Zasady i metody obliczania fundamentu

Nie ma znaczenia, jakie ściany, meble i wystrój w domu. Wszystko to może w jednej chwili ulec amortyzacji, jeśli podczas budowy fundamentu popełniono błędy. A błędy dotyczą nie tylko jego cech jakościowych, ale także podstawowych parametrów ilościowych.

Przy obliczaniu fundamentu SNiP może być nieocenionym pomocnikiem. Ale ważne jest, aby poprawnie zrozumieć istotę przedstawionych tam zaleceń. Podstawowym wymogiem będzie całkowite wyeliminowanie zawilgocenia i przemarzania podłoża pod domem.

Wymagania te są szczególnie istotne, gdy gleba ma zwiększoną tendencję do falowania. Po zbadaniu dokładnych informacji o glebie na miejscu możesz już bezpiecznie odnieść się do przepisów budowlanych i przepisów - istnieją skrupulatne zalecenia dotyczące budowy w dowolnej strefie klimatycznej i na wszelkich materiałach mineralnych istniejących na Ziemi.

Należy rozumieć, że tylko profesjonaliści mogą zrobić wystarczająco poprawny i głęboki pomysł. Kiedy projekt podbudowy wykonują amatorzy, którzy starają się oszczędzić na usługach architektów, pojawia się po prostu wiele problemów – wypaczenie domów, zawsze wilgotne i popękane ściany, zapach stęchlizny z dołu, osłabienie nośności i tak dalej .

Stabilność fundamentu pod domem zależy bezpośrednio od jego rodzaju. Istnieją jasne minimalne wymagania dotyczące wykonania różnych typów fundamentów. Tak więc pod domem o wymiarach 6x9 m można ułożyć taśmy o szerokości 40 cm, co pozwoli na dwukrotny margines bezpieczeństwa w stosunku do zalecanej wartości. Jeśli zamontujesz znudzone pale, rozszerzające się na dole do 50 cm, powierzchnia pojedynczej podpory osiągnie 0,2 m2. m i potrzebne będą 36 stosów. Bardziej szczegółowe dane można uzyskać tylko poprzez bezpośrednią znajomość konkretnej sytuacji.

Konstrukcja fundamentów, nawet w ramach tego samego typu, może być zupełnie inna. Główna granica przebiega między płytką i głęboką podstawą.

Minimalny poziom zakładki jest określony przez:

• właściwości gleby;
• poziom wód w nich;
• aranżacja piwnic i piwnic;
• odległość do piwnic sąsiednich budynków;
• inne czynniki, które profesjonaliści powinni już wziąć pod uwagę.

W przypadku stosowania płyt ich górna krawędź nie może być podniesiona wyżej niż 0,5 m od powierzchni budynku. Jeśli budowany jest parterowy obiekt przemysłowy, który nie będzie poddawany obciążeniom dynamicznym, lub budynek mieszkalny (publiczny) o 1-2 piętrach, istnieje pewna subtelność - takie budynki na glebach zamarzających do głębokości 0,7 m są budowane z zastąpieniem dolnej części fundamentu poduszką.

Aby uformować tę poduszkę, zastosuj:

• żwir;
• skruszony kamień;
• piasek o frakcji grubej lub średniej.

Następnie kamienny blok musi mieć wysokość co najmniej 500 mm; w przypadku piasku średniej wielkości przygotuj podstawę tak, aby wznosiła się nad wodą gruntową. Fundament pod słupy wewnętrzne i ściany w konstrukcjach ogrzewanych może nie dopasowywać się do poziomu wody i ilości przemarzania. Ale dla niego minimalna wartość wyniesie 0,5 m. Konieczne jest rozpoczęcie konstrukcji taśmy pod linią zamrażania o 0,2 m.Jednocześnie zabrania się obniżania jej o więcej niż 0,5-0,7 m od dolnego punktu planowania konstrukcji.

Ogólne zalecenia dotyczące wymiarów i głębokości mogą być przydatne, ale o wiele bardziej poprawne będzie skupienie się na wynikach obliczeń na poziomie profesjonalnym. Duże znaczenie w ich realizacji ma metoda sumowania warstwa po warstwie. Pozwala śmiało ocenić osiadanie podłoża spoczywającego na naturalnym podłożu z piasku lub ziemi. Ważne: istnieją pewne ograniczenia dotyczące zastosowania takiej metody, ale tylko specjaliści mogą to dogłębnie zrozumieć.

Wymagana formuła zawiera:

• współczynnik bezwymiarowy;
• średnie naprężenie statystyczne podstawowej warstwy gruntu pod wpływem obciążeń zewnętrznych;
• moduł uszkodzenia masy gruntu podczas wstępnego obciążania;
• tak samo jest przy ładowaniu wtórnym;
• średnie ważone naprężenie elementarnej warstwy gleby pod własną masą wydobytą podczas przygotowania dołu glebowego.

Dolna granica masy ściśliwej jest teraz określana przez całkowite naprężenie, a nie przez dodatkowy efekt, jak zalecają przepisy budowlane. W trakcie badań laboratoryjnych właściwości gruntu rozważa się obecnie obciążanie z przerwą (zwolnienie czasowe). Po pierwsze, podstawa pod fundamentem jest konwencjonalnie dzielona na warstwy o identycznej grubości. Następnie mierzy się naprężenie na połączeniach tych warstw (ściśle pod środkiem podeszwy).

Następnie można ustawić naprężenia wytworzone przez własną masę gleby na zewnętrznych granicach warstw. Kolejnym krokiem jest wyznaczenie dolnej linii warstwy poddawanej kompresji. I dopiero po tym wszystkim można wreszcie obliczyć prawidłowe rozliczenie fundacji jako całości.

Zbrojenie może kompensować zmianę wektora przyłożenia siły, ale musi być wykonane ściśle według warunków projektowych. Czasami podeszwa jest wzmocniona lub umieszczana jest kolumna. Początek obliczeń polega na ustaleniu sił działających na obwodzie fundamentu. Aby uprościć obliczenia, pomaga zredukować wszystkie siły do ​​ograniczonego zestawu wskaźników wynikowych, które można wykorzystać do oceny charakteru i intensywności przyłożonych obciążeń. Bardzo ważne jest prawidłowe obliczenie punktów, w których powstałe siły zostaną przyłożone do jedynej płaszczyzny.

Następnie zajmują się faktycznym obliczeniem cech fundamentu. Zaczynają od określenia obszaru, który powinien mieć. Algorytm jest w przybliżeniu taki sam, jak w przypadku bloku ładowanego centralnie. Oczywiście dokładne i ostateczne dane można uzyskać tylko poprzez przesunięcie o wymagane wartości. Profesjonaliści działają z takim wskaźnikiem, jak działka nacisku gleby.

Zaleca się, aby jego wartość była równa liczbie całkowitej od 1 do 9. Wymaganie to wiąże się z zapewnieniem niezawodności i stabilności konstrukcji. Należy obliczyć proporcję najmniejszego i największego obciążenia projektu. Należy wziąć pod uwagę zarówno cechy samej konstrukcji, jak i użycie ciężkiego sprzętu podczas budowy. Gdy przewiduje się oddziaływanie żurawia na konstrukcję fundamentową obciążoną poza środkiem, minimalne naprężenie nie może być mniejsze niż 25% wartości maksymalnej. W przypadkach, w których budowa będzie prowadzona bez użycia ciężkich maszyn, dopuszczalna jest dowolna liczba dodatnia.

Najwyższy dopuszczalny opór masy podłoża powinien być o 20% większy niż najbardziej znaczące uderzenie spodem podeszwy. Zaleca się obliczenie zbrojenia nie tylko najbardziej obciążonych odcinków, ale także sąsiadujących z nimi konstrukcji.Faktem jest, że przyłożona siła może przesuwać się wzdłuż wektora z powodu zużycia, rekonstrukcji, remontu lub innych niekorzystnych czynników. Bardzo ważne jest uwzględnienie wszystkich tych zjawisk i procesów, które mogą mieć szkodliwy wpływ na podkład i pogorszyć jego właściwości. Dlatego konsultacje z profesjonalnymi budowniczymi nie będą zbyteczne.

Nawet najdokładniej obliczone obciążenia nie wyczerpują przygotowania numerycznego projektu. Konieczne jest również obliczenie kubatury i szerokości przyszłego fundamentu, aby wiedzieć, jaki rodzaj wykopu wykonać i ile materiałów należy przygotować do pracy. Może się wydawać, że obliczenia są bardzo proste; na przykład dla płyty o długości 10, szerokości 8 i grubości 0,5 m całkowita objętość wyniesie 40 metrów sześciennych. m. Ale jeśli wylejesz dokładnie taką ilość betonu, mogą pojawić się poważne problemy.

Faktem jest, że formuła szkolna nie uwzględnia przestrzeni zajmowanej przez siatkę wzmacniającą. I niech jego objętość będzie ograniczona do 1 metra sześciennego. m., rzadko okazuje się, że jest to więcej niż ta liczba - nadal musisz przygotować tyle materiału, ile jest to wymagane. Wtedy nie będziesz musiał przepłacać za niepotrzebne, ani gorączkowo szukać, gdzie kupić brakujące okucia. Obliczenia wykonuje się nieco inaczej, gdy używa się podkładu listwowego, który jest pusty w środku i dlatego wymaga mniej zaprawy.

Wymagane zmienne to:

• szerokość pracownika do układania wykopu (dostosowana do grubości ścian i szalunku do zamontowania);
• długość bloków ściany nośnej i znajdujących się między nimi przegród;
• głębokość, na której osadzona jest podstawa;
• podgatunek samej podstawy - z monolitycznego betonu, z gotowych bloków, z gruzu.

Najprostszy przypadek oblicza się za pomocą wzoru na objętość równoległościanu minus ilość wewnętrznych pustek. Jeszcze łatwiej jest określić parametry niezbędne do posadowienia konstrukcji słupa. Wystarczy obliczyć wartości dwóch równoległościanów, z których jeden będzie dolnym punktem filaru, a drugi - dnem samej konstrukcji. Wynik należy pomnożyć przez liczbę słupków umieszczonych pod rusztem w odstępie 200 cm.

W przypadku stosowania fabrycznie wierconych lub wkręcanych pali wystarczy obliczyć tylko odcinki taśmy. Rozmiary filarów są ignorowane, z wyjątkiem przewidywania rozmiaru robót ziemnych. Oprócz objętości fundamentu bardzo ważne jest również wyliczenie jego rozliczenia.

Graficzna reprezentacja metody układania warstwa po warstwie pokazuje, że należy zwrócić uwagę na:

• znak powierzchni naturalnego reliefu;
• penetracja dna fundamentu w głąb;
• głębokość lokalizacji wód gruntowych;
• najniższa linia ściskanej skały;
• wielkość naprężenia pionowego wytworzonego przez masę samej gleby (mierzone w kPa);
• naprężenia uzupełniające spowodowane wpływami zewnętrznymi (również mierzone w kPa).

Ciężar właściwy gleb między poziomem wód gruntowych a linią leżącej poniżej warstwy wodonośnej oblicza się z poprawką na obecność cieczy. Naprężenie powstające w samej wodzie pod wpływem grawitacji gleby jest określane z pominięciem wpływu ważenia wody. Ogromne niebezpieczeństwo podczas eksploatacji fundamentów stwarzają obciążenia, które mogą spowodować przewrócenie. Obliczenie ich wielkości nie zadziała bez określenia całkowitej nośności podstawy.

