Tính Toán Nền Móng: Cách Tính Dung Tích Khối Và Chiều Rộng Của Một Ngôi Nhà Bằng Phương Pháp Tính Tổng Từng Lớp, Thể Tích Và Mớn Nước, Tính Toán Cuộn

2024 Tác giả: Beatrice Philips | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 06:03

Không quan trọng loại tường, đồ đạc và thiết kế trong nhà. Tất cả những điều này có thể mất giá ngay lập tức nếu xảy ra sai sót trong quá trình xây dựng phần móng. Và những sai lầm không chỉ liên quan đến các tính năng định tính của nó mà còn liên quan đến các thông số định lượng cơ bản.

Đặc thù

Khi tính toán nền móng, SNiP có thể là một trợ thủ đắc lực. Nhưng điều quan trọng là phải hiểu đúng bản chất của các khuyến nghị được nêu ở đó. Yêu cầu cơ bản là loại bỏ hoàn toàn sự thấm ướt và đóng băng của lớp nền dưới nhà.

Những yêu cầu này đặc biệt có liên quan nếu đất có xu hướng tăng lên . Sau khi khám phá thông tin chính xác về đất trên trang web, bạn đã có thể tham khảo một cách an toàn các quy tắc và quy định xây dựng - có những khuyến nghị nghiêm túc về xây dựng ở bất kỳ vùng khí hậu nào và trên bất kỳ vật liệu khoáng sản nào hiện có trên Trái đất.

Cần hiểu rằng chỉ những người có chuyên môn mới có thể đưa ra một ý tưởng đủ chính xác và sâu sắc. Khi thiết kế phần móng do những người nghiệp dư cố gắng tiết kiệm chi phí dịch vụ của các kiến trúc sư thì rất nhiều vấn đề xảy ra - nhà cong vênh, tường luôn ẩm và nứt, mùi mốc từ bên dưới, khả năng chịu lực yếu đi, v.v..

Một thiết kế chuyên nghiệp có tính đến các đặc tính của vật liệu cụ thể và các hạn chế về tài chính. Nhờ đó, nó cho phép bạn cân bằng giữa việc mất vốn và kết quả đạt được.

Một loại

Sự ổn định của nền móng dưới nhà trực tiếp phụ thuộc vào loại của nó. Có các yêu cầu tối thiểu rõ ràng về hiệu suất của các loại nền móng khác nhau. Vì vậy, dưới một ngôi nhà có kích thước 6x9 m, bạn có thể đặt các dải băng rộng 40 cm, điều này sẽ cho phép bạn có biên độ an toàn gấp hai lần so với giá trị khuyến nghị. Nếu bạn lắp cọc khoan nhồi, mở rộng ở đáy lên 50 cm, diện tích của một giá đỡ sẽ đạt 0,2 sq. m, và sẽ cần 36 cọc. Dữ liệu chi tiết hơn chỉ có thể được thu thập thông qua việc làm quen trực tiếp với một tình huống cụ thể.

Nó phụ thuộc vào cái gì?

Thiết kế của móng, ngay cả trong cùng một loại, có thể khá khác nhau. Ranh giới chính chạy giữa các căn cứ nông và sâu.

Mức dấu trang tối thiểu được xác định bởi:

• tính chất của đất;
• mực nước trong đó;
• bố trí tầng hầm và tầng hầm;
• khoảng cách đến các tầng hầm của các tòa nhà lân cận;
• các yếu tố khác mà các chuyên gia nên xem xét.

Khi sử dụng các tấm, mép trên của chúng không được nâng lên quá 0,5 m so với bề mặt của tòa nhà. Nếu một cơ sở công nghiệp một tầng đang được xây dựng sẽ không chịu tải trọng động, hoặc một tòa nhà dân cư (công cộng) 1-2 tầng, thì sẽ có một sự tinh tế nhất định - những tòa nhà như vậy trên đất đóng băng ở độ sâu 0,7 m được lắp dựng với việc thay thế phần dưới của nền bằng gối.

Để tạo thành chiếc gối này, hãy áp dụng:

• sỏi đá;
• đá dăm;
• cát loại thô hoặc trung bình.

Khi đó khối đá phải có chiều cao ít nhất là 500 mm; Đối với trường hợp cát vừa, chuẩn bị nền sao cho nó nhô lên khỏi mặt nước ngầm. Nền cho các cột và tường bên trong trong các kết cấu được nung nóng có thể không thích ứng với mực nước và lượng đóng băng. Nhưng đối với anh ta, giá trị tối thiểu sẽ là 0,5 m. Cần bắt đầu cấu trúc băng dưới vạch đóng băng 0,2 m. Đồng thời, không được hạ quá 0,5-0,7 m so với điểm quy hoạch hạ tầng của công trình.

Phương pháp

Các khuyến nghị chung về kích thước và độ sâu có thể hữu ích, nhưng sẽ đúng hơn nhiều nếu tập trung vào kết quả của các phép tính cấp chuyên nghiệp. Phương pháp tổng kết từng lớp có tầm quan trọng lớn trong việc thực hiện chúng. Nó cho phép bạn tự tin đánh giá độ lún của nền móng trên nền cát hoặc đất tự nhiên. Quan trọng: có một số hạn chế nhất định đối với khả năng áp dụng của phương pháp như vậy, nhưng chỉ các bác sĩ chuyên khoa mới có thể hiểu sâu sắc về điều này.

Công thức bắt buộc bao gồm:

• hệ số không thứ nguyên;
• ứng suất thống kê trung bình của lớp đất sơ cấp dưới tác dụng của tải trọng bên ngoài;
• môđun phá hoại khối lượng đất trong quá trình gia tải ban đầu;
• nó giống nhau ở tải thứ cấp;
• ứng suất trung bình có trọng số của lớp đất cơ bản dưới khối lượng riêng của nó được chiết xuất trong quá trình chuẩn bị hố đất.

Dòng dưới cùng của khối lượng có thể nén được bây giờ được xác định bởi tổng ứng suất, chứ không phải bởi tác động bổ sung, như khuyến nghị của quy chuẩn xây dựng. Trong quá trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm về các đặc tính của đất, việc gia tải có tạm dừng (giải phóng tạm thời) hiện được xem xét. Đầu tiên, lớp nền dưới móng được quy ước chia thành các lớp có độ dày giống nhau. Sau đó, ứng suất được đo tại các khớp của các lớp này (ngay dưới phần giữa của đế).

Sau đó, bạn có thể đặt ứng suất tạo ra bởi khối lượng riêng của đất ở ranh giới bên ngoài của các lớp . Bước tiếp theo là xác định dòng dưới cùng của địa tầng đang chịu nén. Và chỉ sau tất cả những điều này, cuối cùng, mới có thể tính toán được độ lún thích hợp của toàn bộ nền móng.

Một công thức khác được sử dụng để tính toán nền chịu tải lệch tâm của một ngôi nhà. Nó bắt nguồn từ thực tế là nó được yêu cầu tăng cường đường viền bên ngoài của khối chịu lực. Rốt cuộc, đó là phần chính của tải trọng sẽ được áp dụng.

Việc gia cố có thể bù cho sự thay đổi của vectơ tác dụng lực, nhưng nó phải được thực hiện theo đúng các điều kiện thiết kế. Đôi khi đế được gia cố hoặc đặt một cột. Việc bắt đầu tính toán liên quan đến việc thiết lập các lực tác động dọc theo chu vi của nền móng. Để đơn giản hóa các tính toán, nó giúp giảm tất cả các lực xuống một tập hợp giới hạn các chỉ số kết quả, có thể được sử dụng để đánh giá bản chất và cường độ của tải trọng tác dụng. Điều rất quan trọng là phải tính toán chính xác các điểm mà tại đó các lực tạo thành sẽ tác dụng lên mặt phẳng duy nhất.

Tiếp theo, họ tham gia vào việc tính toán thực tế các đặc tính của nền móng . Họ bắt đầu bằng cách xác định khu vực mà anh ta nên có. Thuật toán gần giống với thuật toán được sử dụng cho khối được tải ở giữa. Tất nhiên, chỉ có thể thu được các số liệu chính xác và cuối cùng bằng cách dịch chuyển các giá trị cần thiết. Các chuyên gia hoạt động với một chỉ số như một biểu đồ của áp suất đất.

Nên đặt giá trị của nó bằng một số nguyên từ 1 đến 9. Yêu cầu này gắn liền với việc đảm bảo độ tin cậy và ổn định của kết cấu. Phải tính tỷ trọng của tải công trình nhỏ nhất và lớn nhất. Cần xem xét cả các tính năng của chính tòa nhà và việc sử dụng các thiết bị nặng trong quá trình xây dựng. Khi cần trục tác động lên kết cấu móng chịu tải lệch tâm, ứng suất tối thiểu không được phép nhỏ hơn 25% giá trị lớn nhất. Trong trường hợp tiến hành xây dựng mà không sử dụng máy móc hạng nặng, thì bất kỳ số dương nào cũng được chấp nhận.

Lực cản khối đất cao nhất cho phép phải lớn hơn 20% so với lực tác động đáng kể nhất từ mặt dưới của đế. Nên tính toán cốt thép không chỉ của các phần chịu tải nhiều nhất, mà còn của các kết cấu liền kề với chúng. Thực tế là lực tác dụng có thể dịch chuyển dọc theo vectơ do mài mòn, tái tạo, đại tu hoặc các yếu tố bất lợi khác. Điều rất quan trọng là phải tính đến tất cả các hiện tượng và quá trình có thể có tác động có hại đến nền móng và làm xấu đi các đặc tính của nó. Do đó, tham khảo ý kiến từ các nhà xây dựng chuyên nghiệp sẽ không thừa.

Làm thế nào để tính toán?

Ngay cả những tải trọng được tính toán cẩn thận nhất cũng không làm cạn kiệt quá trình chuẩn bị số lượng của dự án. Cũng cần phải tính toán dung tích khối và chiều rộng của móng trong tương lai để biết loại đào nào để làm cho hố và bao nhiêu vật liệu để chuẩn bị cho công việc. Có vẻ như việc tính toán rất đơn giản; Ví dụ, đối với một tấm có chiều dài 10, rộng 8 và dày 0,5 m, tổng thể tích sẽ là 40 mét khối. m. Nhưng nếu bạn đổ chính xác lượng bê tông này, các vấn đề đáng kể có thể phát sinh.

Thực tế là công thức trường học không tính đến việc tiêu thụ không gian cho lưới gia cố . Và để thể tích của nó được giới hạn ở 1 mét khối. m., nó hiếm khi vượt quá con số này - bạn vẫn cần chuẩn bị nhiều nguyên liệu theo yêu cầu. Sau đó, bạn sẽ không phải trả quá nhiều cho những thứ không cần thiết, hoặc điên cuồng tìm kiếm nơi để mua các phụ kiện bị thiếu. Các tính toán được thực hiện hơi khác khi sử dụng móng dải, rỗng bên trong và do đó cần ít vữa hơn.

Các biến bắt buộc là:

• chiều rộng của nhân viên để đặt hố (điều chỉnh cho độ dày của các bức tường và ván khuôn được gắn kết);
• chiều dài của các khối tường chịu lực và các vách ngăn nằm giữa chúng;
• độ sâu mà đế được nhúng vào;
• một phân loài của chính cơ sở - bằng bê tông nguyên khối, từ các khối làm sẵn, từ đá đổ nát.

Trường hợp đơn giản nhất được tính bằng công thức cho thể tích của một ống song song trừ đi lượng khoảng trống bên trong. Nó thậm chí còn dễ dàng hơn để xác định các thông số cần thiết cho nền tảng của thiết kế trụ cột. Bạn chỉ cần tính toán các giá trị của hai song song, một trong số đó sẽ là điểm dưới cùng của trụ, và một - đáy của chính cấu trúc. Kết quả phải được nhân với số lượng các cột được đặt dưới vỉ nướng với khoảng cách 200 cm.

Nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho đế vít và bệ cọc, trong đó tổng thể tích của các cột và các bộ phận sàn đã sử dụng.

Khi sử dụng cọc khoan nhồi hoặc cọc vít do nhà máy sản xuất, chỉ các đoạn băng sẽ phải được tính toán. Kích thước cột được bỏ qua, ngoại trừ dự đoán kích thước đào đắp. Ngoài khối lượng của móng thì việc tính toán độ lún của nó cũng rất quan trọng.

Biểu diễn đồ họa của phương pháp xếp chồng từng lớp cho thấy rằng bạn cần chú ý:

• dấu của bề mặt của bức phù điêu tự nhiên;
• sự xâm nhập của đáy móng vào sâu;
• độ sâu của vị trí của nước ngầm;
• đường thấp nhất của tảng đá bị ép;
• lượng ứng suất thẳng đứng do khối lượng bản thân của đất tạo ra (tính bằng kPa);
• ứng suất bổ sung do các tác động bên ngoài (cũng được đo bằng kPa).

Trọng lượng riêng của đất giữa mực nước ngầm và đường của lớp nước bên dưới được tính toán với sự hiệu chỉnh về sự có mặt của chất lỏng. Ứng suất phát sinh trong bản thân lớp nước dưới trọng lực của đất được xác định bỏ qua tác dụng cân của nước. Mối nguy hiểm lớn trong quá trình vận hành nền móng được tạo ra bởi tải trọng có thể gây lật. Tính toán kích thước của chúng sẽ không hiệu quả nếu không xác định tổng khả năng chịu lực của đế.

Khi thu thập dữ liệu, có thể sử dụng những điều sau:

• báo cáo thử nghiệm động;
• báo cáo thử nghiệm tĩnh;
• dữ liệu dạng bảng, được tính toán lý thuyết cho một khu vực cụ thể.

Bạn nên đọc tất cả thông tin này cùng một lúc. Nếu bạn phát hiện ra bất kỳ sự mâu thuẫn, khác biệt nào, tốt hơn hết là bạn nên ngay lập tức tìm và hiểu rõ nguyên nhân của nó, hơn là tham gia vào việc xây dựng đầy rủi ro. Đối với các nhà xây dựng nghiệp dư và khách hàng, việc tính toán các thông số ảnh hưởng đến quá trình di chuyển là dễ dàng nhất được thực hiện theo các quy định của SP 22.13330.2011. Phiên bản trước của các quy tắc ra đời vào năm 1983, và theo lẽ tự nhiên, các trình biên dịch của chúng không thể phản ánh tất cả các cách tiếp cận và đổi mới công nghệ hiện đại.

Nên tính đến tất cả các công việc sẽ được thực hiện để giảm bớt sự biến dạng của nền và móng trong tương lai của các tòa nhà lân cận.

Có một tập hợp các tình huống mất khả năng phục hồi, được phát triển bởi các thế hệ nhà xây dựng và kiến trúc sư, cần được mô hình hóa. Trước hết, họ tính toán làm thế nào để lớp đất nền có thể di chuyển, kéo nền theo chúng.

Ngoài ra, các tính toán được thực hiện:

• cắt phẳng khi đế tiếp xúc với bề mặt;
• chuyển vị ngang của bản thân móng;
• chuyển vị thẳng đứng của bản thân móng.

Trong 63 năm nay, một cách tiếp cận thống nhất đã được áp dụng - cái gọi là kỹ thuật trạng thái giới hạn. Các quy tắc xây dựng yêu cầu hai trạng thái như vậy được tính toán: khả năng chịu lực và chống nứt. Nhóm đầu tiên không chỉ bao gồm sự phá hủy hoàn toàn, mà còn bao gồm, ví dụ, một khoản giảm xuống.

