Главное меню

Фундамент на слабых грунтах


Спланируйте идеальный фундамент на слабом грунте |

Фундамент на слабом грунте

Для любой постройки требуется надежная основа. Учитывая технологические и экономические факторы, свайный фундамент на слабом грунте считается оптимальным вариантом.

Грунтовые породы с малой прочностью называются слабыми. Они образуются путем постепенного скопления тонких частиц на дне озера, моря, прочих водоемов. При медленном оседании таких элементов создается рыхлый осадок, который относится к водонасыщенному грунту. Сначала данное образование совсем слабое. Со временем на нем накапливаются новые слои, под весом которых происходит уплотнение частиц, появляется начальная прочность.

Вода противодействует такому процессу. Все же уплотнение осадка способствует появлению коллоидной структуры с небольшой прочностью. Чем больше осадок освобождается от воды, тем больше он уплотняется, переходя в ранг прочных пород. При насыщении почвы водой происходит обратный процесс.

Зачастую рыхлые осадки, заполняющие водоем, через много лет создают болотистую низину с водонасыщенными породами. Твердая глинистая земля также становится после насыщения водой слабым грунтом. Потому одним из способов возвращения прочности почве является устройство водоотводов.

Рыхлые пески, сильносжимаемые породы, суглинки с пористостью 50%, торфяники с большим содержанием органики относятся к слабым грунтам. У подобных пород низкое расчетное сопротивление, обычно высокая степень влажности. При промерзании таких земель появляются пучинистые свойства.

Фундамент на слабом грунте испытывает подвижность пород и несущую нагрузку. На него воздействуют силы пучения почвы. Неправильно выполненный проект становится причиной разрушения несущих стен. Использование современных технологий позволяет избежать любых негативных явлений.

Территории со сложным илом, слабыми грунтами встречаются довольно часто. При приобретении участка основными критериями обычно являются: цена, близость к месту работы, наличие подъездных дорог. Поэтому нередко оказывается, что на понравившемся месте грунтовые условия для строительства бывают неблагоприятными. При геологических изысканиях вдруг становится ясно, что стройплощадка расположена на застарелом болоте. Впрочем, заболоченность может возникнуть на любом участке, если нет дренажа, а для забора обустроен сплошной ленточный фундамент без пропускных каналов.

Грамотное применение существующих методик позволяет возводить дома на любых грунтовых породах. Специалисты, профессионально подходящие к выполнению строительных работ, способны оперативно и качественно сформировать фундамент на слабом грунте.

Геологические изыскания

Для принятия правильного решения на подготовительном этапе возведения объекта проводятся геологические изыскания. На основе полученных результатов специалисты делают профессиональные выводы. Для слабых почв фундамент на сваях оказывается практически всегда безальтернативным решением.

Исследование физических свойств земли необходимо для определения возможности выдерживать нагрузку строения через фундаментное основание. Внешняя среда влияет на качественные характеристики почвы, которые меняются при изменении температуры, влажности, других явлений.

Расчет

Неправильная конструкция фундамента при строительстве на слабом грунте создает неравномерные осадки из-за которых надежность основы для дома снижается. Чтобы ограничить деформации, необходимо провести грамотно расчеты конструкции. Для этого применяются специальные алгоритмы. Обязательно рассматриваются два предельных состояния элементов фундамента. Во-первых, необходима прочность конструктивных составляющих. Во-вторых, проводится оценка осадки фундаментного сооружения.

При исследовании почвы может оказаться, что физико-механические свойства ее слоев различные. Это значит, их водонасыщение является не полным. Поэтому в расчетах необходимо отталкиваться от самого невыгодного варианта (полного водонасыщения).

Слабые грунтовые породы состоят из глины, плывунов, песчаных, торфяных пластов. При таком сочетании учитывается подвижность пород. Проект разрабатывается на основе результатов анализа грунта, взятого из контрольных скважин. Благодаря этим исследованиям рассчитывается несущая способность.

Свайный фундамент

Для водонасыщенных земель, участков с уклонным рельефом выгоден и надежен свайный фундамент. Другой вид основания для постройки на таких землях делать нецелесообразно. Предполагается, что устанавливаемые опоры должны упираться в плотные слои почвы, на которые будет передаваться вес строения. Понятно, что намного проще выполнить только лишь свайные работы, чем заботиться о водоотведении и выравнивании площадки под строительство. В этом случае застройщик экономит на стоимости земляных операций, обустройстве опалубки и т.д.

Затраты на возведение подобной конструкции получаются относительно невысокими. К тому же, значительно сокращается время строительства по сравнению с проведением работ, необходимых для плитного или ленточного основания. Строительство фундамента на сваях можно выполнять зимой и летом, весной и осенью.

Чтобы не допустить ошибок при выборе опор для фундамента на конкретном типе грунта, следует обратиться за помощью к специалистам. Компания Эндбери производит и выполняет монтаж винтовых и железобетонных свай.

Железобетонные сваи

Железобетонные конструкции являются долговечными и подойдут для любых грунтовых пород. Забивные сваи могут быть длиной 3-24 метра. Их сечение – 25-40 сантиметров. Надежность, эксплуатационные свойства конструкции определяются качественными характеристиками материала, из которого изготовлены опоры.

Расчетное число забивных столбов зависит от уровня пучинистости грунта. Ж/б свая при погружении должна преодолеть слабые пласты и достигнуть твердого слоя. Упираясь в крепкие породы, конструкция получается устойчивой и долговечной. При этом финансовые расходы на материал – небольшими, но требуется применение сложного оборудования для забивания железобетонных опор. Для этих целей применяются гидравлические, вибропогружатели или другая спецтехника.

Винтовые сваи

Конструктивной особенностью винтовых свай является заостренный стержень необходимой длины с лопастями. Благодаря этому свая врезается в землю и вкручивается. Винтовые сваи используются обычно для формирования фундамента под загородные дома. Процесс погружения опор в землю достаточно прост. Ввинчивание стержней может производиться вручную. Поэтому фундамент получается достаточно экономичным по стоимости.

Винтовые столбы считаются наиболее удобным вариантом при строительстве дома на слабых грунтах. Технология процесса создания винтовой конструкции несложная. На основании проектных расчетов определяются места установки столбов, закручивание которых может осуществляться вручную или с помощью спецтехники.

После возведения свайного сооружения делается ростверк, соединяющий воедино все элементы. В результате правильного монтажа преимущества винтовой конструкции очевидны:

Лопасти винтовых опор, закрепленные в грунтовых породах, способны удерживать строение определенного веса. Мощность твердого пласта должна быть порядка трех метров или больше.

Длина свайного столба делается такой, чтобы пронзиться через слабые пласты и закрепиться в несущих слоях. Условиям грунта должна соответствовать специальная конфигурация лопасти. При необходимости винтовая опора наращивается до требуемой длины.

Для жесткости конструкции установленные сваи соединяются ростверком из стального швеллера, бруса или бетона. Ростверк способствует передаче нагрузки от несущих элементов дома на опоры.

Конструкция винтового фундамента:

Каждая свая, выполненная из качественных материалов, способна выдержать нагрузку до пяти тонн.

Агрессивная коррозийность почвы

Во влагонасыщенных грунтах создается агрессивная среда, ускоряющая процесс коррозии. Металл прочнее бетона, но он сильнее испытывает губительное влияние влаги. Поэтому металлические элементы должны быть защищены от разрушающих факторов внешней среды.

Следует отметить, что разрушение металла происходит постепенно. Оно начинается с поверхностных слоев. Поэтому одной из мер антикоррозийной защиты является увеличение толщины металла. Чем стенка трубы толще, тем длительнее будет процесс разрушения. Это относится и к лопастям. Другими методами защиты является покрытие поверхности защитной пленкой, бетонирование полости трубы.

Вывод

При обустройстве фундамента на слабых грунтовых породах учитывается их сжимаемость, невысокая несущая способность. Основа здания сможет выдержать требуемую нагрузку при правильном расчете заглубления, длины, количества устанавливаемых столбов. Большое значение имеют характеристики грунта. Правильно выполненный монтаж свайной конструкции даже при сильно промерзании не подвержен подвижке

Эффективный фундамент на слабых почвах

Каждый застройщик, который строит дом, хочет, чтобы его жилище было прочным, стены стояли надежно, и будущее проживание в нем было безоблачным.

И, конечно, каждый хозяин огорчается когда вдруг, ни с того ни сего, с домом начинают происходить различные неприятности – появляются трещины в стенах, «едет» вертикаль перегородки, пол начинает в одном углу подниматься, а в другом – опускаться.

 

Слабые почвы

После проведенных комплексных изысканий выясняется, что все дело в фундаменте. Вернее в его неприспособленности для того вида почв, на которых стоит частное жилище.
Одними из таких видов почв, требующих к себе серьезного отношения при устройстве фундамента, являются слабые почвы. К ним относятся, в первую очередь, водонасыщенные песчаные почвы и торфосодержашие грунты.

 

Фундамент на слабых почвах

Для таких почв не годится обычный МЗФЛ или свайно – ростверковый фундамент. Такие фундаменты на слабых почвах будут «разваливаться», потому что подошве ленты в МЗФЛ и нижней поверхности ростверка в свайном фундаменте будет не хватать жесткости грунта для качественной равномерной опоры. Фундаменты будут трескаться, испытывая разные нагрузки на разные свои части.

Свайный фундамент на винтовых сваях также не самый лучший вариант на слабых почвах. Сваи будут плыть в слабых грунтах из-за их недостаточной несущей способности.

