ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ФУНДАМЕНТА НА ОСАДКУ ЗДАНИЯ

DEFORMATIONS OF ADJACENT BUILDINGS

Ковалевский Д.А., Терещенко И.Ю., Московский Строительный Государственный Университет

Kovalevsky D. A., Tereshchenko I. Yu., Moscow State University Of Civil Engineering

Аннотация: Каждое строение нуждается в фундаменте и подвергается со временем проседанию в зависимости от грунта. Необходимо правильно рассчитывать осадку в соответствии с грунтом. Если не так произвести расчет, то это грозит неравномерной просадкой. Вследствие этого появляется угроза разрушения здания, появления трещин и тому подобного. В статье рассмотрено влияние формы фундамента на осадку здания, где в данном направлении был предложен вид свайного фундамента, так как именно данный вид фундамента является наиболее подходящим для строительства домов в самых неблагоприятных условиях.

Summary: Each structure needs a Foundation and is subject to subsidence over time depending on the soil. It is necessary to correctly calculate the draft in accordance with the soil. If you do not make the calculation, it threatens uneven drawdown. As a result, there is a threat of destruction of the building, the appearance of cracks and the like. The article considers the influence of the shape of the Foundation on the draft of the building, where in this direction the type of pile Foundation was proposed, since this type of Foundation is more suitable for the construction of houses in the most adverse conditions.

Ключевые слова: грунт, фундамент, заложение, посадка, особенности, свойства, типы, наводнение, трамбовка, усадка, крепление, сваи.

Keywords: soil, Foundation, laying, planting, features, properties, types, flooding, ramming, shrinkage, fastening, piles.

Осадка фундамента – это очень важная характеристика, которая меняется с течением времени и в зависимости от грунта [7]. Есть причины, по которым обычно случается неравномерное проседание:  

• экономия на материалах для фундамента и покупка дешевых и некачественных материалов;
• дешевая и неквалифицированная рабочая сила;
• неверно произведены расчеты глубины фундамента, уровня близости грунтовых вод;
• нет дренажной системы.

Фундамент – это самая нижняя часть здания или гражданского сооружения, находящаяся в непосредственном контакте с грунтом, которая безопасно переносит нагрузки от конструкции к грунту [4]. Проектирование фундаментов данного типа происходит в следующей последовательности:

• происходит оценка инженерно – геологические условий, свойств грунта, определяется тип просадочности;
• рассматриваются варианты устранения просадочных свойств, прорезки толщи, комплекс водозащитных и конструктивных мероприятий;
• подбирается глубина заложения фундамента;
• производятся размеры фундамента;
• рассматриваются возможные варианты просадки;
• производится расчет фундамента.

Строительство фундамента может быть выполнено из бетона, стали, камней, кирпича и т.д. Правильное проектирование и строительство фундаментов обеспечивают надлежащую поверхность для развития подструктуры на должном уровне и над твердым слоем. Специально разработанный фундамент помогает избежать боковых перемещений несущего материала. Фундамент служит для полного распределения нагрузки от конструкции на большой площади основания, а затем на грунт под ним. Эта нагрузка, переносимая на грунт, должна быть в пределах допустимой несущей способности грунта.

Конструкция и конструкция фундамента выполнены таким образом, что он может выдерживать, а также передавать мертвые и наложенные нагрузки на почву. Эта передача должна осуществляться без каких-либо форм урегулирования, которые могут привести к любой форме проблем стабильности для структуры. Дифференциальных расчетов можно избежать, имея жесткое основание для фундамента [1]. Эти проблемы более выражены в областях, где накладываемые нагрузки не являются однородными по своей природе.

Основа здания или строения – это грунт. А фундамент выполняет функцию посредника, сообщая грунту сумму нагрузок. Поэтому крайне важно понимать какая почва расположена на месте возведения постройки. Изучением типов, свойств и поведения почвы при нагрузках занимается инженерная наука – механика грунтов [3]. Основным свойством поведения грунтов и является осадка. 

По форме фундаменты делятся на ленточные, столбчатые, сплошные и свайные. Фундаменты не только передают нагрузку на грунт, но и сами подвергаются ряду статических и динамических силовых и несиловых воздействий [6]. И первое, с чем приходится бороться строителям, это – повышенная пучинистость почвы. Просадкой грунтов называется протекающая осадка, возникающая при изменении структуры грунта, в следствии переизбытка увлажнения. Просадочные грунты относятся к неустойчивым грунтам, которые в связи с внешними факторами меняют физико-механические свойства. Свойством просадки грунта обладают обычно лёссы и лёссовидные суглинки.

Так, под воздействием наводнения или землетрясения грунт может изменить свою структуру, что приведет к увеличению ее осадки. Данное воздействие негативно скажется на целостности и прочности [3].

Просадочные грунты делятся на два типа:

1) Здесь просадка грунта  зависит от внешних факторов. Сам по себе он практически не усаживается (допустимый уровень просадки — не более 4-5 см).

2) Здесь просадка происходит под весом земли и зависит от внешних факторов. Просадка под весом составляет от 5 и более сантиметров.

Главная причина появления осадки – это уплотнение грунта основания под весом здания. Уплотнение происходит за счет сокращения свободного пространства между частицами. Процесс уплотнения называется сжатием. При неустойчивом грунте, если нужен надежный и простой фундамент, выбирают свайный или фундамент мелкого заложения. Данный вид строительной основы является  наиболее  подходящим в сложных условиях, и использовать его можно при строительстве следующих конструкций: домов из легких материалов, деревянных домов; например, пенобетона; небольших кирпичных построек; домов с небольшим количеством этажей; подвалов. На рисунке 1 изображена схема свайного фундамента.

Осадка свайного фундамента определяется путем расчета глубины свай в зависимости от большого количества факторов [2]. Существует два основных параметра:

• Малая несущая способность почвы под сваями.
• Количество нагрузок, которые будут возлагаться на фундамент во время эксплуатации здания, возможные климатические изменения и опасные погодные условия, влияющие на целостность жилья.

Инженеры, которые занимаются подсчетом и проектированием фундамента, внимательно изучают местность, здания и, в зависимости от ключевых факторов, производят расчет времени и масштабов осадки двумя основными методами: послойное суммирование, эквивалентный слой.

Расчет осадки – это очень важная мера при строительстве здания. Ведь фундамент — основа дома, поэтому от его целостности зависит надежность и безопасность эксплуатации. Один из способов расчета осадки свайного фундамента имеет название «послойное суммирование». Для расчета осадки свайного основания дома необходимо определить характеристики грунта, сюда входит коэффициент сжимаемости и деформация (модуль). Расчет осадки можно проводить одной сваи, нескольких или всего основания здания.

Следующий метод – это расчет осадки фундамента способом эквивалентного слоя. Он применяется, если невозможно провести боковое расширение. Главным преимуществом способа расчета осадки эквивалентного слоя является то, что можно определить коэффициент эквивалентного слоя для каждого вида грунта в отличии от метода послойного суммирования. На рисунке 2 предоставлена схема метода эквивалентного слоя.

Создание документации и произведение расчетов производится с помощью специальных компьютерных программ.

В заключения данной статьи считаю необходимым сделать вывод, что осадку фундамента лучше всего избежать, чем бороться с ней в будущем. Важно соблюдать несколько правил при строительстве основания дома.

Для решения проявления осадки здания, на которой запроектирован фундамент, существуют возможные  варианты утрамбовки:

1. Необходимо уплотнить землю при помощи тяжелой трамбовки. Перед тем как проводить данные работы, нужно довести грунт до необходимой влажности. Что позволит надежно подготовить место для установки фундамента.

2. Произвести уплотнение при помощи непросадочного грунта. Данный метод является дополнением к предыдущему способу утрамбовки. Если трамбовка не дала необходимого результата, то поверх подготовленного основания насыпается подушка из непросадочного грунта.

3. Также утрамбовать основание можно при помощи серии направленных взрывов. Конечно, данные работы очень затраты и трудоёмки, в связи с чем, к данному методу прибегают редко. Что касается второго типа, то здесь речь идёт о более кардинальных способов. Так, решить проблему с утрамбовкой можно при помощи:

• свайного фундамента;
• крепления земли битумом, цементом и другими материалами;
• уплотнения основания при помощи грунтовых свай;
• установки основания из набивных свай.

Также хотелось бы добавить в заключение, что состав грунта – это фактор, который в первую очередь влияет на степень осадки фундамента любого строения. Если речь идет об применении свайного фундамента, то возможность возникновения осадки ничтожно мала, даже при возведении такого фундамента на дисперсных грунтах (несвязанные грунты).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции. Общий курс, учебник для вузов, 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991.

2. Городнова Е.В. Оценка осадок кольцевых свайных фундаментов на неопределенном основании. Дисс. канд.техн.наук.- Санкт-Петербург, 2005, 148 с.

3. Далматов Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Л: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1988.

4. Костерин Э. В. Основания и фундаменты. М: Высшая школа, 1990 г.

5. Основания и фундаменты. Учебник: Р. А. Мангушев, В. Д. Карлов, И. И. Сахаров, А. И. Осокин. М.: Изд-во АСВ, 2014. –392 с.

6. Рубцова К.Л. Проектирование и монтаж фундаментов РВС/ К.Л. Рубцова // Сборник научных статей 6-й Международной молодежной научной конференции. «Поколение будущего: взгляд молодых ученых – 2017» (Курск, 09-10 ноября 2017 г.). – Курск, 2017. – С. 228-231.

7. СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов.

LIST OF REFERENCES

1. In The Bikes. N., Sigalov E. E. reinforced Concrete structures. General course, textbook for universities, 5th ed., Rev. and DOP. — Yes.: Stroizdat, 1991.

2. Gorodnova E. V. estimation of the sediment of ring pile foundations on an uncertain basis. Diss. Cand.tech.sciences’.- St. Petersburg, 2005, 148 P.

3. Dalmatov B. I. soil Mechanics, foundations and foundations. L: Stroizdat, 1988, 1988.

4. Kosterin E. V. Bases and foundations. M: High school, 1990

5. Foundations and foundations. Textbook: R. A. Mangushev, V. D. Karlov, I. I. Sakharov, A. I. Osokin. Moscow: dia Publishing house, 2014. -392 PP.

6. To Rubtsova.L. Design and installation of foundations of RVS/ K. L. Rubtsova / / collection of scientific articles of the 6th international youth scientific conference. «Generation of the future: the view of young scientists-2017» (Kursk, 09-10 November 2017). — Kursk, 2017. — Yeah. Sentences under articles 228-231.

7. SP 50-102-2003 design and construction of pile foundations.