Stanovení hloubky založení, Kontrola rozměrů základů v plánu, Výpočet sedání základů metodou součtování vrstvy po vrstvě – Výstavba obytné šestnáctipatrové budovy s obchodními a kancelářskými prostory ve městě Rjazaň v 5. mikrookresu Daškovo-Pesochnya

Při výběru základu byste se měli rozhodnout podle podmínek a parametrů, které charakterizují samotný základ a podkladovou zeminu pod ním. (Obr. 1, a).

Nadace — je podzemní část budovy, která je určena k přenášení zatížení z budovy do půdy umístěné v určité hloubce a je základ nadace.

Hloubka základu (Hf) — vzdálenost od základny základu k povrchu země.

Podloží (základna) — vrstva zeminy, na které spočívá základna.

Odhadovaná hloubka zamrznutí (hi) — poloha hranice mrazu vzhledem k úrovni terénu, přijatá jako vypočítaná hodnota, legalizovaná regulačními dokumenty (normy SNiP).

Otázka vývojáře

Pokud je kolem domu zásyp, co je třeba vzít v úvahu při stanovení hloubky založení?

Půda samozřejmě s přihlédnutím k přidané zemině promrzne. Proto by měla být hloubka základu v tomto případě určena z povrchu zásypu. (Obr. 1, b).

Hloubka promrzání je do značné míry dána klimatickými podmínkami daného regionu a odpovídá největší hloubce promrzání vlhké hlinité půdy bez sněhové pokrývky v období nejnižších možných teplot. V evropské a sibiřské části Ruska se hranice mrazu značně liší. (Obr. 2).

Hloubka mrazu ve městech Ruska a sousedních zemí:

70 cm – Krasnodar, Kaliningrad, Lvov.

90 cm – Rostov na Donu, Astrachaň, Kyjev, Minsk, Riga.

100 cm – Tallinn, Charkov, Vilnius.

120 cm – Velikiye Luki, Volgograd, Kursk, Pskov, Smolensk.

140 cm – Voroněž, Tver, Petrohrad, Moskva, Novgorod.

150 cm – Vologda, Nižnij Novgorod, Kostroma, Penza, Saratov.

170 cm – Iževsk, Kazaň, Kotlas, Samara, Vjatka, Uljanovsk, Jaroslavl, Ivanovo.

180 cm – Ufa, Karaganda, Akťubinsk.

190 cm – Jekatěrinburg, Čeljabinsk, Syktyvkar, Perm.

210 cm – Tobolsk, Kustanay, Barnaul.

220 cm – Omsk, Novosibirsk.

To je třeba vzít v úvahu

• s trvalým pobytem se půda pod domem v zimě zahřeje a vypočítaná hloubka mrazu se může snížit o 15-20%;
• pro jemné a prašné písky a písčité hlíny by měla být hodnota hloubky promrzání zvýšena 1,2krát.

Skutečná hloubka mrazu je samozřejmě o něco menší než vypočítaná. Ale právě proto se počítá, aby se předešlo možnému zničení domu za těch nejnešťastnějších okolností, které počasí nabízí.

Globální oteplování a hloubka mrazu

Developeři, kteří se rozhodli zohlednit obecné oteplování klimatu a na tomto základě zmírnit požadavky na hloubku založení a izolaci stěn, nemají úplně pravdu.

Mrazy Epiphany, které v lednu 2006 zasáhly celé území Ruska, udržely teplotu 15-20 °C pod průměrem, čímž stresovaly energetiky a majitele soukromých domů.

Technologie TISE pro stavbu sloupového pásového základu a třívrstvých stěn bez „studených mostů“ umožňuje zachovat vysoké výkonové charakteristiky individuálního bydlení v takových klimatických podmínkách.

Hladina spodní vody (hw) – poloha hladiny podzemní vody vzhledem k úrovni půdy v konvenčně otevřené jámě (studně).

Stlačitelná tloušťka půdy — deformovatelná část zeminy, která nese zatížení od základu.

Je zřejmé, že čím menší je hloubka základu, tím nižší jsou náklady na stavbu. Touha snížit náklady na stavbu nadace vede k touze zvednout základnu nadace na povrch země. Horní vrstvy zeminy přitom nemusí vždy splňovat požadavky na založení stavby: mají nedostatečnou a nerovnoměrnou pevnost, podléhají jevům zvedání, které mohou způsobit destrukci základů a samotné konstrukce.

