Плавучий фундамент — принципы, пригодность и трудности строительства

Что такое плавающий фундамент?

Плавающий фундамент — это тип фундамента, построенный путем выемки грунта таким образом, что вес конструкции, построенной на грунте, почти равен общему весу грунта, извлеченного из земли, включая вес воды в грунте до строительства конструкции. Плавающий фундамент также называется балансирующим плотом и вызывает нулевую осадку конструкции.
Строительство плавучих фундаментов

Принцип плавающего фундамента

Основной принцип плавающего фундамента заключается в уравновешивании веса вынутого грунта конструкцией того же веса, что приводит к нулевой осадке конструкции. Поэтому такой фундамент также называют фундаментом с балансирующим плотом.
Принцип устройства плавающего фундамента
Рассмотрим грунт с уровнем грунтовых вод в верхней части, как показано на рисунке выше. Грунт вынимается на определенную глубину, которая находится ниже уровня грунтовых вод. Теперь на следующем этапе строится здание, вес которого равен весу удаленного грунта и воды.
Даже если глубина котлована ниже уровня земли, общее вертикальное давление в почве под фундаментом остается неизменным благодаря его уравновешивающему весу. Но здесь следует отметить один момент: нельзя строить сооружение сразу после выемки грунта.
Во время строительства эффективное вертикальное давление под глубиной котлована может немного увеличиться из-за неуравновешивающего веса. Поэтому данный тип фундамента можно назвать частично компенсированным фундаментом, а не полностью плавающим или компенсированным фундаментом.

Пригодность плавающих фундаментов

Плавающие фундаменты желательно использовать на следующих типах грунтов:

  • Грунты, обладающие хорошей прочностью на сдвиг, но имеющие проблему больших оседаний и дифференциальных оседаний при больших нагрузках. В этом случае плавающий фундамент может в значительной степени уменьшить величину оседания.
  • Грунты с низкой прочностью на сдвиг и отсутствием твердого слоя грунта на достаточной глубине. Здесь также плавучий фундамент помогает снизить напряжения сдвига до удовлетворительного уровня и, следовательно, предотвратить оседание.

Трудности при строительстве плавучего фундамента

Во время строительства плавучего фундамента могут возникнуть некоторые проблемы, которые можно предотвратить, приняв надлежащие меры. Проблемы могут возникнуть во время

  • Выемка грунта
  • Осушение
  • Критическая глубина
  • Пучение дна
  • Экскавация

    Котлован под плавучий фундамент должен быть выполнен тщательно. Стены вырытой части должны поддерживаться шпунтовыми сваями, деревянными сваями, сваями-солонцами и т.д.
    Выемка грунта под плавучее основание

    Водопонижение

    Если глубина котлована находится ниже уровня грунтовых вод, то необходимо провести водопонижение. Лучше исследовать уровень грунтовых вод до начала земляных работ. Водопонижение следует проводить осторожно, иначе это может привести к понижению уровня грунтовых вод, что нарушит прилегающие строения.
    Водопонижение плавучего основания

    Критическая глубина

    Если грунт имеет низкую прочность на сдвиг, как указано выше, существует предел глубины выемки грунта, который называется критической глубиной. Существуют два уравнения для определения критической глубины котлована, разработанные Терзаги и Скемптоном соответственно.
    1) Уравнение Терзаги для критической глубины имеет вид:
    Уравнение Терзаги для критической глубины
    Где,
    Dc = критическая глубина
    s = прочность грунта на сдвиг
    B = ширина фундамента (если ширина меньше длины фундамента «L»)
    удельный вес грунта = удельный вес грунта
    2) Уравнение Скемптона для критической глубины имеет вид
    Уравнение Скемптона для критической глубины
    Где Nc = коэффициент несущей способности Скемптона.
    Используя любое из двух вышеприведенных уравнений, можно определить критическую глубину или максимальную глубину котлована.

    Наклон дна

    Когда грунт вынимается на некоторую глубину, давление грунта ниже этой глубины снижается, что приводит к образованию пучения. Образовавшееся пучение вызывает оседание строения или фундамента. Мы не можем предотвратить образование пучения, но есть некоторые методы, позволяющие свести его к минимуму.
    Пучение дна
    Рытье узких траншей и заполнение их бетоном вскоре после рытья минимизирует образование пучения. Установка фрикционных свай перед выемкой грунта или после завершения половины выемки также может предотвратить образование пучения. Пучение также можно свести к минимуму путем понижения уровня грунтовых вод. Для предотвращения образования пучения в боковых стенках вырытой траншеи следует предусмотреть боковые опоры.

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой