Меню разделаНа главную

ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ


Определение несущей способности грунта

Установление несущей способности грунта (табличные значения) находящегося под проектируемым или реконструируемым фундаментом начинают с геологической разведки. Для этого на строительной площадке из скважин или шурфов отбираются и исследуются пробы грунта.

Сначала производится классификация грунта. Гранулометрическим и/или методом отмучивания находится состав грунта и определяется его название.

Затем исследуются физические характеристики грунта. Методом режущего кольца устанавливается плотность грунта, методом высушивания и взвешивания определяется влажность, а скручиванием грунта в жгут и испытание балансирным конусом — консистенция грунта.

Далее делаются дополнительные лабараторные исследования грунта или производится еще несколько вычислений расширяющих количество физических характеристик грунтов.

При невозможности точного установления типа грунта самостоятельно, наличие на участке органических, мерзлых, насыпных грунтов и при любых других сомнениях в классифицировании грунта, для определения несущей способности грунта, нужно привлекать лицензированные геологические организации.

Уровень отвественности здания

Здание или сооружение должно быть отнесено к одному из следующих уровней ответственности: повышенный, нормальный и пониженный (статья 4 пункты 7–10 действующего технического регламента о безопасности зданий и сооружений Федерального закона №384-ФЗ) .

К повышенному уровню отвественности относятся: особо опасные, технически сложные или уникальные объекты.

К пониженному — здания и сооружения временного (сезонного) назначения, а также здания и сооружения вспомогательного использования, связанные с осуществлением строительства или реконструкции либо расположенные на земельных участках, предоставленных для индивидуального жилищного строительства.

Все остальные здания и сооружения относятся к нормальному уровню отвественности.

Формулировка идентификации зданий относящихся к третьему (пониженному) уровню отвественности — расплывчатая. Непонятно, описанны две группы зданий и сооружений: временные и вспомогательные или три группы — временные, вспомогательные и индивидуальные? В Белоруссии жилые индивидуальные дома высотой не более 2 этажей относят к третьей группе отвественности и в России жилые здания высотой до 10 м раньше тоже относили к этой группе. В новом техническом регламенте ясности в этом вопросе нет. Видимо его каждому придется решать самостоятельно. От выбора уровня отвественности зависит объем геологических изысканий и методика расчета фундаментов.

Определение расчетного сопротивления основания R по таблицам

Этот метод применяется для предварительного и окончательного расчета оснований для зданий третьего уровня ответственности находящихся в благоприятных условиях. Либо для предварительного расчета оснований для зданий второго уровня отвественности находящегося в любых, в том числе и неблагоприятных инженерно-геологических условиях.

«Благоприятными» считаются условия, при которых слои грунта в основании залегают горизонтально (уклон слоев не превышает 0,1), а сжимаемость грунта не увеличивается по крайней мере до глубины, равной двойной ширине самого большого отдельного фундамента и четырем ширинам ленточного (считая от уровня его подошвы).

Для фундаментов шириной b0 = 1 м и глубиной заложения d0 = 2 м значения расчетного сопротивления основания (R0 ) приведены в таблицах 11–15. С увеличением или уменьшением глубины заложения фундамента изменяется несущая способность грунта основания. В этом случае расчетные сопротивления основания (R) на различных глубинах следует определять по формулам:

R = R0 [1 +k1(b - b0) / b0] (d + d0) /2d0    при d < 2 м;

R = R0 [1 +k1(b - b0) / b0] + k2γ'(d - d0)   при d > 2м

где b — ширина фундамента, м; d — глубина заложения подошвы, м ; γ'— расчетное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м³; k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными грунтами и песками, k1 = 0,125; для оснований сложенных пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами, k1 = 0,05; k2 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными песчаными грунтами — k2 = 0,25, сложенных супесями и суглинками —k2 = 0,2; глинами — k2  = 0,15.

