地基計算規則和方法
房子裡有什麼牆壁、家具和設計並不重要。如果在地基建造過程中出現錯誤,這一切都會在瞬間貶值。失誤不僅涉及其定性特徵,還涉及主要的定量參數。
特點
在計算基礎時,SNiP 可以成為無價的助手。但重要的是正確理解其中提出的建議的本質。基本要求將是完全消除房屋下方基材的潤濕和凍結。
如果土壤有增加的起伏趨勢,這些要求尤其重要。 在搜尋了有關現場土壤的準確信息後,您已經可以安全地求助於建築規範和法規——對於在任何氣候帶和地球上現有的任何礦物材料上進行建築都有嚴格的建議。
應該理解,只有專業人士才能做出足夠正確和深刻的想法。當地基的設計由試圖節省建築師服務的業餘愛好者進行時,就會出現很多問題 - 房屋翹曲,牆壁總是潮濕和開裂,下面有霉味,承載能力減弱,等等。
專業項目會考慮特定材料的特性和財務限制。多虧了這一點,它可以讓您平衡資金損失和取得的成果。
類型
房屋下方地基的穩定性直接取決於其類型。對各類地基的特性都有明確的最低要求。因此,在 6x9 米的房子下,您可以鋪設 40 厘米寬的膠帶,與推薦值相比,這將使您擁有雙倍的安全邊際。但是,如果安裝鑽孔樁,底部擴大到50厘米,單支面積將達到0.2平方米。 m,你需要 36 堆。只有直接了解特定情況才能獲得更詳細的數據。
它取決於什麼?
地基的設計,即使在同一類型中,也可能有很大的不同。主要邊界在淺底和深底之間。
最低書籤級別由以下因素決定:
- 土壤性質;
- 其中的水位;
- 地下室和地下室樓層的佈置;
- 與鄰近建築物地下室的距離;
- 專業人士應該已經考慮的其他因素。
使用板材時,不能將其上緣抬高至建築物表面超過 0.5 m。如果正在建造不受動態載荷影響的單層工業設施,或 1-2 層的住宅(公共)建築,則存在一定的微妙之處 - 此類建築在土壤凍結至 0.7 m 深度用枕頭替換基礎的下部份額而豎立起來。
要形成這個枕頭,請使用:
- 碎石;
- 碎石;
- 粗砂或中砂。
然後石塊的高度必須至少為 500 毫米;對於中等大小的沙子,準備好基層,使其高於地下水。加熱結構中的內部柱和牆的基礎可能不適應水位和凍結量。但對於它,最小值為0.5m,需要在凍結線下啟動膠帶結構0.2m,同時禁止從下層規劃降低超過0.5-0.7m建築物的點。
方法
關於尺寸和深度的一般建議可能很有用,但關注專業級計算的結果會更正確。逐層求和的技術在它們的實現中非常重要。它使您可以自信地評估基於沙子或土壤的天然基質的基座的沉降。重要提示:這種方法的適用性有一定的局限性,但只有專家才能深刻理解這一點。
所需的公式包括:
- 無量綱係數;
- 外荷載作用下基本土層的平均統計應力;
- 初始加載過程中的土體損壞模塊;
- 二次加載同理;
- 在土坑準備過程中提取的基本土層在自重下的加權平均應力。
可壓縮陣列的底線現在由完全應力決定,而不是由建築規范建議的額外影響決定。在土壤特性的實驗室測試過程中,暫停加載(臨時釋放)現在被認為是強制性的。首先,有條件地將基礎下的基礎劃分為相同厚度的層。然後在這些層的連接處(嚴格在鞋底中間)測量應力。
之後,您可以在層的外邊界設置由土壤自身質量產生的應力。 下一步是確定可壓縮地層的底線。只有在這一切之後,才有可能最終正確計算整個地基的沉降。
為了計算房屋的偏心荷載基礎,採用了不同的公式。它源於需要加強載體塊的外部邊界的事實。畢竟,在那裡將施加負載的主要部分。
可以通過加固的方式來補償受力矢量的變化,但必須嚴格按照設計條件進行。有時他們會加固鞋底或放置柱子。計算的開始意味著建立沿基礎周邊作用的力。它有助於通過將所有力減少到一組有限的結果指標來簡化計算,通過這些指標可以判斷所施加載荷的性質和強度。正確計算合力施加到鞋底平面的點非常重要。
接下來,他們進行地基特性的實際計算。 首先確定它應該具有的區域。該算法與用於加載在中心的塊的算法大致相同。當然,準確的和最終的數字只能通過移動所需的值來獲得。專業人員使用土壤壓力圖等指標進行操作。
建議使其值等於 1 到 9 的整數。這一要求與確保結構的可靠性和穩定性有關。一定要計算項目上最小和最大負載的比例。既要考慮建築本身的特點,也要考慮施工過程中使用的重型設備。當起重機擬作用於載荷中心以外的基礎結構時,最小應力不得小於最大值的25%。在不使用重型機械的情況下進行施工的情況下,任何正數都是可接受的水平。
允許的最高地面質量阻力應比發生在鞋底下方的最高衝擊水平大 20%。建議不僅計算負荷最大的區域的鋼筋,還計算與其相鄰的結構的鋼筋。事實上,由於磨損、重建、檢修或其他不利因素,施加的力可能會沿矢量移動。考慮到所有可能對基礎產生有害影響並惡化其特性的現象和過程是非常重要的。因此,專業建築商的諮詢絕不是多餘的。
如何計算?
