Тиск ґрунту на стіну підвалу: розрахунок, бічний тиск

При будівництві будинку однієї з найважливіших проблем стає подолання тиску грунту на стіни підвалу. Залишити без уваги цей момент не представляється можливим, оскільки стіни підвалу, та й сам фундамент, можуть не витримати цього тиску в сукупності з вагою будівлі і деформуватися або зруйнуватися.

При значних розмірах споруди наслідки можуть бути катастрофічними. Але будівельники навчилися протидії таким фізичним явищам, використовую різні матеріали при зведенні конструкцій.

При зведенні фундаменту ключовими факторами його міцності є саме вірний розрахунок опору навантажень на фундаментні стіни. Тиск ґрунту на стіну підвалу залежить безпосередньо від його глибини.

Типовим параметром приймається розрахункова величина в 12 см бетону марки М400 при глибині підвалу в 1 метр, з урахуванням експлуатації в 50 років і дерев’яних матеріалів при будівництві самого будинку.

Стіни підвалів будують з різних матеріалів, грунтуючись на форматі приміщення, його призначення. Найбільш поширені при зведенні цегла, бетон, залізобетонні плити і камені.

Технічні характеристики матеріалів при будівництві стін фундаменту

бетон

Бетон найпоширеніший і недорогий спосіб будівництва фундаментних стін. Недоліком, причому досить істотним, є обвалення грунту в ході робіт, після чого він змішується з бетоном, знижуючи міцність складу.

Таким чином, знижується стійкість самого фундаменту і його стін.

цегла

Цегла – один з найстаріших застосовуваних матеріалів. Легкий при монтажі, зручний в будівництві, що володіє масою достоїнств, цегла має все-таки конструктивний недолік при будівництві – неможливість укладання без скріпляє розчину. Як правило, в його якості виступає бетон, намазують тонким шаром в проміжках між блоками цегли.

камені

Як і в випадку цегли, монтаж каменів вимагає сполучної суміші при монтажі, хоча камінь сам по собі дуже надійний і міцний. До того ж, за допомогою цього матеріалу можна і викладати візерунки при будівництві зовнішніх стін, і декору внутрішніх приміщень.

Як скріпляє розчину виступає бетон, але ще один недолік – висока ціна такого матеріалу.

залізобетонні пластини

Пластини із залізобетону мають підвищену міцність і стійкість.

Зведений підвал або льох буде мати в такому випадку надзвичайно довгий термін використання. За рахунок застосування арматури або армуючої сітки конструкції надається міцне зчеплення, що набагато краще, ніж використання для цих цілей бетону.

При монтажних роботах необхідно бути дуже обережними, оскільки через значну вагу такого матеріалу будь-яка необережність може вести до сумних наслідків.

Особливості укладання фундаментних стін для стійкості при тиску грунту

При укладанні будь-якої стіни головною вимогою є якісне виконання робіт з дотриманням всіх норм і правил будівництва підвалів.

При зведенні бетонних фундаментних стін необхідно використовувати матеріал не нижче марки М400 або М450.

У випадках, коли робиться тимчасовий льох з терміном експлуатації не більше пари років, то можливе застосування марки М100 або М200. Щоб уникнути попадання при будівельних роботах домішок грунту або сторонніх предметів, необхідно подбати про якісні формах для заливки бетону.

Найкраще використовувати власноруч виготовлені форми для конкретної споруди. Таку опалубку можна буде залишити як декоративний елемент.

З огляду на бічний тиск грунту, для додання надійності зводяться стін при заливці бетону його ретельно потрібно утрамбовувати, щоб не було бульбашок або пустот, які знижують міцність бетону і знижують його здатність до протидії видавлювання стін грунтом.

Цегляна будівництво має свої нюанси. Можлива поверхнева кладка, коли бетон мажеться шаром по верхньому ряду кладки, що роблять для економії матеріалу. Цей метод можна застосовувати для господарських приміщень, до яких не пред’являються особливі вимоги міцності.

Альтернативою є укладання з промазуванням кожного шару кладки з цегли, більш витратна і трудомістка, але істотно перевершує інші методи зведення по міцності і терміну використання.

При будь-цегляній кладці слід ретельно проводити утрамбовку матеріалу, злегка постукуючи по укладеному ряду. Це дозволить прибрати повітряні порожнечі між цеглинами, підганяючи їх впритул один до одного, і надати більшої стійкості стін.

Кам’яні стіни зводять так само, як і цегляні, за винятком кількох нюансів: для більшої міцності камені підганяють встик один до одного, виключаючи шви і щілини.

Це збільшить зчеплення і додасть надійності стіні з каменю. Оскільки цей матеріал не має рівних країв, в цьому випадку використовується більше бетону для швів, ніж в інших стінах

Оптимальним варіантом буде використання плит з залізобетону розмірів, що перевершує висоту підвалу. В такому випадку виконання, плити просто закопують в землю і замазують виникли щілини бетоном. Якщо пластини невеликі, то їх використовують як цеглини в укладанні, але обов’язково взяти до уваги техніку безпеки при роботі з ними.

Розрахунок стін підвалу при бічному тиску грунту

Розрахунок фундаментних стін проводять в суворій відповідності зі СНиП 2.09.03-8 «Спорудження промислових підприємств». Більш зручним буде використання довідкового посібника до даного СНиП, що містить основні положення, формули і методики розрахунку підпірних стін і стін підвалів з різних матеріалів.

Розрахунок проводять в декілька етапів, перевіряючи на кожному відповідність встановленим умовам надійності конструкції до зрушень. На кожну фундаментну стіну впливає грунт, який намагається її зрушити в сторону підвального приміщення.

Цьому перешкоджають вага будівлі, вага самої стіни підвалу та фундаменту, ускладнення грунту за допомогою зовнішньої обсипання грунтом.

Всі ці сили, вертикальні по направляючої, притискають фундамент до землі, утворюючи силу тертя між підошвою і грунтом. Основою такого розрахунку є значення в 1,2 рази, що позначає, що сила тертя вище зрушує, і фундамент залишиться нерухомий.

Проводячи розрахунки самостійно, не забувайте, що позитивними моментами є будь-яка вертикальне навантаження (ширина підошви фундаменту, кут тертя засипочного шару з боку вулиці), а в числі негативних будуть глибина підвалу, маленька товщина засипки з обох сторін, невелике навантаження на підставу (чим більше навантаження на фундамент, тим більше він стійкий до зрушень).

У більшості випадків всі ці проблеми вирішуються розширенням підошви фундаменту, а якщо цього недостатньо, то облаштування розпірок між підвальними стінами, що перешкоджають зсуву силі грунту. Якщо в будинку передбачається поперечні несучі стіни, то аналіз на зрушення проводять без урахування їх наявності.