Таблица 11

Расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов R0
Круп­но­об­ло­моч­ные грун­ты Зна­чен­ия Rо, кПа (кг/см²)
Га­леч­ни­ко­вые (ще­бе­ни­стые) с пес­ча­ным за­пол­ни­те­лем 600 (6)
Га­леч­ни­ко­вые (ще­бе­ни­стые) с гли­ни­стым за­пол­ни­те­лем при по­ка­за­те­ле те­ку­че­сти:
Ip ≤ 0,5
0,5 < Ip ≤ 0,75


450 (4,5)
400 (4)
Гра­вий­ные (дре­свя­ные) с пес­ча­ным за­пол­ни­те­лем 500 (5)
Гра­вий­ные (дре­свя­ные) с гли­ни­стым за­пол­ни­те­лем при по­ка­за­те­ле те­ку­че­сти:
Ip ≤ 0,5
0,5 < Ip ≤ 0,75


400 (4)
350 (3,5)

Таблица 12

Расчетные сопротивления R0 песков
Пески Зна­чен­ия R0, кПа (кг/см²),в за­ви­си­мо­сти от плот­но­сти сло­же­ния пес­ков
плот­ные сред­ней плот­но­сти
Круп­ные 600 (6) 500 (5)
Сред­ней круп­но­сти 500 (5) 400
Мел­кие:
ма­ло­влаж­ные
влаж­ные и на­сы­щен­ные во­дой

400 (4)
300 (3)

300 (3)
200 (2)
Пы­ле­ва­тые:
ма­ло­влаж­ные
влаж­ные
на­сы­щен­ные во­дой

300 (3)
200 (2)
150 (1,5)

250 (2,5)
150 (1,5)
100 (1)

Таблица 13

Расчетные сопротивления R0 глинистых непросадочных грунтов
Гли­ни­стые грун­ты Ко­эф­фи­ци­ент по­ри­сто­сти, е Зна­чен­ия R0, кПа (кг/см²), при по­ка­за­те­ле те­ку­че­сти грун­та
IL = 0 IL = 1
Су­песи 0,5 300 (3) 300 (3)
0,7 250 (2,5) 200 (2)
Су­глин­ки 0,5 300 (3) 250 (2,5)
0,7 250 (2,5) 180 (1,8)
1 200 (2) 100 (1)
Гли­ны 0,5 600 (6) 400 (4)
0,6 500 (5) 300 (3)
0,8 300 (3) 200 (2)
1,1 250 (2,5) 100 (1)

Таблица 14

Расчетные сопротивления R0 глинистых просадочных грунтов
Гли­ни­стые грун­ты Зна­чен­ия R0, кПа (кг/см²), гли­ни­стых про­са­доч­ных грун­тов
при­род­но­го сло­же­ния с плот­но­стью в су­хом со­сто­я­нии ρd, т/м³ уплот­нен­ных с плот­но­стью в су­хом со­сто­я­нии ρd, т/м³
1,35 1,55 1,60 1,70
Су­песи 300 (3) / 150 (1,5) 350 (3,5) / 180 (1,8) 200 (2) 200 (2)
Су­глин­ки 350 (3,5) / 180 (1,8) 400 (4) / 200 (2) 250 (2,5) 300 (3)

Таблица 15

Расчетные сопротивления R0 насыпных грунтов
Ха­рак­те­ри­сти­ки на­сы­пи R0, кПа (кг/см²)
Пес­ки круп­ные, сред­ней круп­но­сти и мел­кие, шла­ки и т.п. при сте­пе­ни влаж­но­сти Sr Пес­ки пы­ле­ва­тые, су­песи, су­глин­ки, гли­ны, зо­лы и т.п. при сте­пе­ни влаж­но­сти Sr
Sr ≤ 0,5 Sr ≥ 0,8 Sr ≤ 0,5 Sr ≥ 0,8
На­сы­пи, пла­но­мер­но воз­ве­ден­ные с уплот­не­ни­ем 250 (2,5) 200 (2,0) 180 (1,8) 150 (1,5)
От­ва­лы грун­тов и от­хо­дов про­из­водств:
с уплот­не­ни­ем
без уплот­не­ния


250 (2,5)
180 (1,8)


200 (2,0)
150 (1,5)


180 (1,8)
120 (1,2)


150 (1,5)
100 (1,0)
Отвалы грунтов и отходов производств:
с уплотнением
без уплотнения


150 (1,5)
120 (1,20)


120 (1,2)
100 (1,0)


120 (1,2)
100 (1,0)


100 (1,0)
80 (0,8)

Расчетное сопротивление грунта основания R0 — это такое безопасное давление, при котором сохраняется линейная зависимость осадок фундаментов, а глубина развития зон местного нарушения прочности под его краями не превышает размера 1/4 ширины подошвы фундамента.

Определение расчетного сопротивления основания R по физическим характеристикам грунта

Этот метод применяется для окончательного расчета оснований для зданий второго уровня ответственности.