Фактически, единственным типом фундамента, способным надежно «стоять» на водонасыщенном песке и торфе, будет плитное основание. Плита, в силу своего строения будет лежать «поверх» слабого грунта. Нагрузка конструкции дома на общую площадь плиты гораздо ниже, чем в МЗФЛ, ленточном или свайном фундаментах.

В случае же горизонтальных подвижек дом на плитном основании будет «ехать» весь целиком, что сводит на нет любые деформационные процессы в конструкции дома от неравномерной нагрузки через фундамент.

 

Конструктивные особенности плиты на слабом грунте

Плита на слабом грунте устраивается точно такая, как и на любом другом виде грунта. Ну, разве что, исключая скальные породы, на которых такой тип оснований имеет свои особенности обустройства.

Плита будет представлять собой сплошную «подошву» под дом, с ребрами жесткости под наружные и несущие стены строения. Под различные нагрузки заливается плита разной толщины. Ребра жесткости обычно на 100 мм толще, чем сама плоскость плиты.

Плитный фундамент — один из самых разумных вариантов на слабых почвах

В случае если обустраивается «утепленная шведская плита» (УШП), в нее закладываются элементы системы отопления по проекту – проводной теплый пол либо жидкостный. В статье на сайте, посвященной устройству УШП мы еще коснемся подробнее этого вопроса.

 

Какие еще фундаменты возможны на слабых почвах

Кроме плиты, на слабых почвах можно обустроить анкерный столбчатый фундамент – «плита наоборот». Есть положительные истории использования таких фундаментов практически «в болоте» — на затапливаемых пойменных берегах рек.

Таким образом, при постройке дома на подобном грунте хозяин фактически решает задачу, во что ему вкладываться – в комплексный дренаж с полным осушением локального участка (абсолютно не дает гарантии, что можно будет построить обычный фундамент) или в специализированный фундамент.

Плитный фундамент в такой ситуации будет самым бюджетным решением проблемы. Анкерный столбчатый фундамент будет более дорогим вариантом решения, но зато он применим на очень сложных участках строительства, вплоть до низких речных заболоченных берегов.

В других статьях на нашем сайте читайте про анкерный столбчатый фундамент.

.

Устройство фундаментов при слабых грунтах

К слабым почвам относятся водонасыщенные илистые супески, суглинки, глины, ленточные глины, илы, торф. Лессовые почвы после насыщения водой тоже становятся слабыми. Для таких почв характерна очень высокая сжимаемость, а также большой коэффициент водонасыщения.

Проектирование зданий и сооружений на слабых грунтах происходит с учетом таких общих правил:

  1. Следует избегать нарушения естественного состояния слабого грунта, которое ведет к резкому снижению его механических свойств.
  2. Не разрешается увеличение нагрузок на фундаменты при эксплуатации зданий и сооружений.
  3. Необходимо создавать условия для сохранения одинакового уровня воды (устройство противофильтрационных полостей, дренажа, канав).
  4. Надо учитывать чувствительность почвы к динамическим нагрузкам и импульсам.
  5. Следует учитывать величину структурной прочности грунта.
  6. Фундаменты нужно нагружать одновременно, медленно и постепенно по всей площади здания или сооружения.
  7. Целесообразно создавать условия для уменьшения неравномерности осадок.
  8. Необходимо приспосабливать надземные конструкции к неравномерности осадки и увеличенной деформации основания.

Рекомендации для выбора рациональных мероприятий по устройству оснований и фундаментов в условиях залегания слабых грунтов:

Следует отметить, что лучшим мероприятием из тех, которые перечислены в рекомендациях, является прорезание слабых грунтов сваями. Однако при этом следует учитывать отрицательное трение по боковой поверхности свай. Одним из средств такого учета является уменьшение расчетных сопротивлений для слабых грунтов.

Вся информация, изложенная в статье, является переводом текста с англоязычного ресурса, специально для сайта srub43.ru, и носит ознакомительный характер. Перед самостоятельным обустройством любого типа фундамента, настоятельно рекомендуем обратиться к специалистам. Это позволит избежать множества проблем в дальнейшем.

на глине, слабых грунтах, песчаной почве

Схема одного из способов устройств ленточного фундамента в земле

При планировании будущего сооружения, проектировщики всегда обращают внимание на состояние и тип грунтов, так как для каждого грунта подходит свой фундамент. Несмотря на то, что ленточные фундаменты можно возвести на практически любой почве, кроме скалистой местности, технология все же отличается.

Также может отличаться схема и способы расчета допустимых нагрузок на почву, и подбирается совсем иной строительный материал по классу прочности. Поэтому, ленточный фундамент на пучинистых грунтах возвести далеко не так просто, а рассчитать его габаритные размеры еще сложнее. Также нужно учитывать, что предусмотреть подвал на таких грунтах проблематично, как и необходимо надежно защитить основание от мелких грунтовых подвижек. Но строители часто возводят мелкозаглубленные ленточные фундаменты на глине и песчаной почве, склонной к пучению.

Что такое пучение грунта?

Определение класса грунта при шурфировании для укрепления ленточной основы в земле

Грунт – это неравномерная смесь различных минералов и составляющих, дополнительно насыщенная влагой. В зависимости от глубины расположения грунтовых вод и состава грунта, влага может оставаться довольно глубоко, а верхние слои будут уже сухими. В зимний период, влага может замерзнуть только до конкретной глубины, при этом расширяясь и вспучивая почву. Чем больше содержание влаги, тем сильнее происходит сезонная деформация почвы. К пучинистым почвам относят:

Названия почв говорят сами за себя, то есть все они содержат глину в различных количествах, а глина слабо вбирает воду и набухает.

Если пласт поднимется достаточно высоко и сильно, он способен полностью разрушить даже прочные и толстые монолитные основания.

А с наступлением тепла, почва снова опускается, свободное пространство под фундаментом заполняется осколками основания, и оно проседает ниже допустимой высоты. Как итог – наступает частичное разрушение несущей конструкции здания.

Как возвести ленточный фундамент на глине

Схематическое отображение устройства ленточного основания на неустойчивых грунтах

Если на строительной площадке обнаружены значительные пласты глины, то построить фундамент на таком грунте довольно проблематично. Сначала нужно произвести ряд защитных действий:

  1. Сначала нужно сделать замену слабой земли на песчано-гравийную или песчаную почву крупной фракции. Песок более прочный, обладает высокими несущими характеристиками и способен выдерживать массу здания. Также этот метод защиты практикуют, когда нужно снизить нагрузку на боковые стенки фундамента.
  2. Можно спроектировать ленточный фундамент с расширенной подошвой. При таком обустройстве увеличивается поверхность покрытия грунта и снижается нагрузка на единицу площади почвы. Это практикуется, если грунт содержит смесь глины и песка, и относится к насыпным почвам.
  3. Также можно создать мощный и толстый слой мягкой гидроизоляции, которая возьмет на себя эффект пучения почвы. Но это не всегда себя оправдывает, причем на слабых почвах этот метод влечет за собой увеличение массы конструкции. Такой метод эффективен, если в сооружении предусмотрен подогрев пола и цокольных помещений.
  4. Проводится монтаж гидроизоляционной прослойки вокруг фундамента и создание ливневой канализации в комбинации с дренажной системой. Это обеспечивает отличный отвод воды, высушивает почву вокруг фундамента и снижает его пучение.
  5. Обустройство дренажной системы. Вокруг основания предусматривается дренаж, который засыпают гравием или насыпной землей.

Такие методы защиты допустимы, если устанавливается ленточный мелкозаглубленный фундамент, и при этом он рассчитан на небольшие нагрузки. Его нельзя возводить на глине без дополнительного укрепления надежной опалубкой. В таких случаях используется только несъемные конструкции, можно также обойтись без опалубки как таковой, используя песок и гравий как внешнюю защитную среду, а насыпную землю для улучшения отвода ливневых и грунтовых вод.

Роль опалубки

Изготовление опалубки для ленточного основания на слабых грунтах

Опалубка обеспечивает максимально ровную поверхность для монтажа гидроизоляционных материалов. Кроме того:

Некоторые строители не практикуют использование опалубки. Резон тут есть, при условии, если будет использоваться специально подготовленная насыпная земля. Она должна содержать крупнозернистый песок, гравий и, желательно, минеральные водопоглощающие добавки.

В таких случаях, в траншею устанавливают на вертикальных крепежах полиэтиленовую пленку в два слоя, между пленкой засыпают насыпной грунт и трамбуют его. Затем поверх заливают полноценный ленточный фундамент, а армирование соединяют с основной лентой. Тогда опалубку нет нужды использовать, а подошва будет более широкой.

Когда слабые грунты слишком высоко

Схема устройства свайно-ленточного фундамента для слабых грунтов

Если геодезическое исследование обнаружило слишком высоко расположенные слабые грунты, а глубина промерзания почвы расположена низко, тогда ленточный фундамент придется комбинировать со свайным. Причем сваи будут делаться с усиленными и расширенными подошвами, чтобы компенсировать большую массу здания на сравнительно небольших площадях подошвы свай.

