Otázka od klienta: “Dobré odpoledne. Plánuji postavit dvoupatrovou chatu na pilotových základech v Moskevské oblasti. V procesu projektování základů jsem narazil na problém sesazení – většina sousedů říká, že kvůli usazení museli opakovaně zpevňovat základy svých domů. Řekněte mi prosím, jak správně vypočítat odolnost základu vůči sedání ve fázi návrhu, aby se předešlo problémům v budoucnu. Děkuji předem”.

Tato stránka poskytuje informace o sedání pilotových základů. Dozvíte se, co tento proces je a jaké faktory jej ovlivňují. Podíváme se na metody výpočtu sedání, způsoby jeho skutečného stanovení a technologie zamezení sedání železobetonových pilot.

Co je vypořádání základů a co ho ovlivňuje

Usazení pilotového základu je změna úrovně uložení pilot v zemi, ke které dochází při jejich provozu. Hlavním důvodem sedání jsou nesprávné výpočty odolnosti základů vůči zatížení ve fázi návrhu, které vedou k použití podpěr nedostatečné délky nebo menšího průřezu, než vyžadují skutečné podmínky.

K poklesu hromady dochází pod vlivem následujících faktorů:

  • Nedostatečná únosnost zeminy, ve které se nachází nosná základna pilot;
  • Zatížení přenášená na základ při práci v zemi, pocházející z hmoty budovy, tlaku sněhu a provozních vlivů.

Je to důležité,: únosnost zeminy roste úměrně s úrovní jejího umístění – čím je vrstva hlubší, tím má větší hustotu a odporovou sílu, zatímco povrchové vrstvy zeminy jsou zpravidla reprezentovány nízkou horniny s hustotou, které nejsou schopny odolat zátěži vycházející ze základů.

Schéma usazení pro pilotové základy

Únosnost železobetonové podpory na bázi materiálu bude vždy větší než obdobné vlastnosti zeminy. Pokud dojde k chybám ve výpočtech základů, pak se vrstva půdy, ve které je umístěna nosná část pilot, zhutní a propadne pod tíhou budovy, což povede ke snížení nulové úrovně základu ( jeho vyřízení).

Schéma provozu pilot v zemi

Tento problém je typický zejména pro třecí piloty, které získávají stabilitu třením zeminy o boční stěny podpěry. Hřebenové piloty, spočívající na hlubokých nestlačitelných vrstvách půdy, vzhledem k vysoké hustotě horniny, prakticky nepodléhají sedání.

Výpočet vypořádání – metody

Specialisté na návrh základů určují návrhové sedání pilot na základě druhé skupiny mezních stavů železobetonových podpor, pro které se používají dvě metody:

  • Metoda sčítání vrstev po vrstvě;
  • Metoda ekvivalentní vrstvy.
ČTĚTE VÍCE
Potřebujete povolení od sousedů ke stavbě podkroví?

Zvažme každý z nich podrobněji.

Metoda sčítání vrstev

Tato metoda je doporučena pro použití současným SNiP, je to nejčastěji používaná metoda pro výpočet sedání pilotových základů.

Při použití metody sčítání vrstvy po vrstvě se pilotový základ bere jako konvenční monolitická konstrukce, jejíž rozměry jsou vypočteny podél obrysu krajních bodů pilotového pole. V níže uvedeném diagramu jsou rozměry pilotového základu znázorněny hranicemi AVDS.

Provozní harmonogram pilot v zemině při implementaci metody sčítání vrstev po vrstvách

Nejprve je sestaven rozměrový diagram základny ABSD, ve výpočtech se používá hodnota sklonu „a“, odvozená z následujících vzorců:

rozměrový diagram základny ABSD

  • φcp – průměrný úhel vnitřního tření vrstev zeminy v kontaktu s pilotou, zjištěný geodetickými průzkumy;
  • а – schéma rozložení zatížení po výšce podpěry piloty.

Po určení hodnoty „a“ ​​se délka a šířka základny ABCD vypočítá podle vzorce:

výpočet délky a šířky základny ABCD

Získané rozměrové charakteristiky jsou použity ve vzorci pro výpočet tlaku na nosnou část základu (P usp). Tlak se porovnává s měrným odporem vrstev zeminy v kontaktu s pilotami (R conv. lb).

vzorec pro výpočet tlaku na nosnou část základu

Odpor půdy je zase odvozen ze vzorce:

Půdní odpor

Pokud jsou v důsledku porovnání zatížení a únosnosti zeminy splněny podmínky, vypracují se diagramy zatížení na pilotách „σ0z“ a „σbz“ (zobrazeno ve schématu) a hodnota sedání základu je odvozené podle vzorce S.

Je to důležité,: pokud hodnota sedání získaná jako výsledek výpočtů překročí maximální přípustnou hodnotu, provedou se úpravy návrhu pilotového základu zaměřené na zvětšení délky použitých podpěr (což vede k přenosu zatížení z budovy na hustší , hlubší vrstvy zeminy) a výpočty se provedou znovu.

Metoda ekvivalentní vrstvy

Alternativní metoda ekvivalentní vrstvy zahrnuje výpočet sedání na základě řízené příčné expanze zeminy. V tomto případě je vrstva zeminy (he) brána jako ekvivalentní vrstva, která při nemožnosti prostorové dilatace poskytuje specifické sedání podobné obecnému sedání rovnoměrně zatíženého základu. Jednoduše řečeno, místo sčítání vrstev po vrstvách se používá jednorozměrný koeficient, kumulativní pro všechny vrstvy zeminy v kontaktu s hromadou.

Tloušťka konvenční ekvivalentní vrstvy se vypočítá na základě koeficientu. Razník, koeficient tuhosti základu (w) a jeho celková šířka (b) podle vzorce:

Výkon konvenčního ekvivalentu

vzorec

Zároveň pro А je přijat koeficient, který je individuální pro každý typ půdy: А rovná se .

ČTĚTE VÍCE
Kolik metrů krychlových vody na osobu bez metru na Ukrajině?

Poměr použitý ve výpočtech Aw (koeficient tuhosti zeminy a základu) se nazývá hodnota ekvivalentní vrstvy, jejíž normativní údaje jsou uvedeny v tabulce níže:

Tabulka ekvivalentních koeficientů tvorby

Vzorec vypořádání základů

Vyrovnání nadace se vypočítá pomocí vzorce: , ve kterém:

  • Ro – provozní tlak na nosnou část pilotového základu (od hmotnosti budovy, sněhu a užitečného zatížení);
  • mv – standardní koeficient stlačitelnost půdy.

Je to důležité,: při stanovení sedání metodou ekvivalentních vrstev je technologie výpočtu výrazně zjednodušena. Zde je zohledněn i koeficient. lineární expanze půdy (Punsonův koeficient), která se nepoužívá v metodě sčítání vrstev po vrstvách, což dává přesnější konečné výsledky.

Jak určit sedání pilotového základu

Vlastní sedání pilot se zjišťuje jejich statickými zkouškami. Při zkoušce je na podpěru vyvíjen tlak pomocí hydraulických zvedáků a míra sedání piloty v důsledku přijatého zatížení je měřena pomocí deflektoměru.

Technologie statického testování je navržena tak, aby určila kritické a konečné zatížení, které pilotový základ vydrží. Kritickým zatížením rozumíme tlak, který vede k náhlému sedání (zaboření) piloty do země, jehož hodnota je 5x a vícekrát větší než sedání z tlaku dříve získaného pilotou. Maximální typ sedání je určen zatížením, které je o 1 krok menší než zatížení vedoucí ke kritickému sedání.

Statický zkušební proces pro piloty

Pro testování se používají hydraulické zvedáky s přítlačnou silou 50 až 200 tun, měření se provádějí s přesností 0.1 mm. Měřič průhybu je upevněn na výškových měřítkách, které představují stojany umístěné 1-2 metry od hromady a na nich připevněné příčníky (měřicí zařízení je k příčkám upevněno pomocí náboje).

Je to důležité,: na základě informací o skutečném sedání a zatíženích, která k němu vedou, jsou provedeny úpravy návrhu zakládání pilot.

Přípustné návrhy norem

Současné stavební předpisy nerozdělují sedání základů na počáteční sedání – získané během stavebního procesu a provozní sedání – vznikající při provozu pilot v zemi. Podle ustanovení SNiP č. 2.02.01 – „Deformace budov a konstrukcí“ je přípustné vypořádání:

  • Pro železobetonové budovy – 8 cm;
  • Pro panelové domy s ocelovou nosnou konstrukcí – 12 cm;
  • Pro cihlové a blokové konstrukce bezrámového typu – 10 cm.

Je to důležité,: sedání pilotového základu, ke kterému dochází při jeho výstavbě, je rovnoměrné – dochází k němu po celé ploše základu, což nevede k destruktivnímu zatížení budované konstrukce.

V praxi zděné budovy, jejichž základ prošel nerovnoměrným smrštěním o více než 12 cm, trpí vážnými deformacemi, až ke vzniku průchozích trhlin na stěnách a stropech.

ČTĚTE VÍCE
Které topné těleso je lepší v infrazářiči?

Jak se vyhnout srážkám

Sesedání základu lze zabránit již ve fázi návrhu základu. Pokud výpočty ukazují, že množství sedání překračuje přípustnou normu, je nutné vyměnit závěsné piloty za stojanové – použijte delší podpěry, které pracují v zemi ne kvůli odporu zeminy vůči bočním stěnám konstrukce, ale odpočinkem na hluboké vrstvě nestlačitelné půdy.

Proces zpevňování zemin cementací

Riziko sedání základů lze snížit i zvýšením odolnosti zemin, čehož je dosaženo jejich cementováním. Tato metoda je zvláště účinná v půdních podmínkách s nízkou hustotou. Jeho podstatou je injektování betonové směsi nebo silikátového roztoku do půdy pomocí speciálních injektorů.

Injektor je perforovaná ocelová trubka, která je ponořena do půdy a připojena k betonovému čerpadlu. Směs se dodává do vrstev zeminy, ve kterých je umístěna nosná část hromady. Výsledkem je, že po ztuhnutí směsi se kolem nosné základny piloty vytvoří monolitická betonová podložka, která zabraňuje sedání základu při vnějším zatížení.

Užitečné materiály

Udělejte si svůj vlastní pilotový základ – pokyny krok za krokem

IC „Installation of Pile“ se zabývá výstavbou základů na železobetonových pilotách.

Jak vypočítat pilotový základ

V oblastech s nestabilními, slabými půdami jsou preferovanými typy základů pro domy a stavby pilotové a pilotové rošty.

Jak uzavřít pilotový základ

Obvykle se pokouší zakrýt pilotové základy, zejména vysoké základy s mříží na pilotách.

24 Jak se určují normalizované (mezní) hodnoty deformace základny?

Mezní hodnoty deformace základny jsou stanoveny pomocí tabulkové přílohy 4 SNiP [1], kde jsou uvedeny doporučené hodnoty: relativní rozdíl v sedání  s/L, průměrné sedání základny a základový válec i. Tyto hodnoty byly získány na základě dlouhodobých pozorování deformací budov a konstrukcí s různými konstrukčními schématy. Pokud není známa mezní hodnota deformace základny, pak podle bodu 6 poznámek k tabulce SNiP [ 1] (Příloha 4), kde jsou uvedeny mezní hodnoty deformace základu, je povoleno akceptovat mezní hodnoty deformací základů na základě zkušeností s projektováním, výstavbou a provozem budov a staveb.

25. V jakých zeminách a jak se provádí hydraulické vibrační hutnění?

Hydraulické vibrační těsnění  jedná se o hluboké zhutnění sypkých písčitých půd. Částice písku se vlivem vibrací vzájemně přemísťují, větší se rychleji usazují a dochází ke stratifikaci půdy. Ponoří se do země vibrační palcát. Hutnění tímto způsobem se provádí do hloubky 8-10 m. Je možné ponořit vibrační tyč s rozšířeními, v tomto případě dochází k nárazu až do 20 m. Při hydraulickém vibračním hutnění je voda přiváděna současně s vibrátorem pod tlakem 4-6 MPa do hmoty zhutňovaného písku. Experimentální práce se provádějí předem

ČTĚTE VÍCE
Co dělat po instalaci nových vodoměrů?

26 Jaké mezní stavy se používají pro výpočet pilotových základů a jejich základů? a) první skupina: – podle pevnosti materiálu pilot a krytů pilot; – podle únosnosti zeminy u paty pilot; – podle únosnosti základů pilotových základů, jsou-li na ně přenášena významná vodorovná zatížení (opěrné zdi, základy distančních konstrukcí apod.), jakož i jsou-li základy omezeny svahy nebo jsou složeny ze strmě spadajících vrstvy půdy; b) druhá skupina: – na základě sedání pilotových patek a pilotových základů od svislých zatížení; – podle pohybů pilot (horizontální a úhel natočení hlavy piloty) spolu se základovou půdou od působení vodorovných zatížení a momentů; – o vzniku nebo otevírání trhlin v prvcích železobetonových konstrukcí pilotových základů. Výpočet konstrukcí pilot a mříží pro první skupinu mezních stavů se provádí ve všech případech pro svislé i vodorovné zatížení na základě pevnosti materiálu pilot a také únosnosti základové půdy. Výpočet pilotových základů pro druhou skupinu mezních stavů (pro deformace) se provádí pro všechny typy zemin s výjimkou případů, kdy piloty spočívají na hrubých zeminách, hutných píscích a tvrdých jílech. Výpočty deformace se provádějí také při vodorovném zatížení základů, které může způsobit vodorovné posuny základů. Na základě vzniku a otevírání trhlin se vypočítají železobetonové prvky pilotového základu v souladu s projektovými normami pro železobetonové konstrukce.

27 Mělké základy Charakteristickým znakem mělkých základů je přenos zatížení z nadzákladové části podpěry pouze přes podešev základu. Boční plocha není zapojena do práce z důvodu nemožnosti zpravidla zajistit vyplnění dutin mezi bočními plochami základové jámy a jámy zeminou o hustotě rovné přirozené. Mělké základy se konstruují na otevřeném jámy s hloubkou ne větší než 6 m.

Podle návrhu mohou být mělké základy tuhé, ve kterých nedochází ve spodní části k tahovým napětím, nebo pružné, u kterých dochází k ohybovým deformacím v deskové části, což vyžaduje použití výztuže.

Hloubka uložení základů se určuje v závislosti na inženýrsko-geologických podmínkách a volbě nosné vrstvy zeminy. V tomto případě se berou v úvahu následující požadavky na minimální hloubku založení základu:

pro půdy vystavené mrazu (tj. ve všech případech kromě kamenitých, štěrkovitých a hrubých půd) 0,25 m pod hloubkou mrazu;

ČTĚTE VÍCE
Jaký je minimální tlak v topném systému soukromého domu?

pro půdy podléhající erozi 2,5 m pod povrchem půdy po erozi;

pro skalnaté půdy o 0,25 m;

pro jakoukoli půdu, kromě kamenité, bez eroze – 1,0 m, počítáno od povrchu denního světla nebo dna vodního toku.

Nevýhody mělkých základů zahrnují velké objemy výkopů, značné požadavky na ruční práci a vážné narušení životního prostředí.