Thứ hai - tất cả các loại khúc cua và vết nứt một phần, độ lún hạn chế và các vi phạm khác làm phức tạp hoạt động, nhưng không loại trừ nó hoàn toàn. Đối với hạng mục đầu tiên, việc tính toán tường chắn và công việc nhằm đào sâu tầng hầm hiện có đang được tiến hành.

Nó cũng được sử dụng nếu có một hố khác gần đó, một độ dốc lớn trên bề mặt hoặc các công trình ngầm (bao gồm cả hầm mỏ, hầm mỏ). Phân biệt giữa tải ổn định hoặc tải tạm thời.

Các yếu tố ảnh hưởng lâu dài hoặc lâu dài là:

• trọng lượng của tất cả các bộ phận cấu thành của tòa nhà và các loại đất, nền được lấp đầy thêm;
• áp suất thủy tĩnh từ vùng nước sâu và bề mặt;
• ứng suất trước bằng bê tông cốt thép.

Tất cả các tác động khác chỉ có thể chạm đến nền tảng được tính đến trong thành phần của nhóm tạm thời. Một điểm rất quan trọng là tính toán chính xác cuộn có thể; Hàng chục, hàng trăm ngôi nhà bị sập sớm chỉ vì không chú ý đến anh ta. Nên tính toán cả cuộn dưới tác động nhất thời và dưới tải tác dụng vào tâm của đế.

Bạn có thể đánh giá khả năng chấp nhận của kết quả thu được bằng cách so sánh nó với hướng dẫn của SNiP hoặc với nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật. Trong hầu hết các trường hợp, giới hạn với hệ số 0, 004 là đủ, chỉ đối với các kết cấu quan trọng nhất, mức độ sai lệch cho phép nhỏ hơn.

Khi mức cuộn mặc định vượt quá định mức, vấn đề được giải quyết theo một trong bốn cách:

• sự thay đổi hoàn toàn của đất (thường sử dụng đệm rời làm bằng cát và đất);
• nén của mảng hiện có;
• tăng các đặc tính sức mạnh bằng cách cố định (giúp đối phó với các chất nền lỏng lẻo và chảy nước);
• sự hình thành các đống cát.

Quan trọng: bất kỳ cách tiếp cận nào bạn chọn, bạn sẽ phải tính toán lại tất cả các tham số. Nếu không, bạn có thể mắc một sai lầm khác và chỉ lãng phí tiền bạc, thời gian và vật liệu.

Việc lựa chọn một phương án cụ thể cho việc đắp nền nông, trước hết phải tính toán các thông số kinh tế và công nghệ của nền bê tông cốt thép. Sau đó, một tính toán tương tự được thực hiện cho giá đỡ cọc. So sánh kết quả thu được và kiểm tra lại một lần nữa, người ta có thể đưa ra kết luận cuối cùng về loại móng tối ưu.

Khi xác định số lượng vật liệu hình khối trên mỗi tấm đế, hãy đánh giá cẩn thận mức tiêu thụ ván cho ván khuôn, cũng như chiều dài và chiều rộng của các ô cốt thép và đường kính của chúng. Trong một số trường hợp, số lượng hàng cốt thép được đặt có thể khác nhau. Tiếp theo, tỷ lệ tối ưu của bê tông khô và vữa được phân tích. Chi phí cuối cùng của bất kỳ chất chảy tự do nào, bao gồm cả chất độn phụ trợ cho bê tông, được xác định theo khối lượng của chúng chứ không dựa trên thể tích của chúng.

Áp suất trung bình dưới đế của kết cấu móng được xác định có tính đến độ lệch tâm của kết quả của các lực khác nhau đối với trọng tâm của kết cấu. Ngoài việc tìm ra sức kháng thiết kế của đất, cần phải kiểm tra lớp bên dưới yếu trên toàn bộ diện tích và độ dày của nó để đục lỗ. Hầu như luôn luôn, độ dày tối đa của các lớp cơ bản trong các tính toán được lấy không quá 1 m. Khi móng dải được xây dựng, cốt thép được sử dụng không dày hơn 1-1,2 cm. được dẫn hướng bởi một vật liệu ràng buộc có độ dày 0,6 cm.

