Postup výpočtu sedání základů

Podstata metody sčítání vrstev po vrstvách spočívá v tom, že sesedání podkladu při působení zatížení od konstrukce je definováno jako součet sedání jednotlivých elementárních vrstev zeminy o takové tloušťce, při které každá z nich lze považovat za nekonečnou vrstvu ležící na nestlačitelném podkladu, u které je možné bez velké chyby brát ve výpočtech průměrné hodnoty provozních napětí a průměrné hodnoty koeficientů. K tomu je stlačitelná tloušťka rozdělena do hloubky na elementární vrstvy o tloušťce ne větší než 0,4 bKde b – šířka základu. Zjišťují se sedání jednotlivých vrstev zeminy, jejichž sečtením se zjistí celkové sedání základu konstrukce v rámci stlačitelné tloušťky.

Metoda je založena na následujícím předpoklady:

1 – zemina na základně je spojité, homogenní, izotropní lineárně deformovatelné těleso;

2 – sedání je způsobeno pouze působením svislého napětí s_za zbývající složky napětí se neberou v úvahu;

3 – boční rozšíření půdy na základně je nemožné;

4 – napětí s_z určeno pod středem základny základu;

5 – tuhost základu se nebere v úvahu;

6 – deformace jsou uvažovány pouze v rámci stlačitelné tloušťky;

7 – hodnota koeficientu b 0,8 se bere bez ohledu na typ půdy.

Pro výpočet sedání každé elementární vrstvy se používá vzorec (4.5).

Tlak s_z pod středem základny základu je určeno vzorcem (3.18):

kde a – koeficient převzatý podle tabulky. (3.4) nebo tabulky SNiP [8]; р je průměrný tlak pod základnou základu.

Schéma výpočtu metody sčítání po vrstvách je znázorněno na Obr. 4.2.

Rýže. 4.2. Výpočtové schéma pro stanovení vypořádání metodou

DL – úroveň plánování; NL – úroveň přirozeného reliéfu;

FL – úroveň základny základu; WL – hladina podzemní vody;

H_c – hloubka stlačitelné tl

Výpočet sedimentu metodou sčítání vrstev po vrstvě se provádí v následujícím pořadí.

1. Stanoví se přídavný tlak p, přesahující přirozené:

p =p-s_zg,0, (4.6) kde р – průměrný tlak pod základnou základu od zatížení konstrukce, včetně hmotnosti základu a zeminy na jejích římsách; s_zg,0 – přirozený tlak na úrovni základny základu.

Tlak s_zg,0 je určeno vzorcem

kde g¢ – měrná hmotnost půdy nad základnou; d_n – hloubka základny základu od úrovně přirozeného reliéfu.

2. Zdůrazňuje s_zр od vnějšího zatížení v různých hloubkách pod středem základny základu a je vytvořen diagram s_zр.

Pro sestavení diagramu rozdělíme tloušťku zeminy na elementární vrstvy o tloušťce 0,4 b (b – šířka základu) a vypočítat napětí s_zр na podrážce každé vrstvy podle vzorce

Koeficient a určeno podle tabulky. (3.4) nebo tabulky SNiP [8] v závislosti na hodnotách a (kde l – dlouhá strana základny základu; b – jeho krátká strana; z je hloubka základny elementární vrstvy). Hodnoty napětí s_zр vyneseno na diagramu vpravo od osy z.

3. Zdůrazňuje s_zg z vlastní hmotnosti půdy a v různých hloubkách se vynese graf přirozeného tlaku.

Napětí od vlastní hmotnosti zeminy (přirozený tlak) se určí sečtením hmotnosti každé vrstvy zeminy:

kde g_i – měrná hmotnost půdy i -tá vrstva; h_i – tloušťka i -tá vrstva; n je počet vrstev.

Při vážení vody by měla být zohledněna měrná hmotnost zemin ležících pod hladinou podzemní vody. Jílovité půdy s filtračním koeficientem menším než 1×10 -5 m/den. A I_L < 0,25 jsou považovány za aquiclude a jejich specifická hmotnost se bere v úvahu bez vážení vlivu vody. Pro určení σ_zg v této vrstvě a pod ní je nutné počítat s tlakem vodního sloupce umístěného nad touto vrstvou.

Zátěžový diagram s_zg postavena ve stejném měřítku jako pozemek s_zрa jeho hodnoty jsou vyneseny nalevo od osy z.

4. Stanoví se hloubka stlačitelné tloušťky H_c.

Hodnota stresu s_zр klesá s hloubkou a ve výpočtu jsou omezeny na tloušťku, pod kterou jsou tato napětí zeminy zanedbatelně malá. SNiP [8] doporučuje pro běžné zeminy vzít stlačitelnou tloušťku do hloubky H_c, na kterém je napětí s_zр nepřesahují 20 % přirozeného tlaku, tzn. ze stavu

Při výskytu vysoce stlačitelných zemin s deformačním modulem E £ 5 MPa pod hloubkou odpovídající podmínce (4.9) se stlačitelná tloušťka zvětší a určí se z podmínky

Určit H_c graficky ze strany diagramu s_zр vytváří se pomocný diagram 0,2 s_zg, a průsečík těchto diagramů ukazuje polohu hranice stlačitelné tloušťky.

5. Stanoví se sedání základny.

Sednutí základu základu je definováno jako součet sedání povrchů jednotlivých elementárních vrstev v hloubce stlačitelné tl. H_c podle vzorce

kde n je počet vrstev zeminy v rámci stlačitelné tloušťky; h_i – tloušťka i- vrstva půdy; E_i – modul deformace i -tá vrstva; s_zp,i – napětí uprostřed i -tá vrstva; b -koeficient se rovná 0,8 bez ohledu na typ půdy.

Příklad 4.1

Určete sedání pásového základu o šířce 1,2 m. Hloubka uložení je 2 m od povrchu přírodního reliéfu. Průměrný tlak na základnu základu р = 288 kPa. Základ tvoří tvrdoplastické jíly o tloušťce 3,2 m s následujícími vlastnostmi: g_II = 18,4 kN / m 3, Е = 15 MPa. Jíly jsou podloženy písky střední velikosti, střední hustoty, nízkého stupně nasycení vodou, s následujícími vlastnostmi: g_II = 18,8 kN / m 3, Е = 30 MPa. Podzemní voda v místě stavby do hloubky 10 m nenarazí. Vegetativní půdy leží z povrchu s g_II = 16,1 kN / m 3, tloušťka vrstvy – 1,2 m (obr. 4.3).

Vertikální napětí od vlastní hmotnosti zeminy v úrovni základny základu:

Dodatečný tlak na základnu pod základnou základu:

p =p-s_zg,0 = 288 – 34 = 254 kPa.

Další výpočty budou provedeny v tabulkové formě (tab. 4.2). Hodnoty a přijmout podle tabulky. 3.4.

Spodní hranice stlačitelné tloušťky se určí z podmínky s_zр 0,2 £_zg, který je uspokojen do hloubky Н_с = 6,24 m od paty základu.

Sedlo základu je: S = 2,46 cm.

Rýže. 4.3. Výpočtové schéma pro stanovení sedimentu metodou vrstva po vrstvě

součet (například 4.1):

1 – půda a zeleninová půda; 2 – tvrdoplastická hlína; 3 – střední písek

Destrukce zdí domu z nerovnoměrného sedání základů

Jakákoli struktura v průběhu času podléhá poklesu. Základ budovy musí sedět ve vypočítaných mezích. Pokud se základ domu ponořil rovnoměrně po celé ploše podpory, byl výpočet sedání základu proveden správně. V opačném případě může nerovnoměrné sedání základového nebo pilotového pole vést k deformaci nosných konstrukcí konstrukce, což povede k poškození konstrukce. Riziko nerovnoměrného sedání základů velké nosné plochy je zvláště velké, proto je nutné přesně vypočítat přípustné sedání základu budovy.

nadační vyrovnání

Nerovnoměrné sesedání nosných konstrukcí budov a staveb je důsledkem přiznaných vad v konstrukci základů různého typu. K vypořádání nadace dochází ještě nějakou dobu po dokončení stavby zařízení. Důležité je, aby sedání základu stavby bylo jednotné a v přípustných mezích.

Existuje mnoho příčin, které způsobují nerovnoměrné spouštění základů v důsledku stlačení podloží pod základnou budovy. Tyto jsou:

• neoprávněné ukládání materiálů na konstrukci základů budovy;
• využívání nízkokvalifikované pracovní síly;
• v důsledku nezávislého výpočtu byla nesprávně určena hloubka základu, hladina podzemní vody, tloušťka zamrznutí půdy;
• nedostatek drenážního systému;
• nesprávné stanovení odolnosti podkladu zeminy povede k nadměrnému sedání podkladu budovy.

Na stavbě jakéhokoli velkého objektu je nutné správně vypočítat sedání základu.

Tento článek se zaměřuje na to, jak správně vypočítat sedání pilotového základu a pásového základu budovy.

nadační vyrovnání

V celé hloubce podloží může být půda heterogenní. Půdní vrstvy se mohou objevit s různými geologickými charakteristikami. Pro stanovení celkového a konečného sedání konstrukce se používá metoda sčítání vrstva po vrstvě.

Podstata této metody spočívá v tom, že se zjišťuje velikost deformace vrstev zeminy nacházejících se v aktivní zóně dopadu zatížení z budovy. Je důležité, aby získané údaje o poklesu budov nepřesáhly kritické normativní ukazatele.

Maximální přípustné normy sedání základů

Počáteční sedání novostavby (1. kategorie technického stavu) na homogenní půdní podklad je přípustné v rozmezí 10 – 12 cm.

Při heterogenním složení zeminy je přípustné sedání bez následků u staveb kategorie 1 5 cm, u domů kategorie 2 a 3 (stavby s dlouhou životností) je přípustné sedání nejvýše 2–3 cm.