Расчетное сопротивление грунта основания определяется по формуле:

R = (m1m2 / k) [M1kzbγ + M2d1γ' + (M2 - 1) dbγ' + M3с],

где m1 и m2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по табл. 16; k — коэффициент, k = 1, если характеристики свойств грунтов определены опытным путем, k = 1,1, если характеристики приняты по справочным таблицам; M1, M2, M3 — коэффициенты, принимаемые по табл. 17; kz — коэффициент, при b < 10 м — kz =1 при b > 10 м — kz = z/b + 0,2 (здесь z = 8 м); b — ширина подошвы фундамента, м; γ — осреднен ное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), кН/м³; γ' — то же для грунтов, залегающих выше подошвы; с — расчетная величина удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа; db — глубина подвала, т.е. расстояние от уровня планировки до пола подвала, м. Для сооружений с подвалом шириной менее 20 м и глубиной свыше 2 м принимается db = 2 м, при ширине подвала больше 20, db = 0; d1 — глубина заложения фундамента бесподвальных сооружений от уровня планировки (м) или приведенная глубина заложения фундаментов от уровня пола подвала, определяемая по формуле: d1 = hs + hcfγcf / γ' ,здесь hs — толщина слоя грунта выше подошвы фундамента под подвалом: hcf — толщина пола подвала; γcf — расчетное значение удельного веса материала пола подвала, кН/м³.

Таблица 16

Значения коэффициентов m1 и m2
Грун­ты Ко­эф­фи­ци­ент m1 Ко­эф­фи­ци­ент m2 для со­ору­же­ний с жест­кой кон­струк­тив­ной схе­мой при со­от­но­ше­нии дли­ны со­ору­же­ния или его от­се­ка к вы­со­те L/H, рав­ном
4 и бо­лее 1,5 и ме­нее
Круп­но­об­ло­моч­ные с пес­ча­ным за­пол­ни­те­лем и пес­ча­ные, кро­ме мел­ких и пы­ле­ва­тых 1,4 1,2 1.4
Пес­ки мел­кие 1,3 1,1 1,3
Пес­ки пы­ле­ва­тые ма­ло­влаж­ные и влаж­ные 1,25 1,0 1,2
Пески насыщенные водой 1,1 1,0 1,2
Пы­ле­ва­то-гли­ни­стые, а так­же круп­но­об­ло­моч­ные с пы­ле­ва­то­гли­ни­стым за­пол­ни­те­лем с по­ка­за­те­лем те­ку­че­сти грун­та или за­пол­ни­те­ля IL ≤ 0,25 1,25 1,0 1,1
То же при 0,25 < IL ≤ 0,5 1,2 1,0 1,1
То же при IL > 0,5 1,1 1,0 1,0

Таблица 17

Значения коэффициентов М
Угол внут­рен­не­го тре­ния, φ, град Ко­эф­фи­ци­ен­ты
M1 M2 M3
0 0 1,00 3,14
1 0,01 1.06 3,23
2 0,03 1,12 3,32
3 0,04 1,18 3,41
4 0,06 1,25 3,51
5 0,08 1,32 3,61
6 0,10 1,39 3,71
7 0,12 1,47 3,82
8 0,14 1,55 3,93
9 0,16 1,64 4,05
10 0,18 1.73 4,17
11 0,21 1,83 4,29
12 0,23 1,94 4,42
13 0,26 2,05 4,55
14 0,29 2.17 4.69
15 0,32 2,30 4,84
16 0,36 2,43 4,99
17 0,39 2,57 5,15
18 0,43 2,73 5,31
19 0,47 2,89 5,48
20 0,51 3,06 5,66
21 0,56 3,24 5,84
22 0,61 3,44 6,04
23 0,69 3,65 6.24
24 0,72 3,87 6,45
25 0,78 4,11 6,67
26 0,84 4,37 6,90
27 0,91 4,64 7,14
28 0,98 4,93 7,40
29 1,06 5,25 7,67
30 1,15 5,59 7,95
31 1,24 5,95 8,24
32 1,34 6,34 8,55
33 1,44 6,76 8,88
34 1,55 7,22 9,22
35 1,68 7,71 9,58
36 1,81 8,24 9,97
37 1,95 8,81 10,37
38 2,11 9,44 10,80
39 2,28 10,11 11,25
40 2,46 10,85 11,73
41 2,66 11,64 12,24
42 2,88 12,51 12,79
43 3,12 13,46 13,37
44 3,38 14,50 13,98
45 3,66 15,64 14,64