Podczas zbierania danych można wykorzystać:

• raporty z testów dynamicznych;
• raporty z testów statycznych;
• dane tabelaryczne, teoretycznie obliczone dla określonego obszaru.

Zaleca się przeczytanie wszystkich tych informacji naraz. Jeśli znajdziesz jakąś niespójność, rozbieżności, lepiej od razu znaleźć i zrozumieć jej przyczynę, niż angażować się w ryzykowną budowę.Dla budowniczych amatorów i klientów najłatwiej jest przeprowadzić obliczenia parametrów wpływających na dachowanie zgodnie z przepisami SP 22.13330.2011. Poprzednia edycja zasad pojawiła się w 1983 roku i oczywiście ich kompilatory po prostu nie były w stanie odzwierciedlić wszystkich nowoczesnych innowacji i podejść technologicznych.

Istnieje zestaw sytuacji utraty odporności, opracowany przez pokolenia budowniczych i architektów, które należy modelować. Przede wszystkim obliczają, w jaki sposób grunty bazowe mogą się poruszać, ciągnąc za sobą fundament.

Dodatkowo wykonywane są obliczenia:

• płaskie ścinanie, gdy podeszwa dotyka powierzchni;
• poziome przemieszczenie samego fundamentu;
• pionowe przemieszczenie samego fundamentu.

Od 63 lat stosowane jest jednolite podejście – tzw. technika stanów granicznych. Przepisy budowlane wymagają obliczenia dwóch takich stanów: nośności i zarysowania. Pierwsza grupa obejmuje nie tylko całkowite zniszczenie, ale także np. wypłatę w dół.

Drugi - wszelkiego rodzaju zagięcia i częściowe pęknięcia, ograniczone osiadanie i inne naruszenia, które komplikują operację, ale nie wykluczają jej całkowicie. W przypadku pierwszej kategorii prowadzone są obliczenia murów oporowych i prace mające na celu pogłębienie istniejącej piwnicy.

Stosuje się go również, jeśli w pobliżu znajduje się inny dół, strome zbocze na powierzchni lub konstrukcje podziemne (w tym kopalnie, kopalnie). Rozróżnij obciążenia stabilne lub działające tymczasowo.

Czynnikami długoterminowymi lub stale wpływającymi są:

• masy wszystkich elementów składowych budynków oraz dodatkowo wypełnionych gruntów, podłoży;
• ciśnienie hydrostatyczne z wód głębinowych i powierzchniowych;
• sprężanie w żelbecie.

Wszystkie inne wpływy, które mogą tylko dotknąć fundamentu, są brane pod uwagę w składzie grupy tymczasowej. Bardzo ważnym punktem jest prawidłowe obliczenie możliwego rzutu; Dziesiątki i setki domów zawaliły się przedwcześnie tylko z powodu nieuwagi na niego. Zaleca się obliczenie zarówno przechyłu pod chwilowym działaniem, jak i pod obciążeniem przyłożonym do środka podstawy.

Gdy okaże się, że domyślny poziom rzutu przekracza normę, problem rozwiązuje się na jeden z czterech sposobów:

• całkowita zmiana gleby (najczęściej stosuje się poduszki sypkie wykonane z piasku i masy glebowej);
• zagęszczenie istniejącej tablicy;
• zwiększenie właściwości wytrzymałościowych poprzez mocowanie (pomaga radzić sobie z luźnymi i wodnistymi podłożami);
• tworzenie stosów piasku.

Wybierając konkretną opcję płytkiej zasypki, najpierw obliczane są parametry technologiczne i ekonomiczne podstawy żelbetowej. Następnie podobne obliczenia są przeprowadzane dla podpory pala. Porównując uzyskane wyniki i ponownie je sprawdzając, możesz wyciągnąć ostateczny wniosek na temat optymalnego rodzaju podkładu.

Określając liczbę kostek materiałów na płycie podstawy, dokładnie oceń zużycie płyt na szalunek, a także długość i szerokość komórek wzmacniających oraz ich średnicę. W niektórych przypadkach liczba rzędów układanego zbrojenia może się różnić. Następnie analizowane są optymalne proporcje suchego i zaprawowego betonu.Ostateczny koszt wszelkich substancji sypkich, w tym wypełniaczy pomocniczych do betonu, zależy od ich masy, a nie od ich objętości.

Średnie ciśnienie pod podeszwą konstrukcji fundamentowej wyznaczane jest z uwzględnieniem mimośrodowości wypadkowej różnych sił względem środka ciężkości konstrukcji. Oprócz określenia nośności obliczeniowej gruntu konieczne jest sprawdzenie słabej warstwy leżącej pod spodem na całej jej powierzchni i grubości pod kątem przebicia. Niemal zawsze przyjmuje się, że maksymalna grubość warstw elementarnych w obliczeniach nie przekracza 1 m. Podczas budowy fundamentu taśmowego stosuje się zbrojenie nie grubsze niż 1-1,2 cm. W przypadku podstawy filaru są one prowadzone za pomocą materiału wiążącego o grubości 0,6 cm.

Bardzo ważne jest nie tylko sprawne wykonywanie wszystkich obliczeń, ale także jasne zrozumienie, jaki powinien być gotowy fundament. W przypadku budowy bardzo małej konstrukcji pomocniczej warto wykonać obliczenia dla budowy rury azbestowo-cementowej. Podpory taśmowe i palowe są wybierane głównie do domów, które tworzą bardzo poważne obciążenie.

W związku z tym określa się:

• przekrój podstawy o średnicy;
• średnica zbrojenia wzmacniającego;
• krok układania siatki wzmacniającej.

Na piaskach, których warstwa znajduje się ponad 100 cm pod budynkiem, najlepiej wykonać lekkie podbudowy o głębokości 40-100 cm, tej samej wartości należy przestrzegać, jeśli występuje kamyk lub mieszanka piasku i kamienia poniżej.

Na glinach domy są najczęściej budowane wzdłuż masywnego monolitu taśmowego przebitego konturami wzmacniającymi od dołu i od góry. Boki należy zasypać ręcznie zagęszczonym piaskiem, którego warstwa wynosi od 0,3 m na całej wysokości taśmy. Wtedy efekt ściskania naprężeń jest minimalizowany lub całkowicie tłumiony. Gdy budowa odbywa się na gruncie reprezentowanym przez glinę piaszczystą, należy przeanalizować stosunek piasku do gliny, a następnie podjąć ostateczną decyzję. Przy obliczaniu konstrukcji na przestrzeni torfowej masa organiczna jest zwykle wynoszona na mocne podłoże pod nią.

Gdy jest to bardzo trudne, a prace przy budowie taśmy lub słupów okazują się nieproporcjonalnie ciężkie i drogie, trzeba policzyć pale. Są one również koniecznie doprowadzone do gęstego punktu, w którym powstaje stabilne wsparcie. Absolutnie każdy rodzaj podkładu powinien zaczynać się poniżej linii zamarzania. Jeśli tego nie zrobisz, moc mroźnego przemieszczenia i zniszczenia zmiażdży wszelkie mocne i solidne konstrukcje. Wskazane jest układanie w projektach takiego rodzaju wykopu, jak kopanie po obwodzie wykopów o szerokości 0,3 m.

Prawidłowych informacji o właściwościach gleby do obliczeń nie można uzyskać po prostu kopiąc ogród lub skupiając się na słowach sąsiadów, nawet jeśli są to sumienni ludzie. Eksperci zalecają wiercenie studni poszukiwawczych o głębokości 200 cm, w niektórych przypadkach mogą one być głębsze, jeśli jest to konieczne ze względów technicznych.

W następnym filmie znajdziesz obliczenia fundamentu domu pod względem nośności.