СНиП, от чего зависит, как рассчитать
Каждый человек знает о том, что такое фундамент здания. Это конструкция, на которую при возведении опирается любое строение. Главная функция, которую выполняет эта конструкция — увеличение прочности и долговечности самого дома. Главное — с самого начала разобраться в том, на каком именно грунте будет возводиться дом в том или ином случае.
Содержание
1 Глубина промерзания грунта согласно СНиП
2 Виды грунтов
2.1 Скалистого типа
2.2 Хрящевая разновидность
2.3 Песчаный и глинистый
2.4 Супеси и суглинки
3 Как рассчитать уровень
4 Что делать, чтобы не допустить промерзания
Глубина промерзания грунта согласно СНиП
Ниже приведены нормативные глубины промерзания грунта согласно СНиП, для некоторых регионов нашей страны:
Виды грунтов
- Грунты скалистого типа.
- Хрящевая разновидность.
- Песчаный тип, в эту же разновидность входит грунт глинистый.
- Супеси и суглинки.
Скалистого типа
Название грунтов в данном случае применяется условно. Это просто камень, который не подвергается воздействию влаги и не промерзает. В нормальных погодных условиях свойства этого вещества не меняются. При работе с такими грунтами обустройство фундаментов проводится прямо на поверхности. Хотя именно на территории РФ такой тип поверхности встречается довольно редко.
Хрящевая разновидность
Это глина и песок, смешанные с мелким камнем и щебнем в больших количествах. В данном случае не происходит размывания и сжатия. Такой материал прочен и надёжен. В этом случае заложение фундамента должно происходить на глубине не менее полусотни сантиметров. Это не зависит от того, какой уровень промерзания характерен для состава. На такой поверхности можно возвести здание, обладающее внушительными габаритами. Именно хрящевые грунты считаются наиболее распространёнными.
Песчаный и глинистый
Песчаный тип почв. Для них характерна незначительный показатель промерзания. В подобном материале вода пропускается достаточно хорошо. Под нагрузкой происходит уплотнение и утрамбование. Глубина закладывания фундаментов в таких случаях — 40−70 сантиметров.
Грунт глинистый — это для строительства дома не самая благоприятная среда. Они размываются и сжимаются, и вспучиваются, когда замерзают. Необходимо использовать расчётные параметры, если строительство осуществляется в среде с высокой влажностью. Вспучиванием называется процесс, когда влага начинает расширяться и замерзать после того, как она проникнет внутрь грунта. Таким образом, на фундамент оказывается определённое давление и воздействие, основа пытается его буквально вытолкнуть. Возникает большая вероятность, что основание просто лопнет. Нахождение фундамента ниже уровня промерзания — главное условие, которое необходимо соблюдать для того, чтобы это не произошло.
Супеси и суглинки
Когда смешиваются глинистые частицы и песок, создаётся именно такая разновидность грунта. Глинистых частиц содержится в супесях от 3 до 10 процентов, в суглинках — от 10 до 30.
Как рассчитать уровень
Промерзание до определённого уровня — процесс, который обычно происходит внутри почвы зимой. Находящаяся внутри вещества вода замерзает, превращаясь в лёд, и начинает расширяться. Из-за этого сам грунт увеличивается в своих объёмах. Такой процесс так же получил название пучения. Нормальное положение всех зданий может испортиться, когда это происходит. Именно по этой причине фундамент закладывается на меньшую глубину, чем показатель промерзания.
Тип грунта становится определяющим фактором, если говорить о такой глубине. К примеру, по сравнению с песчаными, глинистые промерзают гораздо меньше. Это связано с тем, что для них всегда была характерна большая пористость.
Кроме того, важно учитывать, какие климатические условия складываются в том или ином регионе. Уровень промерзания грунта увеличивается по мере того, как понижается средняя температура за год.
Примерно в пределах 1,2 метра лежит уровень промерзания в большинстве городов нашей страны. Так что глубина закладывания фундамента находится в пределах полутора метров. Этого вполне хватит для того, чтобы соответствовать всем необходимым требованиям и правилам. Грунт вряд ли будет сильно промерзать под жилым домом, который постоянно находится в эксплуатации. Если, например, загородный дом возводится летом, то значение промерзания вообще можно в расчёт не брать.
Кроме того, промерзание может быть сезонным. Оно определяется тем, какая температура держится в среднем на протяжении того или иного сезона. Обычно такое положение длится не больше 12 месяцев. Фактически вся европейская часть РФ знакома с этим понятием. Иногда образуются так называемые перелётки, когда промёрзший слой полностью не успевает оттаять за лето при спуске водоёмов.
Значения отрицательных температур воздуха — пожалуй, главный фактор, определяющий то, с какой скоростью в тех или иных условиях будет промерзать грунт. Было проведено множество экспериментов, которые подтвердили, что величина вспучивания больше, если скорость промерзания меньше. Наблюдается зависимость этих показателей и в обратную сторону.
Коэффициент фильтрации глинистого грунта тоже может оказать влияние на то, какой оказывается величина вспучивания. Так определяется, сколько влаги проникает на границу промерзания.
Когда скорость промерзания довольно маленькая, формируется ледяная текстура. И процесс этот сопровождается тем, что увеличивается количество ледяных включений. Это связано с тем, что вода поднимается наверх из нижних слоёв. Когда подобные разновидности грунта оттаивают, их физические свойства ухудшаются. В некоторых случаях, если до промерзания у грунта имелось пластичное или твёрдое состояние, то после оттаивания и промерзания состояние может стать текущим.
При уровне до 1−1,2 метра складываются наибольшие значения в количестве льда. Во всяком случае, если сам грунт природного сложения. Это происходит там, где колебания отрицательной температуры самые большие. Обычно это происходит, когда меняется погода, наступает оттепель и так далее.
Существует несколько факторов, которые могут повлиять состояние грунта:
- Уровень подземных вод, которые залегают до шести метров ниже дневной поверхности.
- Уровень грунтовых вод.
- Гранулометрический состав.
- Число пластичности.
- Природная влажность.
Что делать, чтобы не допустить промерзания
В настоящее время используется несколько технологий, благодаря которым грунт может быть защищён от промерзания. Всё зависит от того, за какой срок должны быть выполнены земляные работы. И от того, какие условия складываются в той или иной местности относительно климата.
Главное — следует предпринимать такие меры до того, как наступят заморозки. Но после того, как осенние дожди уже закончились. Например, широко распространён метод поверхностного рыхления грунтов. Кроме того, материал утепляют специальными материалами. Или проводят химическую обработку с помощью специальных веществ.
Рыхлая структура с воздушными пустотами получается, когда поверхность вспахивается, а в дальнейшем проводится боронование. Начало промерзания отдаляется на полтора месяца из-за того, что эти факторы сочетаются со снежным покровом, который образуется естественным путём. Специальные рыхлители используются на глубине до 30−35 сантиметров. Боронование проводится на 15−20 сантиметров.
Подготовка против промерзания нужна грунтам хотя бы потому, что это делает земляные работы в зимний период гораздо более экономичными. Утепление быстротвердеющей пеной или пенопластом тоже считается перспективной технологией, которая помогает решить проблему с максимальным результатом и минимальными затратами денежных средств. В некоторых случаях использование специальных химикатов становится единственно возможным выходом. При этом не стоит волноваться, коррозии основных строительных компонентов не будет.
- Автор: pulin
- Распечатать
Оцените статью:
(0 голосов, среднее: 0 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Фундамент | КРАСНОДОМ
Начнем с фундамента дома.
Фундаменты являются опорной частью здания и предназначены для передачи нагрузки от всех вышерасположенных конструкций на основание (грунт). От надежной работы фундамента в большой степени зависят эксплуатационные качества здания, его капитальность и долговечность. Исправление допущенных ошибок, как правило, весьма дорого, поэтому к сооружению фундаментов следует относиться предельно ответственно.
Вам, вероятно, приходилось видеть немало покосившихся и треснутых домов. В этих и многих других случаях это отражение ошибок проектировщиков и строителей в части устройства фундамента здания.
Выбор типа фундамента для дома диктуется преимущественно характером грунта. Поэтому давайте рассмотрим, какие бывают грунты.
Различают следующие основные грунты, на которых рекомендуется закладывать фундамент:
Скалистые. Надежны, прочны, не сжимаются, не размываются и не промерзают. Фундаменты на таких грунтах можно закладывать прямо на поверхности.
