Vakfın ortalama oturması. Temel oturma hesabı
Yapıdan gelen yükün etkisi altında, tabanı deforme olur ve bir taslak verir ve bazı durumlarda - bir çökme.
Temel oturması (veya temel oturması), yükün yapıdan tabana aktarılmasıyla ilişkili olarak, temelin altındaki toprak yüzeyinin dikey hareketidir.
Temel üniforma ve düzensiz taslağı arasında ayrım yapın. Düzgün oturma ile, temelin tüm alanı altındaki toprak yüzeyindeki noktaların yer değiştirmeleri aynıdır ve düzensiz oturma ile aynı değildir. Tabanın düzgün çökmesi kural olarak tehlikeli değildir; düzensiz yerleşim genellikle yapıların normal çalışması için koşulların ve bazen de kazalarının ihlaline neden olur.
Yük altında toprağın sıkışması için, tabanın çökmesinde bir artışın gözlendiği belirli bir süre gereklidir. Toprağın son sıkıştırılmasına karşılık gelen çekişe tam, nihai veya stabilize denir.
Toprağın bileşiminde radikal bir değişikliğin eşlik ettiği büyük bir hızlı akan tortuya çökme denir. Yerleşme, örneğin, temelin altından toprak kabardığında ve makro gözenekli topraklar yük altında ıslandığında gözlenir.
§ 22. Taslak hesaplama yöntemleri
Sıkıştırma oturmasının hesaplanması, deformasyonlar doğrusal olarak basınçlara bağlı olduğunda, zeminin doğrusal olarak deforme olabilen bir ortamın yasalarına uyduğu varsayımına göre yapılır. Teorik olarak, lineer bir bağımlılığın olduğu zemin üzerindeki maksimum basınç, temelin altında plastik bölgelerin olmaması ile belirlenir. Bununla birlikte, yapıların gözlemleri, temelin yüzleri altında küçük bir plastik deformasyon bölgelerinin gelişmesine izin verilebileceğini göstermektedir.
Tabanın nihai oturmasını belirlemek için, katman katman toplama yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, tabanın çökmesinin, aktif bölge olarak adlandırılan, sınırlı kalınlıktaki belirli bir toprak kalınlığının sıkıştırılması sonucu meydana geldiğine inanılmaktadır. Çekirdeğin alt sınırı, temel tarafından aktarılan yükten gelen ek basıncın (tabanın ağırlık merkezinin altında) yerel (doğal) % 20 olduğu temelin tabanından o derinlikte alınır. baskı yapmak.
Toprak yüzeyinde bulunan bir temel ile, ek basınçlar pz, kPa, formül (2.7) ile ve zemine gömülü bir temel ile formül ile belirlenir.
Pz=а(р0-рg), (4.1)
burada a Tabloya göre alınan katsayıdır. 2.1; p0 - temelin tabanı boyunca normal gerilmeler, kPa; pg - temel temelinin derinliğindeki iç basınç, kPa.
Nehir yatağına desteklerin yerleştirilmesi, kanalın daralmasına neden olur ve özellikle desteklerin yakınında yoğun toprak erozyonuna neden olabilir. Sonuç olarak, topraktaki iç basınç azalır. Formül (4.1)'de, toprak erozyonu, yani yapının inşasından önce toprağın sıkıştırıldığı basınç dikkate alınmadan hesaplanan iç basınç ikame edilir. Bunun nedeni, toprağı boşalttıktan sonra, tekrarlanan yükleme sırasındaki deformasyonlarının başlangıçta çok küçük olması; ancak zemindeki gerilmeler boşaltmadan önce var olan değerlere ulaştığında gözle görülür şekilde artmaya başlarlar.
Toprağın aktif bölgesi, kalınlığı 0,4b'den fazla olmayan yatay katmanlara bölünmüştür, burada b, plandaki temelin en küçük boyutudur, m Aktif bölge içinde farklı toprakların bir kaplaması varsa, o zaman bunların sınırları seçilen katmanların sınırları olarak alınır. Tabanın draftları, tek tek katmanların deformasyonlarının toplanmasıyla belirlenir. Her bir i-inci katmanın deformasyon si m, sabit bir pz kPa basınçta yanal genişleme olmadan (sıkıştırma sıkıştırma koşulları altında) toprak sıkışmasının meydana geldiği varsayımına göre hesaplanır; ikincisi, söz konusu katman içindeki temelin ağırlık merkezinin altındaki noktalarda ortaya çıkan basınçlardan ortalama ek basınca pr, kPa eşit olarak alınır.
Basınçlı sıkıştırma altında zemin deformasyonunu belirlemek için formül (1.29) kullanılarak şunu yazabiliriz:
si=eiti=(piβi/Ei)li (4.2)
burada ei, i-inci tabakanın toprağının nispi deformasyonudur; ti - i-inci toprak tabakasının kalınlığı, m; βi - Tabloya göre alınan katsayı. 1.3
i-inci tabakanın toprak tipine bağlı olarak; Ei - i. tabakanın toprak deformasyon modülü, kPa, sıkıştırıcı sıkıştırma için toprak numunelerinin testlerinin sonuçlarına dayanarak formül (1.28) ile belirlenir.
4.2.3. Yönteme göre vakıf vakıflarının yerleşiminin hesaplanması
katman katman toplama
Bu yöntem SNiP 2.02.01 - 83 * tarafından temellerin oturması hesaplanırken önerilmektedir. Yöntem aşağıdaki varsayımlara dayanmaktadır: temelin çökmesi, temelin tabanının dikey merkezi ekseni boyunca belirlenir; gerilmeleri belirlerken, zemin doğrusal olarak deforme olabilen bir gövde olarak kabul edilir (her bir toprak tabakasının deformasyonlarını belirlerken tabanın homojen olmaması dikkate alınır); oturmaya yalnızca ek düşey gerilmelerin etkisi neden olur; temeller katı değildir; deformasyonlar sadece sıkıştırılabilir kalınlık içinde kabul edilir H szh, koşul tarafından belirlenir
,
(4.11)
nerede 
– dikey ek gerilmeler; 
- dikey doğal gerilmeler (Şekil 4.6).
,
nerede 
- vakfın tabanının alanı; 
- temelin tabanı seviyesinde toprağın doğal basıncı.
Tabanın derinliği boyunca gerilmelerdeki kademeli değişim nedeniyle, kalınlığı birkaç katmana bölünebilir, böylece her katman içinde zemin homojen olur; her katmanın kalınlığı 0,4'ten fazla olmamalıdır b ve gerginlik formüle göre katmanların sınırındaki yükten hesaplanır
,
(4.12)
içinde 
Hangi 
tabloya göre belirlenir. 3.2 ve bu gerilmeleri çizin. Daha sonra, temel ekseni boyunca toprağın doğal basıncının gerilmelerinin bir diyagramı oluşturulur.
,
(4.13)
burada 
ve 
– spesifik yer çekimi toprak ve her katmanın kalınlığı.
Sıkıştırılabilir kalınlığın alt sınırı M.Ö bir diyagram üzerine bindirilerek grafiksel olarak tanımlanır diyagramlar beş kat azaltıldı.
Temelin toplam oturması, sıkıştırılabilir kalınlık içindeki tek tek katmanların oturmasının toplanmasıyla belirlenir:
,
(4.14)
nerede 
=
0,8;n sıkıştırılabilir kalınlıktaki katman sayısıdır; - kalınlık i-inci toprak tabakası; 
– deformasyon modülü i inci toprak tabakası.
4.2.4. Zamanla alt zemin yerleşimi
Temelin tabanında suya doymuş killi topraklar varsa, uzun süre sedimantasyon gelişebilir. Uzun tortu gelişimi süreci, killi topraklarda çok düşük su filtrasyon hızı (10 -7 ... 10 -10 cm/s mertebesinde filtrasyon katsayısı) ve suya doymuş toprakların yavaş sıkışması ile ilişkilidir.
Suya doymuş toprakların, su doygunluk katsayısına sahip toprakları içerdiğini hatırlayın. 
>
0,8.
Zamanla zemin deformasyonlarının gelişimini tahmin etmeye yönelik modern yöntemler, filtrasyon konsolidasyonu teorisine dayanmaktadır.
Toprak filtrasyon konsolidasyonu teorisinin tek boyutlu problemi, ilk olarak prof. K. Terzagi (1924), profesörler N.M. Gersevanov, V.A. Florin, N.A. Tsytovich, Yu.K. Zaretsky ve diğerlerinin çalışmalarında daha da geliştirildi.
