Советы начинающему строителю: как рассчитать осадку фундамента

Фундамент – это основа всего здания. Следовательно, ему необходимо уделять наибольшее внимание. Так, перед строительством дома важно произвести расчет осадки фундамента. Для этого существует несколько способов. В строительных нормах и правилах (СНиП) имеются данные относительно нормируемых величин значений осадки, которые не должны быть превышены.

Что необходимо учесть при расчете

Для начала давайте определимся, что же понадобится для вычисления осадки фундамента. Основной метод, который используется в настоящее время, — метод суммирования слоев. По такому методу высчитывается каждое отдельное значение (среднее) дополнительного давления, которое передается фундаментом на грунт вследствие постоянного воздействия нормативных нагрузок. При этом важно помнить, что все слои, которые принимаются во внимание, располагаются в пределах некоторой толщи грунта под фундаментом – это пространство носит название «активная зона».

Напряжения в активной зоне должны быть определены – для этого используются знания о деформируемой среде относительно основания, которое сложено теми или иными однородными грунтами. То, какова будет осадка каждого отдельного слоя, должно быть вычислено по формуле сжатия грунта. При этом нужно принимать во внимание условия ограниченной возможности расширения. Обычно в качестве расчетного принимается усредненное значение дополнительного давления, которое действует по оси фундамента, в пределах того или иного слоя.

Как влияет на расчеты форма фундамента

Из-за того, что силы трения, которые действуют по боковой стороне фундамента, значительны, их действие необходимо использовать при назначении расчетных размеров подошвы. Необходимо принимать во внимание значение расчетных углов внутреннего трения грунта, который прорезается фундаментом. Если вы решили построить фундамент, который имеет уступчатую форму, вам придется учесть силу трения, которая оказывается в пределах высоты нижнего уступа.

Помните, что каждый слой должен быть однородным, иметь одинаковый коэффициент сжимаемости и обладать толщиной не больше 38-40% относительно меньшего размера подошвы (форма прямоугольника) или же диаметра, если вы решили создать круглый фундамент.

Основные расчеты

Следует вычислить давление, которое обозначается латинской буквой p. Оно высчитывается как дополнительное к природному давление на середине толщины (обозначается буквой t) грунта, значения подставляются в формулу: p*z=a*(p*z₀ – ph). При этом значение z – это глубина сжимаемой толщи грунта в активной зоне, она принимается с учетом данных в СНиП. Глубина равна расстоянию между подошвой и отметкой, где дополнительное к природному давление составляет 20% от естественного ph.

Если в активной зоне имеются водоупорные слои грунта, которые расположены ниже грунтовых вод, то значение природного давления для слоев ниже водоупорного должно быть выше. Таким образом, это значение возрастает на показатель гидростатического давления, который равен превышению грунтовых вод на водоупорным слоем. Значение деформации определяется по результатам испытаний штампами. Допускается также использование значений по СНиП.

Расчет осадки способом эквивалентных слоев

Существует еще один способ расчета осадки фундамента. Вы можете пользоваться любым, но метод эквивалентного слоя проще. Нужно сделать несколько допущений перед расчетами:

• грунт однороден и имеет бесконечное распространение в полупространстве;
• деформация в полупространстве пропорционально напряжению (линейная деформация);
• деформация устанавливается способами расчета из теории упругости.

Отсюда исходит формула, по которой и можно высчитать осадку поверхности полупространства с линейной деформацией.

1. Для расчета необходимо коэффициент осадки, который зависит от формы площади, жесткости фундамента, умножить на ширину площади загружения.
2. Далее коэффициент бокового расширения грунта вычитается из единицы, и полученное значение умножается на число, вычисленное в первом пункте, и на интенсивность давления, которое прикладывается и деформирует полупространство.
3. Наконец, остается разделить значение, полученное во втором пункте, на модуль деформации грунта.

Такая формула используется часто, потому что дает достаточно точное значение благодаря учету бокового расширения и деформации под воздействием всех компонентов, которые вызывают напряжение.