Боковое давление грунта на стены подвала

50. Моделирование бокового давления грунта на стены подвала в ПК ЛИРА 10.6

Внешние стены подвалов рассчитывают на нагрузки, которые передаются наземными конструкциями, а также на давление грунта с временной расчетной равномерно распределенной нагрузкой на поверхности земли.

Усилия в стенах подвалов, опертых на перекрытие, от бокового давления грунта, вызванного его собственным весом и временной нагрузкой, определяются как для балочных плит на двух опорах с защемлением на уровне сопряжения с фундаментом, шарнирной опорой в уровне опирания перекрытия и с учетом возможного перераспределения усилий от поворота (крена) фундамента и смещения стен при загружении территории, прилегающей к подвалу, временной нагрузкой с одной его стороны.

Рис. 1. Общий вид стены подвала

Согласно пункту 8.9 [1], расчетная схема стен подвалов выглядит следующим образом:

Рис. 2. Расчетная схема стены подвала

Рассмотрим модель стен подвала в ПК ЛИРА 10.6. Высота стен подвала – 3,5 метра, толщина – 0,3 метра. Высота засыпки – 3 м. Материал стен – бетон B15. Арматура – А400. Снизу стена подвала жестко защемлена, сверху закреплена от перемещений в горизонтальной плоскости.

Рис. 3. Модель стен подвала в ПК ЛИРА 10.6

На стены задана вертикальная нагрузка от вышерасположенных конструкций, нагрузка от собственного веса. Вертикальная нагрузка на поверхность земли преобразована в боковое давление на стену подвала. Чтобы задать нагрузку от бокового давления грунта с нагрузкой на поверхность земли, в библиотеке нагрузок выбираем «Трапециевидную нагрузку на группу» (рис. 4).

Рис. 4. Панель активного режима «Назначить нагрузки»

Указываем тип элементов – пластины. Выбираем систему координат и направление изменения нагрузки. Указываем величину нагрузки, выбираем необходимые элементы стен подвала и нажимаем кнопку «Назначить» (рис. 5).

Рис. 5. Диалоговое окно «Трапециевидная нагрузка на группу»

Рис. 6. Нагрузка от бокового давления грунта

После проведения расчета можно посмотреть результаты по перемещениям (рис. 7), усилиям (рис. 8) и армированию (рис. 9).

Рис. 7. Перемещение узлов расчетной схемы по оси Х

Рис. 8. Изгибающий момент M_x

В нашей задаче в качестве продольной арматуры на один погонный метр стены требуется установить арматуру восьмого диаметра с шагом 500 (рис. 9).

Рис. 9 – Продольное армирование железобетонных стен подвала

Таким образом в ПК ЛИРА 10.6 реализована возможность расчета стен подвалов.

Список использованных источников и литературы

Руководство по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства / ЦНИИПромзданий Госстроя СССР. — М.: Стройиздат, 1984. – 117 c.

Боковое давление грунта на стены подвала

Нормативная и справочная литература:

[1] СП 20.13330.2011, п.9.17-9.23 (НИИОСП)
[2] ВСН 136-78, прил. 11 (МинТрансСтрой)
[3] СП 43.13330.2012, прил.В (ЦНИИПромзданий)
[4] Руководство по проектированию подпорных стен и стен подвалов (ЦНИИПромзданий, НИИОСП) 84 г.
[5] Основания, фундаменты и подземные сооружения (Справочник проектировщика), глава 7 (Снарский, НИИОСП) 85 г.
[6] СП 101.13330.2012 прил.М (Гидропроект, Гипроречтранс)

В общем, просмотрел указанную литературу (кроме СП101) на предмет поиска примера где были бы учтены сцепление и нагрузка на поверхность. Такие примеры нашлись в «Руководстве» [4]:
— пример 7 (массивная стена подвала) — в примере давление сцепления превышает давление от нагрузки, этим пример интересен в первую очередь;
— пример 8 (тонкостенная стена подвала) — в примере давление сцепления меньше давления от нагрузки;

Если смотреть на то, как изображаются эпюры (в аспекте разделения эпюры на две части), то мне примеры из руководства не нравятся т.к. считаю более корректным изображение, когда ближе к стенке изображается давление от веса грунта, а поверх его давление от нагрузки (как в СП43 рис. В.1.г). Такое расположение ближе к реальности, поскольку давление от веса грунта имеется всегда, а давление от нагрузки появляется впоследствии и добавляется к нагрузке от веса грунта.

