Несущая способность фундамента
В качестве основания для любого строительного сооружения традиционно выступает фундамент. От его качества и набора технических характеристик зависит не только прочность и долговечность строения, но и возможность появления дефектов в виде вертикальных и горизонтальных трещин, различных разрушений и деформаций. Чтобы избежать подобного рода неприятностей, необходимо еще на этапе проектирования правильно рассчитать несущую способность возводимого основания.
Расчет несущей способности фундамента необходимо производить как для новых зданий и сооружений на этапе их проектирования для обеспечения прочности и надежности строений, так и для тех, которые нуждаются в укреплении или ремонте.
Исследование грунта – определение исходных параметров
Перед тем, как начинать возводить тот или иной объект, необходимо сформировать проектную документацию, определив свойства и качества грунта, расположенного на стройплощадке.
С этой целью проводится комплекс работ с геодезическими исследованиями почвы, в ходе которых могут производиться испытание грунтов, зондами и сваями, исследования среза покрова и опытно-фильтрационные мероприятия. Изыскания преследуют следующие цели:
- определение деформационных и прочностных показателей слоев грунта;
- оценка гидрологического состояния и режима территории застройки;
- изучение рельефа местности;
- выявление типа грунта и его характеристик;
- определение наличия грунтовых вод и глубины их залегания;
- выявление глубины промерзания почвенного покрова;
- определение степени пучинистости грунта, его подвижности.
Проведение геодезических изысканий в одинаковой мере актуально для определения несущей способности фундаментов на стадии проектирования, а также тех оснований, которые уже построены и по какой-либо причине требуют усиления или же тогда, когда осуществляется строительство нового объекта на имеющееся основание.
Несущая способность грунтов значительно различается и варьируется от 1,0 до 6,0 кг/см2. При этом наиболее благоприятными для строительства считаются песчаные грунты с м различной степенью зернистости, в то время, как просадочные и насыпные грунты и вовсе не подходят для застройки, не имея возможности обеспечить необходимую прочность.
После строительства здания или сооружения любой фундамент дает осадку, которая вызвана утрамбовкой грунта и его сжатием под весом сооружения. При этом основной задачей при определении свойств грунта является выявление его несущих характеристик с целью исключения просадок, которые могут повлечь разрушения, растрескивания и прочие виды деформации основания и здания в целом.
В зависимости от определенных в ходе геодезических испытаний характеристик грунта, выбирается наиболее оптимальный вариант конструкции основания. Для устойчивых типов грунта это могут быть ленточные основания, для неустойчивых, влагонасыщенных и глубокопромерзающих – плитные, свайные, свайно-винтовые типы фундаментов.
Для проведения комплекса геодезических работ по определению свойств и нагрузочных возможностей грунта привлекаются специальные организации, имеющие в своем штате специалистов в области геодезии, а также поверенные средства измерения. Проектирование фундаментов производится на основании расчетов несущей способности грунта, произведенных в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.
Несущая способность основания
По определению, несущей способностью фундамента считается величина максимально допустимой нагрузки, которую сможет выдержать основание без признаков деструкции на конкретном грунте.
При этом в расчет принимается масса строительной конструкции, которая зависит от вида используемых строительных материалов, типа кровли, архитектурных особенностей здания и прочих факторов.
В определенной степени на сущую способность основания влияет целый ряд факторов, среди которых:
- разновидности и характер оказываемых нагрузок в горизонтальной и наклонной плоскости с учетом массы самой подошвы;
- габариты основания, его характеристики и материал, использованный при строительстве;
- равномерность распределения нагрузки и центра тяжести здания;
- форма основания;
- структура грунта и его свойства;
- степень однородности грунта;
- величина заглубления фундамента, его массивность;
- правильно расположение фактически построенного основания в горизонтальной плоскости;
- присутствие заглубленных мягких, осадочных пород.
Глубина заложения основания определяется исходя из данных о грунте, а именно информации о степени промерзания почвы, а также от особенностей здания.
При наличии подвального или цокольного этажа фундамент будет иметь наибольшую массивность и глубину заложения. В зависимости от региона и погодных условий в зимний период ленточное основание может закладываться на глубину до 3-х метров, чтобы обеспечить максимальную устойчивость и необходимую несущую способность.
При расчете необходимой массивности фундамента необходимо учитывать вид применяемых для строительства стен материалов, вес самого основания, кровли, а также наличие снеговых нагрузок. При этом нагрузки делятся на статические, которые оказывают постоянное воздействие и динамические, меняющиеся в амплитуде. К последним относят людей, которые находятся или проживают в здании. Для устойчивости сооружения фундамент рассчитывается с запасом.
Наиболее тяжелыми являются строения, стены, которых выполнены из кирпича и железобетона. Помимо массы стен необходимо учесть вес перекрытий и кровли, который принимается в соответствии с табличными значениями из учета среднего значения на квадратный метр.
Наибольшую нагрузку оказывают также железобетонные перекрытия, шиферная кровля. В регионах с сильными ветрами, а также для зданий и строений, размещенных на открытой местности, необходимо учитывать при проектировании ветровые динамические виды повторно-кратковременных нагрузок.
Чтобы несущая способность основания с течением времени не снижалась, необходимо предусмотреть гидроизоляцию конструкции. Для этого чаще всего задействуют специальные водоотталкивающие материалы и мастики, которые наносятся на поверхность фундаментных элементов.
Если несущая способность уже готового фундамента не соответствует требуемым значениям, основание подлежит укреплению. Для этого, как правило, используются винтовые, а также свайно-винтовые конструкции, для которых расчет производится по каждой свае в отдельности. При этом имеющееся основание на момент работ подлежит частичному вскрытию. Несущая способность винтовых свай зависит от их размера и вида грунта.
Фундамент представляет собой разновидность строительной конструкции, которая по своему назначению предназначена для распределения нагрузки от здания на подготовленные слои грунта. В связи с этим при расчете несущей способности основания одним из ключевых параметров является несущая способность имеющегося на участке застройки грунта. Таким образом, определение несущей способности фундамента сводится к расчету минимально возможной величины площади опирания основания на грунт, при которых набор его пространственных параметров останется неизменным и не выйдет за пределы допустимых величин в ходе эксплуатации сооружения. В упрощенном варианте расчет производится по формуле:
В = М/L*G, где:
L – длина ленточного основания (при выборе в пользу данного вида фундамента),
G – несущая способность грунта, определенная в ходе геодезических исследования;
М – масса здания или сооружения с учетом всех видов статических и динамических нагрузок, примененных материалов, проживающих или находящихся людей с учетом коэффициента запаса прочности;
Параметры фундамента и несущая способность
Как выяснилось, габариты основания тесно связаны с таким параметром, как несущая способность фундамента.
В связи с этим в ряде проектов могут находить применение комбинированные решения, предусматривающие несколько различных видов оснований. При этом производить расчет несущей способности для каждой отдельной подошвы необходимо индивидуально. По правилам проектирования с россом значения ширины основания возрастет и объем почвы, способной вызвать разрушение конструкции. Поэтому при наличии равномерного грунта основания с меньшим значением ширины являются более устойчивыми. Помимо этого параметр несущей способности зависит от формы основания и примененных в ходе его строительства материалов. Главной задачей проектанта при выборе основания и расчете здания является необходимость равномерного распределения массы сооружения.
Одним из критериев прочности и устойчивости, который оказывает непосредственное влияние на несущую способность любого основания, является глубина заложения фундамента. Глубже размещенные конструкции имеют меньшую склонность к деструкции, чем мелкозаглубленные основания.
Это обусловлено свойствами грунтов на различных глубинах, которые обусловлены глубиной их промерзания и степень пучинистости. При строительстве на песчаных грунтах и почвах, в которых присутствует песок в тех или иных объемах, увеличение глубины заложения основания приводит к снижению возможной осадки в процессе эксплуатации и повышению несущей способности.
В случае если глубина основания выбрана не верно, происходит деформация грунта. Как правило, это выражается в первоначальном укрупнении грунта, расположенного под подошвой с последующим его выходом виде клиньев по разные стороны основания. В данном случае даже незначительные смещения почвенного покрова могут привести к образованию трещин в основании и разрушению здания. Помимо этого в грунте могут наблюдаться сдвиги и провалы. Разрушить подобным образом фундамент глубокого заложения попросту невозможно. Любые перемещения грунта на глубине могут приводить лишь к локальным его уплотнениям, которые не способны привести к деформационным процессам.
Таким образом, расчет несущей способности фундамента должен учитывать все возможные факторы формы, размера, массы, свойств грунта, чтобы обеспечить надежность основания в течение всего периода эксплуатации здания. Отталкиваясь от полученных данных о свойствах грунта, производится выбор материалов для строительства стен, перекрытий, а также кровли из учета возможностей несущих свойств основания и равномерного распределения массы.
Определение несущей способности фундамента
от admin
Расчет несущей способности фундамента
При составлении расчетной схемы фундамента использовалась представленная копия существующего поэтажного плана здания.
Нагрузка на колонну от покрытия и перекрытия:
- На крайние колонны: 1240х6х3.55=26412 кг
- На средние колонны: 1240х6х5.
93=44119 кг - Нагрузка от колонны: 87х9.5=827 кг
- Нагрузка от стеновых сендвич-панелей: 25.5х6х9=1377 кг
- Нагрузка от существующего фундамента: 1.5х2500х0.4=1500 кг
- Нагрузка от транспорта: 1750/1.75=1000 кг/м
- Нагрузка от конструкции пола и временная длительная нагрузка: (120+400)х1х1=520 кг
Общая нагрузка на фундамент:
- На крайние колонны: N=26412+827+1377+1500+1000+520=31636 кг
- На средние колонны: N=44119+827+1500+520= 46966 кг
Среднее давление под подошвой фундамента с учетом коэффициента надежности по ответственности здания gn=1.0 (ст. 16, п. 7 ФЗ от 30.12.2009 N 384-ФЗ):
- На крайние колонны: r=N/b=31636/(0.4х1)=79090 кг/м2=79.09 т/м2
- На средние колонны: r=N/b=46966/(0.4х1)=117415 кг/м2=117.415 т/м2
- Предварительное расчетное сопротивление Ro=150 кПа (табл. В.9 СП 22.13330.2011)
На крайние колонны:
Тип фундамента Столбчатый на естественном основании
1. Исходные данные:
- Тип расчета: Проверить заданный
- Способ расчета: Расчет основания по деформациям
- Способ определения характеристик грунта: Фиксированное R
- Конструктивная схема здания: Жёсткая при 1.5<(L/H)<2.5
- Наличие подвала: Нет
- Исходные данные для расчета — 150 кПа
- От подошвы до кровли расчетного слоя грунта (hg) 1.5 м
- Высота фундамента (H) 1.5 м b= 1 м, a= 0.4 м
- Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) — 1.5 м
- Усредненный коэффициент надежности по нагрузке — 1.15
2. Выводы:
- По расчету по деформациям коэффициент использования K= 0.72
- Расчетное сопротивление грунта основания 150 кПа
- Максимальное напряжение в расчетном слое грунта в основном сочетании 107.61 кПа
- На средние колонны:
- Тип фундамента Столбчатый на естественном основании
1.
Исходные данные:
- Тип расчета: Проверить заданный
- Способ расчета: Расчет основания по деформациям
- Способ определения характеристик грунта: Фиксированное R
- Конструктивная схема здания: Жёсткая при 1.5<(L/H)<2.5
- Наличие подвала: Нет
- Исходные данные для расчета — 150 кПа
- От подошвы до кровли расчетного слоя грунта (hg) 1.5 м
- Высота фундамента (H) 1.5 м b= 1 м, a= 0.4 м
- Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) — 1.5 м
- Усредненный коэффициент надежности по нагрузке — 1.15
2. Выводы:
- По расчету по деформациям коэффициент использования K= 0.88
- Расчетное сопротивление грунта основания 150 кПа
- Максимальное напряжение в расчетном слое грунта в основном сочетании 132.58 кПа
Вывод: несущая способность существующих фундаментов от предварительных проектируемых нагрузок обеспечена.
Однако обращаем на Ваше внимание, что для окончательного определения несущей способности фундамента необходимо выполнить геодезические изыскания и разработать проектную документацию. В связи с конструктивной особенностью проектирования баз наружных колонн возникнет необходимость местного увеличения ширины фундамента или устройства нового фундамента в местах опирания стальных колонн в рамках существующих фундаментов.
Несущая способность грунта – типы и расчеты
🕑 Время чтения: 1 минута
Несущая способность грунта определяется как способность грунта выдерживать нагрузки, исходящие от фундамента. Давление, которое грунт может легко выдержать при нагрузке, называется допустимым опорным давлением.
Состав:
- Типы несущей способности грунта
- 1. Предельная несущая способность (qnu)
- 2. Чистая предельная несущая способность (qnu)
- 3. Чистая безопасная несущая способность (qns)
- 4. Полная безопасная несущая способность (qs)
- 5. Чистое безопасное расчетное давление (qnp)
- 6. Чистое допустимое давление подшипника (qna)
- Расчет подшипника Несущая способность
- 1. Теория несущей способности Терцаги
- 2. Теория несущей способности Хансена
Полная безопасная несущая способность (qs)Ниже приведены некоторые виды несущей способности грунта:
1. Предельная несущая способность (q
u )Общее давление на основание фундамента, при котором происходит разрушение грунта, называется предельной несущей способностью.
2. Чистая предельная несущая способность (q
nu )Пренебрегая давлением вскрыши из предельной несущей способности, мы получим чистую предельную несущую способность.
Где = удельный вес грунта, D f = глубина фундамента
3.
Чистая безопасная несущая способность (q нс )При рассмотрении только разрушения при сдвиге чистая предельная несущая способность делится на определенный коэффициент безопасности, что дает чистую безопасную несущую способность.
q нс = q ну / F
Где F = коэффициент безопасности = 3 (обычное значение)
4. Полная безопасная несущая способность (q
s )Когда предельная несущая способность делится на коэффициент безопасности, это дает общую безопасную несущую способность.
q s = q u /F
5. Чистое безопасное расчетное давление (q
np )Давление, которое может нести грунт без превышения допустимой осадки, называется чистым безопасным давлением осадки.
6.
Чистое допустимое давление на подшипник (q na )Это давление мы можем использовать для проектирования фундаментов. Это равно чистому безопасному давлению на подшипник, если q np > q нс. В обратном случае равно чистому безопасному расчетному давлению.
Расчет несущей способности
Для расчета несущей способности грунта существует очень много теорий. Но все теории заменены теорией несущей способности Терцаги.
1. Теория несущей способности Терцаги
Теория несущей способности Терцаги полезна для определения несущей способности грунтов под ленточным фундаментом. Эта теория применима только к неглубоким основаниям. Он рассмотрел некоторые предположения, которые заключаются в следующем.
- Основание ленточного фундамента черновое.
- Глубина основания меньше или равна его ширине, т. е. мелкое основание.
- Он пренебрег прочностью грунта на сдвиг над основанием фундамента и заменил ее равномерной надбавкой. (Д ф )
- Нагрузка, действующая на фундамент, распределена равномерно и действует в вертикальном направлении.
- Он предположил, что длина фундамента бесконечна.
- Он рассматривал уравнение Мора-Кулона как определяющий фактор прочности грунта на сдвиг.
Как показано на рисунке выше, AB является основанием фундамента. Он разделил зоны сдвига на 3 категории. Зона -1 (ABC), которая находится под основанием, действует так, как если бы она была частью самого основания. Зона -2 (CAF и CBD) действует как зоны радиального сдвига, которые опираются на наклонные ребра AC и BC. Зона -3 (AFG и BDE) названа пассивными зонами Ренкина, которые получают дополнительную нагрузку (y D f ), поступающую от ее верхнего слоя почвы. Из уравнения равновесия Нисходящие силы = восходящие силы
Нагрузка от основания x вес клина = пассивное давление + сцепление x CB sin
Где P p = результирующее пассивное давление = (P p ) y + (P p ) c + (P p ) q (P p ) y – это , полученное с учетом веса клина BCDE и приравнивания сцепления и прибавки к нулю. 2 
(P p ) c – это , полученное с учетом сцепления и пренебрежением весом и надбавкой.
(P стр. ) q получается с учетом надбавки и без учета веса и сцепления.
Поэтому, Заменив, Итак, окончательно получаем q u = c’N c + y D f N q + 0,5 y B N y
| Нк | № | Нью-Йорк | |
| 0 | 5,7 | 1 | 0 |
| 5 | 7,3 | 1,6 | 0,5 |
| 10 | 9,6 | 2,7 | 1,2 |
| 15 | 12,9 | 4,4 | 2,5 |
| 20 | 17,7 | 7,4 | 5 |
| 25 | 25,1 | 12,7 | 9,7 |
| 30 | 37,2 | 22,5 | 19,7 |
| 35 | 57,8 | 41,4 | 42,4 |
| 40 | 95,7 | 81,3 | 100,4 |
| 45 | 172,3 | 173,3 | 297,5 |
| 50 | 347,5 | 415,1 | 1153. 2 |
Наконец, чтобы определить способность подшипника в разделе.0055 0,5 Б Н у
По модификация приведенного выше уравнения, уравнения для квадратных и круглых фундаментов также приведены и они. Для квадратного метра
q u = 1,2 c’N c + D f N q + 0,4 B N
4 2 y 2 y Для кругового фундамента
q u = 1,2 c’N c + D f N q + 0,3 B N y
2. Теория несущей способности Хансена
Для связных грунтов значения, полученные по теории несущей способности Терцаги, превышают экспериментальные значения. Но, тем не менее, он показывает те же значения для несвязных грунтов.
Поэтому Хансен изменил уравнение, приняв во внимание факторы формы, глубины и наклона.
По мнению Хансена
q u = c’N c Sc dc ic + D f N q Sq dq iq + 0,5 B N y Sy dy iy
Где Nc, Nq, Ny = коэффициенты несущей способности Хансена Sc, Sq, Sy = коэффициенты формы dc, dq, dy = коэффициенты глубины ic, iq, iy = коэффициенты наклона Коэффициенты несущей способности рассчитываются по следующим уравнениям. Для различных значений несущей способности Хансена коэффициенты несущей способности рассчитаны в таблице ниже.
| Нк | № | Нью-Йорк | |
| 0 | 5,14 | 1 | 0 |
| 5 | 6,48 | 1,57 | 0,09 |
| 10 | 8,34 | 2,47 | 0,09 |
| 15 | 10,97 | 3,94 | 1,42 |
| 20 | 14,83 | 6,4 | 3,54 |
| 25 | 20,72 | 10,66 | 8. 11 |
| 30 | 30.14 | 18.40 | 18.08 |
| 35 | 46,13 | 33,29 | 40,69 |
| 40 | 75,32 | 64,18 | 95,41 |
| 45 | 133,89 | 134,85 | 240,85 |
| 50 | 266,89 | 318,96 | 681,84 |
Факторы формы для различных форм фундамента приведены в таблице ниже.
| Форма фундамента | Sc | Кв. | Си |
| Непрерывный | 1 | 1 | 1 |
| Прямоугольный | 1+0,2Б/л | 1+0,2Б/л | 1-0.4Б/л |
| Квадрат | 1,3 | 1,2 | 0,8 |
| Циркуляр | 1,3 | 1,2 | 0,6 |
Факторы глубины учитываются в соответствии со следующей таблицей.
| Факторы глубины | Значения |
| постоянный ток | 1+0,35(Д/Б) |
| дк | 1+0,35(Д/Б) |
| цвет | 1,0 |
Аналогично учитываются коэффициенты наклона из таблицы ниже.
| Факторы наклона | Значения |
| ик | 1 – [Н/(2 с Б л)] |
| iq | 1 – 1,5 (Г/В) |
| ий | (iq) 2 |
Где H = горизонтальная составляющая наклонной нагрузки B = ширина фундамента L = длина фундамента.
Несущая способность грунта. Типы и расчеты
В данном руководстве разъясняется концепция несущей способности грунта (также известная как «несущая способность грунта»), ее значение в инженерно-геотехнических работах, типы несущей способности грунта и процесс расчета в различных условиях.
Воспользуйтесь ссылками ниже, чтобы перейти к интересующим вас разделам:
- Какова несущая способность грунта?
- Почему важно опорное давление на грунт?
- Типы несущей способности грунтов
- Как определить несущую способность грунта
Какова несущая способность грунта?
В двух словах, несущая способность — это способность почвы выдерживать нагрузки, действующие на верхний слой земли. Это зависит в первую очередь от типа почвы, ее прочность на сдвиг и его плотность. Это также зависит от глубины заделки груза – чем глубже он заложен, тем больше несущая способность.
В случае недостаточной несущей способности грунт можно улучшить или, в качестве альтернативы, нагрузку можно распределить по большей площади, чтобы приложенное к грунту напряжение уменьшилось до приемлемого значения, меньшего несущей способности. Этого можно добиться, например, за счет настила фундаментов из железобетона.
В случае рабочих платформ для кранов и сваебойных установок улучшенное распределение нагрузки обеспечивается гранулированной платформой, производительность которой может быть дополнительно улучшена за счет механической стабилизации с использованием георешеток Tensar.
Молотый кофе «Спросите Эндрю» Эпизод 4: Эндрю Лис объясняет, что означает несущая способность
Почему важна опорная нагрузка на грунт?
Давление на грунт (несущая способность грунта) имеет важное значение, поскольку всякий раз, когда на землю воздействует груз, например, от фундамента здания, подъемного крана или
0722 подпорная стена , грунт должен иметь способность поддерживать ее без чрезмерной осадки или провала.
Это означает, что на этапе проектирования любого строительного проекта важно рассчитать несущую способность подстилающего грунта. Неспособность понять и учесть опорное давление грунта до начала проекта может иметь катастрофические последствия, такие как обрушение фундамента здания на более позднем этапе.
Типы несущей способности грунтов
Наиболее часто используемыми типами несущей способности грунта являются «предельная несущая способность» и «допустимая несущая способность». Давайте сначала посмотрим на определения этих терминов.
Какова предельная несущая способность грунта?
Предельная несущая способность грунта – это максимальное вертикальное давление, которое может быть приложено к поверхности грунта, при котором в опорном грунте развивается механизм разрушения при сдвиге.
По сути, испытание на предельную несущую способность грунта определяет максимальную нагрузку, которую может выдержать грунт, прежде чем он разрушится или полностью прогнется.
Эта цифра не используется сама по себе в процессе проектирования фундамента, так как также важно учитывать, как грунт будет оседать под давлением, что может повлиять на его способность поддерживать конструкцию.
Какова допустимая несущая способность грунта?
Допустимая несущая способность грунта — это величина нагрузки, которую грунт может выдержать без разрушения при сдвиге или превышения допустимой величины осадки. Именно эта цифра используется при проектировании фундаментов.
Допустимая несущая способность всегда ниже, чем предельное давление смятия, поскольку она учитывает осадку грунта, а не только нагрузку, необходимую для разрушения при сдвиге.
Типы несущей способности и формулы
Типы несущей способности грунта:
- Предельная несущая способность (qᵤ): максимальное вертикальное давление, которое может быть приложено к поверхности земли, при котором развивается механизм разрушения при сдвиге в опорном грунте.
- Предельная несущая способность (q ₙ ᵤ): это предельная несущая способность минус вес грунта (𝝲) умножить на глубину фундамента ( D ) . Формула q ₙᵤ = qᵤ – 𝝲 D f .
- Чистая безопасная несущая способность (qₙₛ): допустимая несущая способность (qₙₛ) чистая предельная несущая способность (q ₙ ᵤ) 3). Формула qₙₛ = q ₙ ᵤ / F . При необходимости коэффициент может быть увеличен для дальнейшего ограничения расчетов.
- Полная безопасная несущая способность (qₛ): деление предельной несущей способности на коэффициент безопасности дает общую безопасную несущую способность (qₛ = qᵤ / F) .
- Чистое безопасное давление осадки (qₙₚ): максимальная нагрузка, которую может выдержать грунт, прежде чем он превысит допустимую величину осадки грунта.
- Чистая допустимая несущая способность (qₙₐ): это значение, используемое при проектировании фундаментов, и его часто называют просто «допустимой несущей способностью». Чистая допустимая несущая способность (qₙₐ) равна либо чистой безопасной несущей способности (qₙₛ) , либо чистому безопасному осадочному давлению (qₙₚ) , в зависимости от того, что меньше.
Как рассчитать несущую способность грунта
Теперь, когда вы понимаете разницу между предельной и допустимой несущей способностью, давайте перейдем к тому, как мы можем определить несущую способность (несущее давление) грунта для использования в процессе проектирования.
Тип грунта, с которым вы работаете, является основным фактором его несущей способности, поэтому в следующих разделах процесс отдельно описывается для глинистых и зернистых грунтов.
Как рассчитать несущую способность глинистых грунтов
Метод расчета сильно зависит от типа грунта. В насыщенных глинах и других мелкозернистых грунтах несжимаемая поровая вода сначала поддерживает приложенные нагрузки, повышая поровое давление воды в грунте под приложенной нагрузкой. Низкая проницаемость глины означает, что могут потребоваться месяцы или годы, чтобы поровая вода текла, давление рассеивалось, скелет почвы уплотнялся, а поверхность земли оседала. Это означает, что глины, как правило, более уязвимы к потере несущей способности в краткосрочной перспективе, прежде чем рассеется избыточное поровое давление воды и возрастет эффективное напряжение.
Хотя все это кажется довольно сложным, метод расчета кратковременной несущей способности глины является относительно простым и линейным, поскольку обычно принимается единое, однородное значение прочности на сдвиг в недренированном состоянии, не зависящее от приложенной нагрузки.
Долговременная несущая способность глин обычно больше, поэтому это редко бывает критическим, но ее можно рассчитать тем же методом, что и для песков.
Как рассчитать несущую способность сыпучих грунтов
Несущая способность песка и гравия обычно не является критической при проектировании, поскольку они относительно прочные и эффективные напряжения в грунте увеличиваются непосредственно под действием приложенной нагрузки из-за их высокой проницаемости. Для этого не требуются месяцы или годы, как в типичной глинистой почве.
Только рыхлые пески с высоким уровнем грунтовых вод под сосредоточенной нагрузкой (например, сваебойной установкой) могут иметь проблемы с несущей способностью. В большинстве случаев урегулирование регулирует проект. Расчет несущей способности в сыпучих грунтах, таких как пески, более сложен, поскольку он зависит от эффективного напряжения вдоль предполагаемого механизма разрушения, которое зависит от глубины и плотности грунта, а также от самой приложенной нагрузки.
Дилатансия в песке при сдвиге также усложняет ситуацию.
Типовые значения несущей способности грунта
Вот несколько типичных значений, которые вы можете увидеть для безопасной несущей способности различных грунтов:
| Тип грунта | Безопасная несущая способность Значение (кПа) |
| Мягкая глина | < 75 |
| Твердая глина | 75-100 |
| Сыпучий гравий | < 200 |
| Плотный гравий | 200-600 |
Это лишь некоторые из множества грунтов и их безопасная несущая способность. Определение несущей способности может быть сложным процессом, однако с программным обеспечением для проектирования TensarSoil расчеты несущей способности могут быть невероятно простыми для всех ваших инженерно-геологических проектов.
Методы расчета несущей способности
Методы расчета для обоих типов грунта основаны на упрощенном геометрическом случае бесконечно длинной полосовой нагрузки с вертикальной нагрузкой и горизонтальной поверхностью земли. Затем можно ввести различные коэффициенты для приблизительного учета нагрузок другой формы (например, прямоугольной, квадратной, круглой), наклонных нагрузок и наклонных поверхностей.
Эти методы также предполагают однородные, однородные грунтовые условия, но рабочая платформа является хорошим примером проблемы двухслойной несущей способности, т. е. нагрузки крана или сваебойной установки воздействуют на поверхность плотного зернистого слоя, лежащего над более слабым земляным полотном, состоящим из глины. или песок, например. Обычные методы расчета здесь неприменимы, но Тенсар разработал полностью проверенный метод 9.0722 Метод расчета T-значения , чтобы учесть эту конкретную ситуацию и представить преимущества механической стабилизации с использованием георешеток Tensar научно строгим образом.