Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Vsebina

  1. In kaj je to?
  2. Prerez vode in ponovno ležišče
  3. Raziskave, poskusi in predhodni izračuni
  4. Popoln izračun nosilnosti tal
  5. Tla pod piloti
  6. Končno

Če se odločite za gradnjo sami, potem je nosilnost tal … ne, uganili ste – druga ali celo tretja stvar, ki jo je treba ugotoviti. Prva in druga sta normativna globina zmrzovanja naftnih in plinskih polj ter nivo podtalnice GWL, saj od njih ni odvisna le globina temeljev, temveč tudi izbira nosilne plasti zemlje pod njo, glej spodaj . Vendar je sposobnost tal, da dolgo nosijo težo stavbe / konstrukcije, prav tako pomemben dejavnik zanesljivosti prihodnje stavbe. Razpok v nosilnih konstrukcijah, ki jih povzročajo šibka tla ob njih, ni mogoče ustaviti. Če hiša v gradnji v procesu gradnje povzroči razpoke v sili, potem je večina ali vsi stroški zanjo padli v odtok. In če je hiša že takrat naseljena, je še huje, zgraditi morate novo. Končno zanesljivost tal na mestu prihodnje gradnje močno vpliva na izbiro vrste temeljev, dober delež ocenjenih stroškov in delovne intenzivnosti gradnje pa pade na ničelni cikel in polaganje temeljev. In vrsta temeljev je nato odvisna od tehničnega premora za njen osnutek, preden bo mogoče začeti graditi škatlo. Namen tega članka je razvijalcu-bralcu povedati, kako naj ne pride do napačnih izračunov s tlemi. Izračun določene vrste temeljev na določeni zemlji je ločena obsežna tema, vendar bomo poskušali podati material, ki je dovolj primeren za praktično uporabo na njem.

In kaj je to?

Da, to je zelo nosilnost. Splošna opredelitev je sposobnost nečesa (strukturni element, naravni temelj itd.), Da v določenem času nosi operativno obremenitev, ne da bi pri tem prišlo do pretiranih ali nepopravljivih deformacij. Toda v gradbenem pogledu je zadeva bolj zapletena, saj je temelj mehansko trdno povezan z zemljo pod njim in se sam upira deformacijam. In struktura stavbe na temelju je lahko tudi precej močna in toga. Zato je v gradbeništvu definicija nosilnosti tal pod zgradbo sprejeta s konstrukcijsko silo njene odpornosti na deformacije uteži R. Izpolnitev teh pogojev je možna, če se poravnava temeljev zgodi po linearnem zakonu in se kršitev prvotne strukture tal pod težo stavbe razširi na stranice od njenega temelja za največ 1,25 njene premer.

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Nujne razpoke v stavbah zaradi šibkih tal pod temeljem

Prerez vode in ponovno ležišče

Ocenjena življenjska doba stanovanjskih stavb ne sme biti krajša od 40 let. Po drugi strani pa hiše ne bijejo po tleh in je ne postavljajo na vogal. Primer učbenika v materialih za odpornost: traktor z naloženo 40-metrsko posodo na prikolici ustvarja specifičen pritisk na nosilno površino približno 3-krat večji od rezervoarja. Elegantno dekle v stiletto petah – približno 10-krat več. Deklica na visokih petah bo hodila po poteptani zemlji in nihče ne bi pomislil, da bi ljubke dame obdavčil s hojo, razen morda popolnemu paranoiku. Vendar bodo privrženci transspolnih športov morda prišli sem, denar je enak. Ampak to je mimogrede. Cestnina se od tovornjakov vzame za večjo obrabo površine, cisterne pa v miru ne morejo držati konice topa na progi, ker je znano, v kaj bodo spremenili cesto.

Za kaj je namenjen? Na to, da je pri gradnji pomembna stabilnost tal, t.j. stabilnost svojega R na dolgi rok. Le kamniti monoliti v potresno varnih regijah so popolnoma stabilni. Stabilnost tal, ki so pogosta pod zgradbami, je najprej določena z njihovo granulometrično sestavo (glej spodaj) in stopnjo pretoka vode. R tal, nasičenih z vlago, večkrat pade. Zato je treba neodvisne geološke raziskave na kraju samem (glej tudi spodaj) opraviti nekje sredi pomladi ali, v krajih brez snega, 1-2 tedna po letnem vrhuncu padavin.

Hkrati se preiskuje tudi stratigrafija tal, tj. naravo njegove stratifikacije. Popolnoma homogenih tal ni. Ni vedno mogoče postaviti temelja na prvo nosilno plast s površine, ker lahko se nahaja nad LHP, naslednja plast zanesljive zemlje pa je lahko pretanka. Pod temeljem se vedno oblikuje "zemeljska peta", nekaj podobnega nevidnemu valju nepovratno stisnjene zemlje, ki je neločljivo povezan s petino temelja. Če debelina (debelina) nosilne plasti ne bo dovolj za "zemeljsko peto", bo podstavek stavbe na tem mestu upadel, in prav nujne razpoke bodo šle (gredo). Če nivo podtalnice doseže nosilno plast, se sčasoma temelj izpere.

Zahtevana debelina nosilnega sloja je določena s širino temeljnega traku. Vendar pa se izračuna glede na nosilnost tal, obremenitev stavbe in parametre trdnosti njene strukture. Zato natančen izračun skupne nosilnosti določene talne plasti zahteva trdno posebno znanje, je težaven in dolgotrajen. Če nimate možnosti "naročiti geologije" za gradnjo, morate na podlagi rezultatov neodvisnih raziskav izbrati nosilno plast, za katero so izpolnjeni pogoji (glej sliko) D> (3-5) B za začasne / sezonske zgradbe in D> (5 -7) B za kapital; T> 1,25B. V tem primeru se raven podtalnice ne sme približati spodnjemu obzorju (robu) nosilne plasti bližje kot 0,6 m.