Lời khuyên

Điều rất quan trọng là không chỉ thực hiện tất cả các tính toán một cách hiệu quả mà còn phải hiểu rõ ràng nền móng đã hoàn thành là gì. Trong trường hợp xây dựng một kết cấu phụ trợ rất nhỏ, cần phải thực hiện các tính toán cho việc xây dựng một đường ống amiăng-xi măng. Giá đỡ bằng băng và cọc được chọn chủ yếu cho những ngôi nhà tạo ra tải trọng rất lớn.

Theo đó, nó được xác định:

• mặt cắt ngang của đế theo đường kính;
• đường kính cốt thép chịu lực;
• bước đặt mạng tinh thể gia cố.

Trên nền cát, lớp có độ sâu hơn 100 cm bên dưới tòa nhà, tốt nhất nên tạo nền nhẹ với độ sâu từ 40-100 cm. Cần tuân thủ cùng giá trị nếu có đá cuội hoặc hỗn hợp cát và đá bên dưới.

Quan trọng: những số liệu này chỉ mang tính chất biểu thị và chỉ đề cập đến các đế nhẹ của một phần nhỏ, thu được ở dạng băng có cốt thép yếu hoặc các cột trụ được bão hòa bằng đá vỡ. Các thông số gần đúng không bào chữa cho nhu cầu tính toán chi tiết và cẩn thận hơn các yêu cầu thực tế.

Trên các khu đất hoang, các ngôi nhà thường được xây dựng dọc theo một khối băng khổng lồ xuyên qua bằng cách gia cố các đường viền từ bên dưới và từ bên trên. Các mặt phải được phủ bằng cát đầm thủ công, lớp dày từ 0,3 m dọc theo toàn bộ chiều cao của băng. Khi đó tác dụng ép của ứng suất được giảm thiểu hoặc triệt tiêu hoàn toàn. Khi xây dựng diễn ra trên đất có nhiều mùn cát, cần phải phân tích tỷ lệ cát và đất sét, sau đó đưa ra quyết định cuối cùng. Khi tính toán một công trình xây dựng trên không gian than bùn, khối lượng hữu cơ thường được đưa ra một lớp nền chắc chắn bên dưới nó.

Khi nó rất khó khăn và công việc xây dựng băng hoặc cọc trở nên nặng nề và tốn kém không tương xứng, thì phải tính toán cọc. Chúng cũng nhất thiết phải được đưa đến một điểm dày đặc, nơi hỗ trợ ổn định được tạo ra. Tuyệt đối bất kỳ loại kem nền nào đều phải bắt đầu dưới vạch đóng băng. Nếu điều này không được thực hiện, sức mạnh của sự dịch chuyển và phá hủy băng giá sẽ nghiền nát bất kỳ cấu trúc vững chắc và mạnh mẽ nào. Nên bố trí các công trình kiểu đào đắp như đào theo chu vi rãnh rộng 0,3 m.

Thông tin chính xác về các đặc tính của đất để tính toán không thể có được chỉ đơn giản bằng cách đào vườn hoặc tập trung vào lời nói của những người hàng xóm, ngay cả khi họ là những người có lương tâm. Các chuyên gia khuyên nên khoan giếng thăm dò sâu 200 cm, trong một số trường hợp có thể sâu hơn nếu cần thiết vì lý do kỹ thuật.

Sẽ rất hữu ích nếu đặt hàng một phân tích hóa học và vật lý của khối lượng chiết xuất được, nếu không nó có thể gây ra những bất ngờ không mong muốn. Tốt nhất, bạn nên từ bỏ hoàn toàn thiết kế độc lập và chỉ kiểm tra các tính toán do tổ chức xây dựng cung cấp.