即使是最仔細計算的載荷也不會耗盡項目的數值準備。還需要計算未來地基的立方容量和寬度,才能知道開挖要做什麼樣的開挖,準備工作多少材料。看起來計算很簡單;例如,一塊 10 長、8 寬和 0.5 m 厚的板坯,總體積為 40 立方米。米。但是,如果你只澆注這麼多的混凝土,就會出現嚴重的問題。
事實是學校公式沒有考慮鋼筋網的空間消耗。 並讓它的體積限制在 1 立方米。米,很少會超過這個數字 - 你仍然需要準備盡可能多的材料。這樣您就不必為不必要的東西多付錢,或者瘋狂地尋找在哪裡購買丟失的配件。使用條形基礎時,計算方式有所不同,條形基礎內部是空的,因此需要較少的砂漿。
所需的變量是:
- 用於鋪設基坑的坑的寬度(根據要安裝的牆壁和模板的厚度進行調整);
- 承重牆砌塊的長度和位於它們之間的隔板;
- 地基嵌入的深度;
- 底座本身的一個亞種 - 使用整體混凝土,來自現成的塊,來自碎石。
最簡單的情況是使用平行六面體的體積減去內部空隙大小的公式來計算的。更容易確定支柱基礎的必要參數。只需要計算兩個平行六面體的值,其中一個是柱子的底點,另一個是結構本身的唯一點。結果必須乘以間隔為 200 厘米的格架下放置的柱子的數量。
一個單一的原則適用於螺旋和樁格基礎,其中匯總了使用的柱子和板件的體積。
當使用工廠製造的鑽孔或旋入樁時,只需計算條形段。柱子的值被忽略了,除了對土方工程大小的預測。除了基礎的體積,其沉降的計算也很重要。
分層求和法的圖解表示需要注意:
- 自然浮雕表面的標記;
- 深入地基底部的入口;
- 地下水位置的深度;
- 可壓縮岩石的最低線;
- 土體本身產生的垂直應力的大小(以 kPa 為單位);
- 由於外部影響而產生的附加應力(也以 kPa 為單位)。
計算地下水位和下伏隔水層線之間的特定土壤質量,並根據液體的存在進行調整。在土壤自重作用下,在隔水層中發生的應力是通過忽略水的稱重效應來確定的。可能導致傾覆的載荷會在地基的運行中產生很大的危險。如果不確定基礎的總承載能力,就無法計算它們的值。
收集數據時,您可以使用:
- 動態測試協議;
- 靜態測試報告;
- 理論上為特定區域計算的表格數據。
建議您立即熟悉所有這些信息。如果發現任何不一致或差異,最好立即找到並了解其原因,而不是進行冒險建設。對於業餘建築商和客戶,最容易根據 SP 22.13330.2011 的規定計算影響小費的參數。規則的上一版本早在 1983 年就出現了,自然,它們的編譯器根本無法反映所有現代技術創新和方法。
建議考慮所有將要進行的工作,以減少未來地基本身和附近建築物下地基的變形。
一代又一代的建築商和建築師開發了一組屈曲情況,必須對其進行建模。首先,他們計算地基土壤如何移動,拖著地基。
此外,他們計算:
- 鞋底與表面接觸時的平剪;
- 基礎本身的水平位移;
- 基礎本身的垂直位移。
63 年來,一直在應用一種統一的方法——所謂的極限狀態方法。建築法規要求計算兩個這樣的狀態:根據承載能力和根據裂縫的出現。第一組不僅包括完全銷毀,還包括,例如,回撤。
第二種——各種彎曲和局部裂縫、有限沉降等使操作複雜化的違規行為,但不完全排除。對於第一類,正在進行旨在加深現有地下室的擋土牆和工程的計算。
如果附近有另一個坑,地表陡坡或地下結構(包括礦山,礦井),也使用它。有穩定的或臨時的負載。
長期或永久的影響因素有:
- 建築物的所有組成部分以及額外填充的土壤、基質的重量;
- 來自深水和地表水的靜水壓力;
- 鋼筋混凝土中的預應力。