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Stabilnost temelja stavbe glede na stratigrafijo tal

Opomba: o izbiri nosilne plasti tal in vrsti dna stavbe glej tudi video:

Video: izbira temeljev in nosilne plasti podlage v geologiji

Raziskave, poskusi in predhodni izračuni

Razporeditev temeljev stavb in objektov ureja SNiP 2.02.01-83 * in posodablja SP 22.13330.2011. Toda začetnik gradbenika jih ni enostavno razumeti. Zato nadalje, na noben način ne odstopamo od bistva SNiP / SP, dajemo metodologijo za preskušanje tal in eksperimentalne meritve njenih značilnosti, ki jih je mogoče izvesti brez posebne opreme na mestu prihodnjega gradbišča in doma na namizju. Neodvisno določanje nosilnosti tal se praviloma izvede v naslednjem vrstnem redu:

  • Določite popravek za stopnjo odgovornosti stavbe.
  • V najbolj mokrem letnem času, pod pogojem, da se je zimski permafrost popolnoma odtalil, se izvede kontrolno vrtanje (za zasebno stanovanjsko stavbo lahko uporabite ročni vrtni vrtalnik), določi se stratigrafija tal in odvzamejo vzorci vsake plasti.
  • Tam se na kraju samem tla testirajo na tekočino in kohezijo; določata se kot notranjega trenja φ in indeks tečenja JL.
  • Doma se izvede granulometrična analiza vzorcev in izmeri stopnja njegove poroznosti, glej spodaj. Določi se indeks poroznosti e.
  • Glede na podatke o granulometriji se vrste vzorcev tal določajo v skladu s SNiP.
  • Vrsta temelja (trak, piloti) je vnaprej izbrana ob upoštevanju stopnje odgovornosti stavbe, glej spodaj.
  • Vrednosti izračunane nosilnosti tal R (glej zgoraj) se izračunajo na dva načina: tabelarično po SNiP ter glede na njene fizikalne in granulometrične značilnosti.

Nadalje se v postopku projektiranja stavbe za izračun temelja vzame manjša od dobljenih vrednosti R. Rezultati predhodnega izračuna se preverijo glede na podatke stratigrafije, NGP in GWL. Po potrebi se izračuna drugačna vrsta temeljev; zanesljivejši in cenejši.

Gradnja odgovornosti

Zvezni zakon Ruske federacije št. 384-FZ, čl. 4, str. 7-10 ravni odgovornosti stavbe so opredeljene kot:

  1. povečani: posebej nevarni, posebnega pomena (statusa), tehnično zapleteni in unikatni predmeti;
  2. normalno: kolektivne stanovanjske (večstanovanjske), običajne industrijske, javne in druge stavbe in objekti;
  3. znižano: kapitalska (dolgoročna uporaba) individualna stanovanja z največ 2 nadstropjema in višino do 10 m, začasne in sezonske stanovanjske stavbe, gospodarske in pomožne (za obdobje gradnje) stavbe in objekti.

Pri izračunu pilotskih temeljev se uporablja korekcijski faktor za stopnjo odgovornosti yn (glej spodaj). Amaterski razvijalec ga lahko uporabi tako, da izračunano vrednost R0 deli z yn pred izračunom katerega koli temelja, kar ni prepovedano z nobenim pravilom in ni nikakor kaznivo. Ocenjeni stroški in delovna intenzivnost gradnje se s tem sprejemljivo povečajo (ne nujno povečajo, glej spodaj), vendar se bo zanesljivost stavbe povečala še bolj. Priporočljivo je, da vrednosti yn vzamete na naslednji način:

  • Kapitalna stanovanjska zgradba za vseživljenjsko in daljšo uporabo, skladiščenje pesticidov in kmetijskih kemikalij – 1.1-1.2.
  • Kapitalna gospodarska poslopja (ogrevane garaže, gospodarska poslopja, prostori za celoletno rejo živine in perutnine) – 1.1.
  • Začasna stanovanja za obdobje kapitalske gradnje, okvirne in montažne stanovanjske stavbe (hiša iz samonosilne izolirane žice itd.) – 1.05.
  • Druge stavbe – 1,0, tj. rezerva nosilnosti tal pod zgradbo ni določena.

Preskusno vrtanje

Testno vrtanje tal pod prihodnjo zgradbo se izvaja v obdobju največje vlage (glej zgoraj). Vodnjaki se vrtajo z vijačnim vrtalnikom, saj najmanj motijo ​​strukturo tal. Njihova standardna številka za hišo do 10×10 m v načrtu je 5 v kuverti, 4 v vogalih in ena v sredini. Če je hiša večje velikosti, se vrtine na dolgih straneh izvrtajo s korakom 5-10 m. Pod hišo s kompleksno konfiguracijo se vrtine izvrtajo na vsakem vogalu in v središču vsakega oddelka. Globina vrtanja – najmanj 0,6 m pod potencialom nafte in plina. Vrtajo postopoma, odvzamejo vzorce tal iz vsake njegove plasti. Izvrtane vodnjake pokrijemo s filmom pred dežjem in pustimo 3-4 dni (najbolje teden dni). Če se v tem času na dnu nobenega vodnjaka ni pojavila voda, nivo podtalnice ni bil dosežen, je mogoče graditi brez dodatnih ukrepov za odvajanje in krepitev tal.