Homojen bir zemin tabakasının konsolidasyonunun tek boyutlu problemi için geliştirilen Terzagi-Gersevanov teorisi, aşağıdaki ön koşullara ve varsayımlara dayanmaktadır:
1) toprak homojendir ve suya tamamen doymuştur;
2) Yük anında uygulanır ve ilk anda tamamen suya aktarılır;
3) toprak tabanının çökme hızı, suyun gözeneklerden dışarı çıkma hızı ile belirlenir;
4) Toprağın gözeneklerindeki suyun hareketi dikey yönde gerçekleşir ve Darcy laminer filtrasyon yasasına (2.17) uyar.
Şimdi temellerin zaman içindeki oturmasını hesaplamanın teorik temeli olan Terzagi-Gersevanov'a göre filtrasyon konsolidasyonu teorisinin tek boyutlu bir probleminin çözümünü ele alalım. Yukarıdaki varsayımlara göre, tek taraflı su filtrasyonu koşulları altında sabit, sürekli, düzgün bir şekilde dağıtılmış yükün etkisi altında zamana yerleşme süreci, filtrasyon ve sıkıştırma yasaları (2.9) ile belirlenir.
Zamanın ilk anında t 0
, yükün uygulanmasından hemen sonra dış basınç R tamamen boşluk suyuna transfer 
, yani 
ve toprağın mineral kısmı üzerindeki baskı 
. Ancak bir sonraki seferde t 1 ,t 2 ,…,
t n sudaki basınç düşecek ve toprağın mineral parçacıkları üzerindeki basınç artacak ve herhangi bir zamanda
(4.15)
ve konsolidasyon sonunda tüm dış yük zeminin mineral parçacıkları tarafından alınacaktır ( 
) (Şekil 4.7).
Toprak tabakası kalınlığı h altında sıkıştırılamaz su geçirmez bir taban bulunur. Yük yoğunluğu R drenaj tabakası sayesinde toprağa etki eder. Sonuç olarak, toprak çöktükçe, bir yönde (yukarıya doğru) su sıkılacaktır. Gözeneklerden su sıkıldığında toprak sıkışacaktır (gözeneklilik azalacaktır). Su tüketimi dq, temel katmandan çekilmiş dz derinlikte z(Şekil 4.7), toprak gözenekliliğindeki azalmaya eşit olacaktır. dn bir süre için dt, yani
.
(4.16)
Eksi işareti, su akışındaki bir artışla toprak sıkışmasının meydana geldiğini ve gözenekliliğinin azaldığını gösterir. Bir dizi dönüşümden sonra, laminer filtrasyon ve sıkıştırma yasalarını kullanarak, denklem (4.16) tek boyutlu bir problem için kısmi diferansiyel denklem şeklinde temsil edilebilir.
,
(4.17)
nerede 
- değeri toprağın özelliklerine bağlı olan konsolidasyon katsayısı,
,
(4.18)
burada 
– filtrasyon katsayısı; 
– zemin sıkıştırılabilirlik katsayısı; e– gözeneklilik katsayısı; 
suyun özgül ağırlığıdır.
(4.17) denkleminin çözümü, aşağıdaki sınır koşulları altında Fourier serileri (yani trigonometrik seriler) uygulanarak bulunur:
1) t
= 0;
=
0;
2)t = ∞;
=R;
nerede m doğal serinin pozitif bir tamsayıdır, m = 1,3,5,…, ∞;
-konsolidasyon göstergesi, (4.20)
h katman kalınlığıdır; t– yükleme anından itibaren geçen süre.
Voltaj biliniyorsa katmanda dz sırasında t yükleme anından itibaren, bu katmanın oturması (4.10) ifadesinden gelir:
.
Taslak katman kalınlığı h sırasında t 0'dan elde edilen ifadeyi entegre ederek bulun h:
Bu ifadede, integralin önündeki kısım son taslaktır ve kısım 
olarak tanımlanabilir tortu konsolidasyonu derecesi
sen, stabilize olmayan tortu oranına eşit 
finale 
, yani
.
(4.21)
(4.21) integralini aldıktan sonra şunu elde ederiz:
.
Miktarları sen ve N işlevsel olarak ilişkilidir. Masada. 4.1 verilen miktarlar Nçeşitli sızdırmazlık stres diyagramları için (Şekil 4.8).
Seçenek 0, sürekli bir yükün etkisi altında toprak tabakasının sıkıştırılmasına karşılık gelir. Sızdırmazlık basıncı diyagramı bir dikdörtgen şeklindedir. Seçenek 1, zemin kendi ağırlığının basıncı altında sıkıştırıldığında, seçenek 2 - üçgen yasasına göre sıkıştırma gerilimi derinlikle azaldığında gerçekleşir.
Konsolidasyon derecesinin farklı değerleri verildi sen, tabloya göre. 4.1 tanımla N ve belirli bir konsolidasyon derecesi için zamanı bulun:
.
(4.22)
Düzensiz tezahür ile karakterize edilen binanın tabanının çökme süreçleri, en yaygın ve sıklıkla ortaya çıkan temel kusurudur. çeşitli tipler. Binanın tabanının ve duvarlarının çatlamasına neden olan temelin düzensiz yerleşimidir ve bu en tatsız sonuçlara neden olabilir. Binanın çarpıklığı, tabanın bu tür çökmesinin en yaygın olumsuz tezahürüdür.
Yerleşme, taban altındaki toprak tabakasının deformasyonu sonucu oluşan temelin dikey yer değiştirmesidir. Şu anda, binanın tabanında tortul süreçlerin meydana gelmesinin birçok nedeni vardır. En yaygın neden, hem inşaat operasyonlarında hem de hafriyat işlerinin organizasyonunda (örneğin, vasıfsız işçilerin işe alınması) maddi kaynaklarda aşırı tasarruftur. Yetersiz finansman nedeniyle inşaat işleri temelin zemine döşenme derinliğini yanlış hesaplamak mümkündür. Tabanı normun önemli ölçüde üstüne koyduysanız, sonraki onarım çalışmaları yardımıyla böyle bir hatayı düzeltmek neredeyse imkansız olacaktır. Ayrıca, yağış nedeni de çağrılabilir çok sayıda yeraltı suyu bina inşa etme ve temel atma alanında akan. Bu durumda, kurulumu genellikle bir ev inşa etmenin ilk aşamasında gerçekleştirilen yetkin, verimli bir cihaz yardımıyla bu sorun çözülebilir. Siteyi drenaj ile önceden inşa edilmiş bir bina ile donatırsanız, bu, çözümü ek maliyetler gerektirecek bazı zorluklar çekecektir. Bu durumda bile, binanın etrafındaki alana, gelişmiş kök sistemi nedeniyle fazla sıvıyı hızla emecek ağaçlar dikilebilir.
Yapının uzun hizmet ömrü nedeniyle temel kusurları da oluşabilir. Ancak çoğu zaman, deforme olmuş bir temelin tortusu, tasarımında kalitesiz seçim nedeniyle ortaya çıkan kusurların ortaya çıkması nedeniyle kendini gösterir. Yapı malzemeleri. Bu eksiklik ancak şu şekilde giderilebilir: elden geçirmek ama bu da her zaman yardımcı olmuyor. Temelin ancak tüm temelin tamamen değiştirilmesinden sonra sabitlenmesi garanti edilir. Ancak bu, oldukça pahalı olan özel ekipman kullanılarak yapılabilir.
Temelin deformasyon süreçleri, binanın tüm alanına veya herhangi bir kısmına ilave kat ekleme işleminde de ortaya çıkabilir. Bu sorun, toprağı doğrudan tabanın altına ve ayrıca ondan kısa bir mesafede "çimento sütü" ile doyurarak düzeltilebilir.
Bina temelinin oturmasını önlemek için aşağıdaki önlemler alınmalıdır. Her şeyden önce, temele nemden yetkin koruma sağlamanız gerekir. Bunu yapmak için, taban, su geçirmez özelliklere sahip özel malzemelerle sıvı ile temastan izole edilmelidir. Bitüm ve çatı kaplama malzemesi en ucuz, en uygun fiyatlı ve pratik olarak kabul edilir. Ayrıca " gibi kaliteli su yalıtım malzemeleri kullanarak tabanı nemden izole edebilirsiniz. sıvı cam» çimento ile kombinasyon halinde. Ayrıca özel olarak donatılması tavsiye edilir. havalandırma sistemi, aşırı nemin kendi kendine buharlaşması nedeniyle. Bunu yapmak için, yalnızca temel havalandırma cihazının uygun teknolojisine göre üretilmiş ek olanları donatabilirsiniz.
Ayrıca, temelin çökmesini önlemek için, temelden uzanan eğimli bir alana, beton veya asfalttan yapılmış kör alanlar yerleştirmek ve ayrıca çatı yüzeyinden nemi boşaltmak için güvenilir ve verimli bir sistem düzenlemek gerekir. Bazın oturma katsayısının, belirli bir alanda toprak donma derinliği olan değerle doğru orantılı olduğuna dikkat edilmelidir. Bu nedenle, bir inşaat projesini dikkatli bir şekilde geliştirmek ve inşaat işi için doğru malzemeleri seçmek gerekir, o zaman sonuç güvenilir ve dayanıklı bir bina olacak ve döşenen binanın oturma olasılığı en aza indirilecektir.
Temel oturma hesabı
Bir vakfın oturmasını hesaplamanın birkaç yolu vardır. Nihai toplam oturmayı belirlemenin ana ve en kanıtlanmış yöntemi, tek tek katmanların oturmasını toplama yöntemidir. Katmanların her biri için, deformasyon derecesinin kendi değerini belirlemek gerekir. Tabakalar belirli bir toprak kalınlığı içinde - çekirdekte düşünülmeli ve bu toprak seviyesinin altında meydana gelen deformasyonlar hariç tutulabilir. Herhangi bir tortuyu belirlemek için tek tek katmanların tortularının toplamı yöntemi kullanılabilir.
Taslağı, sınırlı yanal genişlemeyi hesaba katarak belirlemenizi sağlayan eşdeğer katman yöntemini kullanarak da hesaplayabilirsiniz. Eşdeğer tabaka, yanal genişlemenin imkansız olduğu koşullar altında (tüm yüzey sürekli bir yük ile yüklendiğinde), bir zemin altında sınırlı boyutlara sahip bir temelin oturmasına eşit büyüklükte bir oturma veren bir zemin kalınlığıdır. aynı yoğunlukta yük. Yani, bu durumda, yerleşimi hesaplamanın mekansal problemi, tek boyutlu bir problemle değiştirilebilir.
İzin verilen maksimum temel yerleşimleri
Bugüne kadar, izin verilen maksimum ek bina yerleşimi için ikna edici bir şekilde doğrulanmış normatif değerler yoktur. Yönetmelikler, kural olarak, inşaat sırasında elde edilen orijinal ile ek taslak arasında ayrım yapmayın. Belgelere göre bir tuğla binanın maksimum ortalama oturması yaklaşık 10-12 cm'dir.
Temelin homojen bir zemin tabanındaki ilk oturmalarının, bina noktası üzerinde muntazam olduğu, bu nedenle, izin verilen büyük bir ortalama oturma (10-12 cm) ile bile, düzensiz oturma gereksinimlerinin de karşılandığı belirtilmelidir. Ve bildiğiniz gibi, eşitsizliğin sonucu binanın bozulması ve çatlakların oluşmasıdır.
Standartlara göre, 1. kategorideki binalar için izin verilen maksimum taslak teknik durum 5 cm'dir ve zaten deformasyonları olan 2. ve 3. kategorideki binalar için - 3 ve 2 cm.
Gözlemlerin gösterdiği gibi, yerel ek 5 cm'lik bir taslak ile 1. ve 2. koşul kategorisinin tuğla binaları ciddi şekilde hasar görebilir. Duvarlarda çatlaklar oluşacaktır ve dikey bir çatlak meydana gelirse, açılması oturma miktarı ile karşılaştırılabilir. Destek platformları boyunca prefabrik döşeme plakalarının kayması sınıra çok yakındır. Bu durumda, binanın onarımı, sakinlerin tahliyesini, yapının seçici olarak güçlendirilmesini ve iç ve dış dekorun restorasyonunu gerektirecektir. 3 ve 2 cm yağış ile daha küçük hacimli onarımlar gerekecektir. Peki 2-5 cm'lik bir temel oturması kabul edilebilir mi? Tabii yapıların çökmemesi kabul edilebilirlik kriteri olarak alınırsa ve kabul edilebilirlik kriteri onarım gerektiren hasarın olmaması ise bu mümkün değildir.