Сваи вбиваются или монтируются ниже глубины промерзания, пока не будут достигнуты прочные слои породы. Для обустройства необходимо:

  1. Сначала подготовить участок. Сюда входит расчистка площадки, устранение плодородного слоя почвы, подготовка котлована. Учитывая, что слабый и насыпной грунт не имеет большой плотности, то он во время копания скважин будет постоянно осыпаться, поэтому их бурят под углом в 45 градусов. А опалубку возводят на полную высоту. Интервал между скважинами составляет до двух метров, глубина бурения − до достижения уровня прочных пород.
  2. Если по мере бурения скважины будет обнаружен плывун или слишком насыщенный водой пласт земли, тогда в качестве гидроизоляции нужно использовать асбестобетонные трубы. Трубы нужно вставить в скважины, выровнять по уровню и закрепить.
  3. Затем начинается заливка свай. Сначала нужно залить трубу на треть бетоном, затем приподнять, чтобы бетон заполнил пространство под ней. Тогда и образуется необходимое утолщение подошвы. Можно использовать подачу бетона компрессорами, но это финансово затратный процесс. Затем в трубу монтируют заранее подготовленную арматуру и заливают бетоном до верхнего уровня.
  4. Дно траншеи для ленточного фундамента засыпают песчано-гравийной смесью (подушка), трамбуют и монтируют опалубку. В траншею укладывают слой арматурного каркаса и все заливают бетоном.

Чтобы свайно-ленточный фундамент выдерживал воздействие ливневых и грунтовых вод, дополнительно делают вертикальную гидроизоляцию и отмостку. Если он построен на влажных грунтах, тогда без дренажа не обойтись, а в суровых климатических условиях дополнительно утепляют фундамент полиуретаном или пенопластом. Засыпку траншеи делают специально подготовленной насыпной землей, поверх которой обустраивают отмостку.

Выбираем фундамент для проблемного грунта: ленточный, свайный или плитный?

Наверх Перепланировки Рассылка С чего начать ремонт О проекте Реклама Контакты Facebook Vkontakte Odnoklassniki Instagram Pinterest Дизайн и декор

свойства разных неустойчивых, слабых грунтов

Изображение разновидностей почв

Каждый человек, который решает строить дом на своем земельном участке, вынужден подбирать оптимальный для конкретного типа почвы, фундамент. Если не провести подробную геодезическую разведку почвы, а также не учесть глубину промерзания, то уже через несколько лет основание деформируется с дальнейшим разрушением. Поэтому, любое строительство здания всегда нужно начинать с разведки участка и изучения структуры почвы, ведь свойства грунта играют важную роль.

Критерии состояния почвы

Учитывая, что самые популярные и дешевые в строительстве – это ленточные фундаменты и столбчатые с перевязкой, то и встретить их сейчас не проблема, но далеко не всегда они способны выдерживать допустимые нагрузки, а свойства конкретной почвы не позволяют возводить большие дома.

Популярные основания не всегда будут оптимальными для конкретной территории, ведь они не всегда способны выдерживать большие постоянные нагрузки на мягких почвах. Поэтому, кроме критерия «цена-качество», фундаменты также подбираются по критериям состояния почвы, а именно:

Застройщику или хозяину участка важно знать, есть ли возможность присутствия одновременно разных типов грунтов.

Структуры грунта и особенности

Изображение определения состава по цвету

Грунты можно подразделить на пять основных типов, и у каждого из них есть свои особенности. Например, хрящеватый грунт состоит с песка и глины, имеет каменистое основание. Благодаря малому содержанию просадочных пород, такой грунт оптимален для строительства, он не размывается водой, имеет небольшую глубину промерзания и обладает высокой прочностью.

Из-за разного состава почвы, хрящеватые грунты имеют хорошую фильтрацию, обладают отличными несущими свойствами и выдерживают значительные нагрузки. Существуют и другие виды:

  1. Песчаный грунт достаточно легкий, быстро пропускает воду, и водные горизонты залегают глубоко. Как правило, промерзает на глубину до метра, на нем возводятся основания ленточного типа из железобетонных блоков или некоторые виды столбчатых конструкций. Содержание просадочных пород огромное, поэтому такие почвы склонны к горизонтальному и вертикальному смещению.
  2. Скалистая почва считается одной из самых прочных, не подвержена пучению, глубина промерзания незначительная. При строительстве домов на таких почвах иногда даже не углубляют сильно подошву, поэтому и стоимость возведения дома незначительная, а содержание просадочных пород практически сведено к минимуму.
  3. Свойства глинистых грунтов таковы, что они содержат много воды, поэтому даже под воздействием незначительных осадков сразу превращаются в жижу. Поэтому, не отличаются прочностью, склонны к пучению и имеют большую глубину промерзания, а также имеют высокое содержание просадочных пород. За счет проседания на неравномерных слоях грунта, часто возникает просадка основания в разных местах, которая неизбежно приведет к полному разрушению дома. Такая почва считается неблагоприятной для строительства, на ней практикуют использование ленточного блочного или бетонного монолитного фундамента, свойства которых позволяют нейтрализовать пучение.
  4. Торфянистые грунты очень легкие, имеют огромное количество пор и не отличаются прочностью. Торфяник сильно насыщен влагой, грунтовые воды расположены высоко. Тут единственно правильный вариант – это устройство монолитной бетонной плиты или столбчато-ригельного основания. Такие грунты обладают свойством неравномерного пучения, они неустойчивые и содержат много просадочных пород.

Ключевые свойства грунта при выборе типа фундамента

Эскиз разновидностей и основных отличий

Выбор типа фундамента напрямую зависит от глубины промерзания грунта. Скалистые почвы считаются непромерзаемыми, ведь в них содержится минимум грунтовой воды. Конечно, они также могут охладиться до отрицательных температур, но не содержат просадочных пород и укреплять основания тут не нужно. А вот глинистые и торфяные почвы промерзают на большую глубину, поэтому нужно сразу рыть глубокие котлованы, а это затратно.

Наличие просадочных пород в грунте, к которым относятся пласты глины, песка или торфа тоже имеют немалое влияние. Чем их больше, тем менее устойчивый грунт, и в этом случае нужно дополнительно проводить укрепление основания. Можно, конечно, поменять пласты глины на песок и утрамбовать, но это дорогое удовольствие, и далеко не каждому будет по карману.

Очень важна степень пучения и возможность подвижек при сейсмической или иной активности. Неустойчивые почвы склонны к горизонтальному движению, поэтому тут сразу проводится дополнительное укрепление почвы сваями или столбами ниже глубины промерзания. Такие грунты очень слабые, поэтому подошва основания устанавливается глубоко.

Влияние типа строения на выбор оптимального фундамента

Подбор основания по типу строения

Понятно, что нагрузка на единицу площади основания грунта сильно зависит от того, какие строительные материалы используются при строительстве здания. Ведь масса несущих стен, сделанных из кирпича и с деревянным перекрытием, существенно меньше, чем аналогичная железобетонная конструкция. Соответственно, построить массивный кирпичный дом на болотистой слабой почве может только оптимист. Тут спасет разве небольшой компактный дом на свайном ростверке.

Также важную роль играет наличие или отсутствие подвала или цокольного этажа. Например, на столбчатом фундаменте сделать подвал технически практически не реально, а вот на сборном монолите – можно. Тут также можно комбинировать типы оснований, это сейчас не составит большого труда. Подвалы себя оправдывают, если есть слабые почвы с послойным расположением неустойчивых типов грунтов.

В любом случае, стоит устраивать основания таким образом, чтобы подошва была ниже глубины промерзания. Почва на такой глубине стабильная, предсказуемая и отлично справляется с нагрузками, а свойства позволяют выдерживать значительные нагрузки. А оптимальный вариант – это скалистые породы, но найти их на равнинной местности очень сложно.

Материал для фундаментов

Вариантов тут также большое количество, начиная от натурального камня или дерева, заканчивая мощным и тяжелым железобетоном. Соответственно, тип фундамента играет важную роль, учитывая материалы для возведения. Но и масса конструкции будет иной, о чем нужно всегда помнить:

  1. Бутобетон. Это современный строительный материал, который пользуется популярностью через свою небольшую массу, компактные размеры и стойкость к влаге. Состоит с природного камня и бетонного раствора, где раствор служит клеем и надежно защищает камень от смещения. Используется в тех случаях, когда на близлежащей территории есть достаточное количество камня. Он оптимален при строительстве домов на песчаных и скалистых почвах, нельзя использовать на слабых и неустойчивых глинистых грунтах.
  2. Железобетон. Это монолитные или бетонные блоки, армированные стальными прутьями в направлении основных нагрузок. Железобетонные конструкции можно сделать самостоятельно сразу на площадке или купить уже готовые.

Кирпич и дерево сейчас практически не применяется, эти материалы не долговечные, слабые и неустойчивые. Их часто используют для создания ростверков, дополнительно устанавливают гидроизоляцию и теплоизоляцию.

Виды фундаментов и их использование на конкретных типах грунтов

Конструктивные особенности современных фундаментов позволяют подобрать оптимальный вариант для применения на хороших грунтах и тех, у которых самые нежелательные характеристики. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Столбчатые фундаменты

Это конструкция с несущими столбами прямоугольной или круглой формы. Производятся столбы из различных материалов, часто используется бутобетон с дополнительным армированием.


Бетоном заполняются скважины до высоты залегания грунта, а затем поднимаются до уровня ростверка кирпичом. Столбчатые основания дешевые в возведении, можно использовать подручные строительные материалы, не нужно использовать гидроизоляцию, а также возводить здание на слабых просадочных грунтах. Но ростверки не защищены от проветривания, поэтому нужно делать теплоизоляцию подполья. А это дополнительные финансовые расходы.

Такие основания используются на относительно легких почвах, не подверженных пучению и горизонтальному смещению. Ведь столбы между собой практически ничем не соединены, поэтому при подвижках возможна деформация и разрыв ростверка с дальнейшим обрушением здания.

Столбчатые фундаменты с перевязкой

Такие основания более прочные и устойчивые, чем обычные конструкции, в них используется армирование горизонтальных и вертикальных поясов. Но устройство рындбалки (перевязки) значительно повышает стоимость и усложняет фундамент. Поскольку требует единого армирования (перевязки арматуры) как в балке, так и в столбике. Рындбалку располагают либо по поверхности грунта, либо с небольшим заглублением, устроив под ней песчаную подушку.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Это монолитная конструкция, возведенная на небольшой глубине и выступающая над поверхностью, формируя цоколь. Лента залегает на глубине до метра, иногда даже до 50 см, под бетонной лентой предусматривается песчаная подушка.

Этот тип основания практикуют при возведении небольших высотных зданий, можно сделать подпол или небольшой погреб. При устройстве таких оснований практикуется устройство шурфов, которые используются для дополнительного укрепления конструкции.

Интервал шурфов составляет до полутора метров, они армируются и заполняются бетоном, а скважины часто устраивают ниже глубины промерзания. Практикуется на песчаных почвах и суглинках, его преимущество – универсальность и дешевизна. Только нужно помнить, что это монолитная конструкция и все блоки нужно обязательно соединять между собой армированием и качественным бетонным раствором.

Глубокозаглубленный ленточный фундамент

Этот самый надежный тип основания, который используется на слабых пучинистых почвах, или с большим содержанием просадочных пород. Свойства такого основания позволяют его использовать также на скальных породах с глубоким залеганием осадочного слоя.

Подошва ленты всегда устанавливается ниже глубины промерзания грунта, поэтому он выдерживает даже сильные вертикальные подвижки грунта. Такое основание также способствует обустройству полноценного подвала различной высоты.

Монолитное основание

Это единственный тип фундамента, который можно использовать на торфяных или глинистых почвах с высоким залеганием грунтовых вод. Он может быть мелкозаглубленным или глубокозаглубленным, позволяет сделать подвал, ведь тут на песчано-гравийной подушке создается монолитная железобетонная плита расчетной толщины.

Единственный недостаток – это необходимость идеально ровной строительной площадки, иначе со временем монолит начнет медленно сползать. Свойства конструкции таковы, что можно и не делать сложные расчеты несущей способности или даже делать дополнительное укрепление почвы.

Системы фундамента и типы грунтов

Системы фундамента и типы грунта идут рука об руку, поскольку тип грунта, с которым вы сталкиваетесь на своем участке, определит лучшую систему фундамента для вашего проекта.

Пренебрежение исследованием грунтовых условий на вашем участке - одна из самых ранних и дорогостоящих ошибок, которые может сделать самостроитель.

Если вы еще не приобрели свой участок, ознакомьтесь с этим контрольным списком участка под застройку, чтобы убедиться, что вы проявляете должную осмотрительность в отношении различных факторов (включая тип почвы), прежде чем совершать покупку.

Вы можете обратиться к местным властям или строительному инспектору или провести исследование почвы. Исследование почвы может стоить всего 500 фунтов стерлингов, но позволит выявить любые серьезные проблемы до того, как вы начнете, что может сэкономить вам 1000 фунтов стерлингов.

Всегда полезно выделить не менее 10% вашего бюджета в резервный фонд, если вы столкнетесь с какими-либо непредвиденными проблемами с вашим типом почвы.

Здесь мы объясняем типы почвы, с которыми вы можете столкнуться, и систему фундамента, которую вам следует выбрать.

Готовы начать выкладку? Ознакомьтесь с этим пошаговым руководством по созданию фундамента.

Какие типы почв я могу найти на своем участке?

Если вы еще не знаете тип почвы на своем участке, хорошей отправной точкой является звонок в местный отдел управления строительством. Они могут дать вам представление о типичном типе почвы в районе, который вы строите, и о том, какой фундамент подходит.

Большинство местных властей выпускают информационные бюллетени о типовых решениях фундамента для различных типов почвы, обычно встречающихся в этом районе.

Еще один полезный источник информации - это утвержденный строительными нормами документ A: 2004 , в котором перечислены семь типов почвы плюс условия недр и практические полевые испытания, которые помогут вам определить тип почвы.

Камень

Включает:

Эти породы обладают высокой несущей способностью. Камень, возможно, просто нужно очистить и выровнять для строительства.

Скала может быть непроницаемой, поэтому верхний слой почвы, вероятно, потребует дренажа, поскольку невозможно построить отстойники для удаления дождевой или поверхностной воды. Варианты дренажа вне сети также будут очень ограничены.

Мел

Если мел не слишком мягкий, то ширина 450 мм для малоэтажных зданий обычно является приемлемой. Глубина фундамента должна быть ниже любого воздействия мороза (700 мм). Если мел мягкий, его нужно раскапывать, пока мел не станет твердым.

Меловые почвы могут быть подвержены эрозии, поэтому будьте осторожны с ложбинами и пещерами.

Гравий и песок

Сухой плотный гравий или гравийно-песчаные грунты обычно подходят для ленточных фундаментов. Обычно допустима глубина 700 мм, если грунт имеет достаточную несущую способность.

Если уровень грунтовых вод высокий (т. Е. Гравий затоплен), несущая способность уменьшается вдвое, поэтому важно поддерживать фундамент как можно выше. Может подойти неглубокий, усиленный, широкий ленточный фундамент.

Песок достаточно хорошо удерживается вместе, когда он влажный, уплотненный и однородный, но траншеи могут обрушиться, и поэтому шпунтовые сваи часто используются для удержания земли в траншеях до тех пор, пока бетон не будет залит.

Глина

Первый слой глины толщиной 900–1200 мм подвержен перемещению из-за расширения и усадки в зависимости от содержания влаги, поэтому обычно необходимо выкапывать фундамент на глубину, на которой содержание влаги в глине остается стабильным. . Британский стандарт 8004 рекомендует минимальную глубину для фундаментов 1 м. Но если поблизости есть или были деревья, может потребоваться глубина до 3 м.

В глине перед бетонированием фундамента траншею часто защищают от вспучивания, облицовывая ее сжимаемым слоем (например, глина).

Плотная глина поверх мягкой глины

Традиционный ленточный фундамент иногда приемлем, но важно не переборщить, поскольку это может увеличить нагрузку на более мягкую глину под ним. Распространенным решением является рытье фундаментов с широкими лентами со стальной арматурой, однако может потребоваться инженерный фундамент.

Торф

Торф и рыхлый переувлажненный песок являются очень бедными грунтами. Если торф можно удалить, чтобы найти подходящий несущий грунт глубиной не менее 1,5 м, подойдет ленточный фундамент. Скорее всего, потребуется усиленный плотный фундамент.

Засыпанный грунт

Если земля ранее выкапывалась и засыпалась, обычно необходимо копать до уровня ниже области засыпки.

Наклонные площадки

Наклонные площадки требуют ступенчатого фундамента.Инструкции приведены в Строительных правилах.

Мне нужно обследование почвы?

Исследования почвы могут оказаться очень полезными, но не являются обязательным условием. Большинство участков начинаются без формального исследования почвы, вместо этого полагаясь либо на знания проектировщика, либо на местные знания строительного инспектора.

Процесс включает в себя вырытие ям в различных точках участка и экстраполяцию результатов по каждой яме, чтобы предположить состояние грунта на всем участке.

Типы фундаментных систем

Стандартная процедура состоит в том, чтобы поместить в траншеи как можно меньше твердого бетона, а затем застроить из него блочную кладку до уровня земли, где стены переключаются на кирпич или камень или что-то еще, что должно быть выбранной внешней облицовкой. быть. Он известен как ленточный фундамент .

Для одноэтажного здания ленточный фундамент обычно будет шириной 450 мм и глубиной не менее 200 мм, а для двух этажей шириной 600 мм и глубиной 200 мм.

Глубокие ленточные фундаменты: Там, где ленточные фундаменты должны располагаться на более низком уровне, чтобы достичь почвы с подходящей несущей способностью, можно вырыть более широкую и глубокую траншею для работы, а ленточные фундаменты выкапывают и заливают на более низком уровне. Затем стены возводятся до уровня земли кладкой.

Фундамент с широким ленточным покрытием: Если грунт мягкий или имеет низкую несущую способность, можно использовать фундамент с широким ленточным покрытием для распределения нагрузки по большей площади, армированный сталью, чтобы уменьшить нагрузку на м².

Схемы ленточных фундаментов (слева) и фундаментов для засыпки траншей (Изображение предоставлено: Homebuilding & Renovating)

Широко используемой альтернативой является засыпка траншеи, при которой траншеи заполняются товарным бетоном чуть ниже уровня земли. В местах, близких к деревьям, можно добавить стальную арматуру. Хотя этот метод экономит труд, он увеличивает общую стоимость вашего фундамента. Чуть выше уровня земли опоры покрывают влагонепроницаемым слоем, а затем закрепляют первый этаж.

По сравнению с глубокими ленточными фундаментами, засыпка траншеи сводит к минимуму ширину выемки, а также трудозатраты и материалы, необходимые для строительства каменной кладки ниже уровня земли, компенсируя стоимость дополнительного бетона.

( БОЛЬШЕ: Сколько будет стоить мой фундамент?)

Если у вас есть участок, где земля считается труднопроходимой, то стандартные ленточные или насыпные фундаменты вряд ли подойдут. Есть альтернативные варианты, но они значительно дороже.

Копание траншей глубже и заливка бетоном, а также, возможно, добавление листов полистирола рядом с траншеями в качестве скользящей мембраны может быть простым решением.

Но если вам нужно копать глубже 2,5 м, это решение становится непрактичным. Мало того, что количество бетона, необходимое для заполнения траншеи, станет чрезмерно дорогим, но работа на такой глубине может оказаться опасной.

Если участок требует глубокого фундамента более чем в паре мест, то теперь обычно используется другой подход, чаще всего свайное строительство, иногда с использованием бетонных плотов.

( БОЛЬШЕ: Фундаменты для сложных участков)

Что такое Рафт Фундаменты?

Как следует из названия, бетонный плот предназначен для «плавания» по земле под ним. Конструкция состоит из плиты перекрытия особой толщины, усиленной массами на стальной арматуре. Преимущество плотов заключается в том, что они служат основой для решения первого этажа, а не просто траншеями в стенах, но они считаются более сложными в строительстве.

Плот используется там, где почва требует такой большой площади подшипника, что широкие полосы фонды распространения слишком далеко, что делает его более экономичным, чтобы вылить один большой железобетонной плиты.

Плот - альтернатива свайному фундаменту, и он может быть менее дорогим. (Изображение предоставлено: Homebuilding & Renovating)

Что такое свайный фундамент?

Некоторые застройщики теперь используют свайный фундамент на каждом участке, поскольку затраты предсказуемы. Сваи вбиваются в землю, затем заполняются бетоном, и весь фундамент покрывается грунтовой балкой для строительства.

Короткоствольные сваи и балка: Короткоствольные сваи обычно имеют длину 2–3 м и могут быть усилены сталью.Каждая свая затем соединяется вверху горизонтальной сборной железобетонной балкой. Затем подвесной железобетонный цокольный этаж можно построить из сборных элементов или отлить на месте.

Фрикционные сваи: Концепция, аналогичная короткоствольным сваям и балкам, используемым в ситуациях, когда нет подходящего несущего слоя на приемлемой глубине. Фрикционные сваи зависят от сопротивления кожи почве.

Короткоствольные сваи, как правило, имеют длину 2–3 м и могут быть усилены сталью (Изображение предоставлено: Homebuilding & Renovating)

Что такое опорные фундаменты?

Используется, когда необходимо поддержать изолированные нагрузки, например, для поддержки колонн стального или столбово-балочного каркасного дома.Нагрузка сосредоточена на небольшой площади.

( БОЛЬШЕ : Сколько стоит построить дом?)

Схема фундамента (Изображение предоставлено: Homebuilding & Renovating)

Что может повлиять на мой выбор системы фундамента?

Если на фундамент воздействуют корни деревьев (или их предыдущее удаление), вам может потребоваться использовать достаточно глубокую траншею, заполненную бетоном, но с сжимаемым материалом, с одной или обеих сторон внешних траншей, чтобы противодействовать любому вздутию или расширению в земле.

Водопроводные трубы должны входить в здание на глубине не менее 750 мм, но не более 1,35 м под землей. Если это означает, что они проходят через бетонный фундамент, то их необходимо либо проложить перед заливкой, либо, что еще лучше, установить воздуховод, чтобы их можно было протолкнуть позже.

Если канализационные трубы, выходящие из здания, должны быть глубже верхней части бетона фундамента, их также следует отводить; они не могут застрять в бетоне и должны иметь возможность свободно перемещаться.

Электричество и газ обычно не нужно подводить или устанавливать на этом этапе, поскольку они обычно устанавливаются на поверхность. Наконец, инспекторы по строительству и гарантийному обслуживанию должны будут утвердить выкопанный фундамент перед заливкой бетона.

( БОЛЬШЕ : Как подвести электричество к месту)

.Анализ параметров

на модели твердого грунта мягкого грунта для котлованов на основе скорости сдвига в заливе Шэньчжэнь, Китай

Модель твердого грунта (HS) - это наиболее часто используемые конститутивные модели мягкого грунта котлованов программного обеспечения PLAXIS в численном анализе , и его параметры являются предпосылкой для точного расчета. В этой статье соответствующие параметры модели HS в заливе Шэньчжэнь в Китае были изучены с помощью тестов одномерного уплотнения и испытаний на трехосный сдвиг.Систематически изучены аналитические методы эталонной секущей жесткости и коэффициента разрушения мягкого грунта, проанализировано влияние скоростей сдвига на эталонную секущую жесткость и коэффициент разрушения мягкого грунта, а также установлена ​​взаимосвязь между параметрами жесткости и модулем сжатия мягкого грунта. Результаты показали, что эталонная секущая жесткость и коэффициент разрушения мягкого грунта, полученные с помощью различных аналитических методов, сильно различались, а ошибки эталонной секущей жесткости и коэффициента разрушения мягкого грунта, полученные с помощью кривых напряжения-деформации, были наименьшими, а устойчивость была наилучшей. ; в то же время, с увеличением скорости сдвига, максимальное девиаторное напряжение и эталонная секущая жесткость мягкого грунта увеличивались, но коэффициент отказов не сильно изменился.Результаты исследования могут служить справочным материалом для анализа параметров мягкого грунта для модели HS при численном анализе и аналогичных рабочих условиях котлованов.

1. Введение

С быстрым развитием экономики все больше и больше котлованов рядом с туннелями метро, ​​станциями метро, ​​зданиями и муниципальными трубопроводами строилось в мягких грунтах в прибрежных районах. Выкапывание котлованов имеет большое влияние на эти смежные проекты и даже вызывает обрушение поверхности.Трудно обоснованно проанализировать влияние выемки котлованов на окружающую среду в мягких грунтах традиционными аналитическими методами и соответствующими нормативными методами [1, 2]. Метод численного анализа стал наиболее эффективным методом выемки котлованов в мягких грунтах, поскольку он может учитывать стратификацию и характер почвы, распределение и характер опорных систем, процесс строительства котлованов и опорных конструкций, а также влияние на окружающую среду. окружающая среда [7–10].

Ключевым моментом численного моделирования является принятие разумных расчетных параметров и основных моделей. В численном моделировании обычно используются модель Мора – Кулона (MC), модель Дункана – Чанга (DC), модель Друкера – Прагера (DP), модифицированная модель Кам – Клея (CC), модель крышки и модель затвердевания грунта (HS). выемки котлована в мягкий грунт [7–8]. Применимые условия для различных составляющих моделей цементированной глины и мягкого грунта показаны в таблице 1. Модель MC обычно используется при быстром анализе численного моделирования.Когда мягкий грунт обладает эффектом смягчения сдвигом, подходит поверхность текучести с формой крышки, например модель DP, модифицированная модель CC и модель крышки [11–13], среди которых модель HS может учитывать характеристики твердения мягкой почвы и различать разница между нагрузкой и разгрузкой, а также параметры жесткости зависят от истории напряжений и траектории напряжения; результаты его расчетов могут дать разумную деформацию стены и деформацию грунта за стеной одновременно, что подходит для численного анализа выемки котлована в мягком грунте [14–16].Таким образом, модель HS стала одной из наиболее широко используемых определяющих моделей при численном анализе разработки котлованов в мягких грунтах. Однако модель HS имеет много параметров, и получить более полные параметры модели сложно [17, 18].


Основные модели Тип анализа Мягкий грунт Цементированная глина
OCR> 1 OCR≈1 OCR <1 Песчаный грунт Низкий сжимаемость Высокая сжимаемость

Модель MC Предельное состояние по пригодности к эксплуатации
Предельное состояние несущей способности + ++ +

Модель постоянного тока Предельное состояние работоспособности + ++ ++ +
Предельное состояние несущей способности + 90 017 ++ ++ +

Модель DP Предельное состояние работоспособности ++ + + ++ ++ ++
Предельное состояние несущей способности ++ + + ++ ++ ++

Модифицированная модель CC Предельное состояние работоспособности + + +
Предельное состояние несущей способности ++ ++ ++

Модель крышки Предельное состояние по пригодности к эксплуатации + ++ ++ + + +
Подшипник ca Предел прочности ++ ++ ++ ++ ++ ++

Модель HS Предельное состояние работоспособности +++ ++ ++ +++ +++ +++
Предельное состояние несущей способности +++ ++ ++ +++ + ++ +++

OCR: коэффициент чрезмерной консолидации; +: в целом применимо, эффект не идеален; ++: применимо, эффект хороший; +++: применимо, очень хороший эффект.

В настоящее время основными методами определения параметров модели ГС являются метод обратного анализа на основе данных измерений и метод лабораторных испытаний [19, 20]. Метод обратного анализа позволяет получить чувствительные параметры, а определение других параметров зависит от инженерного опыта; из-за сложности котлованов иногда бывает трудно точно отразить фактическое состояние проектов измеренными данными [21, 22]. Метод лабораторных испытаний позволяет непосредственно проверить физико-механические свойства мягкого грунта и является эффективным методом получения параметров [23, 24].До сих пор в некоторых исследованиях были получены некоторые параметры модели HS посредством лабораторных испытаний, и лишь в некоторых исследованиях были получены относительно полные параметры модели HS [2, 15, 25, 26]. В этой статье параметры модели мягкого грунта HS в заливе Шэньчжэнь в Китае были получены посредством испытаний на одномерное уплотнение и испытаний на трехосный сдвиг. На основе теории нелинейно-упругого деформирования мягкого грунта систематически изучены аналитические методы эталонной секущей жесткости и коэффициента отказов в параметрах модели HS, а также обобщено влияние скоростей сдвига на параметры модели HS.