Naklon in pretočnost

Za določitev povezanosti tal se luknja z navpičnimi stenami zabije v celotno globino temelja (najmanj – NGP + 60 cm). To lahko storite, ko se vodnjaki umirijo za vodo. Če se stene jame drobijo, jih postopoma odrežemo z lopato pod kotom, dokler se drobljenje ne ustavi. Nato se izmeri njihov naklon od navpičnice, to bo kot φ, vendar ne več kot 45 stopinj. Tla z notranjim kotom trenja več kot 45 stopinj veljajo za plavajoča, na njih pa je mogoče graditi šele po uporabi ukrepov za njegovo krepitev, ki so zelo dragi in zahtevni.

Prav tako se na mestu določi pretok tal. To je še posebej pomembno za ilovnata tla, ker vsi potencialno črpajo, tj. lahko nenadoma izgubijo svojo nosilnost pod vplivom zunanjih dejavnikov (predvsem vlage). Vrsta glinenih tal ni določena (prej) glede na vzorce, odvzete iz jame, in glede na njih – pretok:

Rezultat preskusa Konzistentnost vzorca Tip indeksa izkoristka zemlje JL Vzorec se pri udarcu razbije na koščke. Popolnoma suh na dotik; stisnjena na dlani pobode kožo. Z močnim stiskom v roki se drobi na koščke in se nekoliko praši. Zmelje se v drobtine z nekaj prahu. Plast 10x5x3 cm se težko lomi brez opaznega upogibanja. Zlom je skoraj enakomeren, hrapav, s prstom težko podrgnjen. Črto lahko narišemo s srednjetlačnim nohtom.TrdnoTrdna glina1,0 * Vzorec enostavno izrežemo z nožem. Odmori z ovinkom. Kink z zavojem, sukanje, grobo, drobljenje pod prstom. Vzorec gnetemo ročno (čuti se vlaga). Zmečkan oblikovan; oblikovan ohrani svojo obliko. Posamezni majhni delci vzorca se lahko prilepijo na kožo rok.PlastikaPlastična glina Plast je težko ločiti za testiranje z nožem (lepi se na rezilo). Vzorec je na dotik rahlo ali zmerno vlažen, ne drži oblike, a kože ne obarva veliko. Ko ga stisnemo na dlani, skoraj ne oddaja. Zvita v kroglico s premerom 5-6 cm in položena na ravno trdo površino se v torti razširi v več kot 3-4 minutah. Postavljen na časopisni ali filtrirni papir, traja dolgo časa, da se razvije mokro mesto.TekočinaTekoča glina Vzorec ni ločen z nožem, rez plava. Zelo moker na dotik, obarva kožo. Ko ga stisnemo na dlani, obilno sprosti tekočino. Položite na nagnjeno ravnino, v 1-3 začne odtekati z jezikom. Postavljen na časopisni ali filtrirni papir, takoj odda moker madež.TekočinaTekoča ilovica1.0 Vzorec z nekaj težavami razrežemo z nožem. Zelo moker na dotik, obarva kožo. Ko ga stisnete na dlani, sprosti malo tekočine. Nastane brez predhodnega gnetenja z lahkim pritiskanjem prstov, obliko drži nekaj minut le brez obremenitve. Jezik ne teče, lahko se počasi širi v torto, potem ko leži 5 ali več minut. Če ga položite na časopisni ali filtrirni papir, se dolgo časa zmoči.Pretočna plastikaTekoča ilovica0,75-1,0 Šiv je z nekaj težavami izrezan za preskušanje z nožem. Vlažna na dotik, se drži kože. Na teži se takoj zlomi z ovinkom. Ko je stisnjen na dlani, skoraj ne oddaja tekočine. Prst je globoko pritisnjen; po možnosti v celotni dolžini. Lahko se oblikuje, svojo obliko brez obremenitve drži do pol ure ali več. Jezik ne teče, lahko se počasi širi v torto, potem ko leži več kot 5-10 minut. Če ga položite na časopisni ali filtrirni papir, se dolgo časa zmoči.Mehka plastikaMehka plastična ilovica0,50-0,75 Vzorec brez težav izrežemo z nožem. Rahlo vlažen na dotik, skoraj nelepljiv na koži. Teža se sama ne zlomi. Prisilni zlom (z dvema rokama) z opaznim upogibom. Prst pritisne samo konica. Nastane po gnetenju, svojo obliko ohranja neomejeno dolgo. Na časopisnem ali filtrirnem papirju pušča vlažno mesto le pod njim.Tesna plastikaTrdna plastična ilovica0,25-0,50 Šiv je za preizkušanje izrezan le s tankim ostrim nožem, sicer se drobi. Vlage ni čutiti na dotik, ne pušča mokrega mesta. Ne gubi se, ne tvori Odmori brez upogibanja; zlom je grob, drobi se, zdrobljen v drobtine s prahom. Udar vzorec razbije na koščke skoraj brez prahu. Z močnim stiskom v roki se drobi na koščke in je zelo prašen. Prst ni pritisnjen, toda pritisk z nohtom pušča črto.PoltrdnaPoltrda ilovica<0,25 Vzorec se pri udarcu razbije na koščke. Popolnoma suh na dotik; stisnjena na dlani pobode kožo. Razbit v prah. Plast 10x5x3 cm se zlomi brez opaznega upogibanja s težavo. Zlom je skoraj enakomeren, hrapav, skoraj ne drgne s prstom. Z nohtom je težko narisati črto. Drobljenje vzorca s stiskanjem v roki je možno le fizično močni osebi z žuljavimi dlanmi.TrdnoTrda ilovica0 *) – ilovnata tla z vsebnostjo peska in / ali mulja (delcev mulja) manj kot 50% se štejejo za tekoča in popuščajoča, ker postanejo zelo plastični pred vlago.

Opomba: preprost, a zanesljiv način, da se izognemo ugrezanju tal pod hišo, je, da jo obkrožimo s slepim predelom širine 1 m ali več z drenažnim žlebom vzdolž zunanjega roba.

Domači poskusi

Ideja neodvisne določitve fizikalnih lastnosti tal je, da se pri celotnem izračunu njene nosilnosti uporabi manjši korekcijski faktor (glej spodaj). Tako se povečanju ocenjenih stroškov gradnje zaradi dodatne varnostne rezerve glede na stopnjo odgovornosti stavbe skoraj ali v celoti nasprotuje. Hiše na vzorcih, odvzetih iz iste jame, se določijo:

  • Gostota mokre (naravne) zemlje M.
  • Stopnja zmanjšanja vode v%.
  • Indeks poroznosti tal E.
  • Stisljivost tal v različnih globinah (glej spodaj, izračunano po tabelah).
  • Vrsta tal (končna) glede na analizo velikosti delcev.

Od laboratorijske opreme boste potrebovali:

  1. tehtnice za natančnost do 0,5 g (boljše – gospodinjska elektronika);
  2. posoda ali plošča iz toplotno odpornega stekla ali nerjavečega jekla ali jeklena ponev brez teflonske prevleke, vendar s pokrovom;
  3. merilno skodelico ali, bolje, ozko visoko kemično čašo s prostornino najmanj 100 ml (po možnosti 0,5-1 l), glej sl. na desni;
    Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
  4. mlin za malto in pest ali jekleni krompir (drobljenje);
  5. gospodinjski mešalnik s spiralno šobo. Tečaji in rotorji niso primerni. Če delate s čašo, boste morali za mešalnik izdelati mešalnik v obliki dolge, do celotne globine posode, tanke toge spirale s 3-4 obrati. Toda rezultati poskusov bodo veliko bolj natančni.

Gostota in vlaga

Za določitev nasipne gostote zemlje ρd se iz njenih gostih plasti izrežejo kocke velikosti 1 kubičnega metra. dm (10x10x10 cm) ali vlijte 1 liter razsutega toka v merilno skodelico. Posoda je nameščena na vzmetni ali nosilni lestvici in uravnotežena. V elektronskih tehtnicah je dovolj, da pritisnete gumb T (kompenzacija tare). Stehtajte vzorec. Če je tehtnica elektronska, jo preprosto dajo na tehtalno ploščo ali nanjo postavijo kozarec. Na "ne pametnih" tehtnicah vzorec damo ali vlijemo v skledo. Gostota tal se izračuna kot

ρd = p / v, kjer

p masa vzorca;

v je prostornina vzorca.

Na primer, 1 liter zemlje je "potegnil" 1730 g ali 1,73 kg. Njegova gostota bo 1,73 g / cu. cm ali 17,3 t / cu. m. Če želite vrednost ρd v njutnih / kubični meter. m (N / kubični meter), zadnjo vrednost pomnožimo z 10,2.

Za določitev vsebnosti vlage se vzorec posuši v plinu v ponvi ali v mikrovalovni pečici (pri majhni moči!) V stekleni posodi. Posušiti je treba, dokler se popolnoma ne posuši, vsaj 10-15 minut po prenehanju razvijanja hlapov. Suhi vzorec se stehta takoj, ko je še vroč in ne vpije atmosferske vlage, da dobimo suho maso p0. Vlažnost tal najdemo kot:

Sr = (1 – p0 / p) 100%.

Na primer, isti suhi vzorec tehta 1220 g. Σ = (1 – 1220/1730) 100% = (1 – 0,71 (približno)) 100% = 29%.

Poroznost

Kazalnik poroznosti tal določa sled. način:

  • Vzamemo kocko 1 kubičnega metra. dm goste zemlje ali 1000 ml rahle zemlje.
  • Vzorec brez sušenja zmeljemo v prah s pestičem v možnarju ali zdrobimo v trdni posodi.
  • Zdrobljeno zemljo nalijte v merilno skodelico, stisnite s pestičem ali zdrobite (previdno!)
  • Izmerimo prostornino stisnjene zemlje v0.
  • Poroznost vzorca izračunamo kot E1 = 1 – (v0).
  • Na podoben način določimo E2, E3 … En iz drugih vzorcev iste zemlje. Običajno zadostujejo 3 vzorci.
  • Izračunamo povprečni indeks poroznosti dane zemlje kot E = (E1 + E2 + E3) / n, kjer je n število vzorcev v seriji.

Recimo, da so bili 3 vzorci tal po 1 liter stisnjeni v skladu z do 830, 797 in 842 ml. Kazalniki poroznosti bodo E1 = 1 – 0,830 = 0,170; E2 = 1 – 0,797 = 0,203; E3 = 1 – 0,842 = 0,158. Povprečni kazalnik poroznosti te zemlje je E = (0,170 + 0,203 + 0,158) / 3 = 0,177.

Opomba : če je razpon povprečja E glede na podatke za posamezne vzorce večji od 20-25%, morate ponoviti celoten postopek določanja za 5 ali več vzorcev.

Stisljivost

Ni treba, da posamezni razvijalec pozna natančne vrednosti odpornosti vzorcev tal na stiskanje. Paziti morate, da se stisljivost tal ne poveča z globino, sicer se bo hiša sčasoma nagnila in plazila na stran. Za preskus tla na stisljivost se odvzamejo vzorci iz različnih globin ali iz vsake plasti s plitvo stratifikacijo tal. Preden dosežemo kontrolno globino (glej spodaj), je treba pregledati vsaj 4-5 vzorcev.