Хрящеватые (хрящ, гравий, обломки камня). Надежны, прочны, не сжимаются и не размываются. Фундаменты на таких грунтах следует закладывать на глубину не менее 50 см, независимо от глубины промерзания грунта.
Песчаные. Легко вынимаются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой и незначительно промерзают. Фундаменты на таких грунтах можно закладывать на глубину от 40 до 70 см.
Глинистые. Способны сжиматься, размываться, а замерзая, — вспучиваться. Если такие грунты находятся во влажной среде, фундаменты надо закладывать на расчетную глубину промерзания.
Суглинки и супеси. Смеси из песка и глинистых частиц. Суглинки содержат от 10 до 30, супеси — от 3 до 10% глинистых частиц. Оба эти грунта занимают промежуточное положение между глиной и песком. Имеется также лесс, который относится к группе суглинков, имеет большое количество пор и при намокании сжимается. Если указанные грунты находятся во влажном состоянии, глубина заложения фундаментов должна быть не менее расчетной глубины промерзания.
Несущая способность грунтов
Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта и измеряется в кг/см2 или т/м2. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента. Сама несущая способность грунта зависит от трех факторов: тип грунта, степень его уплотненности и насыщенность грунта влагой. Несущие способности разных грунтов в кг/см2 в разном состоянии представлены в таблице.
Увеличение влажности грунта снижает его несущую способность в несколько раз. Только крупные пески и пески средней крупности не меняют своих свойств при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, скорее всего, связана с высоким уровнем грунтовых вод.
Чтобы узнать несущую способность грунта не обязательно обращаться за помощью к геологам, в случае самостоятельного строительства дома можно определить тип грунта на глаз. Для этого простым земляным буром можно пробурить в земле скважину глубиной 2 м или выкопать яму лопатой. При этом сразу будет понятно, какой грунт находится на этой глубине и насколько он увлажнен.
Отличить песок от глины не составляет труда: в песке ясно видны отдельные песчинки, при растирании песчаного грунта меду ладонями они отчетливо чувствуются. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5 мм, такие частицы хорошо видны невооруженным глазом, а песок средней плотности имеет размер песчинок до 2 мм. Супесь содержит не более 10% глинистых частиц, в сухом состоянии она крошится, если скатать из нее шарик, то он рассыпается при легком давлении на него. Суглинок содержит от 10% до 30% глинистых частиц, обладает большей пластичностью, чем супесь. Если из суглинка сделать шар и раздавить его, то он превращается в лепешку с трещинами по краям. Глина – наиболее пластичный грунт, если раздавить шар, сделанный из глины, то он превратится в лепешку, на краях которой не будет трещин.
Влажность грунта можно так же определить на глаз. Если в вырытой яме или пробуренной скважине сухо, т.е. вода там откровенно не скапливается, значит грунт можно считать сухим. Если же на дне скважины через некоторое время накапливается вода, значит уровень грунтовых вод близко и грунт надо считать насыщенным влагой. Влажность и пластичность глины можно определить так: если лопата входит в глину легко и глина хорошо прилипает к лопате, то она пластичная и влажная. В противном случае ее можно считать сухой.
Плотность грунта – величина непостоянная. Находящийся глубоко под землей грунт будет плотным, поскольку на него давят слои грунта, находящиеся выше. При бурении скважины извлеченный на поверхность земли грунт становится рыхлым и имеет насыпную плотность, которая гораздо меньше. При расчете несущей способности грунт, находящийся на глубине 0,8-1 м и более можно считать плотным.
Исследование грунта происходит далеко не всегда, и даже при профессиональном проектировании дома таких данных может не быть. Поэтому зачастую для упрощенных и приблизительных расчетов несущую способность грунта принимают равной 2 кг/см2.
Проблемы морозного пучения и решения для энергетиков
Для поступательного развития современной цивилизации доступ к полезным ископаемым имеет решающее значение. Основные извлекаемые запасы таких полезных ископаемых часто находятся в высоких широтах. Например, значительное количество мировых месторождений углеводородов расположено выше 60 градусов северной широты.
Наше предприятие «Ноябрьские электрические сети» также находится в этом районе, основной деятельностью которого является качественное и бесперебойное электроснабжение объектов нефтегазовой отрасли. Компания работает в труднодоступной местности с многочисленными болотами и озерами, в районе со сложными инженерно-геологическими и геокриологическими условиями. Здесь широко распространены почвы, находящиеся в зоне сезонного промерзания, имеются участки вечномерзлых грунтов.
