Осадка свайного фундамента
+7 (499) 403-19-55 4031955@mail.ru
 

Осадка свайного фундамента

Вопрос от клиента: "Добрый день. Планирую возводить двухэтажный коттедж на свайном фундаменте в Подмосковье. В процессе проектирования основания столкнулся с проблемой осадки - большинство соседей говорят, что из-за осадки им приходилось неоднократно усиливать фундаменты своих домов. Подскажите пожалуйста, как правильно рассчитать устойчивость фундамента к осадке на стадии проектирования, чтобы избежать проблем в дальнейшем. Заранее спасибо".

На данной странице представлена информация об осадке свайного фундамента. Вы узнаете, что это за процесс и какие факторы на него влияют. Мы рассмотрим методы расчетов осадки, способы ее фактического определения и технологии предотвращения осадки железобетонных свай.

Что такое осадка фундамента и что на неё влияет

Осадка свайного фундамента - это изменение уровня размещения свай в грунте, возникающие в процессе их эксплуатации. Основная причина осадки - неправильные расчеты устойчивости фундамента к нагрузкам на стадии его проектирования, которые приводят к использованию опор недостаточной длины либо меньшего, чем того требуют фактические условия, сечения.

Проседания свай возникают под воздействием следующих факторов:
Важно: несущая способность почвы увеличивается пропорционально уровню ее расположения - чем глубже находится пласт, тем большей плотностью и силой сопротивления он обладает, тогда как поверхностные слои почвы, как правило, представлены низкоплотными породами, неспособными выдержать исходящую от фундамента нагрузку.



Схема осадки свайных фундаментов
Рис. 1.1: Схема осадки свайных фундаментов



Грузонесущуя способность железобетонной опоры по материалу будет всегда больше, чем аналогичная характеристика грунта. Если в расчетах фундамента допущены ошибки, то пласт грунта в котором расположена опорная часть свай, под весом здания будет уплотняться и проседать, что приведет к уменьшению нулевого уровня фундамента (его осадке).




Схема работы свай в грунте
Рис. 1.2: Схема работы свай в грунте - а) сваи-стойки; б) висячие сваи.


Данная проблема особенно характерна для висячих свай, которые получают устойчивость за счет трения почвы с боковыми стенками опоры. Сваи стойки, опирающиеся на глубинные, несжимаемые пласты грунта, ввиду высокой плотности породы практически не подвергаются осадке.


Расчёт осадки - методы

Специалисты, занимающиеся проектированием фундаментов, определяют расчетную осадку свай исходя из второй группы предельных состояний железобетонных опор, для чего используется два метода:
Рассмотрим каждый из них подробнее.

Способ послойного суммирования

Данный метод рекомендован к применению действующим СНиП, он является наиболее часто используемым способом вычислением осадок свайных оснований.

При использовании способа послойного суммирования свайное основание принимается за условную монолитную конструкцию, размеры которой считаются по контуру крайних точек свайного поля. На нижеприведенной схеме размеры свайного основания представлены границами АВДС.


График работы свай в грунте при реализации метода послойного суммирования
Рис. 1.3: График работы свай в грунте при реализации метода послойного суммирования


Первоначально составляется габаритная схема основания АБСД, при расчетах используется величина уклона "а", выводящаяся из следующих формул:
габаритная схема основания АБСД
После определения величины "а" производится расчет длины и ширины основания AБCД по формуле:
расчет длины и ширины основания AБCД

Полученные габаритные характеристики применяются в формуле расчета давления на опорную часть фундамента (Р усп). Давление сопоставляется с удельным сопротивлением контактирующих со сваями пластов грунта (R усл. фун).

формула расчета давления на опорную часть фундамента Удельное сопротивление почвы, в свою очередь, выводится по формуле:

Удельное сопротивление почвы

Если в результате сопоставления нагрузок и сопротивления грунта получается соблюдение условий, составляются эпюры нагрузок на сваи "σ0z"и "σбz" (приведены на схеме), и по формуле S выводится величина осадки основания.


Важно: если полученная в результате расчетов величина осадки превышает предельный допустимый показатель,  в проект свайного фундамента вносятся коррективы, направленные на увеличения длины применяемых опор (что приводит к передаче нагрузки от здания на более плотные, глубинные пласты почвы) и расчеты выполняются повторно.


Способ эквивалентного слоя

Альтернативный способ эквивалентного слоя подразумевает расчет осадки исходя из контролируемого бокового расширения почвы. В данном случае за эквивалентный слой принимается пласт почвы (hэ), который при невозможности пространственного расширения дает удельную осадку, аналогичную общей осадке равномерно нагруженного фундамента. По простому - вместо послойного суммирования слоев используется одномерный коэффициент, совокупный для всех контактирующих со сваей пластов грунта.

Мощность условного эквивалентного слоя высчитывается на основе коэфф. Пуансона, коэффициента жесткости фундамента (w) и его габаритной ширины (b) по формуле:

Мощность условного эквивалентного

При этом за А принимается коэффициент, индивидуальный для каждого типа грунта: А равно формула .

Используемое при расчетах соотношение Aw (коэффициента грунта и жесткости фундамента) именуется величиной эквивалентного пласта, нормативные данные которого представлены в нижеприведенной таблице:


Таблица коэффициента эквивалентного пласта
Рис. 1.4: Таблица коэффициента эквивалентного пласта


Осадка фундамента рассчитывается по формуле:  Осадка фундамента формула, в которой:
Важно: при определении осадки посредством способа эквивалентного слоя значительно упрощается технология проведения расчетов. Также тут учитывается коэфф. линейного расширения грунта (коэфф. Пуансона), который не используется в методе послойного суммирования, что дает более точные итоговые результаты.

Как определить осадку свайного фундамента

Фактическая осадка свай определяется посредством их статических испытаний. В процессе испытаний на опору гидравлическими домкратами оказывается давление и с помощью прогибомера измеряется величина осадки сваи от полученной нагрузки.

Технология статических испытаний предназначена для определения критических и предельных нагрузок, которые может выдержать свайный фундамент. Под критической нагрузкой подразумевается давление, которое приводит к резкой осадке (проваливанию) сваи в грунт, величина которой в 5 и более раз превышает осадку от ранее полученного сваей давления.  Осадка предельного типа определяется по нагрузке, на 1 ступень меньшей, чем нагрузка приводящая к критической осадке.


Процесс статического испытания свай
Рис. 1.5: Процесс статического испытания свай


Для проведения испытаний используются гидравлические домкраты с усилием давления от 50 до 200 тонн, измерения ведутся с точностью до 0.1 мм. Прогибомер фиксируется на высотных реперах, которые представлены стойками, удаленными от сваи на 1-2 метра, и закрепленными на них ригелями (на ригелях посредством ступицы фиксируется измерительный прибор).


Важно: на основании информации о фактической осадке и приводящих к ней нагрузкам вносятся коррективы в проект свайного фундамента.



Допустимые нормы осадки

Действующие строительные нормативы не разделяют осадку фундамента на первоначальную - полученную в процессе возведения, и эксплуатационную - возникшую при работе свай в грунте. Согласно положениям СНиП № 2.02.01 - "Деформации зданий и сооружений", величина допустимой осадки составляет:
Важно: осадка свайного фундамента, возникшая в процессе его строительства, отличается равномерностью - она происходит по всему пятну основания, что не приводит к деструктивным нагрузкам на возводимое сооружение.



На практике кирпичные здания, фундамент которых подвергся неравномерной усадке более чем на 12 см, получают серьезные деформации, вплоть до появления на стенах и перекрытиях сквозных трещин.

Как избежать осадки

Предотвратить осадку фундамента можно еще на стадии проектирования основания. Если расчеты показывают, что величина осадки превышает допустимою норму, нужно заменить висячие сваи на сваи-стойки - использовать опоры большей длины, которые работают в грунте не за счет сопротивления почвы боковым стенкам конструкции, а за счет опирания на глубинный пласт несжимаемого грунта.


Процесс укрепления грунтов цементацией
Рис. 1.6: Процесс укрепления грунтов цементацией


Снизить риск осадки фундамента можно и посредством увеличения сопротивления грунтов, что достигается за счет их цементации. Данный метод особенно эффективен в условиях почвы, обладающей низкой плотностью. Его суть заключается в нагнетании в толщу грунта бетонной смеси либо силикатного раствора с помощью специальных инъекторов.

Инъектор представляет собой перфорированную стальную трубу, которая погружается в почву и подключается к бетононасосу. Подача смеси ведется в пласты грунта, в которых расположена опорная часть сваи. В результате вокруг опорной подошвы сваи, после отвердевания смеси, образуется монолитная бетонная подушка, которая предотвращает осадку фундамента под внешними нагрузками.

Полезные материалы

partnery-02

Свайный фундамент своими руками - пошаговая инструкция

СК "Установка Свай" занимается возведением фундаментов на железобетонных сваях.

 
partnery-02

Как рассчитать свайный фундамент

В местностях с зыбкими, слабыми грунтами предпочтительные виды фундаментов под дома и сооружения – свайный и свайно-ростверковый.

 
partnery-02

Как закрыть свайный фундамент

Свайный фундамент, особенно высокий фундамент с ростверком на сваях, обычно стараются закрыть. 

 
 

 

Отправьте заявку сейчас
и получите скидку 20%
на работы

ОТПРАВЬТЕ ЗАЯВКУ

Ответим в течении часа

Закрыть
Ваше имя
Контактный телефон
Удобное время звонка
Написать нам