Nosnost půdy: výpočetní metody pro pokládání základů, SNiP

Stupeň náchylnosti zeminy k zatížení se nazývá únosnost zeminy. Ukazatel charakterizuje maximální průměrný tlak mezi patou základu a terénem, ​​při kterém nedochází k posunům, sesuvům a poruchám v okolní vrstvě. Hodnota je ovlivněna typem zeminy, jejími fyzikálními a mechanickými vlastnostmi.

Co je to únosnost půdy a co to ovlivňuje?

Koncept je považován za tlak vnímaný jednotkovou plochou základny, při které se nedeformuje a nevede ke zničení konstrukce. Geologové zkoumají půdu, aby určili její vlastnosti a vypočítali nosné charakteristiky.

Citlivost půdy na tlak závisí na podmínkách:

• druh půdy;
• masivnost vrstvy;
• značka umístění;
• indikátory podkladové formace;
• hladina vody v půdě;
• hloubka zamrznutí země;
• hustota hornin.

Únosnost mokré a suché půdy je různá, protože Při nasycení vlhkostí se zvyšuje tekutost a snižuje se odolnost proti zatížení. Pokud je vrstva v kontaktu s kapalinou, je klasifikována jako nasycená. Výjimkou jsou písčité hrubozrnné a středně zrnité půdy, které nejsou ovlivněny deformací, protože vlhkost propouštějí a ne akumulují.

Provádějí se průzkumy, zda je vrstva vhodná pro instalaci základu nebo zda je nutné ji zpevnit, aby se zvýšila její únosnost. Podpěrné prvky nejsou navrženy v hloubkách, kde hraničí různé vrstvy. Základ základny je položen pod úrovní vlhkosti půdy, protože nasycené horniny při zmrazení bobtnají.

Citlivost půdy na zatížení se snižuje umělým zhutněním nebo zaváděním chemických modifikátorů. V prvním případě se zatloukají piloty, aby se snížil objem dutin v půdě. Chemická činidla podporují adhezi (kohezi) jednotlivých částic půdy.

Stanovení hustoty půdy a hladiny podzemní vody

Hustota se určuje v závislosti na poréznosti podkladu. Půda má pevné části, mezi nimi jsou podle podmínek dutiny vyplněné vodou nebo vzduchem. Pokud je překročeno maximální povolené zatížení, posuny povedou ke zničení domu. Za nejtrvanlivější základy jsou považovány husté půdy s malým počtem nebo jednotlivými dutinami.

Hustota se zjišťuje poměrem hmotnosti vzorku půdy při standardní vlhkosti k objemu, který zaujímá. Výpočet se provádí podle vzorce p=B/V, kde:

• B — hmotnost půdy v jejím přirozeném stavu, g;
• V — objem, cm3.

Horniny, které leží mělce od povrchu, jsou považovány za volné, jak se nadmořská výška snižuje, půdy se stávají silnějšími, spolehlivějšími a pevnějšími, protože nadložní vrstvy na ně vyvíjejí tlak. V Rusku jsou písky a jíly, jsou zde rašeliniště, bažinaté oblasti a oblasti se skalnatými útvary.

Přízemní tekutiny se nacházejí ve slabých a uvolněných horninách nebo trhlinách v hustých formacích. Půdní vlhkost obvykle stoupá postupně a bez tlaku.

Úroveň postavení závisí na faktorech:

• srážení, odpařování;
• teplota vzduchu, atmosférický tlak;
• změny stavu vodních útvarů;
• ekonomické procesy lidské činnosti.

Vlhkost uvnitř vrstev může být agresivní a obsahovat kyseliny, zásady, sírany, oxid uhličitý – takové přísady ničí betonové a kovové základy. Hladina kapaliny je určována vrtnými jámami v terénu, které jsou odstraněny několik metrů tak, aby byly pod očekávanou úrovní podpory. Studna se zakryje a nechá se 5–7 dní. Pokud se v ní nenachází voda, půda neobsahuje vlhkost. V jiném případě je pro provádění stavebních prací podle pravidel nutná drenáž (systém odvodnění vody).

Jak sami určit únosnost půdy pod základem

Únosnost je základem pro výpočty během procesu návrhu. Půdy jsou klasifikovány v rámci informací v dokumentu GOST 25.100-2011 „Půdy. Klasifikace“. Normy tlakové odolnosti jsou uvedeny v tabulkách zatížení půdy materiály SP 22.133.30-2016 „Zakládání budov a konstrukcí“. Jsou zde také uvedeny standardní výpočetní moduly, vzorce a koeficienty.

Únosnost se zjistí matematickým výrazem R=R · (1 + K · (B -100) / 100) · (N + 200) / 2 · 200 – pro hloubky do dvou metrů a vzorec R=R · (1 + K · (B -100) / 100) + K₂ · Q · (N – 200) – je-li konstrukce ponořena více než dva metry, kde:

• R — odolnost vůči zatížení podél svislé osy, uvedená v tabulkách a určená typem zeminy;
• K₂ — používá se při výpočtech ve stabilních vrstvách;
• K — opravný faktor z tabulek SP pro odrůdu plemene;
• B – příčný rozměr dna základu;
• N — hloubka ponoření podpěry;
• Q – koeficient pro zjištění vypočtené průměrné měrné hmotnosti zeminy od horní části země k základně základu.

Typ půdy si můžete určit sami. Ze studny v hloubce podpěry odeberou zeminu, navlhčí ji vodou a srolují do lana, poté spojí do prstence. Prvek je bez trhlin, snadno napojitelný – zemina soudržná, nejčastěji je to jíl. Při ohýbání se objevují praskliny, což znamená, že máte v rukou směs hlíny a písku, ten obsahuje 10 – 30 %. Je obtížné válet lano a není možné jej spojit s prstencem – půda je písčitá.

Dále použijte SNiP tabulky únosnosti půdy, kde lze požadovanou hodnotu zjistit podle typu půdy.

Rizika chyb ve studiích únosnosti půdy

Nebezpečí sesuvu zeminy v důsledku nepřesného výpočtu hloubky založení a rozměrů. Budova váží tuny, na zemi je velký tlak, proto se do výpočtů zapojují stavební inženýři a technici, aby v budoucnu eliminovali problémy s deformacemi.

Nesprávné určení únosnosti půdy vede k potížím ve formě:

• chybný výpočet průměru hromady, plocha základny pásového monolitu, betonová deska;
• instalace podpěr ve volných půdách, pokles konstrukce;
• nesprávná volba značky hloubky, vytlačení základu bobtnajícími zeminami.

Při výpočtu se používá mnoho koeficientů, které musí být přesně stanoveny v tabulce, jinak bude základ navržen s chybami, které lze snadno opravit na papíře, ale obtížně odstranit po postavení stěn a střechy. Rám domu se viklá, podlahy se propadají v důsledku nadměrného smrštění po nesprávně nainstalovaných pilotách. Budova má v rozích praskliny a okenní a dveřní rámy v otvorech se posouvají, pokud se pásový základ pohne.

Slabým článkem základů domu je zpravidla půda, na které základ spočívá. Provedení a rozměry základu závisí především na vlastnostech zeminy pod základem. Když základ interaguje s půdou, jsou vyřešeny dva hlavní problémy:

• • Přenos a rozložení tlaku z tíhy stavby na zeminu musí být provedeno tak, aby zatížení na zeminu nepřekročilo přípustnou hodnotu pro zeminu. Plocha, kde základ spočívá na zemi, musí určitým způsobem odpovídat únosnosti zeminy.
  • Je nutné zajistit, aby byl vliv mrazuvzdorných sil na budovu snížen na přijatelnou úroveň.

  Únosnost půdy

  Při výběru návrhu základu se kontroluje, zda únosnost zeminy odpovídá návrhu základu. Maximální přípustný odpor základové půdy musí být vyšší než zatížení na ni od hmotnosti stavby.

  Schopnost zemin „podpírat“ základ je ovlivněna řadou faktorů, ale hlavní jsou následující:

  • • Typ a složení půdy;
    • Jeho hustota a pórovitost;
    • Sezónní vlhkost základové půdy;
    • Hladina podzemní vody;

    Jaké druhy zemin jsou na základně základů?

    Půdy se dělí na písčité a jílovité

    Podle složení zrna (granulometrického) písčité půdy se dělí na:

    • • štěrkovitý
      • major
      • střední velikosti
      • malý
      • zaprášený

      Písek je sypký, protože má malou adhezi mezi částicemi. Nosnost písku je dána především přítomností tření mezi částicemi. Únosnost písčité půdy se zvyšuje s rostoucí velikostí písku a hustotou písčité půdy.

      Podle indikátoru hustoty se rozlišují tři skupiny písku:

      Mezi jílovité půdy Existují odrůdy:

      V tomto sledu klesá obsah jílových a prachových částic ve složení půdy a zvyšuje se množství částic písku.

      Jílové zeminy se vyznačují číslem plasticity – Jp>0,01.

      Pevnost jílovitých zemin je dána především přítomností adhezních sil mezi částicemi takových zemin. Čím více jílových částic v půdě a hustoty půdy, tím větší je adhezní síla a únosnost půdy. Ale v jílovitých půdách adhezní síly mezi částicemi klesají s rostoucí vlhkostí půdy. Jeho vlhkost určuje konzistenci půdy.

      Pokud jsou všechny ostatní věci stejné, se zvyšující se konzistencí (vlhkostí) pevnost zemin klesá.

      Soudržností jíly a hlíny se dělí na:

      • • pevná látka
        • polotuhá
        • těsný-plast
        • měkký plast
        • tekutý plast
        • a tekutina

        Cukr se dělí na:

        Pro zjištění únosnosti zeminy se provádějí laboratorní zkoušky na vzorcích odebraných na staveništi a zjišťují se fyzikální vlastnosti zeminy – druh a granulometrické složení zeminy, hustota, koeficienty pórovitosti, ukazatele tekutosti a plasticity.

        Vliv půdní vlhkosti na jejich únosnost

        Velmi důležitou roli hraje obsah vody v půdě. Schopnost půd zadržovat vláhu závisí na typu a rozmanitosti půdy, její hustotě nebo pórovitosti. Vlhkost půdy se v průběhu roku sezónně mění.

        Některé druhy půdy v podmínkách vysoké vlhkosti se stávají velmi obtížnou možností jako základ. Například prachovité písky a písčité hlíny mohou obsahovat velká množství velmi jemných jílových částic. Díky přítomnosti těchto malých částic takové půdy aktivně absorbují a slabě uvolňují vodu. Tyto malé částice, nasycené vodou, začnou hrát roli lubrikantu mezi velkými částicemi půdy. I při mírném pohybu kapaliny ve formaci přecházejí do stavu pohyblivého písku a snadno se pohybují s vodou. Nadace může začít „klesat“ v takové půdě nebo „odplouvat“ – posunout se na stranu.

        Když je mokrá, půda se propadá a zhutňuje.

        Během své existence se půda nachází pod hloubkou mrazu kondenzuje do bodu „nikam dál“. Na tomto stavu se po mnoho, mnoho desítek a stovek let nic nemění.

        Půda nacházející se nad zámrznou hloubkou je přitom neustále nasycena vlhkostí a při sezónním zamrzání zvětšuje svůj objem. Vlhkost v pórech zvětšuje objem těchto pórů o 10 %.

        Kostra půdy umístěná nad hranicí mrazu se tak každý rok „otřese“ a stává se poréznější.

        Například jílovitá zemina umístěná pod bodem mrazu má minimální pórovitost a maximální pevnost, ale stejná zemina umístěná nad bodem mrazu, která slouží jako základ pro mělké základy, má extrémně vysokou pórovitost.

        S vysokou mírou pravděpodobnosti, písčité hlíny a jílovité půdy pro mělký základ lze považovat za volné.

        Je nutné provádět zkoušky půdy na základně?

        Lidé se často ptají: „Proč testy půdy? Stačí navrhnout základ pro zeminu s nejhorší únosností.“

        Mnoho projekčních organizací skutečně nabízí hotové návrhy domů s deskovými základy navrženými pro nejhorší podmínky výstavby půdy. Ale ze zkušeností s projektováním a výstavbou je známo, že čím více informací je k dispozici o půdních podmínkách staveniště, tím více nižší náklady na stavbu základů.

        Je výhodnější vynaložit nevýznamné náklady na testování zemin vybraných vývojářem z jam a vybrat základ na základě konkrétních údajů, než používat výkonný, ale drahý základ bez jakéhokoli opodstatnění.

        Tato výhoda je patrná zejména při výstavbě dvou a třípatrových budov se stěnami z cihel a betonu se železobetonovými podlahami.

        U lehčích budov si můžete vybrat základ na základě orientačních údajů o půdě shromážděných samotným vývojářem.

        Zboží pro stavebnictví a opravy

        Zlepšení půdy na základně nadace

        Při navrhování základu je bezpodmínečně nutné zvážit možnost zlepšení vhodnosti půdy pro uložení základu. Často je výhodné zpevnit půdu, což umožní jednoduchý a spolehlivý základ.

        U slabých a zdvižených zemin má smysl zaměřit se nejprve na zlepšení vlastností základové půdy a teprve poté na výpočet tloušťky a šířky základového pásu a jeho vyztužení.

        Zde je krátký seznam akcí, které je možné zlepšit vlastnosti základové půdy.

        Na měkkých půdách:

        • • Konstrukce polštářů z hrubého písku a drceného kamene. Někdy má smysl zcela nahradit slabou vrstvu v podkladu objemnou nezdvihající se zeminou s lepšími vlastnostmi.
          • V případě potřeby zhutnění půdy (podbití).

          Pískové polštáře umístěné pod základy plní tři funkce:

          1. Zvyšují nosnost základu, což umožňuje snížit šířku základu a v důsledku toho spotřebu betonu na jeho stavbu;

          2. Nahradit část vzduté zeminy zeminou nezdvihnutou, což vede ke snížení vzdutých deformací podkladu;

          3. Snížit podmáčení půdy při jarním tání, které má velký vliv na sedání základů;

          Tloušťka polštáře musí zajistit potřebnou únosnost měkké půdy pod ním a také omezit absolutní a relativní deformace vztlaku na přípustné limity stanovené normami.

          Přečtěte si o vlivu mrazu na základ v článku:

          Další článek:

          Správný základ pro dřevěný, rámový dům nebo lázeňský dům

          Předchozí článek: