что такое несущая способность грунта
Расчетное сопротивление грунта основания
Определение расчетного сопротивления грунта онлайн и с помощью таблиц СНиП. Несущая способность глинистых и песчаных грунтов.
Расчетное сопротивление грунта (R) – это один из наиболее важных параметров при строительстве фундамента, так как позволяет определить предельно возможные значения массы вышележащей конструкции, которую способна выдержать подстилающая поверхность.
В случае превышения допустимых значений показателя несущей способности грунта, под подошвой фундамента формируются области предельного равновесия. Другими словами, грунт расположенный снизу не выдерживает нагрузки и стремится в сторону наименьшего сопротивления, то есть на поверхность. Последствия выражаются в виде бугров и валов, расположенных рядом с границами фундамента.
Самой главной опасностью в данном случае, является нарушение однородности подстилающего грунта. Нагрузка от конструкции начинается распределяться неравномерно, фундамент теряет свою устойчивость, активизируются процессы деформации и в скором времени начинают появляться трещины.
Расчет несущей способности грунта
Определение несущей способности грунта – это достаточно трудоемкий процесс, который можно выполнить подручными средствами (вручную/онлайн) или же воспользоваться услугами геолого-геодезических агенств. Если вы хотите сэкономить и выполнить расчет самостоятельно – KALK.PRO поможет вам в этом нелегком деле!
Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.
Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания
Для начала нам необходимо выбрать тип расчета. Первый вариант подразумевает, что вы получите отдадите образец грунта в специализированную лабораторию на исследование. Данный способ занимает большое количество времени и средств. Поэтому если у вас не сложный участок и вы уверены, что сможете сделать все своими силами, мы предлагаем воспользоваться вторым вариантом и выполнить расчет на основании табличных данных.
Классификация грунтов
Следующий этап работ связан с определением типа грунта. Согласно СНиП 11-15—74, все виды грунтов делятся на две основные группы:
Первые, представлены горными породами, метаморфического или гранитного происхождения. Встречаются в горных областях и в местах выхода основания тектонической платформы на поверхность (щиты). В нашей стране это территория Карелии и Мурманской области. Горные системы Урала, Кавказа, Алтая, Камчатки, плоскогорья Сибири и Дальнего Востока.
Сопротивление скальных грунтов настолько высоко, что вы можете не производить никаких предварительных расчетов.
Нескальные грунты встречаются повсеместно на равнинах. Они подразделяются на несколько видов, а те в свою очередь на фракции:
Как определить тип грунта самостоятельно?
Существует простой дедовский способ определения типа грунта, которым пользовались ваши родители и родители ваших родителей – он заключается в выявлении физико-механических свойств породы.
Для этого необходимо провести отбор проб почвы в крайних точках и в середине участка. Выкопайте ямы на глубину, предполагаемого уровня заложения фундамента и возьмите образецы грунта с каждой контрольной точки.
Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.
Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:
Если вам не удалось ничего сделать из образца грунта, то для вас расчет несущей способности песчаного грунта закончился. Выберите соответствующий пункт в калькуляторе и нажмите «Рассчитать«.
Несущая способность грунта – Таблица СНиП
Для определения несущей способности глинистых грунтов, нам необходимо получить еще два коэффициента – показатель текучести грунта (IL) и коэффициент пористости (е). Первый показатель можно достаточно легко определить на глаз, если почва откровенно сырая и вязкая – выбирайте IL = 1, если сухая и грубая – IL = 0. Второй коэффициент можно получить только в таблицах из СНиП. Так как все данные находятся в открытом доступе, для вашего удобства мы скопировали таблицы расчетного сопротивления грунта из СП 22.13330.2011.
Несущая способность глинистых грунтов
Глинистые грунты
Коэффициент пористости е
Значения R0, кПа, при показателе текучести грунта
Особенности несущей способности грунта, советы
Мало построить дом – нужно построить его так, чтобы с годами в стенах не появились трещины, а само жилище не стало «проседать» и разрушаться. На практике такое случается нередко, а все – из-за ошибок, допущенных при закладке фундамента. В том числе, при оценке такого важного показателя как несущая способность грунта, находящегося под будущим домом. Чтобы верно его рассчитать, необходимо учесть несколько основополагающих факторов, а именно: тип, плотность и увлажненность грунта.
Говорим на языке специалистов
Разрушение дома из-за иного грунта
Твердые составляющие и капилляры, заполненные воздухом и влагой, – вот, то такое грунт. Он не имеет постоянной величины и под воздействием веса фундамента, здания, его «начинки», а также снежного покрова меняет объем, что ведет к смещению конструкций.
Когда столбик термометра за окном опускается ниже нулевой отметки, грунт может пучиниться и подниматься. Это связано с тем, что влага при минусовых температурах превращается в лед, что приводит к разрушению фундамента.
Выяснив несущую способность, можно определить, какую нагрузку способен выдержать грунт без негативных последствий для находящихся на нем построек. Основная единицы измерения – т/м2 или кг/см2. При расчетах действует принцип обратной пропорции: чем хуже он выдерживает нагрузку, тем масштабней должна быть площадь будущего фундамента. Главное же правило гласит, что среднее значения давления под подошвой не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания.
Разновидности грунтов
Существует две основных группы, которые, в свою очередь, также делятся на несколько разновидностей.
Песчаные (осадка происходит быстро):
Работа на глинистой почве
Глинистые (осадка происходит медленно):
Скальные (можно не бояться осадки). На самом деле это не совсем грунт, а сплошная горная порода. Он обладает огромным количеством преимуществ, в том числе: не пропускает воду, не сжимается, не пучинится при морозе и не накапливает влагу.
Крупнообломочные, или конгломераты (риск осадки фундамента сводится к нулю). Он состоит из различных «ингредиентов»: камней, щебенки, гравия и т.д. Если он имеет включения песка, то будет подвержен вспучиванию; если содержит в своем составе глину – грунт будет непучинистым.
И, наконец, торфяные. Они рыхлые, сжимаются неравномерно, а потому абсолютно не подходят для строительства. Такой грунт необходимо либо снять, либо максимально обжать и уплотнить.
Как определить тип грунта?
Большинство строителей-«любителей» определяют тип грунта на глаз и на ощупь. Для этого на участке пробуривается скважина глубиной до двух метров в среднем. Дальнейшая логика понятна:
Скальные и крупнообломочные типы грунтов определить еще легче благодаря их специфической структуре.
Однако надежней всего воспользоваться услугами профессионалов – геологов, которые с максимальной точностью определят, к какой категории можно отнести грунт, находящийся на том или ином участке.
В центре внимания – сейсмичность
Прочность грунта снижается там, где существует вероятность подземных вибраций. В подобных случаях он приобретает пагубные свойства псевдожидкого состояния, и также неспособен выдержать большие нагрузки. Поэтому, если стройка ведется там, где нередко случаются землетрясения, при расчетах необходимо учитывать еще один показатель – сейсмичность. Он определяется следующим образом: расчетное сопротивление делится на 1,5.
Все дело в водах
Еще один важнейший показатель, характеризующий способность грунта выдерживать большие нагрузки, – уровень залегания подземных вод, или УГВ. Данный показатель свидетельствует, на какой глубине ниже уровня земли находится первый водоносный слой. Чем он выше – тем хуже показатели несущей способности грунта. Кроме того, высокий УГВ – это стопроцентная гарантия того, что без регулярного дренажа и качественной гидроизоляции цокольные этажи и подвалы дома периодически будут затапливаться.
Определить УГВ можно с помощью инженерных изысканий, либо самостоятельно. Первый признак – пышная растительность на участке строительства. Но более надежный способ – пробурить скважину глубиной 2-2,5 метра и в течение суток наблюдать за ее состоянием. Уровень воды, скопившейся за это время, и станет показателем УГВ, который следует брать в расчет при проектировке фундамента.
Закрепляющий эффект
«Слабый» грунт – не приговор, а руководство к решительным действиям. Его можно закрепить с помощью ряда мероприятий. Но для начала необходимо подготовить основания под будущий фундамент. Существует несколько способов добиться желаемого эффекта:
Основные ошибки, которые нельзя допускать
Результат допущенной ошибки
ФУНДАМЕНТально о грунте
При строительстве важна каждая деталь, и данные о несущей способности грунта – основополагающие величины, которые следует рассматривать при закладке фундамента. Состояние грунта характеризуется его:
Максимально плотный и утрамбованный грунт, с низким уровнем влажности способен выдержать самые высокие нагрузки. Таким образом, наилучшей несущей способностью обладают скальные породы и конгломераты; чуть хуже «ведут» себя гравелистые и крупные песчаные, а также глинистые грунты (при низком уровне залегания подземных вод). Зато от строительства на черноземах и торфах лучше отказаться.
Определить тип грунта и уровень залегания вод, влияющих на его состояние, можно своими силами. Но целесообразней обратиться к специалистам, которые проведут инженерно-геологические изыскания и дадут точную оценку.
При строительстве необходимо также учитывать уровень сейсмичности на данном участке.
Если в силу своей специфики грунт не в состоянии выдерживать большие нагрузки, его можно закрепить. Для этого существует несколько способов, актуальных как в случае частного строительства малоэтажного жилья, так и при возведении многоэтажек.
Как определить несущую способность грунта под фундамент
Степень восприимчивости почвы к нагрузкам называют несущей способностью грунта. Показатель характеризует максимальное усредненное давление между подошвой фундамента и земли, при котором не происходят сдвиги, оползни и провалы в окружающем слое. На величину значения влияет вид почвы, ее физические и механические характеристики.
Что такое несущая способность грунта и на что она влияет
От несущей способности грунта зависит выбор типа фундамента
Понятие рассматривают как давление, воспринимаемое единицей площади основания, при котором оно не деформируется и не приводит к разрушению строения. Геологи исследуют грунт, чтобы определить его свойства и рассчитать несущие характеристики.
Восприимчивость почвы к давлению зависит от условий:
Показатели несущей способности влажного и сухого грунта отличаются, т.к. при насыщении влагой повышается текучесть и снижается сопротивление нагрузкам. Если слой контактирует с жидкостью, он относится к категории насыщенных. Исключение составляют песчаные крупно и среднезернистые почвы, которых не касается деформация так как они пропускают влагу, а не скапливают ее.
Изыскания проводят для определения, подходит слой для установки фундамента или нужно усилить его для повышения несущей способности. Не проектируют опорные элементы на глубине, где граничат разные пласты. Подошву фундамента закладывают ниже отметки стояния почвенной влаги, т. к. насыщенные породы вспучиваются при замерзании.
Чувствительность грунта к нагрузкам снижают путем искусственного уплотнения или введения химических модификаторов. В первом случае вбивают сваи, чтобы уменьшить объем пустот в почве. Химические реагенты способствуют адгезии (сцеплению) отдельных частиц почвы.
Определение плотности почвы и уровня грунтовых вод
Плотность определяют в зависимости от пористости основания. В почве есть твердые части, между ними находятся полости, наполненные водой или воздухом в зависимости от условий. Если превысить максимально допустимую нагрузку, сдвиги приведут к разрушению дома. Плотные грунты с малым числом или одиночными кавернами относят к наиболее прочным основаниям.
Плотность находят отношением веса почвенного образца при стандартной влажности к объему, который он занимает. Расчет делают по формуле p = B / V, где:
Породы, которые залегают неглубоко от поверхности, считаются неплотными, с понижением отметки грунты становятся толще, надежнее и прочнее, т. к. на их давят вышележащие пласты. В России наблюдают пески и глины, есть торфяники, болотистые местности и регионы со скальными породами.
Грунтовые жидкости находят в слабых и рыхлых породах или трещинах плотных пластов. Почвенная влага обычно поднимается постепенно и не имеет напора.
Уровень стояния зависит от факторов:
Влага внутри слоев может быть агрессивной, содержать кислоты, щелочи, сульфаты, углекислоту — такие добавки разрушают бетон и металл фундаментов. Определяют уровень жидкости путем бурения в полевых условиях шурфов, которые отрывают на несколько метров, чтобы они были ниже предполагаемой отметки опоры. Скважину накрывают и оставляют на 5 – 7 суток. Если в ней не обнаружена вода, почва не содержит влаги. В другом случае для выполнения строительных работ по правилам нужен дренаж (система отвода воды).
Как определить несущую способность грунта под фундамент самостоятельно
Несущая способность является основой при проведении подсчета в процессе проектирования. Классифицируют грунты в рамках сведений документа ГОСТ 25.100-2011 «Грунты. Классификация». Нормы сопротивления давлению находятся в таблицах нагрузки на грунт материалов СП 22.133.30-2016 «Основание зданий и сооружений». Здесь же приводятся стандартные модули расчёта, формулы, коэффициенты.
Тип грунта можно определить своими руками. Берут грунт из скважины на глубине погружения опоры, смачивают водой и скатывают жгут, затем его соединяют в кольцо. Элемент без трещин, легко соединяется — почва связная, чаще это глины. При сгибании появляются трещины, значит, в руках смесь глины и песка, последнего содержится 10 – 30%. Жгут трудно скатать, а соединить кольцом невозможно — песчаная почва.
Далее используют таблицы СНиП несущей способности грунта, где по типу почвы можно найти требуемое значение.
Риски ошибок в исследовании несущей способности грунта
Появляется опасность сдвига почвы в результате неточного расчёта глубины заложения и габаритов фундамента. Здание весит тонны, на грунт оказывается сильное давление, поэтому к расчетам привлекают строительных инженеров и техников, чтобы в будущем исключить проблемы с деформацией.
Неправильное нахождение несущей способности почвы влечет неприятности в виде:
В расчете применяют много коэффициентов, которые нужно точно определить в таблице, иначе фундамент будет запроектирован с ошибками, которые легко править на бумаге, но трудно устранить после возведения стен и кровли. Шатается коробка дома, прогибаются полы в результате чрезмерных усадок после неправильно установленных свай. В здании идут трещины по углам, перекашиваются оконные и дверные коробки в проемах, если сдвинется ленточный фундамент.
Что такое несущая способность грунта
Как оформить и зарегистрировать частный дом в собственность
Постройка дома с нуля: с чего начать и как построить своими руками, пошаговая инструкция
Идеи планировки частных домов: схема расположения комнат, примеры, фото
Несущая способность – это одна из ключевых характеристик почвы, которую стоит выяснить прежде чем приступать к строительству. Она определяет ту массу, которую способна вынести почва в расчете определенной массы на площадь. Вес, который может выдержать грунт на см2 без изменений свойств почвы – это и есть несущая способность. 
Вне зависимости от того, строите ли вы самостоятельно, или прибегаете к услугам строительной компании, вам обязательно пригодится знание, как определить несущую способность грунта. Расчет несущей способности грунта обязательно необходим для определения:
Как самостоятельно определить несущую способность грунта
Несущая способность почвы очень сильно разнится. Она зависит от трех основных показателей:
Важнейших показатель, который стоит учитывать при планировании типа фундамента – это тип грунта. Их расчетное сопротивление в выражении кг/см2 можно отобразить следующим образом:
Как же выяснить, какой тип грунта находится именно у вас на участке? Очень крупный песок определить достаточно просто. Зерна песка – до 2 мм, со вкраплениями мелких камушков и минералов. Крупнозернистый песок – до 1,5 мм. Песок средней крупности – хорошо различимые невооруженным глазом песчинки от 0,25 до 0,5 мм. Мелкий песок больше всего напоминает содержимое детской песочницы. 
Если вы не можете невооруженным глазом различить отдельные песчинки, а сама масса легко рассыпается у вас в руках – значит, вы имеете дело с мелким песком. Размер песчинок – от 0,1 до 0,25 мм. Пылевидный песок по консистенции больше всего напоминает муку. Его также называют плывуном. Особенность плывуна состоит в том, что он очень легко рассыпается, а его массы легко заполняют собой пустое пространство при смещении.
Если спросить, какой грунт обладает наименьшей несущей способностью и меньше других пригоден для возведения основания дома – можно с уверенностью ответить, что это именно плывун. Какой именно вид фундамента подойдет для строительства на плывуне – расскажем далее.
Следующий вид – это супесь. Она представляет собой смесь песка и глины (не более 10%). Если в смоченном состоянии почву удается скатать в шар – значит, это, скорее всего, супесь. Если же почву скатать в шар и раздавить, получив лепешку с ровными краями – значит, это глина. Еще одна ее особенность – при попытке скатать ее в жгут она сохраняет целостность. Лёсс, также – лессовидные грунты, имеют светло-желтый цвет, содержат в составе большую долю пылевидных частиц.