2. Модель HS

Модель HS представляет собой конститутивную модель, основанную на модели грунта двойного твердения Вермеера, предложенной Шанцем и Вермеером [27, 28]. Он состоит из поверхности текучести при гиперболическом сдвиге и эллиптической поверхности текучести крышки в плоскости P-Q, как показано на рисунке 1 (а). Эта модель может учитывать как упрочнение на сдвиг, так и упрочнение при сжатии мягкого грунта и удовлетворять критерию разрушения Мора – Кулона. Подходит для моделирования различных типов мягких грунтов в котлованах. Эта модель содержит 11 параметров; его можно разделить на три категории: параметр прочности, параметр жесткости и расширенный параметр [29, 30], как показано в таблице 2.В этой статье были изучены эффективное сцепление, эффективный угол трения, эталонная касательная жесткость, эталонная секущая жесткость, эталонная жесткость при разгрузке / повторной нагрузке, коэффициент отказов и другие параметры. Эти параметры могут быть получены в результате испытаний на одномерное уплотнение и испытаний на трехосный сдвиг. Кривые напряжение-деформация были очень важны для анализа параметров модели HS [31–33], и типичные кривые напряжения-деформации для испытаний на трехосный сдвиг показаны на рисунке 1 (b).


Параметр прочности Параметр жесткости Расширенный параметр

Эффективное сцепление Эталонная секущая жесткость Эталонное напряжение жесткости
Эффективный угол трения Базовая тангенциальная жесткость Разгрузка / перегрузка Коэффициент Пуассона
Угол расширения Коэффициент бокового давления Базовая жесткость при разгрузке / перегрузке
- Степень разрушения Степень корреляции жесткости и уровня напряжения м

3.Материалы и методы
3.1. Материалы

Для получения более точных параметров модели HS были проведены испытания на одномерное уплотнение и испытания на трехосный сдвиг мягкого грунта в заливе Шэньчжэнь в Китае. Физические параметры образцов почвы представлены в таблице 3.


Образцы почвы Глубина (м) Содержание воды (%) Плотность (г · см −3) Удельный вес Коэффициент пустотности

T1 2.2∼3,4 48,3 1,67 2,70 1,40
T2 4,0∼5,5 47,5 1,74 2,71 1,31
T3 6,5∼7,8 48,4 1,64 2,69 1,42

3,2. Методы
3.2.1. Испытания на одномерное уплотнение

В этом испытании были изучены характеристики сжатия мягкого грунта в заливе Шэньчжэнь с использованием рычажного оборудования для уплотнения WG.Были проведены испытания на уплотнение образцов грунта Т1, Т2 и Т3 соответственно. Высота ( H ) образцов почвы составляла 2 см, а площадь сечения ( S ) составляла 30 см 2 . Во время испытаний на одномерное уплотнение образцы грунта помещали в жесткое удерживающее кольцо, и при боковом ограничении удерживающего кольца и кольцевого ножа происходила только вертикальная деформация, чтобы достичь цели одномерного сжатия.

3.2.2. Испытания на трехосный сдвиг

Испытательное оборудование представляло собой полностью автоматический высокоточный трехосный аппарат от компании GDS Company, Великобритания.Высота ( H ) образцов почвы составила 7,6 см, а диаметр ( D ) - 3,9 см. В этом разделе, соответственно, были проведены испытания на трехосный сдвиг при той же скорости сдвига и при разных скоростях сдвига. Процесс подготовки и установки образцов при испытаниях на трехосный сдвиг показан на рисунке 2. При той же скорости сдвига посредством испытаний на консолидированный дренажный сдвиг (CD) на образцах грунта T1, T2 и T3, эффективный индекс интенсивности напряжений, эталонная секущая жесткость и разрушение Коэффициент мягкости грунта в заливе Шэньчжэнь определялся при эталонном напряжении жесткости.Скорость сдвига была установлена ​​на V = 0,002 мм / мин, а ограничивающее давление составляло 100 кПа; скорость сдвига может снизить влияние давления поровой воды на прочность и предотвратить избыточное давление поровой воды [34]. При разных скоростях сдвига были проведены испытания на консолидированный недренированный сдвиг (CU) на образце грунта T1 для изучения сдвиговых свойств мягкого грунта в заливе Шэньчжэнь. Чтобы получить эталонную секущую жесткость и коэффициент разрушения мягкого грунта при различных скоростях сдвига, скорость сдвига была установлена ​​на 0.05 мм / мин и 0,15 мм / мин, а скорость сдвига может контролироваться для обеспечения равномерного увеличения давления поровой воды в соответствии с фактическими техническими данными [32].

4. Результаты и анализ
4.1. Анализ эталонной касательной жесткости

Результаты испытаний на одномерное уплотнение и аппроксимирующие кривые образцов грунта показаны на рисунках 3 и 4. Рисунок 3 показывает взаимосвязь между осевой нагрузкой ( p ) и коэффициентом пустотности ( e ) образцы почвы.На рисунке 4 показана взаимосвязь между осевой деформацией ( ε 1 ) образцов грунта и осевой нагрузкой ( p ).



Как видно из рисунка 3, чем больше осевая нагрузка ( p ) на образцы грунта, тем меньше коэффициент пустот ( e ) образцов грунта и тем меньше коэффициент пустотности образцов грунта. после уплотнения и сжатия есть. Модуль сжатия () образцов грунта составлял 2,26 МПа, 2,34 МПа и 2,16 МПа соответственно, когда осевая нагрузка была следующей: до.

Как видно из рисунка 4, осевая деформация ( ε 1 ) образцов грунта увеличивалась с увеличением осевой нагрузки ( p ) на образцы грунта. После расчетов исходные значения касательной жесткости () образцов грунта составили 1,99 МПа, 2,09 МПа и 2,06 МПа со средним значением 2,05 МПа.

4.2. Анализ параметра прочности

В этой статье параметр прочности был определен в соответствии с соотношением между огибающей прочности Мора – Кулона и линией [2].Результаты испытаний CD и аппроксимирующие кривые образцов почвы показаны на Рисунке 5:

.

Практический пример анализа полевого мониторинга глубокого котлована в мягких грунтах

Полевой мониторинг в процессе выемки котлована является важной мерой для снижения риска. В данной статье описывается практический анализ данных мониторинга в процессе разработки котлована на мягких грунтах. Смещения верха стенки диафрагмы были проанализированы и обнаружили, что горизонтальное смещение показало выпуклую форму, а вертикальное смещение показало вогнутую форму.По данным натурных наблюдений, деформационная мода бокового смещения стенки диафрагмы относилась к составной. Зависимость между максимальным боковым смещением и глубиной выемки показала сильную линейную корреляцию. Горизонтальные смещения жесткости столба уменьшается с увеличением жесткости жесткости, в то время как эффект фиксации жесткости на вертикальных смещений жесткости столба можно пренебречь. Профиль осадки, рассчитанный с использованием метода Се и Оу, хорошо согласуется с данными полевых наблюдений и лучше описывает тенденцию развития осадки на поверхности земли.Отношение максимальной осадки земной поверхности ( δ vm ) к максимальному боковому смещению стенки диафрагмы ( δ hm ) находилось в диапазоне 0,74 ~ 0,88, что соответствует диапазону 0,5 ~ 1,0. предложено Hsieh и Ou. В этом документе представлена ​​справочная база и соответствующее руководство для аналогичных проектов.

1. Введение

По мере развития градостроительства и масштабов использования подземных пространств, большое количество котлованов глубокого заложения появляется при строительстве многоэтажных домов и подземной транспортной инженерии.Очевидно, что необходимо уделять большое внимание безопасности и удобству обслуживания. Однако большинство глубоких котлованов концентрируются в городских районах с переполненными строениями, что приводит к сложной строительной среде. Необходимость строительства котлованов в городских районах требует контроля за движением окружающей почвы, поскольку чрезмерное движение почвы может повредить прилегающие объекты собственности и даже привести к огромным экономическим потерям. В городской черте проект котлована меняется от контроля прочности до контроля деформации.Поле мониторинга в процессе выемки котлована является важной мерой для снижения риска, в дополнении к укреплению распорки и сохранения структуры и повышению уровня проектирования. В то же время данные полевого мониторинга дают эффективную основу для динамической корректировки параметров распорок.

Как правило, выемка грунта вызывает снятие напряжения на месте и, следовательно, смещение грунта [1–5], что неизбежно влияет на существующие конструкции. Чтобы лучше понять влияние прилегающих выемок на существующие конструкции и деформацию, вызванную выемкой котлована под фундамент, многие исследователи провели теоретический анализ, численный анализ и моделирование испытаний [6–10].Для характерных региональных особенностей строительства котлованов предложены общие закономерности деформирования котлованов на различных участках. В сочетании с данными полевых измерений и методом численного моделирования было исследовано влияние близлежащих крупных выработок на существующие туннели метро в Нинбо, а также были исследованы такие меры, как разделенные выемки грунта, улучшение почвы и разделительная стена для смягчения последствий. влияние соседнего котлована на существующий левый тоннель [11].Чтобы понять правила деформации станции и туннеля, вызванные соседними раскопками в Шанхае, был проведен тщательный мониторинг деформации грунта и реакции конструкции [12]. Горизонтальные смещения удерживающих свай отслеживались на протяжении всего процесса проекта глубоких земляных работ в Тяньцзине, а также анализировались характеристики изменения поля глубокого смещения грунта, вызванного четырьмя типами модели деформации удерживающей конструкции [13].

Большинство исследований предоставили только часть зарегистрированных данных мониторинга, в то время как другие данные были получены с помощью численного моделирования, в котором существуют определенные отклонения от зарегистрированных данных мониторинга. В этом исследовании, изменение закономерности деформации диафрагмы, стенки горизонтального и вертикального смещения крепления стойки, и расчета наземной поверхности анализируются на основе поданных данных мониторинга в процессе глубокой ямы проекта фундамента в мягких областях почвы. В этом документе представлена ​​справочная база и соответствующее руководство для аналогичных проектов.

2. Обзор проекта

Котлован расположен в районе Хэпин, который является центром города Тяньцзинь, Китай, и в непосредственной близости от северной дороги Цзефанг, дороги Сюйчжоу, северной дороги Дагу и дороги Кайфэн (рис. 1). Общая площадь застройки проекта составляет около 93556 м 2 2 , включая комплекс коммерческой и служебной главной башни, двухэтажный современный торговый центр и четырехэтажный подземный парк.

Форма котлована примерно представляет собой параллелограмм.Длина и ширина котлована составляет около 77 метров. Глубина котлована в районе подиума и главной башни составляет 20,4 м и 21,7 м соответственно, что относится к котлованам сверх- и глубокого фундамента. Объем земляных работ составляет примерно 142500 м 3 . Вид в плане, показывающий расположение котлована, и фотографию места котлована показаны на Рисунке 1. Дороги вокруг котлована важны для городского движения, и многие здания и подземные трубопроводы проходят близко к котловану.К северу от участка, через дорогу Кайфэн, находится Hisense Plaza, расстояние 23 м. К западу от участка, через Дагу-Норт-роуд, находится торговый центр Binjiang, расстояние 36 м. Остальные здания лежат к югу и востоку от участка. Следовательно, строительная среда сложна.

Геоморфология месторождения относится к равнине северного Китая и равнине восточного побережья. Подземные условия и свойства почвы на площадке были получены в результате инженерно-геологических исследований и лабораторных испытаний, которые обобщены в Таблице 1.В основном это были мягкие илистые глины. Многолетний уровень грунтовых вод наблюдался на глубинах 2,2–2,5 м.


Классификация грунта Толщина слоя, (м) Масса устройства, γ (кН / м 3 ) Сплоченность, c (кПа) Угол трения, φ (°) Характеристическое значение несущей способности грунта, f a (кПа) Коэффициенты проницаемости, k (см / с) Индекс ликвидности, I L Ограниченный модуль, E с (МПа)

Грунты обратной засыпки 1.0 19,5 10,0 22,1 100 1,9 × 10 −7 0,75 4,49
Илистые глины 1,5 19,6 20,4 25,9 120 2,6 × 10 −7 0,71 5,87
Песчаные илы 2,1 19,4 22,2 40,6 135 7,1 × 10 −6 0.87 7,80
Илы 1,3 19,8 31,3 39,1 130 0,9 × 10 −5 0,82 13,69
Илистые глины 5,3 19,5 22,6 33,1 110 1,4 × 10 −6 0,95 6,72
Илистые глины 3,5 20,0 15.4 29,2 120 0,9 × 10 −6 0,67 4,84
Илистые глины 2,1 20,1 27,9 24,5 140 1,4 × 10 - 7 0,58 5,35
Илистые глины 3,2 20,2 30,9 25,0 150 1,6 × 10 −7 0,57 5.60
Илистые пески 5,7 20,7 27,8 30,3 210 1,1 × 10 −5 0,53 14,34
Илистые глины 6,6 20,1 37,3 19,1 160 1,9 × 10 −7 0,44 5,82
Песчаные илы 7,1 20,5 28,5 40.7 220 1,1 × 10 −5 0,48 15,29
Илистые глины 2,7 20,3 32,3 25,9 200 0,5 × 10 −5 0,47 6,50
Песчаные илы 7,7 20,5 25,1 41,5 260 1,0 × 10 −5 0.60 13.07

3.Схема состояния строительства и мониторинга

Подпорная конструкция представляла собой железобетонную диафрагменную стену толщиной 0,8 м и глубиной 45 м. Как показано на рисунке 2, в стойке использовалась кольцевая железобетонная система распорок. Стойка котлована состоит из четырех систем железобетонных связей. График строительства выемки грунта и распорок показан на Рисунке 3. Первая распорка была установлена ​​на перекрывающей балке в верхней части стенки диафрагмы, а три другие связи были установлены на поясных балках в указанном положении.


Земляные работы выполнялись по принципу раскопок, т.е. укреплению перед раскопками, наслоению, симметрии, равновесию и ограничению времени. Взяв за основу метод раскопок в Тяньцзине, был принят план строительства центрального острова, т. Е. Раскопки начинались с периферийного грунта за пределами кольцевой балки и заканчивались в центральной зоне внутри кольцевой балки для каждого этапа выемки, что является противоположной последовательностью о некоторых раскопках центрального острова сообщил Тан [14, 15]. Земляные работы были разделены на пять этапов, и каждое крепление разделено на восемь этапов строительства.Последовательность земляных работ требовалось сочетать с установкой местной системы связей, чтобы гарантировать, что временной интервал между выемкой части земляных работ и соответствующим строительством конструкции связи находился в пределах допустимого диапазона, а также для контроля деформации котлована и окружающие конструкции.

Мониторинг проводился на протяжении всего процесса строительства, чтобы эффективно обеспечить безопасность всей конструкции котлована и своевременное понимание влияния строительства котлована на окружающую среду вокруг котлована.Общая схема строительства может динамически корректироваться в соответствии с данными мониторинга и тревожным значением мониторинга.

Как правило, контроль безопасности котлована включает систему распорок (мембранная стена, внутренние распорки и т. Д.) И окружение вокруг котлована (здания, трубопроводы и т. Д.). Сочетание с характеристиками инженерного строительства и требованиями к деформации контроля уровня безопасности, строительство и последующее поведение котлована контролировали путем измерения смещения верхней диафрагмы стенку, глубокое горизонтальное смещение диафрагмы стены, смещение крепления стойки, и поверхность земли расчет, как показано на рисунке 4.


Тревожная ценность мониторинга системы ограждений определяется инженерно-геологическими характеристиками, схемой проектирования и инженерным опытом, в то время как тревожная ценность мониторинга окружающей среды вокруг котлована определяется тревожной стоимостью окружающих зданий и трубопроводов. соответственно. Тревожное значение при мониторинге контролируется совокупным допустимым отклонением и допустимым отклонением в единицу времени (скорость изменения). Принимая во внимание серьезное воздействие повреждений креплений и удерживающих конструкций, разрушения массива грунта или избыточной деформации на окружающую среду вокруг котлована, уровень безопасности котлована следует классифицировать как первый.В соответствии с Техническим Кодексом для мониторинга Foundation Building Pit Engineering (GB504972009), то тревожные значения по мониторингу являются накопительным допускается изменение 30 мм или скорость изменения 3 мм / сут для перемещения верхней диафрагмы стенки, смещение крепления стойки, осадки на поверхности земли, в то время как тревожным значением при мониторинге является совокупное допустимое отклонение в 40 мм или скорость изменения 3 мм / день для глубокого горизонтального смещения стенки диафрагмы.

4. Анализ результатов мониторинга
4.1. Деформация стенки мембраны

На рисунке 5 показаны различные кривые горизонтального смещения верхней части стенки мембраны на стороне B во время инженерного строительства. Как показано на Рисунке 5 (a), горизонтальное смещение верхней части стенки диафрагмы на стороне B немного увеличилось перед завершением третьего крепления с увеличением глубины выемки, а максимальное горизонтальное смещение верхней части стенки диафрагмы на стороне B варьировалось в зависимости от диапазон 5 ~ 7 мм. Затем горизонтальное смещение верха стенки диафрагмы на стороне B накапливалось с явно возрастающей скоростью во время четвертого и пятого этапов раскопок.Когда земляные работы пятого этапа были закончены, максимальное горизонтальное смещение составило 25 мм для точки наблюдения WY8 и примерно 22 мм для других трех точек мониторинга. Горизонтальное смещение стенки верхней диафрагмы на стороне B практически осталось тем же во время строительства опорной плиты.

Как показано на Рисунке 5 (b), горизонтальное смещение верхней части стенки диафрагмы с той же стороны увеличилось, а затем уменьшилось и показало выпуклую форму. Точка контроля максимального горизонтального смещения располагалась в средней части стенки диафрагмы, что в основном было связано с эффектом пространства.Результат согласуется с тенденцией, описанной Таном [16, 17], то есть минимум δ hm / H e имел место около углов вала и имел тенденцию к увеличению с удалением от угла. Тормозящее влияние угла котлована на горизонтальное смещение верха стенки диафрагмы было более очевидным, когда точка наблюдения находилась близко к углу котлована. Сравнение горизонтального смещения верха стенки диафрагмы между точками мониторинга WY5, WY14 и WY1, WY10, WY11 показало, что горизонтальное смещение верха стенки диафрагмы около угла котлована было меньше, когда угол котлована находился под меньшим углом, другими словами, космический эффект был более заметным.Максимальное горизонтальное смещение верхней части стенки диафрагмы с разных сторон имело небольшую разницу в диапазоне от 23 до 25 мм, что указывает на то, что деформация стенок диафрагмы с разных сторон была почти симметричной. Во время строительства горизонтальное смещение верха стенки диафрагмы было меньше тревожного значения при мониторинге и находилось в безопасном диапазоне.

На рисунке 6 показаны различные кривые вертикального смещения верхней части стенки диафрагмы на стороне B в течение

.

Элемент изоляции фундамента на плотной основе, сборные комплекты форм ICF

Почвенные условия некоторых строительных площадок не подходят для фундаментного фундамента с утолщенным краем фундамента, если предварительно не начать обширную и дорогостоящую рекультивацию почвы. Выбор плиты-плота в таких условиях может оказаться гораздо более дешевым вариантом.

Плотная плита - это неглубокий фундамент, защищенный от замерзания, или плита на уровне грунта, не имеющая стандартной опоры с утолщенными краями, на которую опирается вся нагрузка дома.Он разработан для равномерного распределения нагрузки по всей поверхности здания.

Строительные площадки с плохими почвенными условиями (нарушенная почва, обширные почвы, низкая несущая способность, высокий уровень грунтовых вод и т. Д.) Могут потребовать значительных инвестиций в дренаж, замену грунта и уплотнение, прежде чем инженер одобрит проект.

На фотографиях ниже показаны меры по дренажу, которые потребовались для поддержки грунтового пола с утолщенным краем, основанного на грунте, на участке с высоким уровнем грунтовых вод.Изображения любезно предоставлены Янни Милоном.

Укладка дренажа для плиты на уклоне с высоким уровнем грунтовых вод Укладка дренажа с гравием и геотекстилем под плиту на горизонтальном основании Укладка гравия для дренажа плиты на уклоне с высоким уровнем грунтовых вод

Плита на плоту действует как снегоступы, так как равномерно распределяет вес по поверхности земли. большая поверхность. По этой причине они часто могут быть построены на почве, которая не может поддерживать другие типы конструкций.

Типичные требования к несущей способности почвы для утолщенного краевого фундамента составляют 150 кПа (3000 фунтов на квадратный фут), при этом плита плота может лежать на грунте с одной третью этой несущей способности или даже меньше с дополнительными инженерными мерами.Часто это будет наиболее доступным (и, возможно, единственным) вариантом строительства на участках с особенно неподходящими почвенными условиями. Даже с домом среднего размера такие расходы могут иногда достигать десятков тысяч долларов и, возможно, останавливать строительный проект на его пути.

Также исключается риск столкновения с грунтом плохого качества на глубине традиционного фундамента, поэтому плита-плот на любом участке может избежать возможных дорогостоящих сюрпризов после начала земляных работ. Благодаря более прочной конструкции, он менее подвержен движению и растрескиванию, чем здания, стоящие на опорах.
Вы можете найти или не найти инженера, имеющего опыт в проектировании плотовых плит, или же вы можете изучить компании, которые специализируются на изготовленных по индивидуальному заказу сборных ICF-плитах на наборах опалубки.

Земляные работы и укладка плит

  • Удалите примерно 6 дюймов органического материала, на два фута дальше того места, где будет след здания.
  • При необходимости постройте подпорную стену для создания ровной поверхности здания.
  • Если есть большие ямы в местах удаления корней деревьев, их можно заполнить заполнителем и уплотнить.
  • Если площадка вообще имеет уклон, выровняйте ее с помощью уплотняемой насыпи 0–2,5 дюйма, обязательно уплотняя ее пластинчатым пакером с требуемыми интервалами.
  • Положите 6 дюймов ровного чистого камня на расстоянии двух футов от периметра здания.
  • Установите штифты там, где будут углы здания.
  • Установить все водопроводные трубы, электрические трубопроводы и трубки для отвода радонового газа.

Примечание. Мы настоятельно рекомендуем поискать сантехника с опытом строительства перекрытий на грунте.Поскольку все сантехнические работы будут залиты бетоном, важна точность расположения, высота слива и правильный уклон слива.

  • Уложить изоляционные формы для плит перекрытия, внутреннюю изоляцию пола и армирующую сетку в соответствии с техническими условиями.
  • Если вы устанавливаете внутрипольное лучистое отопление, убедитесь, что он был разработан инженером для правильного размещения системы подачи тепла, чтобы не повлиять на структурную целостность плиты.

плоту Slab Установка

Сначала укладываются сформированные кромочные элементы, углы должны быть скруглены и закреплены на их месте.Затем следует установка внутренней теплоизоляции, радоновой газо-паровой мембраны, арматурной сетки и любых систем отопления, все выполняется в соответствии с инженерными планами и указаниями. Все изображения плит любезно предоставлены Legalett.

Уплотнение гравия под плотным фундаментом Изоляционные системы формовки плит Угловая деталь для изолированной системы формовки плиты Деталь юбки для неглубоких форм фундаментных плит с защитой от замерзания Арматурная деталь для плиты фундамента

Полы из плит перекрытия часто нагреваются, что обеспечивает очень комфортное и равномерное распределение тепла по всему дому.Большой объем нагретого бетона внутри оболочки здания будет действовать как тепловая батарея, накапливая и выделяя тепло, что помогает сбалансировать температуру как летом, так и зимой.

Такое количество нагретой тепловой массы внутри ограждающей конструкции здания также обеспечивает тепловую безопасность в случае отключения электроэнергии, медленно выделяя тепло в течение нескольких дней. Плиты на платформе можно нагревать с помощью гидравлических систем (жидкости) или трубок с воздушным обогревом, как показано ниже.

Лучшая конструкция подвала:

Традиционные подвалы начинаются с заливного основания, затем фундаментной стены и, наконец, перекрытия из плит.Изоляция опор выполняется редко, и в зависимости от того, как изолированы стены, в результате может образоваться тепловой мост между опорой и стенами или полом. Это приводит к нежелательным потерям тепла, а также к большему риску образования конденсата на более холодных частях бетона.

В качестве альтернативы, подвал можно построить, начав с изолированной плиты-плота, за которой следует фундаментная стена ICF. Это обеспечивает непрерывный слой изоляции, отделяющий бетон от земли. В результате получился очень удобный и энергоэффективный подвал без тепловых мостиков и сниженный риск образования плесени.

Макет подвала с плитой-плотом и стеной ICF любезно предоставлен Treehugger. Макет плиты-плота с защитой от радона / пароизоляции между слоями пенополистирола © Legalett

Подробнее о изолированных опалубках фундаментов для перекрытий см. Здесь , из Руководства по экологическому строительству EcoHome

.

Грунты и фундаменты - Журнал

Soils and Foundations - один из ведущих журналов в области механики грунтов и инженерной геологии. Это официальный журнал Японского геотехнического общества (JGS). В журнале публикуются различные оригинальные исследовательские работы, технические отчеты, технические заметки, а также самые современные ...

Прочитайте больше

Soils and Foundations - один из ведущих журналов в области механики грунтов и инженерной геологии.Это официальный журнал Японского геотехнического общества (JGS). Журнал публикует разнообразные оригинальные исследовательские работы, технические отчеты, технические заметки, а также новейшие отчеты по приглашению редактора в в областях механики грунтов и горных пород, инженерно-геологической инженерии и геотехники окружающей среды. С момента публикации первого тома №1 в июне 1960 года Soils and Foundations отметит 60-летие в 2020 году.

Soils and Foundations приветствует теоретическую и практическую работу, связанную с вышеупомянутой областью. (s).Особенно приветствуются тематические исследования, описывающие оригинальные и междисциплинарные работы, применимые к инженерно-геологическим работам. Также приветствуются обсуждения каждой из опубликованных статей, чтобы обеспечить возможность обратной связи или обмена мнениями коллег. При предоставлении новейших экспертных знаний по конкретной теме в среднем один выпуск из шести в год включал избранные доклады с международных симпозиумов, которые проводились как в Японии, так и за рубежом.

Скрыть полную цель и объем .

% PDF-1.4 % 20283 0 объект > endobj xref 20283 41 0000000016 00000 н. 0000001179 00000 п. 0000001546 00000 н. 0000008551 00000 п. 0000009002 00000 н. 0000009512 00000 н. 0000010182 00000 п. 0000010416 00000 п. 0000010898 00000 п. 0000011133 00000 п. 0000011373 00000 п. 0000011418 00000 п. 0000011450 00000 п. 0000011474 00000 п. 0000012151 00000 п. 0000012508 00000 п. 0000012670 00000 п. 0000012694 00000 п. 0000013306 00000 п. 0000013330 00000 п. 0000013917 00000 п. 0000013941 00000 п. 0000014531 00000 п. 0000014555 00000 п. 0000015174 00000 п. 0000015198 00000 п. 0000015803 00000 п. 0000015827 00000 н. 0000016467 00000 п. 0000016491 00000 п. 0000017107 00000 п. 0000035214 00000 п. 0000060869 00000 п. 0000095174 00000 п. 0000102799 00000 н. 0000102880 00000 н. 0000103089 00000 н. 0000105769 00000 н. 0000105980 00000 п. 0000001768 00000 н. 0000008526 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 20284 0 объект > >> / LastModified (D: 20030321074949) / MarkInfo> >> endobj 20285 0 объект > endobj 20322 0 объект > ручей HtS} 8 wa1J-: q0> P \ e> tVfQ.vmuml5 "Yiqi | EAc №

.

Смотрите также