Несущая способность грунта: расчётное сопротивление R₀ по таблицам и проверка фундамента

Несущая способность и расчётное сопротивление

В быту «несущая способность грунта» — это сколько нагрузки он выдержит. В СП 22.13330.2016 это разные проверки:

• Расчётное сопротивление R — давление, до которого грунт под подошвой деформируется предсказуемо и осадку можно посчитать. Для частного дома на ровном участке главная проверка — среднее давление под подошвой p ≤ R, у края — не больше 1,2R (п. 5.6.26).
• Несущая способность основания — проверка на выпор грунта из-под фундамента (п. 5.7). Её выполняют на склонах, при больших горизонтальных нагрузках, на водонасыщенных глинах и скальных грунтах.

После проверки давления считают осадку и сравнивают с предельной для типа здания — это возможно только по данным изысканий.

Таблица R₀ для песков и глинистых грунтов

Пески (табл. Б.2), плотные / средней плотности:

• крупные — 600 / 500 кПа;
• средней крупности — 500 / 400 кПа;
• мелкие маловлажные — 400 / 300 кПа; влажные и насыщенные водой — 300 / 200 кПа;
• пылеватые маловлажные — 300 / 250 кПа; влажные — 200 / 150 кПа; насыщенные водой — 150 / 100 кПа.

Глинистые грунты (табл. Б.3), при показателе текучести IL = 0 / IL = 1:

• супеси: e = 0,5 — 300 / 200 кПа; e = 0,7 — 250 / 150 кПа;
• суглинки: e = 0,5 — 350 / 250 кПа; e = 0,7 — 250 / 180 кПа; e = 1,0 — 200 / 100 кПа;
• глины: e = 0,5 — 600 / 400 кПа; e = 0,6 — 500 / 300 кПа; e = 0,8 — 300 / 200 кПа; e = 1,1 — 250 / 100 кПа.

Здесь e — коэффициент пористости (чем больше, тем рыхлее грунт), IL — консистенция: 0 — твёрдый, 1 — текучий. Промежуточные значения интерполируют. Торф, почвенный слой и насыпь основанием не служат — у них R₀ нет.

Пересчёт на ширину и глубину фундамента

R₀ приведено для фундамента шириной b₀ = 1 м на глубине d₀ = 2 м. Для глубины до 2 м его пересчитывают по формуле (Б.1):

R = R₀ × [1 + k₁ × (b − b₀) ÷ b₀] × (d + d₀) ÷ (2 × d₀)

• b — ширина подошвы, м; d — глубина заложения, м;
• k₁ = 0,125 для крупнообломочных грунтов и песков, кроме пылеватых; 0,05 — для пылеватых песков, супесей, суглинков и глин.

Для глубины больше 2 м — формула (Б.2), она добавляет вес грунта выше подошвы. Таблицы R₀ служат для предварительного назначения размеров. Окончательное R считают по формуле (5.7) через угол внутреннего трения и сцепление грунта — из изысканий или, для предварительной оценки, из таблиц приложения А.

Пример расчёта: лента 0,4 м в суглинке

Суглинок с e = 0,7 и IL = 0,5, лента шириной 0,4 м на глубине 0,8 м.

1. R₀ по табл. Б.3 между IL = 0 (250 кПа) и IL = 1 (180 кПа): R₀ = 250 − (250 − 180) × 0,5 = 215 кПа. 2. Поправка на ширину: 1 + 0,05 × (0,4 − 1) ÷ 1 = 0,97. 3. Поправка на глубину: (0,8 + 2) ÷ (2 × 2) = 0,7. 4. R = 215 × 0,97 × 0,7 ≈ 146 кПа — это около 1,5 кг/см².

Одноэтажный дом из газобетона даёт под такой лентой около 75 кПа (пример в статье нагрузка на фундамент): 75 ÷ 146 ≈ 0,5 — запас двукратный. Тот же расчёт на мягком суглинке с e = 1,0 и IL = 0,75 даёт R ≈ 85 кПа — и лента уже не проходит.

Как узнать свой грунт

• Шурф или скважина глубже подошвы на 1–2 м показывают слои и уровень воды.
• Песок не скатывается в шнур, супесь скатывается с трудом и крошится, суглинок даёт шнур, который трескается при сгибании в кольцо, глина сворачивается в кольцо без трещин.
• Консистенция: твёрдый и полутвёрдый грунт не мнётся пальцем, мягкопластичный легко лепится, текучий расплывается.
• Вода в шурфе через сутки — признак высокого уровня подземных вод.

Это ориентиры. Коэффициент пористости, IL, угол трения и модуль деформации даёт только лабораторное исследование образцов при инженерно-геологических изысканиях.

Когда без изысканий нельзя

• Торф, заторфованные грунты, насыпь, бывший овраг или пруд.
• Склон или перепад высот на участке.
• Вода ближе 2 м от поверхности.
• Тяжёлый дом: кирпич или монолит в два этажа и больше, подвал.
• Просадочные и набухающие грунты — лёсс, некоторые глины юга России.
• У соседей трещины в стенах или фундаментах.

В этих случаях таблица R₀ может дать ошибку в разы, а осадку без изысканий не посчитать.

Проверить фундамент по своему грунту

Конструктор фундамента работает в двух режимах. В предварительном грунт выбирается по виду и состоянию, а характеристики берутся с запасом. В режиме с геологией вводятся слои из отчёта изысканий, и конструктор считает R по формуле (5.7) и осадку. У каждой проверки видны формула, значения и пункт свода правил, а если данных не хватает — статус «не проверено» и список недостающего.