Здешний расчет с данными примера 7 (результат сходится): http://webcad.pro/tmp/podpor_564359398.pdf

Здешний расчет с данными примера 8 (в целом сходится, но в примере имеется ошибка на стр.93: ошибочно использовано k=1.35, а должно быть 1.42): http://webcad.pro/tmp/podpor_975027552.pdf

Финт с «натягиванием точки» в явном виде нигде кроме СП43 не используется (если только косвенно — путем неучета сцепления, в подобном случае влияние еще более значимо, поскольку прибавка давления возникает не только в верхней и средней частях эпюры, а по всей ее высоте). Однако, в связи с тем, что в СП43 такой прецедент имеется, можно его учесть как отдельную опцию, но возникает вопрос как в этом случае разделять эпюру на две части? Если обратиться к рисунку из предыдущего сообщения, вопрос будет звучать следующим образом. К какой из эпюр прибавлять синюю добавку: к желтой или пурпурной? Или как-то делить ее между ними?

В целом вывод таков, что текущий вариант в рамках принятых предпосылок и допущений корректен и при необходимости может быть дополнен возможностью учета особенностей указанных в СП43. Возможно, следует переработать формулы, таким образом, что бы явным образом показывать «давление сцепления» и изобразить его на эпюрах.

#11 2018-12-29 20:20:46

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Отмечу еще один источник:

[7] Расчет подпорных стенок. 1964г. (Клейн)

В данном издании подробно освещены различные вопросы из области расчета подпорных стен и определения бокового давления. По части учета сцепления имеется параграф 23 «Учет сцепления в грунте» содержащий пример 11. Характер соответствующих эпюр — треугольные с наличием вертикального откоса без давления. Однако результаты из примера 11 не сходятся со здешним расчетом поскольку автор производит расчет по более точной и сложной методике, которая дает пониженные значения бокового давления по сравнению с методикой использованной в здешних расчетах (СП22).

#12 2018-12-30 16:52:17

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Здравствуйте!
Картинка почему-то отображается не корректно https://yadi.sk/d/XyyBp3QPNhs0Tg

#13 2018-12-30 19:46:04

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Добрый день. Все нормально — это такая картинка)) Расчет в процессе изготовления.

#14 2018-12-31 12:22:49

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Обнаружил, что в Справочнике проектировщика [5] имеется пример 6.3 аналогичный примеру 7 из Руководства [4].

#15 2019-01-03 00:39:29

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Что касается коэффициентов надежности по нагрузке ситуация выглядит немного противоречиво.

С одной стороны п.9.19 СП22 предписывает:

9.19 При определении величин бокового давления грунта на ограждения котлованов и конструкции подземных частей сооружений для выполнения расчетов по первой группе предельных состояний следует использовать значения прочностных характеристик грунтов $phi_I$, $c_I$ (либо $c_$), а для выполнения расчетов по второй группе предельных состояний — $phi_$, $c_$ (либо $c_$). В обоих случаях коэффициент надежности по нагрузке для удельного веса грунта должен приниматься $gamma_=1.0$.

С другой, в руководстве [4] повсеместно используется коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса грунта равный 1.1 и соответствующий коэффициент для нагрузки на поверхности равный 1.2.

В общем сделал возможность учета двумя коэффициентами подобно подходу использованному в руководстве [4]. При этом значение объемного веса и нагрузки умножаются на соответствующие коэффициенты сразу в исходных данных и в дальнейших выкладках используются уже «расчетные» значения. На первый взгляд все должно быть корректным, если ошибаюсь — поправьте.

#16 2019-01-09 11:40:27

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

Сколько много информации здесь появилось за время праздников)
по поводу эпюр: базовая формула давления грунта — Ϭ=Ка*(ɣ*z+q)-2*c*√Ка. Предлагаю разбить её на три составляющие: Ϭ=Ка*ɣ*z + Ка*q — 2*c*√Ка. Рисовать также три эпюры Pɣ, Pq, -Pс и четвертую — суммарную. Нажав на кнопочку «сооружение промышленных предприятий» в исходных данных, к суммарной эпюре добавлялся бы финт с наращиванием эпюры. Только страшно представить как это сделать технически..
по поводу коэффициентов: думаю возможность введение коэффициентов больше 1 — это хорошо (мы обычно берем 1,15; СП43 по п.В.20 рекомендует брать его по СП20 и СП35). Вот только немного непривычно выглядит умножение на этот коэффициент в исходных данных. Мне кажется правильнее умножать на него в самих формулах (ведь это коэффициент надежности по нагрузке, а не по объемному весу грунта).
А формулу для определения вертикального откоса hс вы сами вывели?

Last edited by Dizel (2019-01-09 11:42:56)

#17 2019-01-11 23:40:12

Re: [НиВ] Расчет бокового давления грунта

>Dizel
Извиняюсь за запоздалый ответ, напряженные послепраздничные дни.

Про разбивку на три эпюры и четвертую суммарную, вообще говоря, не согласен, поскольку идея разбивки эпюр была в том, что бы можно было использовать по отдельности давление от веса грунта и давление от нагрузки. А когда мы рисуем три эпюры (и четвертую сумму) у нас нет по отдельности этих двух компонентов. Поэтому я сам с собою рассуждал так: если за основу вычисления напряжений принять формулу с тремя компонентами (кстати, так сделано и в руководстве [4] и в справочнике [5]), то изображать это целесообразно одной суммарной эпюрой где было бы видно как произошло геометрическое суммирование (т.е. как на рисунке Г из СП43), а рядом две(!) эпюры от собств. веса и нагрузки.

Про возможность учета финта (СП43) как опции расчета уже писал и там же задавался вопросом как делить полученную эпюру на две части? Первое, что приходит в голову — это проводить линию параллельную новой суммарной огибающей — см. рис. Впрочем результат выглядит все равно оригинально.

Про коэффициенты: согласен, что лучше прописать все коэффициенты в формулы, но пока идет «брожение» делать этого не хочу, пусть побудет пока так. Моя реплика, про «корректность» имела ввиду корректный окончательный результат, а не ситуацию в целом. А как вы относитесь с процитированному п.9.19 из СП22? Вроде бы ясно сказано — упомянуты ограждения котлованов и подземные части сооружений — остаются подпорные стенки к которым это не относится.

Формула для определения величины вертикального откоса есть в литературе, но и вывести ее проще простого (хотя бы для самопроверки) — вместо сигмы в формуле из СП подставляется ноль, а на место z ставится h_c

В целом пока резюме таково, что предлагаемый подход (деление эпюры на части и формулы из трех компонентов) предполагает практически полную переделку того, что имеется сейчас. В целом соглашаясь, что такая переделка улучшит расчет, тем не менее пока браться за нее не хочу, ибо свободного времени не в избытке. Поэтому, думаю для начала закрыть все оставшиеся вопросы, что бы можно было расчетом пользоваться, а лоск наводить уже следующим этапом.

Стало быть, надо разобраться с вопросами: 1) о вертикальной составляющей при наличии трения или наклона стенки; 2) о направлении равнодействующей давления в случае давления покоя при наличии наклона поверхности (как к этому относиться).

Расчет фундамента под наружную стену подвала. Расчет устойчивости основания против сдвига (по 1 предельному состоянию). Пример расчета.

Расчет стены проводится в несколько этапов, в каждом из них проверяется определенное условие, обеспечивающее надежную работу конструкции. Что определяет расчет устойчивости основания против сдвига? На стену воздействуют немалые горизонтальные силы от давящего на нее грунта (в нашем примере такое давление достигает более двух тонн на метр квадратный стены), пытающиеся сдвинуть стену в сторону подвала. Препятствуют этому удерживающие силы: нагрузка на стену подвала (из п. 4 расчета); собственный вес стены подвала и фундамента; пригруз грунта со стороны обратной засыпки (именно поэтому мы стараемся сделать фундамент не симметричным, а большую его часть выдвинуть в сторону обратной засыпки – чтобы получше пригрузить); пригруз обратной засыпкой и конструкцией пола со стороны подвала и пассивное горизонтальное давление от них же. Все эти вертикальные силы придавливают фундамент к земле, возникает сила трения между подошвой и грунтом основания (чем шире подошва, тем больше сила трения – это еще один фактор, который нужно запомнить); и если сила трения больше сдвигающей силы хотя бы в 1,2 раза (коэффициент запаса, учитывающий всякие погрешности), то фундамент не сдвинется и стена будет стоять на нем надежно.

Что означает «по 1 предельному состоянию»? К 1 предельному состоянию относится решение вопроса устойчивости конструкции, его мы и решаем. Конкретно для расчета – это проявляется в выборе повышающих коэффициентов из п. 1.

Итак, первое, что нужно определить – это горизонтальное давление, воздействующее на стену по высоте.

В п. 5.2 и 5.3 мы определяем горизонтальную составляющую интенсивности активного давления грунта – она переменна, вверху равна σ_г1, а к низу возрастает до σ_г2. Что это такое, название явно сложное. Грунт засыпки имеет собственный вес (удельный вес грунта γ), и неоднородную, сыпучую структуру, характеризующуюся углом внутреннего трения φ (этот угол определяет способность грунта не рассыпаться под собственным весом, а значит и влияет на степень давления веса грунта на конструкцию стены). Если бы грунт был подобен скале (монолитный и целостный), то его вес давил бы только вниз и на соседствующую стену не воздействовал. А так давление грунта распределяется под углом трения, и в итоге в нем можно выделить вертикальную и горизонтальную составляющую. Чем выше угол трения, тем лучше держит грунт сам себя, и тем меньше его горизонтальное давление и больше вертикальное.

