Естественное основание
Плитные и отдельно стоящие фундаменты
Расчёт деформаций основания, распределения контактных напряжений, НДС грунтового массива и влияния неоднородности основания.
Плита / столбчатые / ленточные решенияОснования и фундаменты / геотехнический расчёт
Расчёт оснований и фундаментов
Выполняем геотехнические расчёты системы «сооружение — фундамент — грунтовый массив»: определяем осадки и их неравномерность, работу свайных и плитных фундаментов, распределение усилий и параметры основания для конструктивной расчётной модели.
01 / Типы задач
Расчётная задача определяется фундаментной схемой и требуемым результатом
Не объединяем в одну формулировку расчёт плиты, свайного поля, коэффициентов жёсткости и вариантную проверку. У каждой задачи свой состав модели и выдачи.
Свайные системы
Свайные и свайно-плитные фундаменты
Осадки, взаимное влияние свай, распределение вертикальной нагрузки, работа ростверка или фундаментной плиты и грунта основания.
Сваи / ростверк / КСПФСвязь с КР
Коэффициенты жёсткости основания
Определяем параметры основания для расчётной модели здания и организуем итерационный обмен нагрузками и деформациями при необходимости.
Геотехника ↔ конструктивная модельПроверка решений
Вариантный и поверочный расчёт
Сравниваем фундаментные схемы, длину и количество свай, толщину плиты, характеристики основания или существующее расчётное решение.
Выбор схемы / проверка / корректировка02 / Расчётная постановка
Расчёт начинается не с построения модели, а с определения проектной задачи
ИГИ, фундаментная схема, нагрузки и требуемый результат определяют тип модели, набор конструктивных элементов, расчётные стадии и форму выдачи.
Проверяем ИГИ
Инженерно-геологическая модель, расчётные характеристики грунтов, подземные воды и достаточность исходных данных.
Геологическая основаФиксируем фундаментную схему
Плита, отдельные фундаменты, свайное поле, свайно-плитная схема, отметки и геометрия подземной части.
Конструктивная схемаПолучаем нагрузки
Нагрузки и сочетания из общей расчётной модели здания либо согласованная схема приложения нагрузок.
Связь с КРСтроим модель
Грунтовый массив, фундаментные конструкции, сваи, контакты, начальное напряжённое состояние и граничные условия.
2D / 3D по задачеЗадаём стадии
Разработка котлована, устройство фундаментов, активация конструкций, последовательное приложение нагрузок и другие существенные этапы.
История нагруженияАнализируем и передаём результат
Деформации, НДС грунта, усилия, распределение нагрузок и параметры для дальнейшего конструктивного расчёта.
Расчётное обоснование03 / Выбор модели
2D, 3D и расчётная модель здания решают разные части задачи
PLAXIS 2D
Плоская геотехническая постановка
Рациональна для протяжённых регулярных схем и отдельных характерных сечений, когда пространственные эффекты не определяют результат.
- характерное сечение основания
- локальная фундаментная задача
- вариантные оценки
- проверка чувствительности параметров
PLAXIS 3D
Пространственная работа основания и фундаментов
Применяем, когда распределение нагрузок, геометрия здания, свайное поле или неоднородность основания существенно работают в плане.
- фундаментные плиты сложной формы
- свайные и свайно-плитные системы
- несколько корпусов / секций
- пространственное распределение деформаций
SCAD / ЛИРА / модель КР
Надфундаментное строение
Используется для обмена нагрузками, жёсткостями и деформациями между геотехнической моделью и общей расчётной системой здания.
- нагрузки на фундамент
- реакции / усилия
- коэффициенты жёсткости
- итерационное уточнение
Расчёт оснований — это расчёт совместной деформации основания и сооружения.
СП 22 требует проверять основания по деформациям и учитывать совместную работу основания и сооружения. Для свайных фундаментов дополнительно применяются требования СП 24.
Численная модель нужна там, где она даёт более адекватное представление о взаимодействии системы, а не как обязательная замена всех расчётных методов.
04 / Связь геотехники с КР
Нагрузки и жёсткости уточняем совместно, если фундаментная система чувствительна к взаимодействию
Для свайных, свайно-плитных и других сложных систем однократной передачи «нагрузки сверху — осадка снизу» может быть недостаточно.
Модель КР
Получаем нагрузки, реакции и исходную фундаментную схему.
Геотехническая модель
Определяем деформации основания и распределение реакций / усилий.
Жёсткости основания
Передаём согласованный набор параметров для конструктивной модели.
Повторный расчёт КР
Уточняются нагрузки и усилия с учётом изменённой работы основания.
Сходимость
Итерацию продолжаем до согласования расчётных величин в требуемой точности.
Для окончательных расчётов свайных фундаментов СП 24 рекомендует уточнять нагрузки на сваи совместными расчётами
с учётом жёсткости ростверка и надфундаментного строения до обеспечения сходимости; разница усилий в сваях
в геотехнической модели и общей модели надфундаментного строения должна составлять не более 10%.
05 / Что проверяем
Результат расчёта должен отвечать на конкретные вопросы по фундаментной системе
Ниже — основные группы результатов. Их состав зависит от типа фундамента и задания.
01Деформации
Осадки и их неравномерность
Абсолютные осадки, относительная разность осадок, крены и характер пространственного распределения деформаций по фундаментной системе.