Sveži vzorci se zvijejo v kroglice istega premera (približno 5 cm) ali, če je zemlja prosto tekoča, se vlije v kos cevi iste dolžine in notranjega premera. Naslednji vzorec se naloži s težo 1 kg ali več (lahko uporabite opeko) skozi lesen distančnik ali desko. Kompresijsko razmerje vzorcev se določi s sploščenjem peletov pod obremenitvijo ali z obsegom potopitve distančnika v kletko z rahlo zemljo.

Granulometrija

Sposobnost tal, da dolgo dolgo stabilno nosijo težo, je določena z razmerjem v njeni sestavi delcev razmeroma velikih (peščenih), srednje velikih (mulj ali ilovica) in glinastih. Namen domače granulometrične analize vzorcev tal je natančneje določiti te vrednosti in iz njih razjasniti vrsto tal, ki določa njeno dolgoročno nosilnost. Prej je bila ta vrsta analiz prednostna naloga laboratorijskih raziskav, zdaj pa je na voljo vsem, ki imajo sintetični detergent za posodo. Njegova aktivna sestavina – natrijev lavril sulfat – se že dolgo uporablja v rudarski in predelovalni industriji za flotacijo rude; brez aromatičnih dodatkov, seveda. Lavril sulfat preprečuje, da bi se mikro- in nanodelci vodne suspenzije sprijeli med seboj, kar v tem primeru zagotavlja dokaj jasno gravitacijsko frakcioniranje komponent tal. Izvede se njegova granulometrična analiza. po vrstnem redu:

  • Pripravite 1-1,5 litra čiste mehke vode (po možnosti destilirane) z dodatkom 2-3 žličke. kateri koli detergent za pomivanje posode; Vsi imajo isti DV.
  • Posušeno, drobljeno in drobno zdrobljeno zemljo vlijemo v merilno skodelico ali čašo za 1/4 prostornine.
  • V celotno izmerjeno prostornino posode dodajte vodo (do zgornje merilne oznake.
  • Posoda je postavljena na ravno, stabilno površino na mestu, ki je primerno za večdnevno opazovanje. Med celotnim poskusom se plovila ni mogoče dotakniti, potisniti, premakniti in preurediti.
  • Suspenzijo mešajte z mešalnikom pri nizki ali srednji hitrosti, dokler ni popolnoma homogena.
  • Posedanje zrn peska se začne takoj po prenehanju mešanja in traja največ 2-3 minute. Zato se nadzor vzmetenja začne takoj, ko je mešalnik izklopljen.
  • Takoj, ko se mulj začne nalagati (kar bo opazno v ozadju peska), na posodah označite hS, to bo označilo stopnjo frakcije peska. Ne morete ga odložiti za pozneje, pesek bo plaval z muljem, vendar lahko vzmetenje ponovno zmešate.
  • Po 2-4 urah se sedimentacija blata ustavi. To bo opazno vzdolž meje sedimenta s preostankom suspenzije – postalo bo povsem jasno. Označite višino alevrita hA.
  • Posoda je pokrita pred izhlapevanjem prahu in vlage in levo, dokler ostanek suspenzije ne postane popolnoma prozoren, tj. dokler se vsa glina ne usede. Odvisno od njegovih lastnosti v določenem vzorcu bo trajalo 2-8 dni. Označite višino gline hC; to bo tudi skupna višina ugreza H.
  • Določite volumenski delež sestavin tal: pesek s = hS / H; alevrit a = (hA – hS) / H; gline c = (H – hA) / H.

Opomba: iz tega je jasno, da je poskus bolje postaviti v visoko ozko posodo – v njem bo enaka prostornina trdne suspenzije dala veliko višino stebra sedimenta itd. boljša natančnost merjenja.

Recimo, da je skupna višina ugreza 168 mm. Pesek na 34 mm; mulj za 86 mm. Delež peska v tleh je 34/168 = 0,202 … ali 20% (zadošča natančnost do odstotka). Delež blata (86-34) / 168 = 0,3095 … ali 31%, delež gline (168 – 86) / 168 = 0,488 … ali 49%.

Kakšno zemljo imamo?

Glede na sodobno mehaniko tal so njihove kvalitativne lastnosti, tj. po naravi njihove manifestacije (fluidnost, pretočnost itd.) se zmanjšajo na mešanico gline, mulja in peska določene sestave, po njihovih (lastnostih) količinskih vrednostih pa se izračuna odpornost tal na obremenitev teže. Vrsta tal je kvalitativno ugotovljena glede na rezultate analize velikosti delcev in diagrama ali Ferréjevega trikotnika (glej sliko).

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Ferréjev diagram za določanje kazalnikov kakovosti tal

Če imate nekaj gradbenih izkušenj, lahko po Ferrejevem diagramu tudi ocenite, kakšno mejo tabelaričnih vrednosti nosilnosti tal je treba upoštevati pri predhodnem izračunu širine temeljnega traku (glej naslednje). Čim bližje je določena zemlja čisti glini, tem večja je njena nosilnost znotraj razprte mize in čim bližje je blato, tem manj je v enakih mejah; delež peska do 40-45% bistveno ne vpliva. Torej je treba za ilovico, "ujeto" na poljih A in D na sliki, nosilnost vzeti za povprečno; ilovica v polju B lahko šteje za sposobno prenašati skoraj največjo obremenitev za določeno vrsto tal, za ilovico v poljih C in D pa je tabelarična obremenitev minimalna.

