Несущая способность грунта: объяснение
Несущая способность грунта это давление, которое грунт может выдержать под подошвой фундамента без разрушения и без чрезмерной осадки. Фундаменты рассчитываются так, чтобы фактическое давление оставалось ниже допустимого значения.
Предельная и допустимая нагрузка
Предельная несущая способность это давление, при котором грунт разрушается от сдвига. Допустимое давление на основание применяет коэффициент запаса (часто около 3) и также учитывает пределы осадки, которые на более слабых грунтах часто и определяют проект.
Несущая способность зависит от прочности грунта, ширины и глубины фундамента и грунтовых вод. Один и тот же грунт может выдержать большее давление под более глубоким или широким фундаментом, а насыщенный водой грунт держит меньше, чем сухой.
Расчетные значения по нормам
IRC Table R401.4.1 приводит расчетные несущие способности: 1,500 psf для глины, песчаной глины, илистой глины, глинистого ила, ила и песчаного ила; 2,000 psf для песка, илистого песка, глинистого песка, илистого гравия и глинистого гравия; 3,000 psf для песчаного гравия и гравия; 4,000 psf для осадочных и сланцеватых пород; и 12,000 psf для кристаллических коренных пород. В IBC есть похожая таблица (Table 1806.2).
Эти значения можно использовать, когда строительный чиновник их принимает. Органические грунты, мягкие глины, неконтролируемые насыпи и набухающие грунты требуют исследования.
Как рассчитывается размер фундамента
Требуемая площадь подошвы равна нагрузке, делённой на допустимое давление на грунт. Нагрузка от колонны 30,000 lb на грунте 2,000 psf требует подошвы 15 ft², примерно квадрат 3 ft 10 in. Геотехнический инженер может также рекомендовать минимальные ширину и глубину подошв, защиту от промерзания и оценку осадки.
Приведённая оценка не учитывает вес фундамента и грунта над ним и предполагает центральное приложение нагрузки. Реальные проекты учитывают это, а также внецентренные нагрузки, глубину промерзания, сдвиг в бетоне и требования к армированию, поэтому фундаменты проектируют инженеры.
Часто задаваемые вопросы
Как инженеры измеряют несущую способность грунта?
Через скважины со стандартными испытаниями пенетрации (SPT), статическим зондированием, лабораторными испытаниями и иногда испытаниями штампом; результаты интерпретирует геотехнический инженер.
Можно ли повысить несущую способность грунта?
Да, уплотнением, заменой слабого грунта или улучшением грунта, например щебёночными сваями.
Почему осадка важна, если грунт не разрушается?
Даже без разрушения неравномерная осадка может растрескать конструкции, поэтому допустимые значения часто отражают предельные осадки.
Источники
Есть проект? Получите бесплатную смету.
Расскажите, что вам нужно. Инженер с лицензией в вашем штате ответит с объёмом работ, стоимостью и сроками.