Пористость такой почвы составляет до 50%, у нее очень высокие показатели просадочности, а также размывания водой. Для строительства на таком грунте обязательно потребуется уплотнение почвы методом трамбовки.
Еще один фактор, связанный с грунтом, который обязательно нужно учитывать – это морозное пучение. Так называют реакцию, которая происходит с водой, содержащейся в почве, в зимний период. Под воздействием низких температур она замерзает, начиная распирать грунт, который, в свою очередь, передает дополнительное давление на фундамент. Это связано с тем, что жидкость в состоянии льда занимает гораздо большую часть, чем в жидком.
Если пренебречь этим показателем, последствия могут быть крайне плачевными. Это растрескивание самого фундамента, а также несущих стен дома, как результат – его возможное обрушение. Прежде чем составлять планировку, нужно подробно выяснить степень пучинистости вашего грунта. Все данные об этом можно получить из геологических изысканий и сопоставлений их результатов с такими документами как ГОСТ 25100-2011, 25100-95, СП 22. 13330.2016.
К наименее пучинистым относятся глинистая почва, пески, крупнообломочные, хрящеватые грунты, к сильнопучинистым – мелкие пылеватые пески и другие.
Один из методов борьбы с этим явлением – это закладка фундамента ниже глубины промерзания грунтовых вод. Ее обязательно нужно установить во время геологических изысканий. Второй вариант – предотвратить промерзания грунтовых вод под фундаментом посредством утепления последнего. Третий, наиболее затратный, но также и очень эффективный – это закладывание так называемого плавающего фундамента.
Как узнать, достаточна ли площадь вашего фундамента
Если вы узнали тип почвы на вашем участке, а также рассчитали его несущую способность – это первый шаг. Второй – это определить, выдержит ла почва вес конкретно вашего дома. Для этого нужно узнать массу вашего будущего дома согласно проекту. Имеет значение именно сборный вес дома – то есть совокупность масс фундамента, стен, кровли, перегородок и всех несущих конструкций, а также предполагаемой внутренней обстановки дома. 
Получившуюся массу нужно разделить на сопротивляемость грунта на м2/см2. Если несущей способности недостаточно, можно пойти на некоторые ухищрения: увеличить площадь ленточного фундамента, или поставить под ленточный фундамент монолитную плиту.
Какие типы фундамента подходят для различных типов почвы
Основное решение, которое нужно будет принять исходя из типа грунта перед началом строительства – это тип фундамента, который будет использоваться. Здесь не существует универсальных решений: каждый тип основания подходит для определенного типа почвы. Вот базовые рекомендации:
Один из главных советов, которые можно дать по поводу выбора подходящего фундамента – обратите внимание на соседские застройки. Поговорить с владельцами домов, выясните, какое основание для своего дома выбрали они, какова масса здания, из чего оно построено, нет ли на стенах трещин, и, конечно же – как давно стоит дом.
В противном случае при любом сомнительном результате строители будут перекладывать вину на компанию, закладывавшую фундамент, она – на проектировщика, а тот, в свою очередь, на компанию, проводившую геологические изыскания.
Таблица несущей способности грунтов
Несущая способность грунта определяется на основе ряда характеристик почвы. Для того чтобы получить все необходимые показатели, потребуется выполнить ряд тестов. Они дадут возможность узнать точную несущую способность грунта на конкретном участке. Соответствующие эксперименты проводятся с почвой, полученной непосредственно на запланированном месте строительства.
Что такое несущая способность грунта?
Несущая способность грунта — это показатель давления, которое может выдерживать грунт. Его указывают либо в Ньютонах на квадратный сантиметр (Н/см²), либо в киолграмм-силе на 1 сантиметр квадратный (кгс/см²), либо в мегапаскалях (МПа).
Данная величина используется при проектировании фундаментов для сравнения нагрузки, которую оказывает на почву конструкция здания с учётом возможного слоя снега на крыше и давления ветра на поверхность стен. Даже при точном подсчете влияния каждого из указанных факторов на соотношение несущей способности поверхности земли на участке к совокупной нагрузке от конструкции здания, эту цифру берут с запасом.
Таблица средней несущей способности различных грунтов
Далее следует таблица с указанием средних цифр несущей способности или, как её ещё называют, расчетного сопротивления разных типов грунта в кгс/см².
Более точные расчеты с учётом всех коэффициентов, которые отображают влияние каждого существующего в реальных условиях фактора, можно выполнить следуя рекомендациям в нормативном своде правил за 2011 год СП 22.13330.2011 с названием Основания зданий и сооружений. Это официальное издание более старого стандарта СНиП 2.02.01-83*, выполненное научно-исследовательским институтом имени Н.М. Герсеванова.
В приведенной таблице отображены усреднённые результаты расчётов, проведенных с использованием формул и данных, основанных на описанном выше своде правил 2011 года.
Здесь можно видеть, что существует достаточно большой разброс в показателях сопротивления грунта. Это обусловлено в первую очередь влажностью почвы, которая непосредственно зависит от уровня залегания грунтовых вод.
Если нужно получить цифры в МПа или в Н/см², то можно перевести указанные в таблице значение согласно установленным соотношениям величин.
Для удобства существует также таблица, где указаны средние цифры расчетного сопротивления грунта в Н/см²
Аналогичная проблема с таблицами подобного рода — очень существенное различие между минимальными и максимальными значениями. В общем случае рекомендуется брать минимальные показатели, которые указаны в табличных данных. Для примера разместим ещё одну таблицу, наглядно иллюстрирующую подход зарубежных специалистов к обнародованию данных своих исследований.
Очевидно, что табличные цифры используются, как правило, теми, кто принял решение не заказывать профессиональное геологическое исследование почвы на своём участке. Поэтому имеет смысл давать показатели с запасом, чтобы при самостоятельных расчетах, даже если в них закрадется небольшая погрешность, это не привело к непоправимым последствиям.
В то же время даже при значительном запасе по прочности не факт, что конструкция здания будет достаточно стабильно стоять на основании в течение десятков лет. За такой срок качество грунта может измениться, если не были соблюдены соответствующие меры по защите фундамента от скопления осадочных вод. Для этих целей обязательно следует изготавливать отмостку с хорошей гидроизоляцией и дренажную систему по периметру постройки для централизованного сбора стоков.
Уточнённая таблица с поправками на текучесть и пористость грунта
Существет ещё одна таблица несущей способности, позволяющая более точно определить цифры на участке, где известны коэффициенты пористости и показатели текучести почвы.
Влияние коэффициента текучести грунта на его несущую способность указаны в таблице. Средняя текучесть грунта зависит от его типа и коэффициента водонасыщения. Эти расчёты выполнить достаточно трудно, поэтому размещаем таблицы, которые описывают поведение образца грунта, характеризующее его текучесть.
Также расчетное сопротивление зависит от коэффициента пористости Е, который нужно устанавливать с помощью экспериментального взятия проб непосредственно на будущей строительной площадке.
Для теста потребуется взять кубик грунта 10х10Х10 см с объёмом О1 = 1000 см³ так, чтобы он не рассыпался. Далее этот кубик взвешивается и определяется его масса (М), после чего грунт измельчают. Затем, с помощью мерного стакана устанавливается объём измельченного грунта также в кубических сантиметрах (О2).
Далее нужно узнать объёмный вес исходного кубика (ОВ1) и измельченного грунта без пор (ОВ2). Для этого следует определенную вначале массу (М) разделить на (О1), чтобы получить (ОВ1) и затем разделить эту же величину (М) на (О2), чтобы получить (ОВ2). Исходный объём О1 изначально известен и равен 1000 см³, а объём измельченного грунта О2 берется из опыта с мерным стаканом.
Осталось только рассчитать пористость Е, которая равна 1 — (ОВ1/ОВ2)
Теперь, зная коэффициент текучести и пористость грунта, можно исходя из табличных цифр с определенной точностью сказать, какая именно несущая способность является расчетной именно для вашего участка. Если вы использовали экспериментальное выявление пористости, то убедитесь, что было проведено хотя бы 3 опыта, чтобы получить нужную величину с достаточно высокой точностью. При желании получить максимально близкие к реальности данные, используйте специальный калькулятор, где есть возможность указывать все влияющие на конечную цифру коэффициенты вот здесь.