, а несущая способность сваи по отношению к грунту будет достаточной для всех домов, кроме самых тяжелых (бетонных или кирпичных).
• Ленточный фундамент. Если почва не заболочена, грунтовые воды залегают не очень глубоко, и вы планируете строить дом из легких материалов, фундаменты мелкого заглубления вполне подходят. Они значительно дешевле плитных фундаментов и более надежны, если грунт подходящий.
• Монолитная плита (железобетонная плита, ЖБП). Самый универсальный тип основы. Подходит практически для всех типов почв, включая глинистые почвы, а также для тяжелых зданий. Было установлено, что он обладает низкой несущей способностью на торфяном, громоздком и неровном грунте (например, если предполагаемое место застройки является свалкой и содержит множество мелких кусков металла, пластика и т.д.).

Один из главных советов по выбору правильного фундамента — обратить внимание на соседние застройки. Поговорите с владельцем дома и узнайте, какой тип фундамента он выбрал, сколько весит здание, какова его конструкция, есть ли трещины в стенах и — конечно же — как долго стоит дом.

Если у вас нет опыта в строительстве, мы настоятельно рекомендуем вам не принимать решение о типе фундамента самостоятельно. В идеале это должен делать не строитель, а проектировщик на основании геологического исследования и точных расчетов. Еще одна «загвоздка» заключается в том, чтобы по возможности всегда заказывать услуги одной компании. Это проектирование, фундаментные работы, «каркас» дома и, в идеале, геологические изыскания.

В противном случае, если результаты окажутся сомнительными, застройщик переложит вину на компанию, которая строила фундамент, проектировщика и компанию, проводившую геотехнические изыскания.

На несущую способность влияет ряд условий, включая наличие жестких связей арматуры, характер взаимодействия материалов, разгружающее действие отдельных элементов и состояние раствора и других контактных слоев.

Расчет несущей способности

Фундамент — это тип строительной конструкции, которая распределяет нагрузки здания на четко определенный слой грунта. Поэтому несущая способность грунта на строительной площадке является одним из ключевых параметров при расчете несущей способности фундаментов. Поэтому несущая способность фундамента заключается в расчете минимальной площади опоры фундамента на грунт таким образом, чтобы набор его пространственных параметров оставался неизменным и не превышал допустимых значений в процессе эксплуатации сооружения. В упрощенном виде расчет производится по формуле.

L — длина ленточного фундамента (в пользу этого типа фундамента).

G — несущая способность грунта, определенная геодезической съемкой.

M — масса здания или сооружения с учетом всех видов статических и динамических нагрузок, используемых материалов, наличия или отсутствия людей и факторов безопасности.

Параметры фундамента и несущая способность

В заключение следует отметить, что размеры фундаментов тесно связаны с несущей способностью фундамента. Поэтому во многих проектах может быть принято решение, сочетающее несколько различных типов фундаментов. В этом случае несущая способность каждого отдельного основания должна быть рассчитана отдельно. Согласно правилам проектирования, чем больше ширина фундамента, тем больше объем грунта, который может привести к разрушению конструкции. Поэтому на однородном грунте фундаменты с меньшей шириной более устойчивы. Параметры несущей способности также зависят от формы фундамента и используемых материалов. Основная задача конструктора при выборе основания и расчете здания — равномерно распределить вес конструкции.

Одним из критериев прочности и устойчивости, который непосредственно влияет на несущую способность фундаментов, является глубина заложения фундамента. По сравнению с мелкозаглубленными фундаментами, конструкции, установленные на большей глубине, имеют меньшую вероятность обрушения. Это связано с тем, что свойства почв на разных глубинах определяются глубиной проникновения мороза и степенью пучения. При строительстве на песчаных почвах или почвах с различным содержанием песка более глубокие фундаменты могут уменьшить возможную осадку во время эксплуатации и увеличить несущую способность.

Если глубина заложения фундамента выбрана неправильно, грунт будет деформироваться. Обычно это проявляется в том, что грунт под фундаментом сначала уплотняется, а затем появляется в виде клиньев с разных сторон фундамента. В этом случае, если почвенный покров сдвинется хоть немного, это может вызвать трещины в подпочве и привести к обрушению здания. Также могут наблюдаться сдвиги или углубления в земле. Глубоко залегающие фундаменты не могут быть обрушены таким образом. Движение грунта на глубине вызывает только локальное уплотнение и не приводит к процессу деформации.

Поэтому расчеты несущей способности фундамента должны учитывать все возможные факторы, такие как форма, размер, масса и характер грунта, чтобы обеспечить надежность фундамента на протяжении всего срока службы здания. Материалы для стен, полов и крыш выбираются на основе данных о свойствах грунта, полученных для обеспечения несущей способности и равномерного распределения веса фундамента.