Opomba : kako neodvisno preučiti homogeno zemljo na nosilnost, glejte video:

Video: samoodločanje tal in izračun temeljev

Predhodni izračun širine pasu

Normativne formule za izračun nosilnosti tal vključujejo širino dna temelja, za preprost trak (ne proti kopičenju s širitvijo navzdol), ki je enaka širini traku. Zato je potreben njegov predhodni izračun. Zanj boste poleg informacij o lastnostih tal potrebovali gradbeni projekt (lahko ga skicirate) z izračunom celotne teže, vključno s težo temelja, in standardnimi vrednostmi meja nosilnost tal R0, ki so podane z ustreznimi. Tabela SNiP (glej npr. Sliko).

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Omejitve nosilnosti tal različnih vrst

Sam izračun širine temelja je narejen z iteracijsko metodo, saj sprememba širine traku spremeni tudi njegovo težo in predstavlja znaten delež (neprostovoljna igra besed) v celotni teži stavbe:

  1. glede na risbe v projektni dokumentaciji najdemo celotno dolžino temelja L, vključno s preklami in sloji;
  2. nastavili smo začetno širino temeljnega traku b0 = 1 m;
  3. delimo skupno težo stavbe P (z ljudmi, opremo itd.) z L, dobimo začetno specifično težo obremenitve q0 na tleh pod podlago. Na primer L = 60 m, P = 210 tf. q0 = 210.000 kgf / 60 m = 3500 kgf / m² m ali 3,5 kg / m² cm;
  4. če je q0> 0,95R0max v tabeli, vzamemo b1 = 1,1 b0; če je q0 <1,05R0min, vzamemo b1 = 0,9 b0;
  5. težo stavbe preračunamo ob upoštevanju spremembe širine temeljnega traku;
  6. izračunamo nosilno površino "novega" temelja: s1 = b1L;
  7. najdemo posodobljeni specifični tlak na tleh q1 = P / s1;
  8. ponavljamo št. 4-7, dokler qn ni vključen v obseg tabelnih vrednosti R. Zelo zaželeno – bližje povprečju. Hiša, ki je pretehtana za določeno zemljo, se lahko izkaže za nezanesljivo in premajhno – nagnjena ali premaknjena zaradi sil zmrzali ali sprememb v toku podzemne vode.

Popoln izračun nosilnosti tal

Z vsemi zgoraj pridobljenimi podatki je končno mogoče izračunati njegovo sposobnost prenašanja uteži R glede na znano "neto" nosilnost R0. Zakaj eno ni enako drugemu? Ker tla s strani zaradi trenja podpirajo temelj. In to, oprostite, ni vrček piva z ustatku. Dolžina temeljnega traku pod dokaj udobno 3-sobno hišo s pomožnimi prostori je približno. 100 m. Poglobitev dna 1 m je dovoljena samo na neporoznih nepozebenih popolnoma stabilnih tleh; ostalo bo več. A tudi v tako redkem primeru 10 cm širine traku ni ne več ne manj kot 10 kubičnih metrov betona. Ki jih morate kupiti, dostaviti, zamesiti in napolniti z lastnimi rokami. Plus kopanje jarkov, opažev, ojačitev, odvajanje vode, vlaženje v času strjevanja, sidra, hidroizolacija in druge "malenkosti". Zato natančno računamo in se po potrebi vrnemo k rezultatom preučevanja tal in spet gremo sem. In spodaj, ker ne gradimo vse življenje, ne bomo preveč leni, da bi tla izračunali na dva načina: tabelarično in po fizičnih lastnostih. Pri delu bomo, če bomo grajeni temeljito, vzeli manjšo od dobljenih vrednosti, tj. hiši bomo dali nekaj varnostne rezerve, ki je v tem primeru ne smemo prihraniti. Če naj bi bila gradnja začasne, lahke, dobro predvajajoče se deformacije (na primer okvir podeželske hiše), potem več – prihranki pri gradbenih stroških se bodo izkazali za zelo, zelo pomembne.

Izračun po tabelah

Izračun nosilnosti tal pod stanovanjskimi stavbami 3. stopnje odgovornosti (glej zgoraj) po tabelah se izvede za kletne hiše v ugodnih pogojih za gradnjo. Sposobnost tal, da prenesejo obremenitve pod stavbami in objekti z 1-2 stopnjami odgovornosti, ni izračunana v skladu s tabelami. Naključje odtisa velja za ugodno za gradnjo. dejavniki:

  1. naklon plasti tal pod dnom stavbe / konstrukcije ne presega 0,1 (10 cm na 1 m dolžine, vodoravna stratifikacija);
  2. stisljivost tal se ne poveča na globino, ki je enaka dvakratni širini največjega bloka (modula) ločenega temelja (pilota, stebra) ali štirikrat večji od širine tračnega temeljnega traku;
  3. referenčna globina pri določanju stisljivosti (do katere se odvzamejo vzorci, glej zgoraj) se odšteva od nivoja dna temelja.

Normativne formule SNiP za tabelarni izračun nosilnosti tal so naslednje:

R = R0 [1 + k1 (b – b0) / b0] (d + d0) / 2d0 za d <2 m;

R = R0 [1 + k1 (b – b0) / b0] + k2γ ‚(d – d0) za d> 2 m,

Kje:

b – širina temelja, m;

d je globina podplata, m;

γ ‚- izračunana vrednost specifične teže tal, ki leži nad dnom temelja, kN / kvadrat. m;

k1 – korekcijski faktor za poroznost tal;

k2 – korekcijski faktor za tekočino tal.

Vrednosti k1 za grobozrnata (prodnata, prodnata, krhka) in peščena tla so k1 = 0,125; za muljevita tla (s količinskim deležem mulja več kot 50%) k1 = 0,05.

k2 = 0,25 za groba tla in pesek; za peščeno ilovico in ilovico k2 = 0,20; za gline k2 = 0,15.