Вечная мерзлота формируется на участках торфяных, суглинистых и песчаных отложений со значительным увлажнением. Почвы, расположенные в зоне сезонного промерзания, обладают свойствами морозного пучения, которые проявляются в неравномерности поднятия поверхности промерзающего слоя почвы, сменяющегося проседанием последнего при оттаивании. Глубина промерзания определяется литологическим составом поверхностного слоя, его предзимней влажностью, а также снегонакоплением. Нормативная глубина промерзания колеблется от 9футов до 13 футов.
Такие экстремальные природные условия ставят перед энергетиками нестандартные задачи. Наиболее серьезные повреждения воздушных линий электропередач в северном регионе наносят морозные пучения. Энергетики Севера впервые столкнулись с этой проблемой в России в конце 1980-х годов при поиске причин разрушения свайных фундаментов опор ЛЭП. Рекомендация начала 80-х годов красить железобетонные сваи кремнийорганической эмалью и наносить перед погружением пластичные смазки не давала должного результата.
С 1992 по 2000 г. ОАО «Институт «Энергосетьпроект» (г. Москва) выполнялись научно-исследовательские работы по выявлению первопричин аварийного состояния отказов ВЛ (рис. 1) в районах ОАО «Тюменьэнерго-Ноябрьские электрические сети». Результаты исследований показали, что выход из строя опор ВЛ вызван комплексным воздействием различных природных факторов, в том числе переувлажнением грунтов, разрушением вечной мерзлоты в месте расположения опор, морозным пучением и ветровыми нагрузками на элементы конструкции опор.
1. Показанная здесь поломка опоры ЛЭП возникла в результате сильного морозного пучения. Предоставлено: Ноябрьские электрические сети. По мере увеличения площади контакта уплотненных грунтов в зоне промерзания возрастает действие касательных сил морозного пучения, и было замечено, что через 5—6 лет пучинистые грунты начинают выталкивать сваи вверх — до 20 дюймов за сезон. Фундамент теряет свою несущую способность, что может привести к обрушению опор под действием ветровых нагрузок.По результатам этих исследований впоследствии был разработан запатентованный способ усиления фундаментов башен крестообразными сваями (рис. 2). В дальнейшем было разработано несколько анкерных устройств для проведения ремонтно-восстановительных работ на объектах Ноябрьских электрических сетей на основе описанной выше методики.
2. Последовательность операций по усилению фундамента схематично представлена на рисунке. Этапы: (I) бурение основной скважины, (II-V) забивка крестообразной сваи и установка анкерных стержней на консолидированный фундамент. Предоставлено: Ноябрьские электрические сетиРаботе должна предшествовать геодезическая выверка осей для установки крестообразных свай. Диапазон высоты свай укрепленных фундаментов может варьироваться от 20 до 80 дюймов над поверхностью. Усиленные сваи фундамента не должны иметь уклон в сторону расположения крестообразной сваи. Глубина крестообразной сваи должна быть не менее 10 футов. Последующие годы наблюдения при плановых осмотрах ВЛ укрепленных таким образом фундаментов показали либо отсутствие, либо очень незначительное смещение свайных фундаментов опор ЛЭП.
Помимо применения крестообразных свай для укрепления фундаментов опор, они также могут применяться при новом строительстве и реконструкции линий электропередач. Крестообразные сваи не имеют проблем с выпиранием из-за своей формы, что позволяет им прочно удерживать груз без движения в грунте.
Такая свая имеет ряд существенных преимуществ. Один из них заключается в том, что при погружении в землю он не нарушает своей структуры. Его конструктивные особенности определяют повышенную, по сравнению с обычными железобетонными сваями, устойчивость к силам морозного пучения. Большое значение имеют также технико-экономические характеристики сваи крестообразного сечения: компактность, сравнительно небольшой вес, высокая технологичность изготовления и установки в грунт, а также малая трудоемкость и энергоемкость установки.