Понятие активного и пассивного давления введено для различия: активное пытается сдвинуть, пассивное – помогает удержать на месте.

Величина горизонтального давления всегда увеличивается с глубиной, она прямо пропорциональна глубине грунта. На уровне поверхности грунта она равна нулю, поэтому σ_г1 = 0, т.к. в нашем примере поверхность грунта ниже верха стены (если бы грунт был выше верха стены, то вверху стены σ_г1 имела бы уже какую-то величину).

Помимо влияния собственного веса грунта на стену также оказывает влияние нагрузка на грунте – горизонтальная составляющая давления от нее постоянна по всей глубине, ее мы находим в п. 5.4. В данном примере рассмотрен случай, когда временная нагрузка на грунте распределена равномерно по всей площади. Если у Вас другой случай, то формулу и эпюру надо переработать согласно рисунку 8 руководства.

И последняя величина – это интенсивность горизонтальных сил сцепления грунта засыпки, которую мы находим в п. 5.6. Сила сцепления удерживает грунт – чем больше сцепление грунта, тем меньше его давление на стену, поэтому σ_сг в формуле 5.7 и 5.8 мы используем со знаком минус. И чем большего сцепления грунта можно добиться при уплотнении обратной засыпки, тем легче будет стене и фундаменту.

В формуле определения интенсивности сил сцепления повышающий коэффициент не используется – обратите внимание на такие случаи. Если мы применим повышающий коэффициент, то тем самым мы уменьшим сдвигающую силу, а ее нам нужно определить максимальной. Повышающие коэффициенты используются только там, где они могут ухудшить условия работы конструкции.

Обратите внимание, что в данном расчете грунт засыпки – это связный грунт, он имеет не нулевое сцепление. Если вы применяете несвязный грунт (песок, шлак и др.), то нужно считать по другим формулам руководства, и эпюры будут другими, т.е. данный расчет уже не подходит.

Далее нам следует суммировать горизонтальные давления, чтобы получить итоговую эпюру.

Вверху значение интенсивности горизонтального давления равно σ₁, а внизу – σ₂.

Причем, здесь может быть два варианта: σ₁ может получиться как с отрицательным, так и с положительным значением. При отрицательном значении итоговая эпюра будет иметь вид треугольника; при положительном – вид трапеции. Соответственно, формулы получатся тоже разные.

В данном примере у нас получился вариант с треугольной эпюрой. Но расчет я постаралась сделать универсальным для обоих случаев, поэтому в данном месте расчет у меня раздвоился, и нужно сделать выбор, по какому из вариантов «а» или «б» считать далее.

Итак, в п. 5.9 мы определили, что расчет будем вести по варианту «а».

В этом варианте, когда мы суммируем все три эпюры (с учетом знаков: первые две действуют в одну сторону, третья – в противоположную), получается итоговая треугольная эпюра давления, наглядно показывающая, на какой высоте (Н₁) и с какой силой воздействует на стену активное горизонтальное давление. Обратите внимание, что если графически построить эпюры пропорционально значениям, получившимся в формулах, то все результаты на рисунке и в расчете сойдутся – такая самопроверка никогда не помешает.

Найдя горизонтальное давление грунта σ₂ на уровне низа подошвы, мы с его помощью определяем сдвигающую силу Т_сд, что и сделано в п. 5.10а.

Вариант «б» (пункт 5.10б) для данного примера не актуален, но я приведу его на рисунке ниже, вдруг ваш расчет пойдет по другому пути (пример итоговой эпюры для варианта «б» я не привожу).

И следующим этапом будет определение всех возможных удерживающих сил, действующих на фундамент: собственный вес фундамента, стены и грунта обратной засыпки, опирающегося на подошву фундамента с двух сторон, собственный вес конструкции пола и нагрузка на стену фундамента от конструкций здания. Временные нагрузки в этом расчете не участвуют, т.к. без них ситуация хуже, чем с ними.

Все эти силы, кроме Р₅, имеют площадь сбора нагрузки, что мы наглядно видим из рисунка выше. Суммируя все силы, мы получаем N (п. 5.16).

Также необходимо найти пассивное горизонтальное давление грунта Е_п – это давление части грунта, находящейся под уровнем пола подвала (справа от стены и фундамента) и удерживающей фундамент от сдвига. Пассивное давление зависит от веса грунта, его сцепления и угла внутреннего трения – обратите внимание, их значения берутся для расчета по 1 предельному состоянию. Полы в данном случае условно игнорируются, и их толщина при расчете пассивного давления грунта исключается.

После этого в п. 5.18 определяется удерживающая сила Т_уд.

Обратите внимание, для стены подвала без сложных геологических условий выполняется проверка только при β = 0. Иначе расчет нужно выполнять согласно примечанию к п. 8.13 руководства.