02Грунтовый массив
Напряжённо-деформированное состояние
Распределение напряжений и деформаций, зоны концентрации, глубина вовлечённой толщи и влияние неоднородности инженерно-геологического разреза.
03Свайная система
Распределение усилий между сваями
Работа одиночных свай и группы, взаимное влияние свай, распределение вертикальных нагрузок и деформаций в свайном поле.
04КСПФ
Совместная работа плиты и свай
Доля нагрузки, воспринимаемая плитой и сваями, деформационная совместимость и влияние жёсткости ростверка / фундаментной плиты.
05Контакт
Давления под подошвой и реакции основания
Контактные давления, их неравномерность и характер взаимодействия фундаментной плиты с грунтовым основанием.
06Варианты
Чувствительность фундаментного решения
Как меняется результат при изменении длины и шага свай, толщины плиты, параметров основания или схемы распределения нагрузок.
06 / Коэффициенты жёсткости
Параметры основания передаются в конструктивную модель с понятной расчётной основой
Жёсткость основания зависит не только от одного модуля деформации грунта: на результат влияют геология, геометрия и жёсткость фундамента, нагрузка и пространственная работа системы.
Не назначаем коэффициент постели одной постоянной величиной без проверки
Для плитных фундаментов жёсткость основания может существенно изменяться по площади в зависимости от геологии, нагрузки и формы плиты.
Согласовываем формат передачи в КР
Перед расчётом фиксируем, какие именно параметры нужны конструкторам: сетка коэффициентов, зоны жёсткости, реакции, деформации или другой согласованный формат.
Проверяем физическую совместимость результата
Изменение жёсткости в модели КР не должно приводить к несогласованным нагрузкам и усилиям по отношению к геотехнической модели.
При необходимости выполняем итерацию
Обновлённые реакции и нагрузки возвращаются в геотехническую модель, после чего параметры основания уточняются повторно.
Фиксируем расчётную версию
В итоговой выдаче должно быть понятно, какой набор нагрузок, фундаментная схема и расчётная итерация лежат в основе переданных параметров.
07 / Примеры материалов
Расчётная модель, деформации и параметры основания
08 / Состав выдачи
Что передаём по результатам геотехнического расчёта
Состав отчёта и передаваемых данных согласуется под задачу: расчёт фундаментной системы, параметры для КР, вариантное сравнение или поверочная проверка.
Исходные данные и принятая инженерно-геологическая модель
Геологические слои, расчётные характеристики грунтов, подземные воды и принятые предпосылки.
Описание фундаментной и расчётной схемы
Геометрия фундаментов, свай, ростверков / плит, контактов и конструктивных элементов.
Нагрузки, граничные условия и расчётные стадии
Версия нагрузок и последовательность моделирования, на которой основан результат.
Осадки и относительные деформации
Карты перемещений, характерные точки, неравномерность и контролируемые параметры.
НДС грунтового массива и работа фундаментной системы
В объёме, необходимом для подтверждения принятого решения.
Усилия / нагрузки в сваях и фундаментных элементах
Если они входят в расчётную задачу и используемую модель.
Коэффициенты жёсткости основания
В согласованном с конструкторами формате, если требуется связь с общей моделью КР.
Выводы и рекомендации
По принятой фундаментной схеме, необходимости уточнений, итерации или вариантной проработки.
09 / Исходные данные
Что передать для постановки расчётной задачи
Можно прислать текущий комплект проекта. Мы определим, чего достаточно для начала моделирования и что действительно нужно запросить дополнительно.
Что полезно приложить
01
инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания
02
генплан, отметки и геометрия подземной части
03
схема фундаментов / свайного поля / ростверков / фундаментной плиты
04
нагрузки на фундаменты либо расчётная модель здания
05
КЖ / КР подземной части в актуальной редакции
06
результаты статических испытаний свай — если имеются и относятся к задаче
07
требования к коэффициентам жёсткости / формату передачи данных в КР
08
существующие модели и замечания экспертизы — при проверке или корректировке
11 / Вопросы
По расчёту оснований и фундаментов
Нет. Пространственная модель нужна, когда геометрия фундаментной системы, распределение нагрузок, свайное поле или неоднородность основания существенно влияют на работу в плане. Для регулярных или локальных задач может быть достаточно 2D-постановки или другого расчётного метода.
Да. До начала расчёта согласуем с конструкторами формат передачи: зоны, сетка значений или иной способ представления параметров. Для чувствительных систем может потребоваться итерационное уточнение после повторного расчёта модели КР.
Да. В такой постановке оценивается совместная работа свай, фундаментной плиты и грунтового массива, распределение нагрузки между элементами и деформационная совместимость системы.
Да. Вариантный расчёт можно выполнить для длины и количества свай, толщины плиты, фундаментной схемы или параметров улучшенного основания. Критерии сравнения задаются до начала работы.
Не всегда. Для локальной геотехнической задачи достаточно согласованных нагрузок. Если требуется совместный или итерационный расчёт системы «основание — фундамент — надфундаментное строение», модель КР существенно упрощает передачу и уточнение расчётных воздействий.
Да. Для поверочной задачи передаются ИГИ, отчёт, нативная расчётная модель при наличии, фундаментные решения и нагрузки. Объём проверки фиксируем отдельно: от критического сечения / стадии до независимой расчётной постановки.