ОАО «Тюменьэнерго» Ноябрьские электрические сети являлись отечественной опытной площадкой по реализации проекта унифицированных конструкций фундаментов на металлических сваях открытого крестообразного сечения для строительства и реконструкции линий электропередачи напряжением от 35 кВ до 220 кВ. Работа выполнена совместно с разработчиком данной технологии — ООО «Институт Энергосетьпроект» (г. Москва).
На полигоне службы технического обслуживания и ремонта ВЛ Ноябрьских электрических сетей проведены натурные испытания на все виды нагрузок, которые показали, что фактическая несущая способность свай с развитой стороной поверхности, вбитой в ненарушенный грунт, равна расчетным данным. Другими словами, данные испытаний полностью соответствуют ожидаемым результатам. «Зеленый свет» дан на использование крестообразных свай при строительстве и реконструкции воздушных линий электропередач.
Энергетики нашего региона, продолжая работать в сложных условиях, находятся в постоянном поиске новых решений для повышения надежности электроснабжения важных для народного хозяйства нефтегазовых объектов. Эта работа имеет большое практическое значение и для мировой энергетики. Все преимущества крестообразных свай, доказанные в результате испытаний, проведенных на наших полигонах, в полной мере справедливы для инженерно-геологических условий не только севера Западной Сибири, но и других регионов со сходными геолого-климатическими условиями, таких как горные районы Скандинавии, большая часть Канады, почти весь штат Аляска и высокогорные районы Скалистых гор в США
— Константин Иванов — заместитель генерального директора по развитию ОАО «Россети Тюмень». Он имеет степень магистра в области энергетики и является известным инженером и менеджером в российской энергетике с почти 20-летним опытом работы в этой области.
Серия вебинаров по повышению качества и энергосбережению завершена!
01.08.2016
вебинар рекомендации для дизайнера для установщика заземление
Завершающим вебинаром серии по повышению качества и энергосбережению, который состоялся 19 июля 2016 года, стал семинар «Как сделать качественное заземление?» Лектором выступил Дмитрий Красноборов, специалист Технического центра ZANDZ.
В ходе вебинара было рассказано, как рассчитать и настроить заземление для энергосберегающих устройств, а именно, какие факторы влияют на сопротивление заземляющего устройства и какие формулы используются для его расчета. Также на семинаре была представлена информация о мерах, которые необходимо применять для снижения сопротивления заземления. Кроме того, лектор привел примеры расчетов заземления промышленных зданий заводов, больниц, супермаркетов, стадионов, железнодорожных сооружений и подстанций.
Навигация по ответам на вопросы, заданные во время лекции:
№ | Момент в истории | Временной код |
1. | Нормируется ли сопротивление заземления для снятия статического электричества с кровли? | 16:46 |
2 | Для организации заземляющего устройства недопустимо использование только горизонтальных заземлителей. Основной вклад в отвод тока в землю вносят вертикальные заземлители, которые должны быть погружены в землю ниже глубины промерзания. В условиях высокого удельного сопротивления грунта заземляющее устройство проектируется по напряжению прикосновения. | 17:16 |
3. | Здравствуйте. Почему в своих проектах вы устанавливаете громоотводы на кирпичные воздуховоды на крыше? Не слишком ли высока стоимость заземлителей при норме 10 Ом и снижении сопротивления до 0,93 Ом? Для трансформаторной подстанции разумно, но в других случаях — не верный выбор. | 19:02 |
4. | Для каких целей вы рассматриваете заземляющее устройство во время вебинара? | 20:09 |
5. | Что вы думаете об активных молниеотводах? | 20:53 |
6. | Никогда не встречал, чтобы было написано, что заземлитель должен быть установлен ниже глубины промерзания. От куда это? 0,7 м от поверхности и учесть климатический фактор – все, что требуется нормативными документами. Заземлитель, в отличие от водопровода или канализации, не разрушится при прокладке его в зоне промерзания. | 21:39 |
7. | Почему почти во всех проектах указывается линейное расположение вертикальных заземлителей? Фактически заземлители представляют собой параллельное соединение сопротивлений. Если использовать замкнутые контуры из 3-х элементов, сопротивление будет ниже? | 23:41 |
8. | А если измерить среднее сопротивление грунта при проектировании, то сопротивление контура будет близко к реальному? | 26:54 |
9. | Нужны ли мне геология и измерение удельного сопротивления грунта для расчета контура? | 28:22 |
10. |