Последним шагом является проверка – сравнение сдвигающей и удерживающей сил. Если первая меньше второй хотя бы в 1,2 раза, то условие обеспечено, и можно переходить к следующему этапу расчета.

Что делать, если условие не обеспечено? Можно выполнить следующие мероприятия:

— увеличение ширины подошвы в сторону улицы – этим мы добавляем дополнительный пригруз от веса грунта засыпки, а также вес самой подошвы;

— увеличение ширины подошвы в сторону дома – эффект от него меньше, чем от первого, но все же есть, т.к. с увеличением площади фундамента возрастает сила трения, препятствующая сдвигу;

— увеличить собственный вес конструкций фундамента и стены за счет их толщины – иногда (если не хватает совсем немного) это рациональней, чем копать более широкую траншею;

— заменить обратную засыпку на грунт с большим углом внутреннего трения (песок, шлак).

Не забывайте, положительные факторы в этом расчете – это любая вертикальная нагрузка; ширина подошвы фундамента (чем больше, тем лучше); большой угол трения грунта засыпки со стороны улицы. Отрицательные факторы: глубина подвала, точнее высота грунта засыпки со стороны улицы (чем она больше, тем больше сдвигающая сила); маленькая толщина засыпки со стороны подвала (эта засыпка препятствует сдвигу, иногда стоит ее увеличить немого, подняв пол подвала, чтобы условия по сдвигу удовлетворялись); небольшая нагрузка на стену подвала (чем больше пригруз, тем больше сила трения и сопротивление сдвигу).

В обычных случаях все проблемы можно решить увеличением ширины подошвы фундамента. Но если этого не достаточно, возможно проведение дополнительных мероприятий, например устройство распорок между стенами подвала, которые будут препятствовать сдвигу. Естественно, распорки должны быть рассчитаны на действие сдвигающей силы и установлены с определенным шагом. Если в доме часто стоят несущие поперечные стены, нужно проводить анализ о возможности сдвига фундамента – в некоторых случаях можно пропускать эту часть расчета.

Давление грунта на стены подвала

Задача возвести стены подвала. По экономическим соображениям хочу применить тонкостенные подпорные стенки. Вопрос- какое давление оказывает грунт на стены подвала? Глубина 2м, грунт — глина (так же интересуют данные на песчаные грунты). Рассчитываю что на м2 стены действует давление в 1000 кг. насколько эти данные применимы? Силы морозного пучения- какое оказывают дополнительное боковое давление?

Сложные вопросы задаете, расскажу как у меня отец, в советские времена, когда кругом было шаром покати, купил на заводе бэушные п-образные цеховые плиты 2мх0,5м, ими цех перекрывали. Относительно легкие 2 человека могут кантовать и по трубам перекатывать. Сварил из уголков такие боковые стойки буквой Х. И уложил все это хозяйство в яму в саду под чуланом. Ставили плиты на ребро, по углам через уголковую конструкцию они расклинивались и прижимали друг друга. Глубина метра 3. Стоит это хозяйство уж лет 20, без всякой видимости проблем. Но грунт у нас хороший, суглинок, а ниже 2 метров песок.

Lowprice написал :
Рассчитываю что на м2 стены действует давление в 1000 кг

1000кг на квадратный метр около угла — это не то же самое, что 1000кг на квадратный метр посередине ровного 10м участка без подпорок изнутри.

Lowprice написал :
Вопрос- какое давление оказывает грунт на стены подвала?

В теории вопрос на самом деле сложный, да и данных маловато вы дали: что за подвал, отдельностоящий или под зданием? Какие рядом строения и т.д.
Из практики думаю что небольшое давление, тем паче в глине. В прошлые выходные был в деревне, лазил там в погреб — был сильно удивлен. Погреб метра 3 глубиной, под домом, без какого-либо укрепления стенок. Одна стенка так даже наоборот с «поднутрением» метра на 1,5! Дом стоит уже не один десяток лет, все вроде нормально.

andrewkhv написал :
1000кг на квадратный метр около угла — это не то же самое, что 1000кг на квадратный метр посередине ровного 10м участка без подпорок изнутри.

Ясное дело. В основание фундамента предусматриваться консоль, с верху армированный пояс является опорой. Профилированный лист Н114 (1мм.) при пролете 3.5 метра держит 993кг. на м2. В моем случае пролет 2.7 метра. Пол подвала 10 см. в связи с чем подошва фундамента дополнительно рассчитываться как балка воспринимающая боковые нагрузки, перекрытия цоколя- монолит, следовательно оно выполняет функции распорки.

Виктор_Ч написал :
В теории вопрос на самом деле сложный, да и данных маловато вы дали: что за подвал, отдельностоящий или под зданием? Какие рядом строения и т.д.
Из практики думаю что небольшое давление, тем паче в глине. В прошлые выходные был в деревне, лазил там в погреб — был сильно удивлен. Погреб метра 3 глубиной, под домом, без какого-либо укрепления стенок. Одна стенка так даже наоборот с «поднутрением» метра на 1,5! Дом стоит уже не один десяток лет, все вроде нормально.

Сам видел такие дома, где в подполье погреб с земляными стенами. Но это русский авось, пока нашел на каком то форуме (без указания источника) что в расчет можно брать 1т. на м2. По идее есть еще силы морозного пучения которые достигают 15 тонн на м2, но разработка котлована с пологими откосами и скользящая прокладка при обратной засыпке вроде минимизирует данное воздействие.

Каких данные еще указать?

Сразу скажу что я не строитель, по этому все что я пишу, это отрывочная информация которую я откуда-то запомни и чисто умозрительные заключения для размышления.

Мне в первую очередь из вашего поста не понятно, погреб отдельностоящий или под домом? Сколько земли над перекрытием погреба?
Морозное пучения огромны. Мне коллега рассказывал, что у него по соседсву есть дача, где плита перекрытия выходит на балко и под ней стоят подпорки на слабом фундаменте. Так каждую зиму эту плиту поднимает на несколько сантиметров вместе со вторым этажем.
Но они действуют на глубиу промерзания грунта, это около 1,5 метров. Если Ваш погреб глубже, то от этом наверное можно не думать.

Я бы для себя, скорее всего, сдела небольшоё зазор между стеной и землей.

Это не отапливаемый подвал дома.

Lowprice написал :
Это не отапливаемый подвал дома

Lowprice написал :
По экономическим соображениям хочу применить тонкостенные подпорные стенки.

Думаю конечно Вы этим вопросом основательно занимаетесь, по этому Вам виднее но все таки:
А что у Вас будет за дом? Легкосборный? Если дом кирпичный, то мне кажется, что тонкостенные подпорные стенки могут быть не слишком надежной опорой. С другой стороны, стены способные держать вес дома выдержат и бокковую нагрузку. Никогда не видел фундамент дома на тонких стенках.
Я не строитель, так что все сказанное чисто умозрительные заключение, могу быть не прав.

Lowprice написал :
Это не отапливаемый подвал дома.

если дом отапливаемый, то в подвале плюсовая температура, и ни кого пучения не будет.
К тому же глина не гигроскопична,-она не впитывает воду, и её не будет пучить даже если она замерзнет.

Скажу как инженер-проектировщик, много раз рассчитывавший подпорные стены.

Методика расчета приведена в 2.15-2.23 СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий». Более подробно — в «Пособие по проектированию подпорных стен и подвалов».

Для расчета необходимо знать угол внутреннего трения, коэффициент сцепления и удельный вес. Эти данные можно принять усреднёнными согласно СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». Вся указанная литература есть в свободном доступе в Интернете.

Эпюра давления имеет вид треугольника — ноль вверху и максимум внизу. Расчёт не сложный, но для человека «не в теме» может показаться громоздким.

Силы морозного пучения можно снивелировать, выполнив обратную засыпку пазух котлована (с внешней стороны подпорной стенки) песком или другим грунтом, лишенным свойств морозного пучения.

Расчет на пучение приведен в СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».

Если не морочиться с расчетами, то 1 т/м2 в нижней зоне подпорной стенки высотой 2м в связных грунтах (глина) это с запасом. Но только в том случае, если на эти стенки не действует отпор грунта от рядом расположенных строений, то есть если стенка будет работать только на «чистый» отпор грунта. На стенку будут также передаваться нагрузки, расположенные на поверхности грунта в зоне призмы обрушения.

Пучение «убирать» обратной засыпкой песком. Ну или, хотя бы, нанести на внешнюю грань стены легко сжимаемый материал — тот же пенополистирол (только не экструдированный, а обычный). Силы пучения сильно зависят от степени пучинистости (нормы выделяют следующие виды: слабо, средне, сильно и чрезвычайно пучинистые грунты). Пучение действует только на нормативной глубине промерзания для данного региона.

Давление пучения грунта при промерзании достигает 15 килоньютон на квадратный метр в горизонтальном направлении. Это много. Самый простой способ избавиться от данной проблемы широко применяется в Скандинавии- мы давно уже не строим дома с подвалами. Фундамент «плита на грунте» дешёвый, надёжный и простой. Вот так строил я (дом не мой, если что, сайт мой):
фото
» >
» >
Всё, что Вы хотите иметь ниже уровня земли лучше иметь выше уровня земли, и имейте в виду- всё строительство ниже уровня земли втрое дороже того, что выше. Вопрос- оно Вам надо? Далее- если делать подвал правильно, его нужно 100% надёжно гидроизолировать от капиллярной грунтовой влаги, а это далеко не 2 пальца об асфальт. Иначе- сырость, влага, плесень, обваливающаяся штукатурка. Оно Вам надо?

Мало того, по подвальной стене сырость ползёт выже, в дом и на несущие стены, со всеми последствиями.

Далее- температура грунта круглый год одинакова и в зависимости от климата составляет от вечной мерзлоты на крайнем севере до +14 в Адлере. В средней полосе России около +6-9 градусов. То есть холодно. То есть стены подвала будут всегда холодные, а на холодной поверхности будет конденсироваться влага, а на влажной среде развиваются всякие грибки и плесень. Оно Вам надо? Если хотите реально правильный подвал, то он должен быть гидроизолирован и утеплён примерно так:
» >
Кроме того, железобетон тоже не вечен. Арматура в железобетоне со временем ржавеет, при окислении железа в результате химреакции олучается ржавчина- диоксид железа FeО2. Это как бы все знают, но не всем известно что ржавчина увеличивается в объёме и буквалъно разрывает бетон изнутри.

Для предупреждения такого безобразия арматуру можно оцинковывать а бетон влагогидроизолировать. При этом расчётный срок службы такого железобетона достигнет 150-200 лет в скандинавском климате против 50-100 лет у классической технологии.
Ну а если Вы всё-таки хотите гемороя с подвалом, то противопучнистые методы таковы:

1. Дренаж с отводом воды из-под фундамента дома.
2. Элластичный слой вокруг стен фундамента (он же будет утеплением).
3. Дранирующий слой подсыпки на всю высоту стены подвала шириной минимум 50 сантиметров.

Противопучнистая горизонтальная изоляция грунта.
» >
Удивительно, да? Сейчас многие скажут- да ладно, мол, строили всю жизнь дома по старинке и ничего, вон, стоят себе. А я отвечу- ну так у вас какие дома строят такие и автомобили, и ничего, ездят. А в Афганистане какое жильё такой и транспорт

Что нужно знать о боковом давлении грунта на стены подвала

Дачник с 20 летним стажем

В процессе строительства дома на ранних этапах одной из главных проблем может оказаться невозможность преодоления бокового давления грунта на стены подвала, если конструкция предполагает наличие этого помещения. Игнорировать этот вопрос нельзя ни в коем случае, так как в будущем это может повлечь за собой не только деформацию здания, но и полное его разрушение. В особенности в зоне повышенного риска находятся все сооружения, предполагающие наличие более 1 этажа.

Чтобы справиться с возникшими сложностями, строители научились использовать специальную технологию и материалы, способные противостоять большим нагрузкам на стены. Когда происходит закладка фундамента, самым важным моментом можно назвать правильность расчётов сопротивления. Также стоит помнить, что чем глубже фундамент, тем сильнее будет давление на него.

Зависимость выбора метода возведения фундаментных стен от величины давления грунта

Чтобы повлиять на достоверность прочностных характеристик фундамента, перед возведением стен стоит тщательно исследовать почву в условиях трехосного сжатия. Это значит, что мастеру необходимо будет ознакомиться с методиками полевых определений информации о фильтрации, прочности и деформируемости. На основании полученных данных можно задумываться о том, какой метод возведения фундаментной стены окажется наиболее приемлемым и безопасным.

Расчет давления грунта на стену подвала

В данном случае расчётная схема может предоставляться в виде балки с шарнирным опиранием в уровне перекрытий над подвальным помещением и защемлением на уровне подошвы фундамента. Говоря от треугольной нагрузке от бокового давления земли, она будет действовать не по всей площади балки и в дальнейшем создаст проблемы при заделке. Чтобы решить эту статистически неопределённую задачу, специалисты могут использовать метод из строительной механики.

Расчет толщины стен

Будущая толщина стены фундамента напрямую зависит от подобранных строительных материалов, а также глубины сооружения под землей. Если данная конструкция будет использоваться как жилая зона, высота должна быть не менее 2,5 м. Если здесь будут расположены технические помещения, достаточно использовать показатели до 2 м. Также не стоит забывать о том, что придется предусмотреть запасы на стяжку пола, а также отделочные работы.

В данном видео вы подробнее узнаете о расчётах стен подвала:

Определение толщины стен всегда производят с учетом уровня места расположения грунтовых вод. Если они протекают на большом расстоянии от будущего основания, специалисты рекомендуют придерживаться таких правил:

• нижнюю стенку можно выполнить, как не силовую, которая будет выступать на 10-15 сантиметров за строительный контур;
• если глубина размещения находится на отметке 1,5-2,2 метра, толщина стены подвала может составить от 25 до 40 сантиметров.

Технические характеристики материалов при строительстве стен фундамента

В зависимости от ситуации, при строительстве стены фундамента могут использоваться самые разные материалы. Каждый из них обязательно должен обладать надежностью и долговечностью. Независимо от того, какие показатели были получены после расчётов давления, лучше отдавать предпочтение самому надежному варианту. Для этих целей могут использоваться:

• каменные породы;
• бетон;
• железобетонные блоки;
• кирпичи.

Бетон

Бетон очень часто используется как основной строительный материал не только для сооружения стен для фундамента, но и для перекрытий или других конструкции для дома. Он может выполнять заполняющую, изоляционную или отделочную функцию. Основное преимущество этого материала — надежность. В процессе строительства специалист может добиться необходимой прочности, что позволит сделать сооружение максимально долговечным.

Также не стоит забывать, что бетон не стоит больших денег, поэтому у хозяина дома будет возможность сэкономить. Именно поэтому это практически самый распространённый вариант для сооружения фундаментных стен.

Единственный риск, который можно отметить в этом случае, это возможное обрушение грунта в ходе работ, после чего он может перемешаться с бетоном, что повлияет на снижение прочности состава.

Кирпич

Кирпич можно назвать одним из тех вариантов, который используется для сооружения стен для фундамента уже на протяжении долгого времени. Его использовали ещё задолго до того, как популярность начал набирать бетон. Кирпичи широко применялись благодаря лёгкости монтажа, при этом они очень прочные и надёжные.

Также не стоит забывать о том, что именно такие элементы позволяют выполнять не только стандартную кладку, но и различные узоры, которые подчеркнут оригинальность дизайна сооружения в целом. Но после того как будет выполнена кладка, не стоит забывать о том, что её необходимо защитить от сырости и влаги. Для этого можно использовать сразу несколько способов. Основными технологиями для этой разновидности работ можно считать следующее:

Если выполняется окрасочная гидроизоляция, необходимо использовать различные мастики, для которых основой выступают синтетические смолы или битум с наполнителем. Перед тем как приступить к работе, поверхность необходимо тщательно очистить и выровнять, чтобы на ней не было каких-либо шероховатостей, зазоров и выступов. Чтобы добиться идеального результата, специалисты обрабатывают кладку грунтовкой.

После того, как она полностью просохнет, можно наносить подготовленный материал. При оклеечной гидроизоляции работы выполняются с помощью следующих материалов:

Один из них наносится на изолированную поверхность с помощью битумных мастик. Говоря об одной из самых эффективных штукатурных гидроизоляций, можно выделить цементно-песчаный раствор. В эту смесь для усиления эффекта добавляют пенетрирующие материалы. Сам цемент не должен быть марки слабее М100.

Камни

Как и остальные варианты стен для фундамента, камень отличается своими недостатками и преимуществами. Этот вариант наиболее приемлем в тех случаях, когда хозяин дома собирается соорудить высокую несущую конструкцию. Способ наиболее выгоден за счёт следующих положительных сторон:

• камень является экологически чистым материалом;
• такие решения всегда имеют привлекательный вид, который в дальнейшем не потребует дополнительной отделки;
• стены из камня окажутся одними из самых прочных, это обеспечит долговечность конструкции;
• этот материал не нуждается в защите от влаги, так как от природы является водостойким.

Несмотря на вышесказанное, камень имеет и некоторые недостатки. Одни из самых существенных — высокая цена, а также большие временные затраты. Если решено использовать именно этот материал, все необходимые расчёты и возведение конструкции из бута должны производиться только высококвалифицированными специалистами. Только в этом случае использование камня будет оправданным, так как если не учесть все, даже самые малейшие, нюансы, есть вероятность того, что со временем конструкция обрушится.

Камень имеет ряд преимуществ

Ещё одной положительной особенностью этого материала можно считать его гибкость при комбинировании с другими материалами. Если бюджет хозяина дома ограничен, то, чтобы удешевить сооружение и при этом не повлиять на его качество, для основы, которая будет находиться в земле, можно использовать бут, а в верхней части – кирпич. Но при этом такую технологию не стоит применять самостоятельно, так как здесь существует множество тонкостей, о которых знают только опытные специалисты.

Железобетонные блоки

Если для сооружения стен фундамента планируется использовать железобетонные блоки, такая конструкция окажется самой прочной и долговечной из всех вышеперечисленных. Это объясняется тем, что для изготовления таких элементов используется арматура и армирующие сетки, обеспечивающее прочное сцепление.

Железобетон можно назвать единственным материалом, который способен конкурировать с камнем и бетоном. В процессе выполнения монтажа стоит быть необычайно аккуратным, так как большой вес блоков при неаккуратном отношении к работе может привести к самым разным последствиям.