Izračunane vrednosti R0 za različne tipe tal so podane v spodnjih tabelah:

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Izračun po značilnostih

Nosilnost tal glede na njene značilnosti se izračuna za stavbe 2. stopnje odgovornosti; temelji zgradb 1. stopnje odgovornosti se izračunajo na podlagi rezultatov temeljitih geoloških raziskav po posameznih metodah. Glede na značilnosti je zelo zaželeno izračunati tla za temelje kapitalnih stanovanjskih stavb 3. stopnje odgovornosti. Pogosto to poleg povečane zanesljivosti konstrukcije in znatnih prihrankov pri delu in denarju daje tudi tk. izračun nosilnosti tal glede na njene fizikalne parametre je natančnejši kot po tabelah. Normativna formula za izračun sposobnosti tal za prenos bremena je naslednja:

R = (m1m2 / k) [M1kzbγ + M2d1γ ‚+ (M2 – 1) dbγ‘ + M3с], kjer:

k je "koeficient ozaveščenosti", k = 1, če so značilnosti lastnosti tal določene empirično, k = 1,1, če so značilnosti vzete iz referenčnih tabel (zato je bilo treba zemljo povleči domov);

M1, M2, M3 – koeficienti, ki upoštevajo povezanost tal;

b je širina dna temelja, m;

kz – koeficient, za b <10 m kz = 1; za b> 10 m kz = z / b + 0,2 (za stavbe 2. stopnje odgovornosti z = 8 m);

γ povprečna vrednost specifične teže tal, ki ležijo pod dnom temelja (v prisotnosti podtalnice se določi ob upoštevanju tehtalnega učinka vode), kN / m³;

γ ‚- enako za tla nad podlago;

c – izračunana vrednost specifične kohezije tal, ki leži n neposredno pod dnom temelja, kPa;

db je globina kleti, tj. razdalja od nivoja načrtovanja do tal kleti, m;

d1 – globina temeljenja kletnih konstrukcij z ravni načrtovanja (m) ali zmanjšana globina temeljev z ravni kletnih tal.

db je sprejet tako:

  • Za kleti do 20 m širine in več kot 2 m globine db = 2 m.
  • Za kleti širše od 20 m db = 0.

Dana globina temelja se izračuna po formuli d1 = hs + hcfγcf / γ ‚, kjer:

hs – debelina talne plasti nad nivojem dna temeljev pod kletjo;

hcf – debelina tal v kleti;

γcf je izračunana vrednost specifične teže materiala tal v kleti, kN / cu. m.

Opomba : če je hiša brez kleti, se šteje, da je db enak 0.

Koeficienta m1 in m2 sta določena iz tabele:

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

In koeficienti M1, M2, M3 v skladu s tabelo:

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Tla pod piloti

Stavba je postavljena na pilote v takih primerih:

  1. nosilna plast zemlje leži tako globoko pod šibkimi plastmi, da postavitev trakastega temelja postane tehnično neizvedljiva – izkaže se za pretežko;
  2. razslojevanje tal je plitvo in poševno (poševno), tako da je nemogoče izbrati eno od njegovih nosilnih plasti;
  3. stavba je zgrajena na pobočju, oba dejavnika sta tu združena.

Natančen izračun temelja za pilote "ročno" (papir, pero, kalkulator) ni mogoč za vse ulične strokovnjake. Razlog za njeno zapletenost in dolgotrajnost ("zmogljivost možganov") je, da se obnašanje tal pod kupom bistveno razlikuje od vedenja pod trakom, ploščo ali plitvo zakopanimi stebri.

Obnašanje tal pod kupom

Značilnosti izračunavanja obnašanja tal pod piloti so zapletene zaradi sledi. okoliščine:

  1. če je naloga trdne podlage katere koli vrste razpršiti utež stavbe po njeni nosilni površini, je obremenitev tal s temeljnih pilotov po potrebi praktično koncentrirana;
  2. "Zemeljska peta" pod kupom ni več valjček, ampak nekaj podobnega hruški ali jabolku. Združevanje "zemeljskih pet" v eno je dovoljeno samo v svežnjih kolišč, sicer bo celotna metoda izračuna temeljenja dala napačne rezultate. Zato SNiP priporoča namestitev pilotov s korakom vsaj 3-5 njihovih širin (premeri za okrogle pilote);
  3. v nosilnosti kupa je delež stranske komponente (na trenje) velik. Delež nosilnosti pete kolišča je lahko majhen, v nekaterih primerih (na fino stratificirani gosti zemlji) pa je zanemarljiv;
  4. upogibna in tlačna trdnost pilota vpliva na splošno nosilnost temeljev, velikostnejše, kot je trdna podlaga.

Na splošno piloti veliko močneje vplivajo na tla kot temeljni trak in še bolj plošča. Zato se pri pilotastih temeljih nosilnost pilotov izračuna ločeno za material pilota in zemljo; nas v tem članku zanima slednje.

Izračun nosilnosti kupa na tleh se najpogosteje izvede za enega od treh tipičnih primerov (glej sliko).

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Obnašanje pilotov v tleh

Če kup prehaja skozi šibko (na primer močvirnato zemljo) do zanesljive nosilne plasti (poz. 1), potem ga drži skoraj izključno "zemeljska peta". V fino slojevitih, dobro nosilnih tleh se nosilnost kupa neprekinjeno povečuje z globino, poz. 2. Če se zanesljive talne plasti izmenjujejo s šibkimi (poz. 3), se del sile njihovega bočnega pritiska na kup porabi za deformacijo šibkih plasti in izkaže se, da je skupna nosilnost pilota veliko večja nižje.

Kateri kupi so najboljši?

