Испытание пластинчатой нагрузкой для расчета несущей способности и оседания грунта - Строительство и ремонт

Расчет осадки фундамента по результатам испытания под нагрузкой

Расчет осадки фундамента на глинистых грунтах
Расчет осадки фундамента на песчаных грунтах

Что такое испытание под нагрузкой?

Испытание под нагрузкой проводится на месте строительства для определения предельной несущей способности грунта и осадки фундамента под нагрузкой для глинистых и песчаных грунтов. Таким образом, испытания под нагрузкой на плиту помогают при выборе и проектировании фундамента. Для расчета надежной несущей способности применяется соответствующий коэффициент безопасности.

Аппаратура для испытания грунта пластинчатой нагрузкой

Пластина из мягкой стали
Гидравлический домкрат
Реактивная балка или реактивная ферма
Циферблатные манометры
Экскавационные инструменты

Процедура испытания грунта пластинчатой нагрузкой

В грунте выкапывается котлован, в котором должен быть заложен фундамент. Размер ямы обычно в 5 раз превышает размер плиты. Глубина котлована должна быть равна глубине предполагаемого фундамента.
Используемая плита изготавливается из низкоуглеродистой стали. Она может быть квадратной (0,3 м x 0,3 м) или круглой (диаметром 0,3 м) толщиной 25 мм.
После рытья котлована, в центре вырытой ямы выкапывается яма размером со стальную пластину толщиной “Dp” и в нее устанавливается пластина.
Толщина плиты Dp рассчитывается по следующей формуле

После установки плиты в центральное отверстие сверху на плиту устанавливают гидравлический домкрат для приложения нагрузки. Для восприятия нагрузки на гидравлический домкрат предусматривается реактивная балка или реактивные фермы. В противном случае создается нагруженная платформа (с помощью мешков с песком и т.д.) на вершине гидравлического домкрата и обеспечивается реакция.
После этого прикладывается нагрузка 7 кН/м2 для установки плиты и снимается через некоторое время. Теперь нагрузка прикладывается с шагом в 20% от безопасной нагрузки.
Внизу установлены циферблатные манометры для регистрации значений осадки. Через 1 мин, 5 мин, 10 мин, 20 мин, 40 мин, 60 мин и после этого через каждый часовой интервал наблюдают и отмечают оседание. Наблюдения ведутся до тех пор, пока общая осадка не достигнет 25 мм.

При нагружении реактивной фермы, ферма устанавливается на домкрат и обе стороны фермы крепятся к земле с помощью прочных опор. Два конца фермы нагружаются равномерно, затем ферма передает нагрузку на плиту и происходит осадка.
Нагрузка прикладывается с шагом 2 кН через каждый интервал. Оседание наблюдается через различные интервалы, как указано в вышеприведенном методе. Для глинистых грунтов наблюдения ведутся до тех пор, пока скорость оседания не составит 0,2 мм в час.

Расчет несущей способности по результатам испытания нагрузки на плиту

По результатам, полученным при испытании нагрузки на плиту, строится логарифмический график между приложенной нагрузкой и соответствующей осадкой. Нагрузка берется по оси x, а осадка – по оси y.
Из графика можно определить значение предельной нагрузки для плиты, которая равна соответствующему оседанию на 1/5 ширины плиты.

Кривая ломается в одной точке, нагрузка, соответствующая этой точке излома, считается предельной нагрузкой для плиты. На основании этой предельной нагрузки для плиты мы можем определить значение предельной несущей способности и безопасной несущей способности грунта для фундамента.

Расчет несущей способности для глинистых грунтов

Предельная несущая способность = предельная нагрузка на плиту
Т.е. qu(f) = qu(p)

Расчет несущей способности для песчаных грунтов

Предельная несущая способность = предельная нагрузка для плиты x {ширина ямы (Bf) / размер плиты (Bp)}.
qu(f) = qu(p) x Bf / Bp
Наконец, безопасная несущая способность = предельная несущая способность / коэффициент безопасности
Коэффициент безопасности колеблется от 2 до 3.

Расчет осадки фундамента по результатам испытания нагрузки на плиту

Мы также можем рассчитать осадку для заданной нагрузки по результатам испытания пластинчатой нагрузки следующим образом

Расчет осадки фундамента на глинистых почвах

Осадка фундамента (sf) = sp x Bf/Bp

Расчет осадки фундамента на песчаных грунтах

Осадка фундамента (sf) = sp [{Bf(Bp + 0.3)}/{Bp(Bf + 0.3)}]2
Где Bf и Bp – ширина фундамента и плиты.
Читать далее
Каковы потребности и функции свайного фундамента?
Методы стабилизации грунта с помощью различных материалов
Испытания грунта, необходимые для мелкозаглубленных и плотинных фундаментов
Расчет несущей способности свай для одиночных и групповых свай

Читайте далее: