Как строители проектируют фундаменты и основания исходя из предельных состояний?

При обустройстве фундаментов и оснований зданий строители преследуют две цели — чтобы бетонная конструкция получилась надежной и недорогой. В погоне за максимальной надежностью можно потерять большие деньги. Ведь потребуются дополнительные расходы на стройматериалы. Кроме этого увеличатся объемы работы. А если возникнет желание сэкономить, то о высокой надежности основания/фундамента придется забыть. Как же тогда добиться баланса?

Нужно применить методику, предполагающую ведение расчетов по предельным показателям. Ее суть — следует приблизить нагрузки, возникающие в основаниях и фундаментах сооружений к установленным предельным значениям. Максимальная приближенность расчетов к предельным показателям гарантирует экономичность и надежность будущей бетонной конструкции.

Про две группы предельных состояний

Существует первая группа предельного состояния фундамента/основания по показателю несущей способности. При проведении расчетов важно исключить возможное разрушение бетонной конструкции, вызванное утратой устойчивости и прочности из-за оказываемой нагрузки или неблагоприятного внешнего воздействия.

Подобные расчеты по несущей способности помогают также избежать сдвига фундамента или его опрокидывание. Осуществляют их только при обустройстве оснований/фундаментов, на которые предполагается огромная горизонтальная или сейсмическая нагрузка. Другие случаи применения расчетов по первой группе:

Также строители рассчитывают предельные состояния фундаментов/оснований по показателю деформаций (это вторая группа). В процессе расчета обязательно исключаются факторы, которые мешают нормально использовать возведенное здание. Речь идет о чрезмерном количестве (размере) трещин, а также недопустимых выгибах, прогибах, кренах, осадках, динамических нагрузках и амплитудных колебаниях.

Почему появляются осадки? Потому что вся возведенная конструкция собственным весом давит на фундамент, который воспринимает эту нагрузку и передает ее в грунт. А он, в свою очередь, не выдерживает степень механическое усилия проседает.

При этом осадок фундамента не является критическим. Еще страшней, когда появляются трещины. Подобному зданию можно смело присваивать статус аварийного. Чтобы такого не происходило, строители применяют вторую группу расчета предельных состояний фундамента/основания.

А если грунт слабый, то они дополнительно рассчитывают по первой группе. Конечная цель этих мероприятий сводится к тому, чтобы бетонные конструкции зданий возводились из такого количества и типа материалов, которые не допустят возникновение предельных состояний.

В каких случаях можно не проводить расчет по деформациям? Если по всей подошве фундамента давление не превышает расчетного показателя сопротивления грунта. Плюс, если выполнено хотя бы одно из трех следующих требований — если уровень изменения сжимаемости основания ниже предельного значения, если инженерные и геологические условия полностью соответствуют типовому проекту, если грунтовые условия подходят для возведения объекта необходимой этажности и размера.