Zničení základů v důsledku nadměrného sedání domu

Jakékoli dodatečné snížení budovy je spojeno s výskytem trhlin v základně a ve stěnách budovy. Stačí konstrukci snížit o další 2 cm a to se okamžitě projeví na stavu nosných konstrukcí.

Výpočet sedání základových pásů

Kromě metody sčítání vrstev po vrstvě existují různé metody pro stanovení míry sedání budovy. V podmínkách oddělené konstrukce, s přihlédnutím k odolnosti podkladu zeminy a dalším silám, bude nejsprávnějším výpočtem pouze použití metody součtu vrstva po vrstvě.

Metoda je založena na vytváření diagramů napětí ve vícevrstvé zemině podél každé vertikální osy.

Výpočtová schémata pro metodu sčítání smršťování půdních vrstev

Stanovení sedání základového pásu se provádí za účelem:

• určit velikost tažení monolitické pásky s připojenými dalšími základnami;
• provést přesný výpočet sedání základů budovy postavené z různých materiálů;
• určit sedimentační povahu a fyzikální vlastnosti základu budovy, které jsou spojeny se změnou indexu deformace s rostoucí hloubkou základu.

Tato metoda výpočtu určuje základní ukazatele pro každou kombinaci vertikálních os, bez zohlednění úhlových proměnných, pomocí periferních hodnot a centrálního ukazatele. To lze provést, když jsou podél obvodu základny konstrukce jednotné konstrukční vrstvy zeminy.

Schéma pro sestavení grafu napětí po skupinách vertikálních os

Označení podle SNiP 2.02.01-83:

• S je návrh indexu;
• zn je průměrná hodnota napětí podél svislé osy ve vrstvě „n“;
• hn, En – tloušťka stlačení a index deformace vrstvy „n“;
• n je měrná hmotnost půdy v “n”;
• hn je výška vrstvy “n”;
• b = 0,8 je konstantní koeficient.

Šířka páskového monolitického základu je 1200 mm (b), hloubka pokládky bude 1800 mm (d).

Video “Výpočet odporu půdy”:

Příklad stanovení výše sedání pásového základu

Celkové zatížení od hmotnosti budovy na zeminu bude 285000 kg·m −1 ·s −2. Pro každou vrstvu jsou zaznamenány následující hodnoty:

1. Horní vrstva je suchá zemina (jemný písek, s indexy pórovitosti e 1 = 0,65; hustota y 1 = 18,70 kN/m³, index stlačení E 1 = 14400000 1 2 kg·m −XNUMX s −XNUMX).
2. Střední vrstva je vlhký hrubý písek s odpovídajícími indikátory: e₂= 0,60, y₂ = 19,20 kN/m³; E₂ = 18600000 kg•m −1 s −2.
3. Spodní vrstva půdy je hlinitá s odpovídajícími hodnotami: e₃ = 0,180; y₃ = 18,50 kN/m³; E 3 u15300000d 1 kg • m −2 s −XNUMX.

Výsledky půdních studií byly převzaty z místního geologického a geodetického oddělení. Podzemní voda v areálu budovy se nachází ve vzdálenosti 3800 mm od povrchu země. hloubka podzemní vody této velikosti nezáleží ani na zasypaném základu stavby. V tomto případě je vliv podzemní vody na sedání objektu považován za zanedbatelný, tedy prakticky žádný.

Metoda sčítání vrstev po vrstvách je založena na studiu všech diagramů napětí v hmotě zeminy podél vertikálních os.

Chcete-li nakreslit graf diagramů a vypočítat kritické zatížení půdy, provádějí se akce v souladu s SNiP 2.02.01-83.

V důsledku toho se pro každou vrstvu půdy získají následující ukazatele: S₁ = 11,5 mm; S_{2 =} 13,7 mm; S₃ = 1,6 mm.

Celkové sedání základu budovy bude:

Porovnáním výsledků získaných s určitými standardy SNiP se dospělo k závěru, že množství srážek nepřekračuje limitní normy.

Výpočet sedání pilotového základu

Sednutí pilotových základů se určuje sčítáním vrstev po vrstvě.

Pohled na pilotové založení budovy

Kompletní výpočet sedání pilotového základu provádí projekční organizace po dobu několika dnů až 2 týdnů. Návrháři používají speciální počítačové programy. Pro člověka, který nemá speciální vzdělání, je téměř nemožné to udělat sám.

Sedání pilotového založení malého soukromého domu je možné vypočítat zjednodušeným způsobem, což je v silách každého developera.

Pomocí rozložení různých typů pilot a výpočtových vzorců uvedených v SP 24.13330.2011 je možné určit jak míru sedání jednotlivé piloty, tak i stupeň sedání celého pilotového pole.

Pro stanovení hodnoty sedání různých typů základů, zejména u velkých průmyslových a občanských objektů, se používají různé metody.