Набухающие грунты: подъём, усадка, давление

Справка по работе с расчётом · СП 22.13330.2016 с Изменениями № 1–5, подраздел 6.2, формулы (6.9)–(6.16), таблицы 6.1, 6.2
Основания зданий и сооружений. СП 22.13330.2016 с Изменениями № 1–5 → Специфические грунты

1. Что считает

Подъём основания при набухании h_sw (6.10), осадка при усадке s_sh (6.15) и горизонтальное давление набухания p_h (6.9).

Три причины набухания (6.2.3): инфильтрация — ε_sw по испытаниям при суммарном напряжении; экранирование поверхности и изменение водно-теплового режима — ε_sw по (6.11), при экранировании w_eq — по w_sw(p) при давлении (6.12).

2. Расчётная схема и допущения

Суммарное напряжение σ_z,tot = σ_zp + σ_zg + σ_z,ad (6.13); σ_z,ad = k_g·γ·(d + z) (6.14) — влияние неувлажнённого грунта за пределами замачиваемой площади B_w × L_w, k_g — таблица 6.2.

Нижняя граница зоны набухания H_sw: при инфильтрации — где σ_z,tot = p_sw; иначе — по опыту или 5 м; при подземных водах — на 3 м выше их уровня, но не ниже границы по инфильтрации.

k_sw в (6.10) — 0,8 при 50 кПа и 0,6 при 300 кПа (6.2.12); k_sw в (6.9) — по таблице 6.1 по интенсивности набухания.

3. Порядок работы

1. Выберите причину набухания и задайте фундамент.
2. Задайте замачиваемую площадь (для σ_z,ad) и уровень вод.
3. Перечислите слои; у набухающих — ε_sw(p) по испытаниям, или w_0, e_0 и w_eq (Δw) для (6.11); ε_sh для усадки.
4. Нажмите кнопку с примером внизу левой панели — страница заполнится готовыми данными, на которых видно, что и куда вводится.
5. Правьте поля: расчёт пересчитывается сам через мгновение после правки, отдельной кнопки «посчитать» нет.
6. Смотрите правую панель: расчётная схема, сводка результатов, проверки, графики и таблица по сечениям.
7. Убедитесь, что невязки в таблице проверок близки к нулю — это и есть признак того, что расчёт сошёлся.
8. Нажмите «Сформировать отчёт» — откроется отдельная страница с полным ручным выводом: формула со своим номером по справочнику, подстановка чисел, результат.
9. «Сохранить JSON» кладёт исходные данные в файл, «Загрузить JSON» возвращает их обратно — так удобно хранить варианты.

4. Исходные данные

Поля перечислены в том же порядке, в каком идут на странице.

5. Как читать результаты

6. Что означают проверки

Проверяется то, что в решении не участвовало: совпадение означает, что вывод верен, а не что арифметика повторена дважды.

7. Если программа отказывается считать

Сообщения об ошибках здесь не технические: каждое называет физическую причину и подсказывает, что поправить.

8. На что обратить внимание

• В таблице 6.2 при (d + z)/B_w = 5 и L_w/B_w = 5 напечатано 0,77 — больше соседнего 0,69; принято 0,69 (в запас).
• Единицы всюду согласованы: длины в метрах, силы в килоньютонах, моменты в кН·м, жёсткости в кН и кН·м². Если ввести жёсткость в МПа или в Н, ответ будет бессмысленным по величине, но программа об этом не догадается.
• Пустое поле и ноль — не одно и то же там, где это оговорено: ноль часто означает «не учитывать», а пустое поле — «подобрать самому».
• Отчёт самодостаточен: формулы в нём отрисовываются встроенным KaTeX, картинки — векторные, поэтому файл можно переслать или распечатать без интернета.
• Все проверки в отчёте считаются по величинам, которые в решении не участвовали. Невязка порядка 10⁻¹² и меньше означает машинный ноль; заметная невязка — повод разобраться, а не округлить.