Natančen odgovor na to vprašanje je podan v vsakem posameznem primeru glede na celoto lokalnih pogojev. Seveda, samo, prvič, da so vijačni piloti najmanj zanesljivi. Prvič, njihova nosilnost materiala je nizka. Drugič, zaradi sezonskih deformacij tal se lahko vijačni piloti spontano privijejo ali odvijejo. Njihovi proizvajalci navajajo življenjsko dobo temeljev na vijačnih pilotih do 120 let, vendar je to ekstrapolacija rezultatov celovitih testov – pravzaprav nobena stavba ni toliko stala "na vijakih", ker prej jih preprosto ni bilo. Zato so vijačni piloti primerni za temelje lahkih začasnih in / ali sezonskih konstrukcij. Tu so kralji: vijačni temelj je poceni, ne zahteva zemeljskega dela ničelnega cikla, nekaj delavcev brez posebne opreme pa je v enem ali dveh dneh pripravljeno na rešetko.

Po zanesljivosti so na prvem mestu zdrobljeni piloti, vklj. za stavbe 1. razreda odgovornosti. Postopek za njihovo namestitev (na sliki levo) je zapleten, dolgotrajen, drag in naporen, toda zemlja je "dovolj". njihova namestitev skoraj ne krši njegove strukture. Izvrtani piloti so edina vrsta pilotov, ki jih je mogoče vgraditi v snope (če ni dovolj nosilnosti enega glede na material ali zemljo) in grmičevje (poševno v različnih smereh), pod dnom visokih ozkih težkih konstrukcij. Izračun zdrobljenega kupa se najpogosteje nanaša na izbiro primerne tabelarične vrednosti na desni strani na sliki:

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Postopek vgradnje in nosilnost izvrtanih pilotov

Glede na celoto tehničnih in ekonomskih parametrov vrtani piloti zasedajo vmesni položaj. Po izračunu takega kupa se nujno izvede preskus: preskusni pilotir sondo zabijemo v tla, naložimo in nadziramo ugrez. Sonda se vzame bodisi v polni velikosti (boljši) bodisi na homogenih tleh v določenem merilu. Nesprejemljivo je sondo zamenjati z kosom ojačitve: bočni oprijem pade vzdolž kvadrata njegovih linearnih dimenzij in namesto dejanske nosilnosti dobimo "ceno drv v zalivu Tiksi".

Načelo celovitega preskušanja izvrtinskih pilotov je prikazano v poz. Slika A in B:

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Sheme celovitih preskusov vrtanih pilotov

Obremenitev Q je enaka obratovalni ali je prilagojena glede na rezultate študij tal. V dovolj zanesljivih tleh se sonda naloži iz obdelovalnega stroja z dvigalko in deformacijskim merilnikom, kar omogoča upoštevanje deformacije močnostnega žarka stroja. Čas zadrževanja kupa pod obremenitvijo traja 2–20 dni ali več, spet glede na rezultate študij tal. Preostali usedlina S ne sme presegati 4 cm na stabilnih tleh (krivulja 4 pri poz. B) in 2 cm na popuščajočih tleh (krivulja 5 na istem mestu). Za preskuse na nosilnih stratificiranih ali homogenih tleh se uporablja sonda-zatič (na levi v poz. D), za "sondiranje" nosilnega sloja pod šibkim – sonda-koplja (na desni, prav tam .).

Izračun pilotov v tleh

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Primer izračuna nosilnosti kupa na tleh v programu GeoPile

Če vpraša diplomanta nekdanje fakultete za gradbeništvo v preteklosti: "Kako izračunati kup v zemlji?", Ima njegov obraz enak izraz, kot če bi postavili isto vprašanje o risanju diagramov obremenitve. Danes lahko vsak uporabnik osebnega računalnika s posebnimi programi enostavno izračuna nosilnost kupa na tleh. Programska oprema GeoPile se je izkazala na najboljši način: enostavna je za uporabo in rezultati so precej zanesljivi. Če geologija na gradbišču ni pretirano zapletena, je v več kot 80% primerov mogoče odpustiti terenske preizkuse, ker Rezultati GeoPile so natančno potrjeni zanje. Primer rezultata izračuna GeoPile kupa v fino stratificirani zemlji s šibkimi vmesnimi sloji je prikazan na sliki. na desni.

Opomba : program za izračun koliščnih temeljev v standardnem Excelu se še vedno potepa po Runetu za brezplačen prenos, na primer tukaj – dwg.ru/dnl/11626. Vendar strokovnih pregledov o njegovi kakovosti ni mogoče najti.

Končno

Da je sposoben zemljo porušiti, so informacije pri gradnji najbolj potrebne. Toda cilj te faze načrtovanja konstrukcije je še vedno trdna podlaga. Zato v zaključku podajamo izbor video primerov za izračun temeljev različnih vrst na različnih tleh:

Video: primeri izračunov različnih temeljev na različnih tleh

Na ilovnati:

Trak:

Stolpec:

Kup:

Na pilotih TISE:

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun
Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

(Še ni ocen)

Nosilnost tal pod temeljem: koncept, raziskave, definicija, izračun

Nalaganje … kaj še brati: Sami navojni temelj s piloti: značilnosti, naprava, izračun, namestitev Tračni temelj: kaj lahko naredite sami, izbira in izračun vrste, delo na temeljnem področju: namen, naprava , vrste in njihova izvedba, izolacija, odtenki Prikaži vse materiale z oznako:

  • Počitniški dom
  • kamen in beton
  • gradbena dela

Pojdite na razdelek:

  • DIY gradnja, podeželska hiša in parcela

Diskusija:

piši

Ime *

E-naslov *

Naročite se na e-poštne odgovore

S klikom na gumb »Dodaj komentar« se strinjam z uporabniško pogodbo in politiko zasebnosti spletnega mesta.

Podobne strani: