На
несущая способность грунта зависит от многих факторов, например, от прочности грунта
прочность, ширина и глубина фундамента, вес грунта, нагрузка на грунт и расстояние между фундаментами.
между фундаментами. Эти факторы связаны с нагрузками, действующими на грунт
и значительно влияют на несущую способность.
Помимо
вышеперечисленных факторов, существует ряд факторов, не связанных с нагрузкой, которые
влияют на несущую способность и должны быть учтены при проектировании фундамента
и расчета несущей способности грунта. Например, землетрясения и динамические
движение, действие мороза, подповерхностные пустоты, расширяющиеся и разрушающиеся грунты,
потенциальное пучение, эрозия и просачивание грунта, а также армирование грунта.
Несущая способность – это способность
почвы безопасно переносить давление, оказываемое на почву любой инженерной конструкцией.
без разрушения при сдвиге с сопутствующими большими
оседаниями.
1. Прочность грунта
Несущая способность бессвязного
почвы и смешанной почвы увеличивается непропорционально с увеличением
угла эффективного трения. Однако несущая способность связного грунта изменяется линейно
в зависимости от связности грунта при условии, что угол эффективного трения равен нулю.
Испытание грунта на прочность
2. Ширина фундамента
Ширина фундамента влияет на несущую способность
бессвязного грунта. Несущая способность фундамента, установленного на поверхности
бессвязного грунта, где прочность грунта на сдвиг в значительной степени зависит
от внутреннего трения, пропорциональна ширине фундамента. Несущая
несущая способность связного грунта с постоянной прочностью на сдвиг и бесконечной глубиной не зависит
от ширины фундамента.
3. Глубина фундамента
Несущая способность тем выше, чем
глубже фундамент. Это особенно очевидно для однородного бессвязного
почве. Напротив, если фундамент опускается до слабого слоя почвы, то
несущая способность снижается.
Фундаменты, заложенные на глубине, где
вес конструкции равен весу вытесненного грунта, обычно обеспечивает
достаточную несущую способность, за исключением случаев, когда конструкция опирается на недостаточно консолидированный
грунт и разрушающийся грунт, подверженный увлажнению.
4. Вес грунта и удельная нагрузка
Вклад подповерхностного и
грунта, на который влияет уровень грунтовых вод, в несущую способность
нельзя игнорировать. Уровень грунтовых вод не должен быть выше уровня основания
чтобы избежать проблем со строительством, просачиванием и поднятием грунта. Если уровень грунтовых вод
уровень грунтовых вод находится ниже глубины поверхности провала, то он не влияет на
несущую способность.
Схематическая иллюстрация системы фундамента
5. Расстояние между фундаментами
Рекомендуется учитывать
минимальное расстояние между фундаментами, которое в 1,5 раза больше ширины фундамента, во время
во время проектирования фундамента, чтобы избежать снижения несущей способности.
6. Землетрясение и динамическое движение
Повторяющиеся движения могут увеличить
поровое давление в грунте фундамента и, как следствие, снижение несущей способности.
Источниками циклических движений являются землетрясения, вибрация машин и другие источники, такие как движение автотранспорта, взрывные работы.
источники, такие как движение автотранспорта, взрывные работы и забивка свай.
Грунт фундамента может разжижаться, когда
поровое давление равно или превышает ограничивающее напряжение грунта. Разжижение снижает
эффективное напряжение до нуля и вызывает грубые дифференциальные осадки конструкций
и потерю несущей способности.
Нарушение несущей способности из-за разжижения грунта
7. Действие мороза
Морозное пучение в некоторых грунтах, находящихся в
соприкасающихся с водой и подверженных воздействию низких температур, или потеря прочности
или потеря прочности мерзлого грунта при оттаивании могут со временем изменить несущую способность. Низкая связность
материалы, содержащие высокий процент иловых частиц, в основном
подвержены воздействию мороза.
8. Подповерхностные пустоты
Несущая способность почвы уменьшается
из-за подповерхностных пустот, которые находятся на критической глубине под
фундамент. Критическая глубина – это глубина, ниже которой влияние
давления в грунте со стороны фундамента пренебрежимо мало.
Подповерхностные пустоты
9. Экспансивные и складчатые грунты
Коллапсирующие и экспансивные грунты могут
обладают большой прочностью и несущей способностью, когда они достаточно сухие. Однако
объем этих грунтов изменяется из-за изменения содержания воды. Это приводит к
общим и дифференциальным движениям фундамента. Сезонные циклы увлажнения и высыхания
могут вызвать движения грунта, которые часто приводят к чрезмерному долгосрочному износу
сооружений со значительным накопленным ущербом.
Влияние разрушающегося грунта
10. Потенциальное пучение
Потенциальное пучение может быть определено
по результатам консолидометрического испытания, которое может быть выполнено в соответствии с ASTM
D 4546. Результаты этого испытания учитываются при определении подготовки
грунтов основания для уменьшения разрушительных дифференциальных движений и для обеспечения
фундамент достаточной мощности, чтобы выдержать или изолировать ожидаемые колебания грунта
пучения.
11. Усиление грунта
Несущая способность мягкого или слабого
грунта может быть значительно увеличена путем установки различных видов армирования в
например, металлических связей, полос или решеток, геотекстильных тканей или гранулированных материалов.
материалы.
Усиление грунта
12. Эрозия почвы и просачивание
Эрозия почвы вокруг и под
фундаментов и просачивание могут снизить несущую способность и привести к разрушению фундамента.
разрушение.
- Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта.
- Как избежать воздействия экспансивного грунта на здания?.
- Типы движений грунта – причины и рекомендуемые подходящие фундаменты.
- Каковы причины разрушения склонов?.
- Причины разрушения земляных плотин.
- Что такое действие мороза в почве и как его предотвратить?.
- Методы улучшения грунта для стабилизации почвы в различных целях.