所有其他只能影響基礎的影響都作為臨時組的一部分考慮在內。非常重要的一點是正確計算可能的滾動;數以百計的房屋早早倒塌,只因他不注意。建議計算瞬時作用下的滾動和施加到底座中心的負載下的滾動。
您可以通過將其與 SNiP 的說明或技術設計任務進行比較來評估結果的可接受性。在大多數情況下,0.004 的限制就足夠了;僅對於最關鍵的結構,允許的偏差水平較低。
當發現默認滾動水平超過監管限制時,可以通過以下四種方式之一解決此問題:
- 徹底改變土壤(他們通常使用由沙子和土壤塊製成的大塊枕頭);
- 壓縮現有數組;
- 通過固定提高強度特性(有助於應對鬆散和含水的基材);
- 沙堆的形成。
重要提示:無論選擇哪種方法,都必須重新計算所有參數。否則,你可能會犯另一個錯誤,只會浪費金錢、時間和材料。
在選擇淺層鋪設的特定選項時,首先計算鋼筋混凝土基礎的技術和經濟參數。然後對樁支撐進行類似的計算。通過比較獲得的結果並再次檢查它們,我們可以得出關於最佳基礎類型的最終結論。
在確定每個底板的材料立方體數量時,請仔細評估模板的消耗量,以及加強單元的長度和寬度,它們的直徑。在某些情況下,鋪設鋼筋的行數可能會有所不同。接下來,分析乾燥形式和溶液中混凝土的最佳比例。任何散裝材料(包括混凝土輔助填料)的最終成本取決於它們的質量,而不是體積。
確定基礎結構底部的平均壓力時,要考慮各種力的合力相對於結構重心的偏心度。除了確定土體的設計抗力外,還需要檢查整個區域和厚度的薄弱下墊層,以便沖孔。幾乎總是在計算中的基本層的最大厚度不超過 1 m。在建造條形基礎時,使用不超過 1-1.2 cm 的鋼筋。對於柱基,它們由粘合劑材料 0.6 厘米厚。
提示
不僅要高質量地執行所有計算,而且要清楚地了解完成的基礎應該是什麼,這一點非常重要。在建造非常小的輔助結構的情況下,值得計算石棉水泥管的建造。膠帶和樁支撐主要用於產生非常嚴重負載的房屋。
據此,確定:
- 底座的橫截面;
- 加強筋直徑;
- 鋪設加強格柵的步驟。
在沙地上,距建築物底部100厘米以上,最好打40-100厘米深的輕質基礎,鵝卵石或沙石混合物應按此值計算位於下方。
重要提示:這些數字僅供參考,僅指小橫截面的輕質底座,以帶弱加固的膠帶或充滿碎石的柱子的形式獲得。近似參數並不能減輕更詳細、更仔細地計算實際需求的需要。
在壤土上,房屋通常建在巨大的膠帶巨石上,從下方和上方被加固輪廓穿透。側壁應襯有人工壓實的沙子,其層數為 0.3 m 沿條帶的整個高度。然後應力的擠壓效應被最小化或完全抑制。在以砂壤土為代表的土壤上進行施工時,需要分析砂粘土的比例,然後再做決定。在計算泥炭區域的結構時,通常將有機物質取出到下面的堅固基質上。
當這非常困難並且帶子或電線桿的建造工作被證明是不成比例的沉重和昂貴時,必須計算樁。它們也必然會被帶到一個密集點,在那裡會產生穩定的支撐。絕對任何類型的基礎都應該在冰點以下開始。如果不這樣做,冰霜置換和破壞的力量將粉碎結構,無論多麼堅固和堅固。最好在項目中鋪設土方工程,例如沿周邊挖掘 0.3 m 寬的溝渠。
僅僅通過挖掘花園或專注於鄰居的話,即使他們是有責任心的人,也無法獲得有關土壤特性的正確信息。專家建議鑽探井的深度為 200 厘米。在某些情況下,如果出於技術原因需要,可以更深。
對提取的物質進行化學和物理分析很有用,否則可能會出現意想不到的驚喜。理想情況下,您通常應該放棄獨立設計,只檢查施工組織提供的計算。
在下一個視頻中,您將找到根據承載力計算房屋地基的方法。
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