Návrh základu zahrnuje nejen výběr jeho struktury a hloubky, ale také určení jeho geometrických parametrů, z nichž hlavním je plocha základny základu. Právě tento parametr bude mít rozhodující vliv na „chování“ budovy při jejím provozu. Nedostatečná podpěrná plocha povede k nepřijatelnému sedání konstrukce a nerovnoměrné sedání pod ní povede k destrukci postavené konstrukce. Příliš velká základní plocha přímo vede ke zvýšení spotřeby materiálů a nákladů vynaložených na stavbu základů.

Požadovanou plochu základny lze určit provedením konstrukčních výpočtů. Ve stavební praxi je nutné provádět výpočty základů pro dvě skupiny mezních stavů: pro únosnost základu a pro dovolené deformace konstrukcí. Pokud vám první výpočet umožňuje určit plochu základové podrážky, pak druhý umožní vyhnout se zničení samotného domu v důsledku nerovností v usazení základů.

Výpočet základu na základě nosnosti základny (informace pro zvídavé vývojáře)

Účelem výpočtu základů podle únosnosti je posouzení pevnosti a stability základové půdy pod základovou podrážkou z vlivu provozního zatížení.

Vnímání zatížení základem je doprovázeno jeho sedáním, které je způsobeno zhutněním zeminy a ztrátou její stability, vyznačující se deformačními posuny vrstev. Velikost sedání (δ) závisí nejen na pevnostních charakteristikách zeminy, ale také na hodnotě působící síly (F) (obr. 3), stejně jako u pružiny, jejíž velikost stlačení závisí na její tuhosti a působící síle.

Graf ukazuje typické řezy, které charakterizují deformačně-napěťové procesy probíhající v základu a doprovázené pohybem a zhutňováním zeminy (obr. 4):

OA – fáze pružných deformací (obr. 4, a);

AB – fáze zhutňování a lokálních posunů (obr. 4, b);

BV – fáze posunů a začátek bočního zhutňování (obr. 4, c);

ВГ — fáze odtoku (obr. 4, г);

GD je fáze převládajícího laterálního zhutnění (obr. 4, d).

Nejoblíbenější fáze provozu základů, které se používají ve stavebních podmínkách, jsou OA, AB a počáteční část fáze BV, kde převládají elastické deformace základu. Každý typ základů má svou vlastní fázi deformace:

OA – pro deskové základy, kde je nízký tlak na zemi;

AB – mělký pásový základ;

AB (konec) a BV – sloupový základ.

Zbývající fáze základových prací (FW) se realizují především při vytváření pilotových základů používaných v průmyslové výstavbě (ražené piloty).

Při stavbě sloupového pásového základu pomocí technologie TISE je úroveň napětí v základně poměrně vysoká: jedná se o druhou polovinu fáze AB, fázi BV a dokonce i VG. Provoz základu v širokém rozsahu pružných deformací zajišťuje „měkké“ vnímání zatížení od hmotnosti postavené konstrukce.

Výpočet základů podle únosnosti (pro fáze OA, AB, začátek BV) se provádí určením požadované plochy základové podrážky pomocí následujícího vzorce:

S > γ_n F/γ_c ro, kde

S — plocha základové podešve (cm 2 );

F — odhadované zatížení základů (celková hmotnost domu včetně základů, užitečné zatížení, sněhová pokrývka) (kg);

γ_n = 1,2 — koeficient spolehlivosti;

γ_c — koeficient pracovních podmínek má tyto hodnoty:

1,0 – plastická hlína, konstrukce tuhé konstrukce (kamenné zdi);

1,1 – plastická hlína, netuhé konstrukce (dřevěné nebo rámové stěny) a tuhá konstrukce, dlouhá, s poměrem délky k výšce větším než 4;

1,2 – mírně plastická hlína, prašné písky s nízkým obsahem vlhkosti, měkké a krátké tuhé struktury s poměrem délky k výšce menším než 1,5;

1,2 – hrubý písek, tvrdé, dlouhé struktury;

1,3 – jemné písky, struktury jakékoli tuhosti;

1,4 – hrubý písek, struktury jsou měkké a dlouhé a tuhé;

R — podmíněná návrhová únosnost základové půdy pro základy s hloubkou založení 1,5. 2 m (určeno podle tabulky 1).

Tabulka 1. Návrhové odpory R hrubozrnné půdy

Hrubé klastické půdy

R (kg/cm 2 )

Oblázky nebo drcený kámen s výplní:

Odhadovanou hloubku zamrznutí určíme pomocí vzorce:

kde je koeficient, který zohledňuje vliv tepelného režimu konstrukce na hloubku promrzání zeminy v blízkosti základů: pro konstrukce se suterénem = 0,5; bez suterénu s podlahami uspořádanými na zemi = 0,6;

— standardní hloubka mrazu.

Standardní hloubku mrazu určíme pomocí vzorce:

kde je hloubka mrazu: pro hlíny = 0,23 m;

— koeficient rovný součtu absolutních hodnot průměrných měsíčních záporných teplot vzduchu v dané oblasti pro město Rjazaň [9]:

Potom vypočtená hloubka zamrznutí pro budovu se suterénem:

Vzdálenost od odhadované hloubky zamrznutí k hladině podzemní vody:

m; pak protože , pak hloubka základů pro dům se suterénem bude brána jako ne méně než 0,99 m.

Konstrukčně akceptujeme hloubku založení 2,88 m na značce 116.92 m.

Kontrola rozměrů základů v plánu

Uvedené rozměry základové desky vycházejí ze skutečnosti, že plocha

základ A=635,62 m2. Vzhledem k tomu, že udaná délka základu je m, je šířka základu m. Deskový základ vypočítáme jako masivní, samostatně stojící základ s centrálně působící silou.

Najděte vypočítaný odpor základových půd pomocí vzorce:

kde a jsou koeficienty pracovních podmínek, , at

koeficient přijat, protože v diplomovém projektu byly pevnostní charakteristiky zeminy stanoveny empiricky;

koeficienty odebrané v závislosti na úhlu vnitřního tření;

koeficient se rovná ;

šířka základové podešve;

průměrná hodnota měrné hmotnosti zemin ležících pod základovou základnou;

totéž pro půdy ležící nad základnou;

hloubka základů budov bez suterénu od úrovně plánování nebo snížená hloubka základů od úrovně podlahy suterénu:

vypočtená hodnota měrné adheze zeminy ležící přímo pod základovou základnou.

Vzhledem k tomu, že pro zásyp použijeme 3vrstvou hlínu, kterou budeme počítat s přihlédnutím k navážkovému účinku vody a narušení její struktury, pak hodnota měrné hmotnosti zásypové zeminy s koeficientem 0,95:

Porovnejme průměrný tlak na základně s vypočteným odporem půdy:

Proto jsou rozměry základů dostatečné.

Výpočet sedání základů metodou sčítání vrstev po vrstvách

Výkon stlačitelné vrstvy hc se zjistí z podmínky [8]:

u hlíny by měl být činný výkon stlačitelné vrstvy určen vzorcem:

Přirozený stres se vypočítá podle vzorce:

2,88. vrstva je sypká (hlinitá): h=XNUMX m, , koeficient pórovitosti e je stanoven s přihlédnutím k narušení struktury hlíny.

І І -tá vrstva – žáruvzdorná hlína: h=5,77 m, , .

І І І -tá vrstva – polotvrdá hlína,

1) Tlak půdy při 0,000:

2) Tlak půdy na hranici hladiny podzemní vody:

3) Tlak půdy na rozhraní hladiny podzemní vody a hlíny:

měrná hmotnost částic suspendovaných ve vodě:

4) Pod první vrstvou jsou žáruvzdorné hlíny, které jsou aquikludy, proto se k vertikálnímu napětí připočítává hydrostatický tlak vodního sloupce:

5) Půdní tlak na rozhraní úrovně žáruvzdorných hlín a polotvrdých hlín:

Na základě získaných hodnot sestrojíme vertikální diagramy napětí:

Pokud je tloušťka jednotlivých vrstev velká, rozdělíme je na podvrstvy o tloušťce:

Chcete-li se vyhnout interpolaci:

Abychom omezili výpočty, zvýšíme výšku elementární vrstvy 2krát.

Dodatečná svislá napětí od vnějšího zatížení v tloušťce základny vypočteného základu:

— faktor rozptylu napětí;

Všechna data vložíme do tabulky 3.2: