Армирование ленточного фундамента шириной 30 см: Как производится армирование ленточного фундамента своими руками

Содержание

Как производится армирование ленточного фундамента своими руками

Ленточный фундамент представляет собой сплошную бетонную опору, размещенную под всеми несущими стенами дома.

Конструкция подобных оснований достаточно проста.

Степень прочности, устойчивости к возникающим нагрузкам и несущая способность образуют оптимальное сочетание, позволяющее использовать ленточный тип фундамента в большинстве построек.

С некоторыми дополнениями этот вид способен служить на разных видах грунта и в относительно неблагоприятных геологических условиях.

Основным элементом конструкции является арматурный каркас, обеспечивающий прочность ленты и устойчивость к напряжениям.

Содержание статьи

Нужно ли армировать ленточный фундамент?

Бетон является специфическим материалом. Он способен без видимых последствий выдерживать значительное давление, но разнонаправленные, растягивающие нагрузки переносит с большим трудом.

Бетонный блок, являющийся монолитной отливкой без дополнительных усиливающих элементов, способен выдерживать только равномерную сдавливающую нагрузку.

Если усилие будет приложено в центральной части, а края блока окажутся зафиксированы, он переломится при относительно небольшой нагрузке. Использовать его в таком виде в качестве основания для строительного объекта невозможно.

Проблема решается с помощью армирующего каркаса, помещаемого внутрь блока перед отливкой.

Армирование ленточных оснований является необходимым и обязательным условием, предписываемым требованиями СНиП 52-01-2003. Регламентируются все рабочие моменты создания железобетонных конструкций — состав бетона, размеры и материал арматуры, тип конструкции каркаса, способ сборки и прочие вопросы.

Соблюдение норм СНиП обязательно для всех строителей, поскольку только таким образом можно обеспечить надежность постройки и безопасность людей.

Как работает арматура

Арматурные стержни способны переносить растягивающие нагрузки примерно в 10 раз больше, чем бетон. Будучи установленными внутрь отливки, они принимают на себя растягивающие нагрузки, не позволяя появиться трещинам, усиливая и укрепляя бетонную ленту.

Арматурный каркас представляет собой пространственную решетку, состоящую из несущих и вспомогательных стержней. Если сама лента в сечении представляет собой прямоугольник, то каркас в сечении образует подобную фигуру, но несколько уменьшенную.

Если на ленту воздействует изгибающая нагрузка, то начинают работать те стержни, которые расположены со стороны, противоположной точке приложения усилия. Они не позволяют ленте изменить форму, принимая на себя внешние воздействия.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Для особо ответственных конструкций используют напрягаемые стержни, которые перед заливкой бетона натягиваются, а после затвердения массива освобождаются. Такие основания способны работать в сложных условиях, но для частного домостроения не используются.

Основными элементами являются горизонтальные стержни — несущие, или рабочие. Вертикальные элементы служат для поддержки рабочей арматуры и в большинстве нужны лишь до момента заливки. После нее рабочие функции выполняют только угловые элементы, испытывающие дополнительные напряжения и эксплуатационные нагрузки.

Вспомогательная арматура делается из более тонких прутков и нужна для исключения смещения основных элементов при заливке и затвердении.

Как выбрать бетон

                   

Требования СНиП к бетону достаточно жесткие.

Регламентируются все рабочие параметры материала:

  • Степень прочности на сжатие и осевое растяжение.
  • Морозостойкость.
  • Водонепроницаемость.

Для жилых домов малоэтажной кирпичной или подобной застройки оптимальный вариант — М300. При использовании легких ячеистых или пористых материалов (пенобетон, керамзитобетон) допускается применение менее прочного и плотного бетона — марок М200 и даже М150.

Более прочные сорта используются для ответственных или многоэтажных объектов. Например, бетон М400 допускается применять для отливки фундамента по жилые здания высотой до 20 этажей.

Виды арматуры

Существует два вида арматуры:

  • Металлическая.
  • Композитная.

Первый вид — всем знакомые стальные горячекатаные прутки с насечкой, позволяющей получить надежное сцепление с бетоном. Существуют стержни разного диаметра, от 6 до 80 мм, предназначенные для эксплуатации в соответствующих условиях.

Для вспомогательной арматуры могут быть использованы как рифленые, так и гладкие стержни меньшего диаметра.

Композитная — это целая группа, которая изготавливается из углепластика, базальтопластика и стеклопластика. Последний является наиболее распространенным и доступным вариантом. Он выгоднее металлического аналога с точки зрения стоимости, не поддается коррозии, не реагирует на электрохимические воздействия.

Однако, неспособность сгибаться усложняет сборку каркасов на изгибах или примыканиях, что уменьшает надежность этих узлов и повышает трудоемкость сборки. Диаметры стержней находятся в диапазоне от 3,5 до 48 мм.

ВАЖНО!

Свойства композитной арматуры более удачны, чем у металлических стержней, но отсутствие длительного опыта пользования заставляет строителей с осторожностью относиться к выбору этого материала.

Как правильно выбрать диаметр арматуры

Существует достаточно точный способ определения сечения арматуры. Вычисляется площадь сечения ленты (произведение ширины на высоту), результат умножается на 0,001. Полученное значение является суммарной площадью сечения арматурного каркаса.

Остается по таблицам подобрать нужный диаметр прутков с учетом конструкции решеток.

Согласно требованиям СНиП, расстояние между крайними горизонтальными прутками не должно быть более 40 см. Поэтому для ленты шириной в 30, 40 или 50 см горизонтальные решетки будут состоять из двух стержней.

Обычно строители не производят сложных расчетов, используя для данных размеров соответственно 10, 12 и 14-мм стержни. ленты 30-50 см является наиболее распространенным вариантом, поэтому поведение материала изучено достаточно хорошо, и такой выбор имеет немалый запас прочности.

Выбор поперечной (вспомогательной) арматуры производится по принципу достаточности — диаметр тонких стержней не должен быть менее половины диаметра рабочей арматуры.

Обычно руководствуются этим требованием.

Основные способы армирования

Существуют следующие способы:

  • Стержневое армирование при помощи арматурных прутков из металла или композитных материалов.
  • Дисперсное — усиление стяжек с помощью волокнистых материалов или металлической стружки.
  • Слоевое армирование представляет собой послойное нанесение раствора с промежуточной установкой армирующих сеток.

Для усиления ленточного фундамента возможно применение только стержневого способа. Используются два варианта — с двумя и с тремя рабочими стержнями в горизонтальных решетках. Выбор нужного варианта обусловлен шириной ленты.

Поскольку требованиями СНиП расстояние между крайними стержнями в решетке ограничено до 40 см, использование трех стержней требуется для основания шире 50 см. При этом, можно применить три и даже более стержней и на узкой ленте.

Нормы СНиП ограничивают минимальное расстояние между соседними прутками в два диаметра, что позволяет собрать достаточно плотную решетку.

Однако, такого никогда не делается, поскольку это нецелесообразно и создает непроизводительный расход арматуры.

Расчет количества арматуры

горизонтальной арматуры производится путем вычисления общей длины ленты (сумма всех участков) и умножения ее на количество горизонтальных стержней (от 4 до 6 и более). Для определения количества вспомогательных прутков надо вычислить длину (периметр) одного хомута и умножить его на общее количество.

Расстояние между двумя соседними хомутами (шаг), согласно СНиП, не должно превышать ширины каркаса, т.е. расстояния между горизонтальными крайними прутками. Общую длину ленты надо разделить на это расстояние, в результате получается количество хомутов.

Приобретая материал, рекомендуется увеличивать нужное количество на 10 %, чтобы иметь некоторый запас на случай ошибки.

Основные правила армировки

С точки зрения прочности, оптимальным способом было бы внешнее расположение арматурного каркаса.

Но на практике это невозможно по ряду причин, основными из которых являются:

  • Склонность металла к коррозии.
  • Невозможность установки каркаса на длинные или погруженные в грунт блоки.
  • Поверхность должна быть ровной и готовой к присоединению других элементов постройки.

По этим и другим причинам используется внутреннее армирование, которое защищает металл от коррозии и решает ряд других вопросов. Недостатком является необходимость выполнять множество действий, нужных только для фиксации арматуры в неподвижном состоянии до момента застывания раствора.

Это означает излишний расход материала, нерациональные трудовые вложения, расход времени. Но других вариантов армирования нет, используемая методика проверена многими десятилетиями и показала свою надежность и эффективность.

Как правильно уложить арматуру

Сборка прямых участков каркаса производится в непосредственной близости от траншеи.

Это важно, так как вес сооружения достаточно велик, а перемещать его чаще всего приходится вручную. Сборка производится одним из способов (сварка или вязка), из которых предпочтение отдается вязке.

Причинами этот является простота, отсутствие необходимости в подключении к сети электроснабжения и наличия сварочного аппарата.

Есть и еще одна причина — сварной шов на арматуре ломкий и не всегда выдерживает нагрузки при перемещении или заливке, а проволочное соединение имеет некоторую степень свободы и обладает за счет этого определенной эластичностью.

Собранные прямые части каркаса укладываются в подготовленную траншею, обвязываются углы, после чего каркас готов к заливке бетона.

Шаг армирования

Шаг армирования — это расстояние между соседними хомутами или вертикальными вспомогательными стержнями. Он равен расстоянию между крайними горизонтальными прутками, хотя на практике его нередко увеличивают из экономии.

Это опасное решение, так как сборка производится вне траншеи, отдельные части придется поднимать и укладывать в траншею, что для незаконченной конструкции является тяжелым испытанием.

Если по каким-либо причинам каркас собирают прямо в траншее, то шаг можно несколько увеличить, но слишком ослаблять каркас не следует.

Вязка арматурной сетки

Для вязки используется мягкая отожженная стальная проволока толщиной 1-2 мм. Она нарезается на заготовки длиной 25-30 см.

Процесс :

  • Отрезок проволоки сгибается пополам. Получившаяся полупетля заводится под перекрестный стык стержней в диагональном направлении.
  • Концы полупетли поднимаются вверх, чтобы проволока обхватила соединяемый узел.
  • Вязальный крючок острием заводится в петлю, опираясь при этом на другой конец проволоки. Вращательными движениями концы закручиваются, плотно стягивая соединяемые стержни.
  • Для вязки продольных соединений используется тот же метод. Отличие лишь в положении проволоки — она обхватывает оба соединяемых стержня в поперечном, а не в диагональном направлении.

Вязальный крючок можно приобрести в магазине, но проще изготовить его самостоятельно.

Надо взять кусок стальной проволоки толщиной 405 мм, несколько заострить и загнуть один конец примерно на 1,5-2 см.

Для удобства работы крючок можно слегка выгнуть в средней части. Приемы работы с ним просты, но требуют некоторого навыка, который появляется очень быстро.

Схема монтажа

Усиление ленточного фундамента производится, как правило, с помощью металлического арматурного каркаса, собранного сварным способом или связанного специальной мягкой стальной проволокой.

Рабочие стержни устанавливаются в горизонтальном положении таким образом, что в сечении образуют прямоугольник со сторонами, на 10 см меньшими, чем ширина и высота бетонной ленты.

Такое соотношение обеспечивает глубину погружения прутков в бетон, при которой несущая способность достаточно высока, но материал надежно защищен от коррозии. Вертикальная арматура служит для фиксации несущих стержней в нужном положении во время и затвердения бетона.

Оба этих процесса вызывают значительные нагрузки, поэтому от прочности соединения зависит качество армирования.

Фото чертежа:

Армирование углов

Угловые элементы ленточного фундамента, к которым относятся и Т-образные примыкания, армируются путем установки изогнутых анкеров — отдельных стержней, согнутых под нужным углом. Нередко изгибаются рабочие стержни, если их длина позволяет это сделать (например, на углах коротких стенок или примыканий).

Углы фундамента испытывают повышенные напряжения, поэтому наличие дополнительной анкеровки необходимо для увеличения прочности соединения каркаса и повышения несущей способности данного участка ленты.

Основными ошибками, часто встречающимися при армировании углов, являются:

  • Использование только внешнего контура, с недостаточной анкеровкой внутренней части угла.
  • Отсутствие соединения между внешними и внутренними стержнями.
  • Отсутствие механической связи между подошвой и каркасом.
  • Неправильное размещение точек соединения стержней.

Использование анкеров и грамотное соединение с основными элементами армпояса позволяет избежать ошибок и усилить ответственные участки каркаса.

Армирование подошвы

Подошва фундамента является участком, испытывающим максимальные нагрузки пучения или боковое давление от почвенных вод. Существуют различные способы усиления подошвы, которые обеспечивают качественное соединение с бетонной подготовительной частью, но они применяются для строительства промышленных ответственных сооружений.

Для армирования подошвы фундамента малоэтажного жилого дома принято использовать армировочные сетки, увеличивающие прочность и неподвижность нижней части ленты. Сетка механически соединяется с основным каркасом, это особенно важно, если имеет большую ширину, чем сама лента.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Используются готовые или сварные сетки с поперечным расположением стержней. Для участков, расположенных на сложных грунтах, рекомендуется использовать сварные конструкции из рабочих стержней, способные выдерживать нагрузки во всех направлениях.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете, как производится армирование ленточного фундамента:

Заключение

Армирование ленточного фундамента — основная операция, без которой все остальные работы становятся нецелесообразными. Сезонные подвижки почвы, изменение уровня грунтовых вод, тектонические воздействия и прочие факторы влияния требуют от основания прочности и способности сопротивляться возникающим нагрузкам.

Эти качества способен обеспечить только грамотно и тщательно сформированный армпояс, образующий внутренний скелет бетонной ленты и компенсирующий все осевые растягивающие нагрузки.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Как производится армирование ленточного фундамента своими руками

О необходимости усиления

Насколько необходимо укреплять бетонный массив стальной проволокой? Ведь бетон обладает достаточно высокими прочностными характеристиками. Действительно, бетон имеет повышенную устойчивость к сжимающим нагрузкам, но требует усиления от губительного воздействия разрывных усилий.

Наибольшая вероятность растяжения – на поверхности основания, именно там следует расположить арматуру

Компенсировать эту особенность бетона позволяет укладка стальных стержней на двух уровнях основы. Такое решение повышает прочностные характеристики массива, позволяя сохранять целостность под воздействием изгибающих нагрузок, крутящих моментов и разрывных усилий.

Расчеты

Определение количества свай и их длины производится по данным расчетной документации. Для участков с достаточно устойчивым грунтом достаточно опор длиной 2500 мм. При возведении объекта на неровном рельефе высота опоры учитывает перепады высоты почвы. При строительстве на сильно подвижных грунтах высота опоры должна быть такой, чтобы она достигала твердых слоев грунта плюс 15-20 см.

Рассчитать количество столбов можно, сложив все нагрузки, приходящиеся на фундамент. Для этого следует вычислить нагрузку (вес) 1 м3 стенового материала и умножить этот показатель на количество кубов всего помещения. Этот коэффициент суммируют с весом пола, перекрытий, окон и дверей, кровли, а также внутреннего оснащения (мебели, отделочных материалов, техники, коммуникаций).

Далее коэффициент нагрузок умножается на коэффициент надежности (это постоянная величина по СНиПу). Полученное число следует разделить на значение несущей способности одной опоры.

Расстояние между столбами выдерживается в пределах 100-250 см. Чем более тяжелым является объект, тем меньшее расстояние сохраняется между опорами. Увеличивать шаг более чем на 250 см не рекомендовано, поскольку в таком случае снижается прочность готовой постройки.

Для деревянных построек рекомендуется ставить столбы с шагом 3 м, в сооружениях из пенно- и газобетона – 2 м. Для кирпичных домов этот показатель равен 1,5-1,7 м. Иначе говоря, фундамент под дом из пеноблоков размерами 9х8 м в среднем требует как минимум 16 столбов, а деревянный аналог такого же размера – 12-14 опор.

Преимущества и недостатки ленточного фундамента

Ленточный фундамент – идеальный вариант для строительства своими руками бани, гаража, летней кухни и других построек. Подойдет он и для возведения собственного загородного дома. Такое основание отличается простой конструкцией и понятной методикой изготовления. Среди его прочих преимуществ выделяют:

  1. Небольшая стоимость. Все материалы, используемые в строительстве, стоят относительно недорого. К тому же не понадобится привлечение сложной спецтехники.

  2. Высокая скорость возведения. Все работы можно провести за один день. Еще несколько недель понадобится для высыхания конструкции.

  3. Возможность самостоятельного строительства. Потребуются минимальные навыки и знание технологии.

  4. Долговечность. При условии грамотной организации тепло- и гидроизоляции конструкция прослужит несколько десятков лет.

  5. Универсальность. Такое основание подходит для грунта любого типа. Даже если на участке почва неоднородна по структуре, ленточный фундамент защитит строение от неравномерного проседания и появления трещин.

  6. Способность выдерживать большую нагрузку. На основании такого типа можно возводить многоэтажные строения.

  7. Возможность организации подвального помещения.

Недостатком оснований такого типа становится необходимость проведения точных предварительных расчетов. Ошибки проектирования в дальнейшем невозможно будет исправить.

К минусам относят и необходимость проведения всех работ за один день. Потребуется большое количество бетона. Замешивать его самостоятельно сложно. А потому при строительстве домов, скорее всего, придется покупать готовый раствор. Но при возведении гаража или бани удастся обойтись бытовой бетономешалкой.

Этапы работ по обустройству арматурного каркаса

Основание под фундамент выполняется из слоя песка не менее 10 см, песок накрывается слоем щебня фракции 2-5, затем песчано-щебёночное основание трамбуется, и только потом следует приступать к укладке и вязке арматурного каркаса.

  1. Арматурные пруты, обрезанные по длине фундаментной ленты одной стороны, раскладываются на расстоянии 20-30 см между собой по дну фундамента. По углам они прикручиваются мягкой вязальной проволокой к вертикальным стержням, а также между собой при образовании нахлёста.

  2. Для создания вертикальных угловых опор каркаса горизонтальные нижние пруты каркаса изгибаются под углом 90 градусов. Удлиняются соединением внахлёст и креплением проволокой.

  3. Для облегчения производства работ по армированию углов фундамента допускается устройство анкеров, работы аналогичны устройству ростверков или армопоясов. По всем углам фундамента в грунт вбиваются по 4 металлических прута, снизу покрытые битумной смолой для гидроизоляции. Они выполняют роль анкеров для крепления каркаса. В сечении вбитые штыри-анкера должны образовать квадрат со сторонами, параллельными фундаментной ленте.

Вбитые в землю анкера, на которые крепится каркас

  1. К анкерам прикручиваются или прихватываются для фиксации вертикальные арматурные прутья , равные высоте фундамента.Все вертикальные пруты связываются или привариваются между собой по периметру, образуя конструкцию столба.

  2. Для того, чтобы избежать соприкосновения металла и песчано-щебёночного основания, по всей длине прута под него с интервалом в 1 м подкладывают половинки кирпича.

  3. Нарезаются пруты для поперечной укладки арматуры. Их длина должна быть меньше ширины монолитной ленты на 10 см, то есть поперечины должны быть полностью укрыты заливаемым бетоном с расстоянием от наружной стенки фундамента 5 см.

  4. Шаг армирования фундамента поперечными стержнями 50 см по всей длине продольной арматуры.

  5. Все соединения арматуры скручиваются вязальной проволокой.

  6. В зависимости от длины стороны фундамента расстояние между вертикальными стержнями колеблется от 30 до 80 см.

  7. Продольных рядов может быть достаточно лишь двух:верхнего и нижнего.

  8. Каждый горизонтальный ряд параллелен нижнему и аналогичен ему.

Каркас вполне допустимо собрать вблизи от фундамента, а затем просто опустить его в траншею или опалубки.

Каркас не обязательно собирать внутри подготовленной для фундамента ямы – монтаж можно сделать и снаружи, а потом опустить всю конструкцию вниз

Конечно, такой способ возможен только при наличии ровного участка для сборки, иначе трудно добиться точного выполнения работы.

Что важно знать

Фундамент в процессе эксплуатации любого сооружения регулярно испытывается на прочность различными нагрузками – от веса дома до движения почвы. Поэтому неверно сделанный расчет и небрежное армирование ленточного фундамента может привести к разрушению постройки.

При приобретении арматуры для ленточного фундамента обратите внимание на маркировку:

  • индекс С обозначает свариваемый арматурный прокат;
  • индекс К – материал обладает устойчивостью к коррозийным трещинам, которые возникают под высоким давлением.

Если индексы отсутствуют – материал не подходит. Прагматичный расчет в целях экономии на арматуре влечет за собой армирование низкого качества, следовательно, закономерное возникновение трещин в зимний период. Опытные строители при работе следуют требованиям СНиП, где схема армирования ленточного фундамента (в том числе шаг между продольными прутьями и шаг поперечного армирования) представлена подробно.

Чтобы знать, как правильно армировать ленточный фундамент, необходимо вооружиться некоторыми теоретическими знаниями. При обустройстве каркаса ленточного фундамента используют арматуру, которая монтируется на этапе монтажа опалубки, а после заливается бетонной смесью (слоями), и в конце выполняются гидроизоляционные работы с помощью рубероида и мастики.

Перед работой производится расчет армирования, где будет учтена максимальная нагрузка на фундаментную основу. От того, насколько правильно произведен расчет, зависит устойчивость всего строительного объекта, поэтому желательно доверить расчет профессионалам в данной области, который осуществляется в соответствии с индивидуальными особенностями каждого строения.

Расчет включает такие факторы, как:

  • конфигурация сооружения;
  • тип почвы;
  • технология возведения стен;
  • количество этажей;
  • тип перекрытий и т.д.

Некоторые строительные компании делают расчет бесплатно при условии заказа и последующей оплаты работ по армированию у них.

Схема расчета арматуры для ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента своими руками требует не только правильный расчет, но и правильный выбор размеров прутьев. Рекомендуется выбирать прут из стали А-III с периодическим профилем и диаметром от 10 до 22 миллиметров. Допустимый размер дополнительных прутьев – от 4 до 10 мм. Они располагаются вертикально и поддерживают низ и верх в рядах армирующего материала, а также обеспечивают прочность. Шаг установки вертикальных прутов должен равняться 0,5 – 0,8 м.

Металлический каркас погружается в бетонную смесь на следующее расстояние:

  • верхний ярус – на 50-60 мм;
  • нижний – на 70 мм и более.

Расстояние между горизонтальными рядами – не менее 30 см. Если обустраивается каркас в углубленном фундаменте, нужно использовать по два-четыре прута в ряду.

Минимальный шаг между арматурными стержнями в свету принимается с учетом диаметра армирующего материала, местоположения арматуры, метода укладки и уплотнения бетонного состава. Шаг между стержнями должен быть не меньше диаметра материала, но не больше 25 см. Шаг при расположении стержней продольной рабочей арматуры устанавливается с учетом особенностей железобетонного элемента, при этом шаг не должен превышать 400 мм.

Технология армирования ленточного фундамента

Арматура является одной из наиболее распространенных материалов. При подготовке площадки для строительства необходимо расчистить место постройки и прорыть канаву вдоль периметра основы. Это возможно сделать руками или с помощью спецтехники. Для ровности стен используют опалубку. Арматурный каркас устанавливают тогда же, когда и опалубку. Затем наливают бетонные прослойки, а также делают гидроизоляцию при помощи битумных мастик и рубероида.

Армирование оснований можно выполнять собственноручно. Следует знать, что после завершения гидроизоляции основания в полости засыпается песок. Для территорий с холодным климатом предпочтительно дополнительно утеплить ленточный фундамент, и для этого можно использовать пенопласт. Если армировать правильно, данный фундамент будет долговечным.

Необходимо выделить несколько моментов армирования ленточного фундамента:

  1. Бывает ситуация, когда отсутствует строительный проект. В таком случае можно прибегнуть к личному опыту строителей.
  2. Арматурный каркас должен содержать два вертикальных ряда прутов, а количество продольных нужно высчитывать согласно глубине пролегающему фундаменту. Фундаменты бывают:
    • слабо заглубленные;
    • сильно заглубленные.

У них разная высота основания. Помимо этого, у сильно заглубленных фундаментов боковые стены и дно более развиты.

  1. Учитывая этот факт, в слабо заглубленных фундаментах разрешается армирование лишь дна, а в сильно заглубленных есть необходимость в укреплении и наружной части.

Чтобы усилить мелко заглубленный фундамент, можно крепить дополнительно сетку из проволоки 10 × 10 см.

При возведении основания необходимо провести финансовый расчет затрат и составить для себя определенную схему. Обычно основные траты приходятся на строительный материал и сами работы по строительству. Они включают в себя копку канавы, монтаж опалубки, подготовку бетонного раствора, обработку готового уже основания, засыпка песка в канаву, который исполнит роль подушки для дна.

Для строений с упрощенной формой предпочтительнее использовать армирование монолитного ленточного типа по форме каких-нибудь геометрических фигур: квадрата либо прямоугольника. Таким образом, основание станет крепким, а оси займут правильное положение. Для армирования ленточного монолитного типа основания необходимо придерживаться правильной толщины подушки в траншее. Гидроизоляцию следует выполнить качественно, потому что при засыпке в траншею песка, можно повредить гидроизоляцию пенопласта. Эти работы лучше поручить профессионалу.

Среди существующих типов оснований ленточный – один из наиболее популярных, в особенности для частных домостроений. Преимущество его заключается в небольших затратах на материалы. Необходимо правильно рассчитать затраты на сырье и на постройку.

Так как бетон малопластичен и плохо переносит растяжение, при воздействии на него холода либо при деформации он может давать трещины. Чтобы их избежать, необходимо правильно армировать основу.

Типичные ошибки

Все способы угловых и примыкающих соединений арматуры направлены на сохранение целостности арматурного каркаса, независимо от его конфигурации. Прочность ленточного фундамента зависит от правильной анкеровки концевых элементов продольной арматуры. К неправильному армированию углов ленточного фундамента приводят следующие схемы:

1. Армирование угловых зон ленточного фундамента арматурными перекрестиями с вязкой стержней продольной арматуры под прямыми углами.
2. Установка в угловых и примыкающих зонах гнутой продольной арматуры без анкеровки.

Эти ошибки являются самыми распространёнными и могут привести к разрушению фундамента в местах угловых соединений и примыканий.

Угловые и примыкающие соединения, выполненные методом вязки перекрестий стержней продольной арматуры

Типичной ошибкой армирования углов и примыканий являются соединения продольной арматуры методом вязки перекрестий. Такое арматурное соединение без надлежащей анкеровки стержней может привести к разрушению бетонного монолита из-за разнонаправленных нагрузок, возникающих по углам ленточного фундамента.

Рис. 9. Частая ошибка при армировании углов

Применение гнутой продольной арматуры для армирования угловых соединений и примыканий

1. Угловые соединения без связки внутренней и внешней продольной арматуры (1) не обеспечивают жесткой стержневой фиксации.
2. Разрушение фундамента может происходить не только из-за образования поперечных трещин, но и из-за отслаивания внутренних углов.

Рис. 10. Ещё один пример неправильного армирования углов

Обязательно прочитайте: Можно ли армировать ленточный фундамент стеклопластиковой арматурой, если собираетесь ее использовать.

Чтобы не допустить появление на углах и примыканиях ленточного фундамента образование трещин, отколов и расслоений, необходимо правильно связать концевые стержни продольной арматуры и выполнить их надёжную анкеровку. Правильное армирование углов ленточного фундамента – залог надёжности и долговечности здания.

Хорошая реклама

Порядок выполнения армирования ленточного фундамента

Существующая схема армирования ленточного основания для строительства дома подразумевает следование нескольким обязательным правилам:

  1. Применение при проведении армирования стержней класса от А400
  2. Минимизация использования сварки при соединении стержней, так как такая технология способствует ослаблению сечений
  3. На углах каркас можно только связывать, использование сварки на углах не рекомендуется
  4. Защитный выложенный слой использующегося в конкретной ситуации бетона должен быть не менее 4 сантиметров для защиты металлических элементов от негативного воздействия окружающей среды, коррозии
  5. Не рекомендуется использование гладкой арматуры
  6. Бетон при выкладке обязан не иметь возможности застревать между стержнями, что позволит исключить контроль за отказом, за слишком частым расположением металлических стержней

Создать арматурный каркас поможет подробная пошаговая инструкция с приведенными для наглядности фото и видео. Существенным преимуществом армированных ленточных фундаментов становится сочетание высокой надежности и доступной стоимости. Сталь и бетон являются высокопрочными материалами.

Это важно для создания основания для строительства на любых грунтах, кроме и так от природы стабильных и надежных скал. В иных ситуациях любой фундамент армирование избавит от разрушений, возникающих из-за напряжения

Как формируется

При проведении таких работ, как армирование ленточного фундамента, чертежи включают три группы стержней:

  • Применяемые для укладки вдоль ленты использующиеся рабочие стержни
  • Горизонтальные элементы, располагающиеся поперечно
  • Вертикальные варианты, поперечные

Задачей поперечной арматуры становится соединение всех рабочих элементов в стабильное в применении единое целое надежных инновационных рабочих прутов. Она часто называется хомутами.

Важной особенность проведения работ становится использование при такой деятельности, как армирование ленточного фундамента снип и других нормативных специализированных документов. При расчете используется СНиП 52-01-2203

В этом нормативном документе легко найти все необходимые расчеты для создания армирования ленточного фундамента небольшого по площади загородного дома.

Какие требования к бетону определяются нормативными документами?

Если выдерживать порядок создания армирования, важно соблюсти обязательные требования к использующемуся в конкретной работе бетону. Создавая ленточный фундамент своими руками на месте проведения будущего строительства, стоит учитывать, что в число главных характеристик прочности бетонных конструкций входит показатель сопротивляемости осевому сжатию, готовность противостоять растяжению и не реагировать на поперечный излом

Поправочные коэффициенты надежности могут варьироваться от 1 до 1,5

Создавая ленточный фундамент своими руками на месте проведения будущего строительства, стоит учитывать, что в число главных характеристик прочности бетонных конструкций входит показатель сопротивляемости осевому сжатию, готовность противостоять растяжению и не реагировать на поперечный излом. Поправочные коэффициенты надежности могут варьироваться от 1 до 1,5.

Требования, предъявляемые к арматуре

Эти показатели определяются нормативами и стандартами. Надежный фундамент армирование использует на основе стержней:

  • горячекатную арматуру периодического профиля,
  • механически упрочненную арматуру
  • термически обработанную арматуру

Именно ГОСТ позволяет рассчитывать показатели предельных погруженных состояний, которые в нем строго разведены по группам. Показатели определяются на основании прописанных в госстандартах требований, которые определяются на испытательных стендах. Любая нормативно-техническая документация, которая используется при определении надежности армирования, должна быть обязательно утверждена официальными контролирующими органами.

Какие основные правила важно учитывать при выполнении работ?

Как правило, армирование при проведении загородного и строительства осуществляется самостоятельно. В этом случае требования СНиП и ГОСТ не всегда выдерживаются столь внимательно.

По этой причине, рассматривая, как армировать ленточный фундамент своими руками, важно придерживаться некоторых обязательных правил:

  • При выполнении армирование ленточного фундамента будущего строения, включающего 1-2 этажа, используются прутья с показателем диаметра 10-24 мм.
  • Не рекомендуется использование сварных соединений
  • При создании ленточного фундамента своими реками потребуется обязательное создание опалубки

Порядок выполнения армирования ленточного фундамента

Существующая схема армирования ленточного основания для строительства дома подразумевает следование нескольким обязательным правилам:

  1. Применение при проведении армирования стержней класса от А400
  2. Минимизация использования сварки при соединении стержней, так как такая технология способствует ослаблению сечений
  3. На углах каркас можно только связывать, использование сварки на углах не рекомендуется
  4. Защитный выложенный слой использующегося в конкретной ситуации бетона должен быть не менее 4 сантиметров для защиты металлических элементов от негативного воздействия окружающей среды, коррозии
  5. Не рекомендуется использование гладкой арматуры
  6. Бетон при выкладке обязан не иметь возможности застревать между стержнями, что позволит исключить контроль за отказом, за слишком частым расположением металлических стержней

Создать арматурный каркас поможет подробная пошаговая инструкция с приведенными для наглядности фото и видео. Существенным преимуществом армированных ленточных фундаментов становится сочетание высокой надежности и доступной стоимости. Сталь и бетон являются высокопрочными материалами.

Это важно для создания основания для строительства на любых грунтах, кроме и так от природы стабильных и надежных скал. В иных ситуациях любой фундамент армирование избавит от разрушений, возникающих из-за напряжения

Как формируется

При проведении таких работ, как армирование ленточного фундамента, чертежи включают три группы стержней:

  • Применяемые для укладки вдоль ленты использующиеся рабочие стержни
  • Горизонтальные элементы, располагающиеся поперечно
  • Вертикальные варианты, поперечные

Задачей поперечной арматуры становится соединение всех рабочих элементов в стабильное в применении единое целое надежных инновационных рабочих прутов. Она часто называется хомутами.

Важной особенность проведения работ становится использование при такой деятельности, как армирование ленточного фундамента снип и других нормативных специализированных документов. При расчете используется СНиП 52-01-2203

В этом нормативном документе легко найти все необходимые расчеты для создания армирования ленточного фундамента небольшого по площади загородного дома.

Какие требования к бетону определяются нормативными документами?

Если выдерживать порядок создания армирования, важно соблюсти обязательные требования к использующемуся в конкретной работе бетону. Создавая ленточный фундамент своими руками на месте проведения будущего строительства, стоит учитывать, что в число главных характеристик прочности бетонных конструкций входит показатель сопротивляемости осевому сжатию, готовность противостоять растяжению и не реагировать на поперечный излом

Поправочные коэффициенты надежности могут варьироваться от 1 до 1,5

Создавая ленточный фундамент своими руками на месте проведения будущего строительства, стоит учитывать, что в число главных характеристик прочности бетонных конструкций входит показатель сопротивляемости осевому сжатию, готовность противостоять растяжению и не реагировать на поперечный излом. Поправочные коэффициенты надежности могут варьироваться от 1 до 1,5.

Требования, предъявляемые к арматуре

Эти показатели определяются нормативами и стандартами. Надежный фундамент армирование использует на основе стержней:

  • горячекатную арматуру периодического профиля,
  • механически упрочненную арматуру
  • термически обработанную арматуру

Именно ГОСТ позволяет рассчитывать показатели предельных погруженных состояний, которые в нем строго разведены по группам. Показатели определяются на основании прописанных в госстандартах требований, которые определяются на испытательных стендах. Любая нормативно-техническая документация, которая используется при определении надежности армирования, должна быть обязательно утверждена официальными контролирующими органами.

Какие основные правила важно учитывать при выполнении работ?

Как правило, армирование при проведении загородного и строительства осуществляется самостоятельно. В этом случае требования СНиП и ГОСТ не всегда выдерживаются столь внимательно.

По этой причине, рассматривая, как армировать ленточный фундамент своими руками, важно придерживаться некоторых обязательных правил:

  • При выполнении армирование ленточного фундамента будущего строения, включающего 1-2 этажа, используются прутья с показателем диаметра 10-24 мм.
  • Не рекомендуется использование сварных соединений
  • При создании ленточного фундамента своими реками потребуется обязательное создание опалубки

Монолитный ленточный фундамент, изготовление арматурного каркаса

В этой статье, уважаемые читатели блога «Как построить дом» , мы продолжим тему «Ленточный фундамент для дома из газосиликатных блоков. Армирование ленточного фундамента Изготовление своими руками » . Впрочем, монолитный железобетонный ленточный фундамент может быть изготовлен и для дома из других материалов.

Мы расскажем, как правильно разметить участок под траншею, как правильно выполнить армирование ленточного фундамента (в т.ч. — как правильно вязать арматуру для фундамента): своими руками изготовить арматурный каркас (арматуру) для монолитного ленточного фундамента,  правильно его укрепить в траншее, чтобы при заливке каркас не сместился в сторону.

Для тех, кто предпочитает тексту аудиозапись, мы предлагаем прослушать в формате mp3  аудио, посвященное этой теме. И все же, после прослушивания аудио, мы предлагаем вам дочитать статью до конца — вы найдете еще много полезного и интересного из того, что не вошло в запись.

Ленточный монолитный фундамент-подготовка траншеи, изготовление арматурного каркаса, закрепление его в траншее и заливка фундамента.mp3


 Разметка для траншеи под  ленточный фундамент

Все начинается с разметки. Перед началом работ по изготовлению ленточного фундамента необходимо на участке сделать разметку для траншеи. Разметку удобно делать с помощью колышков, забитых в землю, и натянутого шнура. В качестве колышков удобнее всего использовать обрезки арматуры (8-10мм), забитыми в землю на глубину около 15 см.  Разметку делаем строго в соответствии с планом будущего дома.

Затем при помощи длинной рулетки (можно использовать нетянущуюся нить) очень тщательно вымеряем длины сторон и, что очень важно!, диагонали. Длины противоположных сторон и диагоналей должны соответственно совпадать. Если длины сторон или диагоналей не совпадают, значит не все углы равны 90 град. В этом случае необходимо повторить разметку заново.

Если же размеры соответственно совпадают, то это означает, что разметка траншеи выполнена верно, каждый угол по 90 град и можно приступать к рытью траншеи. Перед рытьем траншеи необходимо еще с помощью колышков и нити разметить ширину будущей траншеи.

Траншея под монолитный ленточный фундамент без опалубки

Напомним, что в нашем доме не предусмотрено подвальное помещение (цокольный этаж). Подвал значительно увеличивает стоимость строительства, поэтому в целях экономии мы отказались от подвала. Кроме того, бетон для фундамента мы будем заливать в траншею без опалубки.

Исходя из этого, для нашего дома ширина траншеи под фундамент составила — 50 см., а глубина — 110см. Конечно, траншею под фундамент можно рыть и с помощью экскаватора — это будет быстрее. Но рытье траншеи вручную имеет ряд преимуществ:

  • меньше объем вынутой земли;
  • стены траншеи более ровные;
  • объем бетона при заливке фундамента — оптимальный, нет перерасхода бетона, следовательно, нет перерасхода денег.

Для рытья траншеи мы привлекали подсобных рабочих: двое ребят вырыли траншею за 5 дней.

На высоте 30 см от дна, стену траншеи необходимо сформировать в виде расширяющего к дну траншеи конуса. При заливке бетоном образуется так называемая «пятка» фундамента. Иначе говоря, фундамент в нижней части будет иметь расширение, т. е. увеличится площадь подошвы (опоры) фундамента.

Дно траншеи необходимо заполнить слоем песка 10 см. Песок можно утрамбовать, но лучше всего обильно пролить водой. Проливка песка водой дает максимальную усадку песка.

Армирование ленточного фундамента  Изготовление арматурного каркаса для монолитного ленточного фундамента

Траншея готова, пора приступать к изготовления арматурного каркаса. Как же правильно армировать ленточный фундамент? Армированию подлежит любой фундамент, независимо от типа грунта. О типах арматуры, применямой в загородном строительстве, и о способах соединения арматурных стержней мы подробно рассказали в статье  »Арматура для строительства, вязка и сварка арматуры и иные соединения стержней» . Для каркаса мы использовали 12мм и 8 мм арматуру. Для начала берем 8 мм арматуру и делаем из нее «кольца».

Изготовление прямоугольных колец для пространственного арматурного каркаса

Техника изготовления «колец» для арматурного каркаса такая же, как и для изготовления арматурного каркаса и «колец» для армопояса (армированного пояса) по окончании кладки стен первого этажа.

Как это делается? В этой статье мы кратко повторим описание технологии изготовления прямоугольных колец для пространственного арматурного каркаса. Более подробно и с большим количеством качественных фото вы можете ознакомиться в статье «Арматурные каркасы:виды каркасов, изготовление арматурных каркасов. Монтажные кольца» .

Сначала берем швеллер, крепим его к чему-нибудь устойчивому. Затем болгаркой выпиливаем на двух ребрах швеллера канавки. Арматура вставляется в канавки, на арматуру надевается труба несколько большего диаметра (получается что-то вроде «рычага»). С помощью этих несложных устройств арматуру очень легко гнуть в прямоугольное «кольцо». «Кольца» получаются одинаковыми по размеру — это очень важно!

Глубина вырытой траншеи для нашего монолитного ленточного фундамента, а точнее — высота будущего фундамента составляет 1м (первоначальная глубина траншеи — 1,1м, затем на дно насыпали песок толщиной 0,1 м (10 см), в результате получилась глубина — 1м), ширина — 50 см. Для фундамента с такими размерами размер «колец» для арматурного каркаса должен быть: 0,7 м по высоте и 0,3 м. по ширине.

Для «колец» мы предварительно заготовили арматурные стержни толщиной 8 мм и длиной по 2,30 м. Затем на стержне ставим метки: первая метка на расстоянии 30 см от начала стержня, затем — 70 см, затем — 30 и 70 см. До конца стержня у вас должно остаться еще 30 см. Затем арматуру вставляем в пропиленные канавки на швеллере и по меткам начинаем гнуть арматуру при помощи трубы — рычага. Получаем прямоугольное «кольцо».

Инструмент для вязки арматуры

Далее вязальной проволокой  мы связываем полученные «кольца». Как это делать? Вязать арматуру вязальной проволокой можно при помощи клещей для вязки или при помощи крючка для вязки арматуры. Можно использовать и шуруповерт на малой скорости. Мы использовали крючок. Вязальный крючок можно приобрести в торговых точках, а можно и изготовить из обрезка электрода (для удобства в качестве ручки можно использовать обрезок резинового шланга)  или сломанного мастерка с изогнутым и заточенным концом.

Для вязки арматуры используют специальную вязальную проволоку. Для арматуры 10-14 мм используется проволока 1,2 — 1.,4. Более тонкую проволоку необходимо будет складывать в несколько раз, более толстая проволока также не годится: она неудобна в работе, т.к. будет плохо гнуться. Проволока должна быть мягкой на изгиб — для этого годится проволока из отожженной низкоуглеродистой стали. Если она плохо гнется — ее нужно подержать в огне на костре не менее 30 минут, затем проволока должна остыть на воздухе.

Готовые «кольца» связываем проволокой для вязания (см. рис.1). Кольца готовы, приступаем к дальнейшему изготовлению арматурного каркаса.

Армирование ленточного фундамента  Продолжаем вязать арматурный каркас для монолитного железобетонного ленточного фундамента

Теперь нам нужно подготовить арматурные прутья для каркаса из 12мм арматуры. Длина арматурных прутьев должна быть равна длине стороны дома. Если длина приобретенных арматурных прутьев больше — необходимо отрезать лишнюю длину, если меньше — длину нужно увеличить, связав вязальной проволокой два или несколько прутов.  В этом случае «нахлест» прутьев при связывании должен быть не менее 1 метра. Можно немного и меньше, но так мы не рекомендуем.

Теперь пора приступать непосредственно к сборке арматурного каркаса. Длинные прутья из 12мм арматуры нужно продеть внутрь подготовленных «колец», привязав их вязальной проволокой к «кольцам». Каркас должен в готовом виде состоять из 4 арматур, привязанным по углам «кольца» и одного арматурного стержня, расположенного в верхней части арматурного «кольца». Пятую арматуру не обязательно продевать внутрь арматурного кольца, можно привязать сверху.

Продеваем 4 хлыста 12мм арматуры сквозь кольцо. Отступаем 1 м от конца 12мм хлыста и привязываем хлыст к одному из углов. И так все четыре  хлыста. Следующее кольцо должно находиться через 90 см от первого (см. рис.3). И так до конца хлыста — кольца крепятся через каждые 90 см.

У вас должно получиться 4 каркаса: 2 длинных каркаса, равных  длине дома и 2 более коротких каркаса, равных ширине дома. Если фундамент более сложной конструкции, то каркасы вяжутся в соответствии с планом дома.

Четыре полученных каркаса опускаем в траншею. Теперь нужно эти каркасы связать между собой. Постарайтесь хотя бы внутренние углы готовых каркасов связать между собой вязальной проволокой. Внешние углы каркасов крепятся с помощью дополнительной арматуры — уголков. Для этого нарезаем 2-метровые отрезки 12мм арматуры и гнем их под углом в 90 градусов со стороной 1 м. (тем же способом, что и при изготовлении «колец» для каркаса). С помощью этих уголков и вязальной проволоки скрепляем внешние углы арматурных каркасов: верхний и нижний. Таким образом скрепляем (вяжем) весь каркас.

Армирование ленточного фундамента Установка арматурного каркаса в траншею 

Каркас полностью готов и находится в траншее. Как же правильно должен размещаться каркас из арматуры в траншее, чтобы впоследствии готовый фундамент полностью соответствовал своему назначению? Для этого необходимо выполнить ряд требований:

  • каркас не должен лежать на дне траншеи. Для этого под арматурный каркас необходимо подложить кирпичи (камни). Каркас должен быть приподнят над дном траншеи минимум на 10 см, т.е. нижняя часть каркаса должна быть «утоплена» в готовом фундаменте минимум на 10 см. Для этого удобно использовать обломки кирпичей;
  • каркас необходимо уложить по уровню — обязательное условие!! Из-за неровностей грунта высота готового фундамента может разниться, но каркас в любом случае должен быть установлен по уровню;
  • каркас нужно закрепить в траншее относительно боковых стенок траншеи. В противном случае, когда будем лить бетон, каркас может сбиться, прижаться к стенкам траншеи, наклониться — качество фундамента при этом резко упадет. Чтобы это не произошло — каркас закрепляем при помощи штырей длиной около 30 см. Штыри забиваем через каждые 2 метра в стенки траншеи и привязываем к каркасу. И так по всему периметру траншеи.

Теперь арматурный каркас закреплен: нижняя часть каркаса находится над землей на расстоянии 10 см, боковые стенки каркаса находятся на расстоянии от стен траншеи 10 см каждая, от верхней части  каркаса до уровня земли — 20 см. Получается, что после заливки бетона арматура будет «утоплена» в фундаменте снизу — 10 см, с боковых сторон — 10  см, сверху — 20 см. Это мы и хотели получить, когда выполняли армирование ленточного фундамента: изготавливали арматурный каркас для нашего монолитного железобетонного фундамента.

ВАЖНО! Для более «тяжелых» домов, например в 2 полноценных этажа, фундамент необходимо сделать глубже. Например, при строительстве одного из предыдущих домов, мы траншею для фундамента выкапывали на глубину 1,30 м. Затем дно засыпали песком толщиной 0,1м.

Глубина готового фундамента составляла 1,2 м. Для такого фундамента мы изготавливали арматурный каркас следующей конфигурации: 2 нити арматуры снизу, 2 нити арматуры сверху каркаса и 2 нити арматуры между ними (по центру арматурных рамок). Рамки для каркаса тоже должны быть иного, чем мы рассказывали выше, размера.

Как выглядит такой каркас, как он установлен и закреплен в траншее, вы можете рассмотреть на приведенных ниже фото, кликнув по ним мышкой.

Таким образом, конфигурация арматурного каркаса может быть разной, но основные принципы его изготовления, установки и крепления в траншее  (без опалубки) сохраняются.

Заливка фундамента 

ВАЖНО! Прежде, чем заливать фундамент, проверьте — не забыли ли вы оставить в будущем фундаменте «место» для прокладки в дальнейшем канализации — выпуск канализации из дома? Для чего это нужно и как это сделать с минимальными затратами мы подробно рассказали в статье «Внешняя канализация для нашего дома — трубопровод, уклон трубы, двухкамерный септик» .

Теперь у вас все готово к заливке фундамента. Для гидроизоляции фундамента можно между стенами траншеи и заливаемым бетоном проложить рубероид. Но мы этого не делали. Решайте сами, нужно ли это вам.

Мы заказывали бетон марки М200. Можно самостоятельно готовить бетон — это несколько удешевит строительство, но когда важно время и качество бетона — лучше заказать. Предварительно необходимо рассчитать, сколько бетона понадобится для заливки фундамента.

Итак, считаем: сколько кубов бетона необходимо на фундамент:

  1. исходные данные: глубина траншеи — 1м, ширина траншеи — 0,5 м. Длину траншеи берем с плана дома или измеряем по факту — 69,6м.;
  2. перемножаем исходные данные и получаем необходимый объем бетона:       0,5 м Х 1 м Х 69,9 м = 34,8 куб.м;
  3. таким образом, для нашего дома нам необходимо 35 кубов бетона для заливки фундамента.

Как мы уже рассказывали, бетон мы сами не готовили, а заказали. Поэтому залить бетон за один раз для нас не составило труда. Если вы не можете залить фундамент за один раз, без перерыва, необходимо свежий бетон «отсекать» от ранее залитого. Отсечка обязательно !! должна быть вертикальной. Для этого траншею необходимо временно перекрыть ТОЛЬКО вертикально, например, досками или изготовить опалубку.

Затем, при дальнейшей заливке, временную отсечку нужно удалить, место стыка свежего бетона  и бетона, уложенного ранее (рабочий шов), обильно смочить водой, желательно под давлением (это позволит удалить цементную пленку на рабочем шве)  для лучшей сцепки бетона и продолжить заливку фундамента.

Как правильно залить фундамент для дома, соблюдая технологию (в соответствии с нормативными документами) вы можете прочитать  в статье, посвященной теме «Как правильно залить фундамент» .

Вот и все — ваш фундамент готов. Следующее, что вам нужно сделать — выложить цоколь. Но об этом уже в следующей статье.

Это точно Вас заинтересует:

Армирование ленточного фундамента: схема углов, арматура

Ленточный фундамент наиболее распространен при строительстве частных, малоэтажных домов. Прост в исполнении, не требуется привлечение спецтехники, сложного оборудования. Все работы можно провести самостоятельно. Самое главное и сложное: правильно выполнить армирование ленточного фундамента шириной 40 см. Что это, как влияет на срок эксплуатации здания, рассмотрим ниже более подробно.

Ленточный фундамент — основа здания. От его прочности зависит срок эксплуатации, необходимость в ремонте или дополнительном укреплении. Чтобы через год-два-пять не обнаружить перекосы в стенах, не смотреть, как «растут» трещины под окнами, не следует пренебрегать армированием. Как это сделать правильно, какие требования нужно соблюсти, расскажет эта статья.

Чем выполняется армирование

Прежде чем приступать к строительству, необходимо ознакомиться с требованиями СНиП 2.03.01-84. В нем содержится прямое указание на то, что ленточный фундамент под жилой дом не может быть без армирования. Ширина и высота основания и здания значения не имеют.

В основании выделяют две составляющие:

  • бетон. Устойчив к нагрузкам на сжатие. Но при повышении изгибающего или растягивающего момента происходит разрушение ленточного фундамента;
  • арматурный каркас. Снижает нагрузку, приходящуюся на бетонную массу под воздействием изгибающей или растягивающей силы. Состоит из продольных ярусов, связанных в единую конструкцию перемычками: поперечными и вертикальными.

Количество ярусов или поясов напрямую зависит от высоты ленточного фундамента:

  • для мелкозаглубленного высотой до 1-го метра достаточно 2-х;
  • если высота превышает 120 см, добавляется промежуточный пояс армирования.

Ширина основания при этом не учитывается. На нее можно не смотреть.

Для продольных поясов и перемычек оптимальный материал — рифленая арматура диаметром 12-16 мм. Гладкая, диаметром 8-10 мм, рекомендована только в качестве перемычек, если обустраивается ленточный фундамент

Для перевязки применяется специальная вязальная проволока диаметром 1-2 мм. Сварка не рекомендована: металл сильно нагревается, и в местах соединений появляются «слабые» места, за которыми нужно особенно тщательно смотреть в процессе заливки бетона. При повреждении армирование не будет выполнять своей функции. В то же время, перевязка проволокой — сложный и продолжительный процесс, требующий особых навыков. Сварка выполняется значительно быстрее.

Конфигурация армирующего каркаса

При расчете арматуры обязательно учитываются требования СНиП 2.03.01-84 «Пособие по проектированию фундаментов под здания и сооружения»:

  • элементы продольного каркаса ленточного основания располагаются на расстоянии 10 см и менее;
  • между ярусами каркаса — 50 см и менее;
  • поперечные вертикальные перемычки располагаются на расстоянии 30 см и менее;
  • от перемычек, контура каркаса до опалубки — не менее 5 см. В противном случае возможно разрушение бетонного пояса и выход арматуры на поверхность ленточного фундамента;
  • нижний пояс не должен лежать на земле. Если предварительно не выполнена подсыпка из песка и щебня, под ярус кладется одинарный кирпич или специальные пластиковые подставки, смотря по состоянию грунта, его однородности.

Дом из бруса

24.63%

Дом из кирпича

18.57%

Бревенчатый дом

14.55%

Дом из газобетонных блоков

16.26%

Дом по канадской технологии

11.51%

Дом из оцилиндрованного бревна

3.81%

Монолитный дом

4.08%

Дом из пеноблоков

3.29%

Дом из сип-панелей

3.32%

Проголосовало: 3285

Расчет арматуры для армирования ленточного фундамента шириной 40 см

Рассчитать нужные объемы лучше до начала работ, чтобы не останавливаться, не искать, где срочно докупить несколько прутков или моток проволоки. В приведенном расчете за основу взят условный ленточный фундамент с параметрами: высота 70 см, ширина 40 см. Периметр здания — 50 метров.

Для основания высотой 70 см достаточно двух армирующих поясов.

В каждом ярусе 3 прута. Для соединения используется арматура диаметром 12 мм, шаг — 30 см.

Расчеты количества:

  1. на прокладку 3-х прутьев в 2 яруса потребуется 300 метров;
  2. на весь дом запланировано 167 перемычек, размещаемых с шагом 30 см;
  3. для вертикальной перемычки длина равна 60 см, для поперечной — 30 см. На каждый стык требуется 2 вертикальных и 2 горизонтальных перемычки.

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

Итого: на перемычки вертикального типа придется закупить 200,4 метра арматуры, на горизонтальные — 100,2 метра. Всего на здание необходимо не менее 600,6 метров арматурных прутов диаметром 12 мм. Это количество не окончательно. При оформлении заказа предусмотрите запас на случай брака и усиления углов. Учитывайте и такие параметры, как длина и ширина фасада, количество метров в одном пруте. Если есть возможность, приобретайте прутья с предварительной порезкой в нужный размер, чтобы сократить количество отходов.

Как выполняется армирование

Для прямых участков важно выбирать целые прутья. Чем меньше стыков и соединений, тем прочнее ленточный фундамент. При формировании углов не допускается перехлест элементов, расположенных перпендикулярно. Арматура должна быть согнута буквой «П» или «Г».

Сборку каркаса можно производить как непосредственно на месте, в котловане, так и за его пределами. Первое может быть не слишком удобно из-за небольшого пространства. Во втором случае важно точно соблюсти все размеры, чтобы впоследствии не заниматься переделками каркаса для ленточного фундамента.

Согнуть арматуру под нужными углами в домашних условиях сложно, но возможно. Для этого понадобится отрезок швеллера, в котором вырезаются отверстия болгаркой строго на одной линии. В канавки укладывается прут арматуры. На длинный конец надевается стальная труба, используемая как рычаг. Сгибание требует больших усилий, но позволяет обойтись без покупки листогиба. Перевязка прутьев выполняется проволокой.

Подготовленные для армирования прутья укладываются в траншею в соответствии с описанными выше требованиями после установки опалубки. Ярусы — строго горизонтальны к земле. На следующем этапе, когда установлены и перевязаны все пояса, можно переходить к заливке бетона. Важно следить за тем, чтобы арматура оставалась на своих местах и не сдвигалась. Для частного малоэтажного дома оптимальная марка бетона — М200. После выдержки в соответствии с нормами строительных регламентов ленточный фундамент наберет прочность и будет готов к дальнейшему использованию. Бетон на 28 дней следует закрыть непрозрачной пленкой, беречь от прямых солнечных лучей и периодически смачивать водой.

Чтобы избежать проблем, связанных с пучением грунта, до армирования в траншею на дно засыпаются слоями песка и щебня не менее 10 см. каждый. В противном случае ленточный фундамент не выдержит многочисленных циклов промерзания/оттаивания.

Видео о армировании ленточного фундамента

Вы можете задать свой вопрос нашему автору:

Армирование ленточного фундамента

Бетон – это основная составляющая ленточного фундамента. По своим свойствам он не имеет большую прочность и при малейшей сейсмической активности либо механическом воздействии даст трещину. Чтоб предотвратить разрушение самой главной части здания – фундамента, строители уже более двух веков используют технологию армирования бетона. Таким образом, с помощью арматурных прутьев создается основание с высокой прочностью и эластичностью. Довольно часто на фундамент воздействует неравномерная нагрузка, которая может объясняться разной структурой грунта либо существенным отличием массы определенных частей построенного здания. Под таким давлением верхняя часть фундамента сжимается, а нижняя растягивается. Армированный же слой противостоит этому растяжению, сохраняя прочность железобетонного изделия на протяжении 150 лет. Армирование ленточного фундамента производится в несколько этапов. Рассмотрим их более подробно.

Армирование фундамента арматурой

Для возведения ленточного фундамента используют арматурные прутья разных диаметров от 6-8 мм до 10-14 мм. Металлический каркас фундамента соединяется с помощью проволоки, данный процесс называется вязка арматуры. Чтоб правильно сделать расчет арматуры для фундамента необходимо учитывать следующие моменты:

  • Элементы каркаса, которые будут монтироваться горизонтально должны иметь максимальную прочность. Их диаметр выбирают с учетом качества грунта. Чем больше структура почвы отличатся по всему периметру, тем толще необходимо использовать металлические прутья. Чаще всего их диаметр колеблется в пределах 10-14 мм. Поверхность продольных прутьев должна иметь ребра для лучшей сцепки с бетоном. Для поперечных элементов можно использовать тоненькие и гладкие прутья (6-8мм). Они не подвергаются сильной нагрузке, при этом значительно меньше стоят.
  • Продольная арматура, которая укладывается по всему периметру фундамента, должна находиться на расстоянии 5 см от стен опалубки, дна траншеи, а так же от верхней части фундамента. Таким образом, бетон, покрывая все элементы каркаса, защитит их от коррозии.
  • Учитывая предыдущую рекомендацию, для ленты фундамента шириной 40 см необходимо использовать армированный каркас шириной 30 см. Высота его может колебаться в пределах 10-30 см (в зависимости от глубины траншеи, предполагаемой нагрузки и структуры почвы). Расстояние между поперечными элементами так же варьируется в пределах 10-30 см.

С глубиной траншеи не более 1,2 м используют три пары продольных прутьев. Соединяются они между собой двумя тонкими прутьями. Скрепление каркаса с помощью сварки не рекомендуется проводить, так как от воздействия высокой температуры металл теряет свою крепость. Для обвязки арматуры проволокой можно использовать специальный строительный крючок. Самым проблемным моментом при создании каркаса считаются углы. В предыдущей статье мы рассмотрели способы рытья котлованов.

Армирование углов

Углы ленточного фундамента подвергаются сильным нагрузкам.
При изготовлении каркаса в этих местах необходимо создать высокую прочность.
Обычное скрещение арматурных прутьев не создаст единой крепкой конструкции, что приведет к образованию трещин.
По правильной технологии армирования ленточного фундамента, прутья в угловых местах необходимо сгибать.

 

 

СНиП армирования фундаментов

Очень важно соблюдать все нюансы армирования ленточного фундамента. Это позволит построить долговечное здание с основанием, устойчивым к различным механическим нагрузкам, сейсмической активности и другим неблагоприятным факторам. Более детальную инструкцию армирования фундамента можно прочитать в специальном пособии к СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» и СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений». Конечно, там все описано техническим языком. Несмотря на это данная инструкция содержит всю необходимую информацию по строительству ленточного фундамента.

Видео об армировании ростверка

Рассчитать арматуру на ленточный фундамент

Ленточный фундамент имеет нестандартную геометрию: его длинна в десятки раз больше глубины и ширины. Из-за такой конструкции почти все нагрузки распределяются вдоль ленты. Самостоятельно бетонный камень не может компенсировать эти нагрузки: его прочности на изгиб недостаточно. Для придания конструкции повышенной прочности используют не просто бетон, а железобетон — это бетонный камень с расположенными внутри стальными элементами — стальной арматурой. Процесс закладки металла называется армированием ленточного фундамента. Своими руками его сделать несложно, расчет элементарный, схемы известны.

Количество, расположение, диаметры и сорт арматуры — все это должно быть прописано в проекте. Эти параметры зависят от многих факторов: как от геологической обстановки на участке, так и от массы возводимого здания. Если вы хотите иметь гарантированно прочный фундамент — требуется проект. С другой стороны, если вы строите небольшое здание, можно попробовать на основании общих рекомендаций все сделать своими руками, в том числе и спроектировать схему армирования.

Схема армирования

Расположение арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.

Армирование ленточного фундамента при высоте ленты не более 60-70 см

На ленточный фундамент действуют две основные силы: снизу при морозе давят силы пучения, сверху — нагрузка от дома. Середина ленты при этом почти не нагружается. Чтобы компенсировать действие этих двух сил обычно делают два пояса рабочей арматуры: сверху и снизу. Для мелко- и средне- заглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для лент глубокого заложения требуется уже 3 пояса: слишком большая высота требует усиления.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

Чтобы рабочая арматура находилась в нужном месте, ее определенным образом закрепляют. И делают это при помощи более тонких стальных прутьев. Они в работе не участвуют, только удерживают рабочую арматуру в определенном положении — создают конструкцию, потому и называется этот тип арматуры конструкционным.

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

Как видно на схеме армирования ленточного фундамента, продольные прутки арматуры (рабочие) перевязываются горизонтальными и вертикальными подпорками. Часто их делают в виде замкнутого контура — хомута. С ними работать проще и быстрее, а конструкция получается более надежной.

Какая арматура нужна

Для ленточного фундамента используют два типа прутка. Для продольных, которые несут основную нагрузку, требуется класс АII или AIII. Причем профиль — обязательно ребристый: он лучше сцепляется с бетоном и нормально передает нагрузку. Для конструкционных перемычек берут более дешевую арматуру: гладкую первого класса АI, толщиной 6-8 мм.

В последнее время появилась на рынке стеклопластиковая арматура. По заверениям производителей она имеет лучшие прочностные характеристики и более долговечна. Но использовать ее в фундаментах жилых зданий многие проектировщики не рекомендуют. По нормативам это должен быть железобетон. Характеристики этого материала давно известны и просчитаны, разработаны специальные профили арматуры, которые способствуют тому, что металл и бетон соединяются в единую монолитную конструкцию.

Классы арматуры и ее диаметры

Как поведет себя бетон в паре со стеклопластиком, насколько прочно такая арматура будет сцепляться с бетоном, насколько успешно эта пара будет сопротивляться нагрузкам — все это неизвестно и не изучено. Если хотите экспериментировать — пожалуйста, используйте стекловолокно. Нет — берите железную арматуру.

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

Любые строительные работы нормируются ГОСТами или СНиПами. Армирование — не исключение. Оно регламентируется СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В этом документе указывается минимальное количество требуемой арматуры: оно должно быть не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента.

Определение толщины арматуры

Так как ленточный фундамент в разрезе имеет форму прямоугольника, то площадь сечения находится перемножением длин его сторон. Если лента имеет глубину 80 см и ширину 30 см, то площадь будет 80 см*30 см = 2400 см 2 .

Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см 2 . Теперь методом подбора определим, диаметр прутков и их количество.

Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Например, планируем использовать арматуру диаметром 12 мм. Площадь ее поперечного сечения 1.13 см 2 (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см 2 ) нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см 2 , а это больше чем 2,8 см 2 , которые рекомендует СНиП. Но три нитки на два пояса разделить не получится, а нагрузка будет и с той и с другой стороны значительной. Потому укладывают четыре, закладывая солидный запас прочности.

Чтобы не закапывать лишние деньги в землю, можно попробовать уменьшить диаметр арматуры: рассчитать под 10 мм. Площадь этого прутка 0,79 см 2 . Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см 2 , чего тоже хватает с запасом. Так что для данного варианта ленточного фундамента можно использовать ребристую арматуру II класса диаметром 10 мм.

Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиля

Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.

Шаг установки

Для всех этих параметров тоже есть методики и формулы. Но для небольших строений поступают проще. По рекомендациям стандарта расстояние между горизонтальными ветками не должно быть больше 40 см. На этот параметр и ориентируются.

Как определить на каком расстоянии укладывать арматуру? Чтобы сталь не подвергалась коррозии, она должна находится в толще бетона. Минимальное расстояние от края — 5 см. Исходя из этого, и рассчитывают расстояние между прутками: и по вертикали и по горизонтали оно на 10 см меньше габаритов ленты. Если ширина фундамента 45 см, получается, что между двумя нитками будет расстояние 35 см (45 см — 10 см = 35 см), что соответствует нормативу (меньше 40 см).

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

Если лента у нас 80*30 см, то продольная арматура находится одна от другой на расстоянии 20 см (30 см — 10 см). Так как для фундаментов среднего заложения (высотой до 80 см) требуется два пояса армирования, то один пояс от другого располагается на высоте 70 см (80 см — 10 см).

Теперь о том, как часто ставить перемычки. Этот норматив тоже есть в СНиПе: шаг установки вертикальных и горизонтальных перевязок должен быть не более 300 мм.

Все. Армирование ленточного фундамента своими руками рассчитали. Но учтите, что ни масса дома, ни геологические условия не учитывались. Мы основывались на том, что на этих параметрах основывались при определении размеров ленты.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки.

Армирование подошвы ленточного фундамента

На грунтах с не очень высокой несущей способностью, на пучнистых почвах или под тяжелые дома, часто ленточные фундаменты делают с подошвой. Она передает нагрузку на большую площадь, что придает большую стабильность фундаменту и уменьшает величину просадок.

Чтобы подошва от давления не развалилась, ее также необходимо армировать. На рисунке представлены два варианта: один и два пояса продольной арматуры. Если грунты сложные, с сильной склонностью к зимнему печению, то можно укладывать два пояса. При нормальных и среднепучнистых грунтах — достаточно одного.

Уложенные в длину пруты арматуры являются рабочими. Их, как и для ленты, берут второго или третьего класса. Располагаются друг от друга они на расстоянии 200-300 мм. Соединяются при помощи коротких отрезков прутка.

Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов

Если подошва неширокая (жесткая схема), то поперечные отрезки — конструктивные, в распределении нагрузки не участвуют. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутки. Привязывают ко всем при помощи вязальной проволоки.

Ели подошва широкая (гибкая схема), поперечная арматура в подошве тоже является рабочей. Она сопротивляется попыткам грунта «схлопнуть» ее. Потому в этом варианте подошвы используют ребристую арматуру того же диаметра и класса, что и продольную.

Сколько нужно прутка

Разработав схему армирования ленточного фундамента, вы знаете, сколько продольных элементов вам необходимо. Они укладываются по всему периметру и под стенами. Длинна ленты будет длиной одного прутка для армирования. Умножив ее на количество ниток, получите необходимую длину рабочей арматуры. Затем к полученной цифре добавляете 20% — запас на стыки и «перехлесты». Вот столько в метрах вам и нужно будет рабочей арматуры.

Считаете по схеме сколько продольных ниток, потом высчитываете сколько необходимо конструктивного прутка

Теперь нужно посчитать количество конструктивной арматуры. Считаете, сколько поперечных перемычек должно быть: длину ленты делите на шаг установки (300 мм или 0,3 м, если следовать рекомендациям СНиПа). Затем подсчитываете, сколько уходит на изготовление одной перемычки (ширину арматурного каркаса складываете с высотой и удваиваете). Полученную цифру умножаете на количество перемычек. К результату добавляете тоже 20% (на соединения). Это будет количество конструктивной арматуры для армирования ленточного фундамента.

По похожему принципу считаете количество, которое необходимо для армирования подошвы. Сложив все вместе, вы узнаете, сколько арматуры нужно на фундамент.

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента своими руками начинается после установки опалубки. Есть два варианта:

    Весь каркас собирают прямо в котловане или траншее. Если лента узкая и высокая, работать так неудобно.

По одной из технологий арматуру вяжут прямо в опалубке

Оба вариант неидеальны и каждый решает, как ему будет легче. При работе непосредственно в траншее, нужно знать порядок действий:

  • Первыми укладывают продольные прутки нижнего армопояса. Их нужно приподнять на 5 см от края бетона. Лучше использовать для этого специальные ножки, но у застройщиков популярны куски кирпичей. От стенок опалубки арматура также отстоит на 5 см.
  • Используя поперечные куски конструкционной арматуры или сформованные контура, их фиксируют на необходимом расстоянии при помощи вязальной проволоки и крючка или вязального пистолета.
  • Далее есть два варианта:
  • Если использовались сформованные в виде прямоугольников контура, сразу к ним вверху привязывают верхний пояс.
  • Если при монтаже используют нарезанные куски для поперечных перемычек и вертикальных стоек, то следующий шаг — подвязывание вертикальных стоек. После того как все они привязаны, привязывают второй пояс продольной арматуры.

Есть еще одна технология армирования ленточного фундамента. Каркас получается жесткий, но идет большой расход прутка на вертикальные стойки: их забивают в грунт.

Вторая технология армирования ленточного фундамента — сначала вбивают вертикальные стойки, к ним привязывают продольные нитки, а потом все соединяют поперечными

  • Сначала вбивают вертикальные стойки в углах ленты и местах соединения горизонтальных прутков. Стойки должны иметь большой диаметр 16-20 мм. Их выставляют на расстоянии не менее 5 см от края опалубки, выверяя горизонтальность и вертикальность, забивают в грунт на 2 метра.
  • Затем забивают вертикальные прутки расчетного диаметра. Шаг установки мы определили: 300 мм, в углах и в местах примыкания простенков в два раза меньше — 150 мм.
  • К стойкам привязывают продольные нитки нижнего пояса армирования.
  • В местах пересечения стоек и продольных арматурин привязываются горизонтальные перемычки.
  • Подвязывается верхний пояс армирования, который располагается на 5-7 см ниже верхней поверхности бетона.
  • Привязываются горизонтальные перемычки.

Удобнее и быстрее всего делать армирующий пояс с использованием сформованных заранее контуров. Прут сгибают, формируя прямоугольник с заданными параметрами. Вся проблема в том, что их необходимо делать одинаковыми, с минимальными отклонениями. И требуется их большое количество. Но потом работа в траншее движется быстрее.

Армирующий пояс можно вязать отдельно, а потом установить в опалубку и связать в единое целое уже на месте

Как видите, армирование ленточного фундамента — длительный и не самый простой процесс. Но справиться можно даже одному, без помощников. Потребуется, правда, много времени. Вдвоем или втроем работать сподручнее: и прутки переносить, и выставлять их.

Ленточный фундамент занимает основное место среди всех опорных конструкций для зданий и сооружений.

Он способен эффективно работать на самых сложных грунтах, имеет оптимальный набор эксплуатационных качеств.

Монолитные конструкции ленты не теряют своих рабочих качеств до 150 лет, что превышает срок службы стен дома.

Такие высокие возможности возникли из-за высокой жесткости и прочности ленты, которые обеспечивает совместная работа бетона и металлической арматуры.

Каждый из них выполняет свою функцию, в сумме обеспечивая надежность и высокую несущую способность ленточного основания.

Как работает арматура в ленточном фундаменте

Арматурный каркас необходим для компенсации осевых противонаправленных (растягивающих) нагрузок, возникающих в ленте при появлении деформирующих воздействий — изгибающих или скручивающих усилий.

Особенность бетона состоит в способности принимать гигантские давления без каких-либо последствий.

При этом, он практически беззащитен перед разнонаправленными усилиями, быстро покрывается трещинами и разрушается.

Поэтому для ленты крайне опасны любые усилия, приложенные в одной точке — например, боковые или вертикальные нагрузки пучения. Арматурные стержни предназначены для приема этих усилий на себя.

Существует горизонтальная (рабочая) и вертикальная арматура. Основные нагрузки принимают горизонтальные стержни.

Они имеют больший диаметр и рифленую поверхность, обладающую хорошим сцеплением с бетоном.

Вертикальные стержни выполняют две функции:

  • Фиксация рабочей арматуры в необходимом положении до момента заливки бетоном.
  • Частичная компенсация скручивающих усилий.

Первая задача основная, а вторая — дополнительная, поскольку наличие таких специфических нагрузок наблюдается довольно редко.

В большинстве случаев вертикальная (гладкая) арматура служит лишь опорной конструкцией, удерживающей рабочие стержни в необходимом положении до момента заливки.

Они довольно толстые, так как заливка — процесс с достаточно интенсивными воздействиями на каркас, сосредоточенными в одной точке (место падения тяжелого материала в опалубку), а также распределенными по всей длине (штыкование, обработка виброплитой).

Онлайн калькулятор

Как рассчитать ленточный фундамент дома? В этой вам может специально разработанный сервис — строительный калькулятор ленточного фундамента.

Инструкция по работе с калькулятором

В сети интернет имеется немало онлайн-калькуляторов, помогающих рассчитать параметры ленточных фундаментов по всем важным позициям. Расчет арматуры с их помощью занимает буквально пару минут.

Например, на сайте необходимо лишь внести собственные данные в соответствующие окошечки программы и нажать кнопку «рассчитать».

Дается схема армирования, в которой надо указать основные параметры — количество рабочих стержней в одном ряду, общее число рядов, расстояние между вертикальными прутками и т.п. В отдельном окне указывается стоимость арматуры за единицу.

В результате программа выдает количество арматуры и общую цену. Расчет производится просто и быстро, кроме арматуры ресурс выдает параметры всех элементов ленты — опалубки, количества бетона и т.д.

Недостатком данного калькулятора можно считать необходимость заранее знать схему армирования, диаметр стержней и рыночную стоимость материала.

Если требуется определить количество и сечение стержней, ресурс бесполезен. Он дает только количественную информацию, не касаясь качественных моментов, что иногда не совсем то,что нужно.

Порядок расчета

Рассмотрим, как рассчитать арматурный каркас ленты самостоятельно.

Прежде всего, необходимо определить количество рабочих стержней в одном ряду. Для этого понадобится использовать требование СП 52-101-2003, ограничивающее максимальное расстояние между соседними прутками в 40 см.

Учитывая, что глубина погружения рабочей арматуры не должна превышать 2-5 см, получаем:

  • Для лент толщиной менее 50 см — 2 рабочих стержня.
  • Для лент шире 50 см — 3 стержня.

В случаях, когда можно использовать и 2, и 3 стержня в одном ряду, обычно стараются подстраховаться и принять большее значение, так как фундамент — ответственный и важный участок постройки.

Вторым этапом является определение диаметра рабочих стержней. Для этого понадобится рассчитать площадь сечения рабочей части ленты, умножив ширину на высоту.

Общая площадь сечения арматуры составляет 0,1% от сечения (это минимально возможное значение, его можно увеличить, но нельзя уменьшать).

Получив это значение, надо разделить его на число рабочих стержней. По таблице диаметров арматурных прутков находится наиболее удачный вариант, который и принимается в работу.

Диаметр вертикальной арматуры выбирается исходя из высоты ленты:

  • При высоте до 60 см — 6 мм.
  • От 60 до 80 см — 8 мм.

Диаметр поперечных стержней обычно принимается равным 6 мм.

Для подсчета количества рабочих стержней надо умножить их число в решетке на общую длину ленты, после чего полученное значение делится на длину рабочего прутка (обычно 6 м, но это значение лучше узнать у продавцов точно).

Вертикальную арматуру рассчитывают путем умножения количества хомутов на длину единицы.

Количество получают делением общей длины ленты на шаг хомутов (обычно 50-70 см).

Пример вычисления необходимых параметров

Рассмотрим расчет арматуры для ленточного фундамента на примере.

Допустим, что высота ленты составляет 100 см, а ширина — 40 см (распространенный вариант мелкозаглубленного фундамента).

Тогда площадь сечения составит:

40 • 100 = 4000 см2.

Определяем общую площадь сечения арматуры (минимальную):

4000 : 1000 = 4 см2.

Поскольку ширина ленты составляет 40 см, то в одной решетке нужно разместить 2 стержня, а общее количество составляет 4 шт.

Тогда минимальная площадь сечения одного прутка составит 1 см2. По таблицам СНиП (или из иных источников) находим наиболее близкое значение. В данном случае можно использовать арматурные стержни толщиной 12 мм.

Определяем количество продольных стержней. Допустим, общая длина ленты составляет 30 м (лента 6 : 6 м с одной перемычкой 6 м).

Тогда количество рабочих стержней при длине 6 м составит:

(30 : 6) • 4 = 20 шт.

Определяем количество вертикальных стержней. Допустим, шаг хомутов составляет 50 см.

Тогда при длине ленты 30 м понадобится:

Определяем длину одного хомута.

Для этого от ширины и высоты сечения отнимаем по 10 см и складываем результаты:

(40 — 10) + (100 — 10) = 120 см. Длина одного хомута равна 120 • 2 = 140 см = 2,4 м.

Общая длина вертикальной арматуры:

2,4 • 60 = 144 м. Количество стержней при длине 6 м составит 144 : 6 = 24 шт.

Виды и размеры

Существует две основные разновидности арматуры:

Металлические стержни, используемые для сборки арматурного каркаса, имеют ребристую или гладкую поверхность.

Ребристые стержни идут на горизонтальную (рабочую) арматуру, так как они имеют повышенную силу сцепления с бетоном, необходимую для качественного выполнения своих функций.

Вертикальные прутки, как правило, гладкие, так как их задача сводится к поддержанию в нужном положении рабочих стержней до момента заливки. Диаметр стержней колеблется в пределах от 5,5 до 80 мм. Для частного домостроения используются рабочие стержни 10, 12 и 14 мм и гладкие 6-8 мм.

Композитная арматура состоит из разных элементов:

Наиболее широко применяется стеклопластиковая арматура.

Она имеет наибольшую прочность, самая жесткая и устойчивая к растягивающим нагрузкам из всех остальных вариантов.

Как и все виды композитных стержней, стеклопластиковая арматура полностью устойчива к воздействию влаги.

Производители заявляют о неизменности эксплуатационных качеств в течение всего периода службы, но на практике справедливость такого утверждения пока не проверена. Проблема композитной арматуры в сложности технологии, из-за которой качество материала у разных производителей заметно отличается.

Кроме того, композитные стержни не способны сгибаться, что неудобно при сборке каркасов и снижает прочность угловых соединений каркаса.

Как сделать правильный выбор

Выбор арматурных стержней основан на расчетных данных и предпочтениях строителей.

Обычно выбирают металлические стержни, хотя и композитную арматуру с каждым годом все активнее применяют при строительстве ленточных оснований. Предпочтение металлическим пруткам отдается из-за возможности придать им необходимый изгиб, чего со стеклопластиковыми стержнями сделать невозможно.

Особенно это важно при строительстве лент с криволинейными участками или при наличии углов перелома, отличных от 90°.

Кроме того, металлическая арматура экономичнее, так как позволяет делать хомуты из одного прутка, без необходимости создавать несколько точек соединения.

Диаметры стержней давно отработаны на практике, нередко их выбирают без предварительного расчета — при ширине ленты около 30 см используют пруток 10 мм, для лент шириной 40 см выбирают 12-мм стержни, а при ширине более 50 см — 14 мм. Толщину вертикальной арматуры определяют по высоте ленты, до 70 см выбирают 6 мм, а при высоте свыше 70 см — 8 мм и более.

Полезное видео

В данном разделе Вы также сможете посмотреть как производится расче на примере реальной стройки:

Заключение

Грамотно выбранная схема армирования и сам материал обеспечивают прочность и устойчивость ленты к возможным нагрузкам.

Сложные и проблемные грунты, склонные к пучению или сезонным подвижкам, требуют ответственного и внимательного подхода к армированию ленты.

Необходимо учитывать, что все расчетные значения определяют минимальные параметры конструкции, требующие некоторого увеличения для определенного запаса прочности.

Выбирая арматуру и схему армирования, надо умножать все значения на 1,2-1,3 (коэффициент надежности), чтобы снизить риск появления непредвиденных факторов.

С помощью данного онлайн калькулятора вы можете рассчитать количество бетона, арматуры, досок опалубки необходимых для обустройства ленточного железобетонного фундамента. Также, калькулятор произведет комплексный расчёт стоимости материалов. Перед выбором типа фундамента, обязательно проконсультируйтесь со специалистами, подходит ли данный тип для ваших условий. Инструкция по работе с калькулятором.

При работе особое внимание обращайте на единицы измерения вносимых данных!

Распечатать Послать на email

Если калькулятор оказался для Вас полезным, пожалуйста нажмите на одну или несколько социальных кнопочек. Это очень поможет дальнейшему развитию нашего сайта. Огромное спасибо.

Данный онлайн-калькулятор поможет вам рассчитать:

  • площадь основания фундамента (например, для определения количества гидроизоляции, чтобы накрыть готовый фундамент)
  • объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом
  • количество арматуры, автоматический расчет ее веса, исходя из ее длины и диаметра
  • площадь опалубки и количество пиломатериала в кубометрах и в досках
  • необходимое количество материалов для приготовления бетона – цемент, песок, щебень
  • а также ориентировочную стоимость всех стройматериалов

Шаг 1: Первое – выберите тип фундамента исходя их вашего проекта. Затем задайте длину, ширину, толщину, а также высоту фундаментной ленты. Правильно сориентироваться вам помогут приложенные рисунки-схемы.

Шаг 2: Далее, заполните поля для расчета арматуры и опалубки. При расчете арматуры необходимо указать параметры будущего арматурного каркаса. Для опалубки укажите размеры заготовленных досок.

Шаг 3: При расчете бетона имейте ввиду, что количество цемента, требуемое для изготовления одного кубического метра бетона различное в каждом конкретном случае. Это зависит от марки цемента, желаемой марки получаемого бетона, размеров и пропорций наполнителей. Значения по умолчанию для пропорций и количества цемента, песка и щебня даны справочно, так, как обычно рекомендуют производители цемента. Вы можете изменить эти значения в соответствии с вашими требованиями.

Шаг 4: При расчете стоимости стройматериалов обратите внимание, что стоимость песка и щебня в калькуляторе указывается за 1 тонну. В прайсах же поставщиков цена чаще всего объявляется за кубический метр. Так что пересчитывать цену за тонну песка и щебня вам придется самостоятельно или уточнять у продавцов. В любом случае, расчет все же поможет вам узнать ориентировочные расходы на строительные материалы для заливки фундамента.

При планировании, не забудьте еще про проволоку для вязки арматуры, гвозди или саморезы для опалубки, доставку строительных материалов, расходы на земляные и строительные работы.

Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, принимающая нагрузки и передающая их на грунт. Самым популярным видом фундамента при строительстве домов считается ленточный фундамент. Такое распространенное применение ленточного фундамента объясняется его универсальностью и доступной стоимостью. Перед тем как приступить к строительству, нужно сделать выбор между мелкозаглубленным и заглубленным ленточным фундаментом.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Мелкозаглубленный фундамент экономит, как бюджет, так и время. И трудозатраты будут значительно меньше, так как для его сооружения не потребуется глубокий котлован. Используется такой фундамент для облегченных конструкций небольшой площади:

  • домов из дерева
  • газобетонных сооружений или зданий, построенных из газобетонных и пенобетонных блоков, высота которых не превышает 2 этажа
  • монолитных зданий с несъёмной опалубкой
  • небольших сооружений, построенных из камня

Глубина мелкозаглубленного фундамента достигает полметра.

Заглубленный ленточный фундамент

Такой фундамент применяется для постройки сооружений с тяжёлыми стенами, бетонными перекрытиями, подвалом или подземным гаражом. Длину заглубления фундамента нужно рассчитать заранее. Сначала необходимо определить уровень промерзания грунта, затем вычесть 30 см и уже на этой глубине закладывать фундамент.

Подготовка к работе

Чтобы самостоятельно возвести ленточный фундамент, вначале обязательно нужно провести точное планирование. Необходимость тщательных расчетов объясняется тем, что фундамент является одним из важнейших конструктивных элементом любого здания или дома. Допущенные в начале строительства ошибки могут спровоцировать негативные последствия в ходе эксплуатации дома.

Разметка

Разметку проводят, нанося на земле как внешние, так и внутренние границы будущего фундамента. Для этого лучше всего использовать колышки или прутья арматуры и веревки.Но эффективней будет воспользоваться специальными приборами, такими как лазерные нивелиры. Помните, что большие погрешности в разметке заметно отразятся на внешнем виде готовой постройки.

Для достижения идеальных результатов нужно:

  • определить ось возводимого сооружения
  • при помощи отвеса наметить угол, от него под углом 90 градусов натянуть веревку к ещё двум углам сооружения
  • с помощью угольника определить ещё один угол
  • проверить углы, ориентируясь на диагонали. Если проверка дала положительные результаты – натянуть между ними веревку
  • взяться за внутреннюю разметку, отступая от внешней разметки на расстояние толщины будущего фундамента

Когда закончите с разметкой, изучите перепады поверхности на месте постройки и выберите самую низкую точку для отсчёта глубины траншеи и исключения разницы в высоте фундамента. Если здание планируется небольшим, то глубина котлована может составлять 40 см.

Устройство подушки и гидроизоляция ленточного фундамента

На готовую траншею следует уложить песчаную подушку с добавлением гравия. Рекомендованная высота каждого слоя составляет 120-150 мм. После этого каждый слой необходимо пролить водой и утрамбовать для увеличения плотности. Чтобы изолировать готовую подушку, нужно на неё выложить прочную гидроизоляционную пленку.

Установка опалубки ленточного фундамента

Опалубка обычно изготавливается из струганных досок толщиной приблизительно 40-50 мм. Можно использовать для этой цели шифер.

При возведении опалубки контролируйте вертикальность. Рекомендованная высота каркаса над землёй равна 30 см. Это нужно, чтоб соорудить небольшой цоколь. В опалубке укладываются асбестобетонные трубы для ввода в здание канализации и водопровода.

Проложите между бетоном и опалубкой полиэтиленовую пленку, это защитит опалубку от загрязнения.

Укладка арматуры

Следующий этап – установка арматуры. Арматурные стержни сечением 10-12 мм связываются специальной вязальной проволокой так, чтобы стороны квадратных ячеек равнялись 30-40 см. Арматура может быть как стальная, так и стеклопластиковая.

Не рекомендуется использовать для крепления арматуры сварочный аппарат, чтобы избежать коррозии в местах сварки. Размещая арматуру в траншее, следите за отступами от краев. Рекомендуемый отступ – 50 мм.

Вентиляция и коммуникации

Далее необходимо обеспечить вентиляцию фундамента и предусмотреть технологические отверстия для ввода коммуникаций в здание. Возьмите часть асбоцементной или пластиковой трубы и привяжите его к арматуре.

Заливка ленточного фундамента бетоном

Заполняйте опалубку бетоном постепенно. Толщина слоев составляет 15-20 см, во избежание пустот и увеличения общей прочности трамбуйте слои специальным инструментом – деревянной трамбовкой, либо глубинным вибратором.

Можно заказать готовую бетонную смесь с завода или сделать ее самому с помощью бетономешалки. Рекомендуемая пропорция цемента, песка и щебня такова: 1:3:5.

Слои не должны отличаться составом. В холодную погоду следует применять подогреватель бетона и морозостойкие добавки, в жаркую — поливать бетон водой.

Окончание работ

По окончанию заливки бетона, его следует закрыть пленкой для предотвращения высушивания и оставить набирать прочность минимум на 2 недели.

Технология армирования ленточного фундамента от А до Я

Любое бетонное изделие имеет высокую прочность на сжатие, однако в случае применения бетонных оснований для зданий и любых построек, где преобладают нагрузки на разрыв, бетон является достаточно хрупким. Чтобы сделать качественное основание необходимо выполнить армирование ленточного фундамента, которое даст возможность значительно повысить прочность бетона.

Особенности армирования фундамента

Первым делом, прежде чем приступать к армированию, нужно правильно произвести расчет материалов в зависимости от нагрузки на фундамент и подготовить их для дальнейшего использования. Этот этап является достаточно важным, и лучше всего, если все необходимые расчеты сделают профессионалы своего дела.

Очень важно чтобы во время выполнения армирования, была подобрана правильная по диаметру арматура, которая будет связана определенным шагом. К примеру, для хозяйственных построек или гаража, для фундамента можно использовать арматуру диаметром 12 мм, однако в случае с жилым домом диаметр арматуры должен быть совсем другим. Поэтому крайне важно правильно подбирать арматуру согласно нагрузок от каждого конкретного здания.

В большинстве случаев для армирования фундамента используется горячекатаный стальной прут марки А-ІІІ. Такой прут имеет диаметр от 10 до 22 мм, а также периодический профиль и используется как основной прут. Для вспомогательных прутьев чаще всего используют арматуру диаметром 4-10 мм.

Также необходимо учитывать и то, что вертикальные прутья влияют только на прочность основания на срез и поэтому являются скорее вспомогательными, нежели основными. Кроме того, они являются своеобразными стойками, чтобы нижний и верхний ярусы были на определенном расстоянии друг от друга, которое, как правило, составляет 50-80 см.

Следует также помнить несколько правил:

  • Арматурный каркас необходимо опускать в бетонную смесь не менее чем на 5-6 см от верхнего края фундамента и поднимать от низа фундамента на 7 см и выше.
  • Горизонтальные пруты арматурного каркаса в нижнем и верхнем ярусе должны быть расположены между собой на расстоянии не более 30 см, поэтому если ширина фундамента составляет, к примеру, 70 см, то нужно укладывать 3 горизонтальных прута на расстоянии друг от друга в 30 см.

Расчет необходимых материалов

Приведем пример расчета материалов для фундамента шириной в 40 см. Для него вполне достаточно будет уложить 4 продольных прута арматуры, то есть два в нижнем ярусе и 2 в верхнем. Если фундамент будет иметь размеры 6 на 6 м, в таком случае длина одного продольного прута будет составлять 6х4=24 м. Чтобы уложить 4 продольных ряда, понадобиться 24*4=96 м арматуры.

Для вспомогательной арматуры фундамента шириной 30 см и высотой 190 см, которая будет использоваться в качестве поперечной и вертикальной, понадобиться следующее количество гладкой арматуры: (30-5-5)*2+(190-5-5)=400 см или 4 м. Рассчитывать ее необходимо учитывая отступы с обеих сторон по 5 см.

Шаг установки хомутов составляет 0,5 м, в таком случае число соединений будет: 24/0,5+1=49 шт. Из этого следует, что общее количество вспомогательной арматуры при использовании 4-х продольных прутов (2 снизу и 2 сверху) будет составлять 4*49=196 м.

Также немаловажно просчитать необходимое количество вязальной проволоки: исходя из того, что каждое пересечение арматуры имеет 4 пересечения, тогда для этого понадобиться 8 кусков вязальной проволоки. Учитывая, что длина каждого отрезка составляет в среднем 30 см, тогда длина необходимой проволоки составляет 0,3*8*49=117,6 м.

Таким образом, если подвести итоги, то для ленточного основания размерами 6 на 6 м, шириной 40 см и глубиной около 190 см, необходимо:

  • 96 м основной арматуры диаметром 10-22 мм.
  • 196 м вспомогательной арматуры 4-10 мм.
  • 117,6 м вязальной проволоки для соединений.

Технология армирования ленточного фундамента

Как известно всем, любое строительство начинается с расчистки территории под строение и фундамент. После чего уже приступают к рытью траншеи по заранее подготовленной схеме будущего фундамента. Траншею обычно роют либо вручную, либо используя специальную технику.

После того как траншея вырыта, устанавливают опалубку. Она выполняется для придания стенам ровной поверхности, после чего можно приступать к установке металлического каркаса для придания прочности будущему фундаменту. Затем выполняется заливка бетона, желательно в один заход, после чего делают гидроизоляцию фундамента, используя битумную мастику или рубероид.

Когда весь фундамент готов, необходимо засыпать пазухи песком, а в случае использования основания в климатических зонах, фундамент лучше утеплить при помощи пенополистерола.

Чертежи и схемы армирования ленточного фундамента

При выполнении арматурного каркаса для фундамента, необходимо предварительно определиться со схемой каркаса. В большинстве случаев используется армирование в виде простых геометрических форм: прямоугольника или квадрата.

На схемах показаны самые распространенные чертежи армирования:

Этапы проведения правильного армирования ленточного фундамента

Изготовление любого фундамента требует соблюдения определенной последовательности:

  1. Первое что нужно сделать, после того как траншея для фундамента была вырыта, это сделать песчано-гравийную подушку, после чего уложить куски кирпича, создав своеобразную опору для арматурного каркаса. Это позволит углубить арматуру вовнутрь бетона, чтобы не происходила ее деформация, при этом прочность фундамента будет значительно выше. Помимо этого арматура также должна отступать и по 5 см от каждого края стенок фундамента.
  2. Важно знать, что для повышения прочности лучше для продольных прутьев использовать целые куски арматуры.
  3. Далее нужно вбить в землю вертикальные пруты по всему периметру ленты так, чтобы впоследствии образовались ячейки размером около 20х30 см.
  4. Затем после установки всех вертикальных прутов по периметру фундамента, нужно прикрутить нижний ярус арматуры из продольных прутов, после чего приступить к верхнему ярусу. Лучше всего для этого использовать вязальную проволоку и специальный вязальный крючок или пистолет. Их можно приобрести в специальных строительных магазинах или же сделать самостоятельно.
  5. Особое внимание необходимо уделить углам ленточного фундамента, ведь на них действует нагрузка значительно больше. Чаще всего укрепление углов ленты происходит при помощи Г-образных элементов арматуры. Их необходимо заранее выгнуть под углом 90 градусов, после чего соединить их согласно схеме:
  6. Закончив формирование ленточного фундамента в результате должен получиться единый металлический каркас, который имеет хорошую устойчивость.
  7. В завершение фундамент заливается бетоном одномоментно и оставляется накрытым на 2-3 недели.

Советы и рекомендации по армированию от экспертов

Для того чтобы фундамент обрел необходимую прочность эксперты рекомендуют придерживаться некоторых правил:

  • Вертикальные и горизонтальные пруты должны располагаться под углом 90 градусов друг к другу.
  • Не рекомендуется использовать для соединения арматуры электросварку, поскольку она негативно влияет на свойства арматуры, которая в точках швов становиться значительно хрупче, чем в других местах, что, безусловно, повлияет на прочность всей конструкции.
  • Вместо кирпичей, для создания опоры под каркас из арматуры можно воспользоваться специальными промышленными пластиковыми держателями.
  • Углы лучше всего укреплять при помощи загнутых прутов, которые укладываются внахлест и находятся на расстоянии 60-70 см от угла.

В завершение необходимо отметить, что правильное армирование ленточного фундамента можно сделать своими руками без привлечения специалистов, однако очень важно соблюдать технологию создания арматурного каркаса, предварительно сделав необходимые чертежи и подобрав схемы армирования ленточного фундамента.

 

The Ultimate Building Foundation Guide

Что такое фундамент здания?

Фундамент здания - один из самых важных элементов любого проекта, даже если он не виден, когда дом или строение построено.

Фундаментом называется нижняя часть конструкции, которая предназначена для равномерного распределения веса нового здания и обеспечения прочной опоры. Крайне важно, чтобы вы выбрали правильный тип фундамента и бетон - для типа почвы и области применения - поскольку ошибки могут иметь серьезные последствия и даже привести к сносу завершенного проекта.Взгляните на наше руководство по бетонным типам и, если сомневаетесь, всегда обращайтесь за советом к эксперту, например, инспектору строительства или инженеру-строителю.

Строительные нормы и правила

Правильная установка фундамента вашего здания или пристройки с первого раза жизненно важна для достижения успеха. Это относится не только к типу используемого фундамента, но и к ряду других факторов, таких как расстояние до границ, тип почвы, прилегающие конструкции, деревья, водостоки и коллекторы.

Как и в случае с любым другим проектом, получите совет и поддержку экспертов на раннем этапе, чтобы убедиться, что ваш проект соответствует всем применимым нормам и у вас не будет никаких неприятных потрясений в будущем.

Типы фундаментов в строительстве

Перед тем, как вы решите, какой тип фундамента вам нужен, стоит провести исследование почвы, поскольку грунтовые условия играют важную роль. Обычно это делается путем рытья ям в различных точках участка и использования результатов для предположения условий повсюду.

Фундаменты обычно делятся на две категории: мелкие и глубокие. Неглубокие фундаменты - наиболее распространенный тип, используемый для небольших зданий и жилых домов. Их глубина обычно меньше их ширины, и они обычно используются для фундаментов пристройки дома.

Для более высоких коммерческих или жилых зданий или построенных на очень слабом грунте потребуется глубокий фундамент, который переносит нагрузку конструкции через слабый грунт на более прочный грунт или скалу под ним.Предлагаем бетоны, подходящие для всех типов фундаментов.

Типы неглубоких фундаментов
Отдельные опоры или изолированные опоры

Этот тип фундамента, также известный как фундамент с широким основанием или подушечным фундаментом, используется для поддержки одной колонны и имеет квадратную, прямоугольную или круглую форму. Они имеют одинаковую толщину и предназначены для несения и распределения сосредоточенных нагрузок. Размер рассчитан на нагрузку и грунтовые условия.

Комбинированная опора

Эти бетонные опоры обычно имеют прямоугольную форму и поддерживают две или более колонны, которые расположены так близко друг к другу, что их отдельные опоры могут перекрывать друг друга.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент используется для несущих стен, включая опоры пристроек и зимних садов, а также фундаменты домов. Они также используются для размещения ряда близко расположенных столбцов. Более широкое основание этого типа фундамента распределяет вес по большей площади и обеспечивает лучшую устойчивость.

Плотный или матовый фундамент

Плотный или матовый фундамент - это большая плита, поддерживающая несколько колонн и стен. Этот тип фундамента распространяется по всей площади здания и используется, когда давление грунта низкое или когда колонны и стены расположены так близко, что отдельные опоры не подходят или не рентабельны.

Типы глубоких фундаментов
Свайные фундаменты

Свайные фундаменты используются, когда грунтовые условия вблизи поверхности не подходят для высоких нагрузок. Сваи забиваются в землю с помощью специального оборудования и заполняются бетоном перед добавлением грунтовой балки, чтобы обеспечить поверхность для строительства.

Просверленные валы или кессоны

Просверленные валы, также известные как кессоны, представляют собой фундаменты, отлитые на месте. Колонна просверливается на необходимую глубину перед тем, как в отверстие опускается арматурная сталь, а затем заливается бетоном.

Фундамент строительства: пошаговое руководство по созданию бетонного фундамента

Качество вашей готовой конструкции зависит от качества фундамента, на котором она построена, поэтому, если вы сомневаетесь, какой тип фундамента использовать, получить квалифицированную консультацию у строительного инспектора или инженера-строителя. После того, как вы приняли решение, убедитесь, что у вас есть бетонное основание, следуя нашему пошаговому руководству:

Подготовьте землю

Неважно, насколько велика или мала ваша бетонная заливка, первый шаг - раз все соответствующие разрешения есть - это подготовить почву.Используйте деревянные колышки и веревку, чтобы разметить область, где будет заливаться бетон, оставив дополнительные 75 мм для размещения опалубки, которая будет удерживать влажный бетон на месте при его высыхании.

Затем выкопайте фундамент на необходимую глубину: для ленточных фундаментов это, как правило, ненарушенный твердый грунт, а для отдельных опор и плит перекрытия необходимо предусмотреть достаточную глубину для основания основания (100 мм) и гидроизоляционной мембраны ( dpm), а также сам бетон.Это намного быстрее и проще с небольшим механическим экскаватором - если есть доступ. Убедитесь, что весь мусор, камни и растительный материал удалены, прежде чем выравнивать и уплотнять почву, чтобы создать ровное основание.

Затем добавьте основание и снова уплотните. Для большинства бытовых бетонных оснований, таких как приставные фундаменты, достаточно 100 мм основного заполнителя. Затем положите dpm так, чтобы края были загнуты вверх, чтобы образовался лоток, а все стыки перекрывались и заклеивались. Это защитит нижнюю часть бетона от подъема влаги и любых химических веществ, которые грунтовые воды могут ввести в контакт с бетоном, а также поможет предотвратить его слишком быстрое высыхание из-за попадания воды в основание, что улучшит окончательный результат. прочность и уменьшить вероятность его растрескивания.

Следующим шагом является создание опалубки, которая обычно изготавливается из деревянных досок толщиной 25 мм с хорошей опорой, чтобы бетон оставался на месте до тех пор, пока он не схватился. Опалубка должна быть такой же глубиной, как бетонная плита.

Крайне важно использовать лазерный или спиртовой уровень для проверки ровности опалубки, поскольку это определяет конечный уровень бетона.

Заказ бетона

Когда площадка подготовлена, можно приступать к укладке бетона.Помимо типа фундамента, важно также знать, какой тип бетона использовать. Например, почвы, содержащие сульфаты, могут со временем разрушить бетон и вызвать реакцию расширения. Этого можно избежать, используя расчетные химические классы (DC), которые помогают обеспечить долговечность. Если вы не уверены, ознакомьтесь с нашими рекомендациями и / или обратитесь за советом к инженеру-строителю.

Вы также можете использовать калькулятор бетона, чтобы решить, сколько бетона нужно заказывать.Он запросит основную форму области - квадрат / прямоугольник, прямоугольный треугольник, части круга - и размеры (длину, ширину и глубину), чтобы вы могли оценить необходимый вам объем. Если вам нужно оценить сложную область, вы можете построить вычисления, сложив вместе разные формы. Необходимая вам глубина бетона будет зависеть от использования: например, опоры для пристроек должны быть толщиной не менее 200 мм, а глубина около 100 мм должна быть достаточной для основания сарая.

Также нужно учесть необходимость заказа бетононасоса. Использование насоса идеально, когда вы имеете дело с большими объемами бетона или когда время ограничено, и у вас нет рабочей силы для использования тачки (вы можете перекачивать около 1 м3 бетона в минуту). Вам также потребуется использовать насос, если автобетоносмеситель не может подойти достаточно близко к зоне заливки или доступ к вашему объекту ограничен, под землей, внутри существующего здания или на высоте.

Заливка бетона

Время не на вашей стороне, поскольку бетон обычно начинает уходить в течение двух часов после смешивания.Фактическое время будет зависеть от типа бетона и температуры окружающей среды: в холодную погоду бетон может затвердеть в два раза дольше; в жаркую погоду время схватывания можно сократить до 30 минут.

В результате бетон необходимо будет выгрузить и выровнять как можно быстрее, поэтому убедитесь, что у вас есть все необходимые инструменты под рукой, включая грабли / лопату, чтобы перемещать бетон и грубо выравнивать его, а также прямое брус для утрамбовки бетона и устранения воздушных карманов.Бетон обычно достаточно влажный, чтобы его можно было протянуть вокруг траншеи с помощью граблей (мы предлагаем консистенцию S4 для заполнения траншеи) до того, как поверхность будет выровнена и утрамбована для удаления любого захваченного воздуха. Наиболее эффективно это достигается с помощью вибрационной кочерги подходящего размера. Когда поверхность утрамбована до размеченного уровня, ее можно разгладить и выровнять обычной ручной теркой.

Важно убедиться, что на территории достаточно места для грузовика: им около 9.5 метров в длину, три метра в ширину и четыре метра в высоту с радиусом поворота около 17,5 метров и весом до 32 тонн. Автобетоносмесители имеют выдвижные аппарели, которые могут достигать примерно трех или четырех метров, поэтому, если бетон не может быть выгружен в различных местах на участке, вам может потребоваться бетононасос.

Если вы используете тачки, убедитесь, что у вас есть рабочая сила для ускорения работы, так как 1 м3 бетона заполнит около 30-40 тачек! Дорожки к заливке должны быть расчищены и уложены доски, чтобы справиться с любыми склонами или неровностями земли.

Не рекомендуется укладывать бетон при неблагоприятных погодных условиях, но, если это неизбежно, следует учесть несколько моментов. Минимальная температура воздуха для заливки бетона составляет 3 ° C, чтобы исключить образование льда внутри смеси, что может снизить прочность бетона. Вы также никогда не должны заливать лед или иней, поэтому, если это кажется вероятным, защитите основание изолирующими одеялами или разморозьте его с помощью нагревателей перед заливкой, или спросите о нашем ассортименте бетона Fast Track.

Можно заливать бетон под дождем, если земля хорошо дренируется и нет бассейнов с дождевой водой. После заливки накройте брезентом или пленкой, пока она застынет. Сильный дождь повредит поверхность бетона, поэтому, если внешний вид важен, убедитесь, что есть укрытие, защищающее от дождя, пока вы не будете готовы нанести окончательную отделку.

Бетон будет достаточно влажным при заливке, поэтому можно использовать лопату или грабли, чтобы примерно выровнять бетон. Затем кусок дерева с прямыми краями можно использовать для утрамбовки бетона, устраняя любые воздушные карманы.Повторная утрамбовка приведет к получению достаточно гладкой поверхности, но можно использовать стальной шпатель, поскольку бетон начинает затвердевать для более тонкой отделки. Стоит отметить, что гладкий бетон может быть довольно скользким, поэтому часто предпочтительнее «грубая» утрамбовка или обработка щеткой.

Отверждение бетона

Важно, чтобы бетон не высыхал слишком быстро, поскольку он затвердевает, поскольку это может привести к образованию слабой / пыльной поверхности. Самый простой способ добиться этого - сохранить плиту влажной, накрыв ее пластиковой пленкой, убедившись, что края герметичны, чтобы предотвратить эффект аэродинамической трубы.Это особенно важно при температуре выше 20 ° C или при сильном ветре, который может высушить поверхность. Кроме того, если температура может упасть ниже 4 ° C, следует использовать морозное покрывало или что-то подобное для изоляции плиты и защиты поверхности от мороза. Более подробную информацию о бетоне для холодных погодных условий можно найти здесь.

Последующие работы должны быть возможны в течение 48 часов, хотя стоит проконсультироваться с вашим поставщиком бетона, и лучше всего оставить опалубку на 72 часа, чтобы избежать любого возможного повреждения краев бетона.Строительный инспектор может также настоять на проверке бетонного фундамента перед укладкой каких-либо кирпичей или блоков, поэтому убедитесь, что вы проверили это, прежде чем начинать следующий этап. Бетон набирает полную прочность за 28 дней.

AR362 - Структурные системы в архитектуре IV Лекция: Основы

Презентация на тему: «AR362 - Структурные системы в архитектуре IV Лекция: Основы» - стенограмма презентации:

ins [data-ad-slot = "4502451947"] {display: none! important;}} @media (max-width: 800px) {# place_14> ins: not ([data-ad-slot = "4502451947"]) {display: none! important;}} @media (max-width: 800px) {# place_14 {width: 250px;}} @media (max-width: 500 пикселей) {# place_14 {width: 120px;}} ]]>

1 Лекция 11 - 12: Основы
AR362 - Структурные системы в архитектуре IV Лекция: Основы Рез.Асс. Эркан ДУРМАЗГЕЗЕР Департамент гражданского строительства Измир, ТУРЦИЯ

2 ФУНДАМЕНТЫ В конструкции внутренние силы передаются от элементов колонны к фундаменту. Передача усилия необходима для безопасной работы. Прочность грунта намного меньше прочности колонны, следовательно, элементы стенок колонн и сдвиговых стенок не входят в грунт напрямую. Напряжение, создаваемое колоннами, плитами (или балками) первого этажа, располагается между грунтом и колоннами первого этажа.В противном случае вертикальные элементы (колонны или стены, работающие на сдвиг) оседают в грунте, что приводит к структурному повреждению конструкции. Независимо от типа надстройки предпочтительнее использовать железобетонные фундаменты из соображений долговечности и почвенных условий.

3 Стеновые опоры (Duvar Altı Temel)
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ Стеновые опоры (Duvar Altı Temel) Индивидуальные опоры (Tekil - Münferit Temel) Комбинированные опоры (Birleşik Temel) Ленточный фундамент (Sürekli Temel) a) Односторонний ленточный фундамент b) Двусторонний ленточный фундамент 5) Фундамент с матом (или плотом) (Radye Temel) a) С балкой b) Без балки 6) Фундамент на сваях (Kazıklı Temel)

4 Стеновые опоры (Duvar Altı Temel)
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ Стеновые опоры (Duvar Altı Temel) Обычно используются в 1-2-этажных каменных конструкциях.Общие размеры Ширина железобетонной фундаментной балки 50 - 70 см Высота железобетонной балки 30 - 40 см.

5 ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 2) Индивидуальные опоры (Текил Темель)

6 2) Отдельные опоры (Tekil Temel)
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 2) Отдельные опоры (Tekil Temel) Поперечные балочные элементы используются для связывания отдельных опор, что позволяет эффективно передавать силы землетрясения через систему фундамента.Ширина поперечных балок не менее 15 см. Размер основания выбирается таким образом, чтобы передача напряжения между фундаментом и почвой происходила безопасно. Напряжение, создаваемое опорой, должно быть меньше несущей способности грунта. Не подходит для жилых домов из-за склонности к разной осадке элементов колонн.

7 3) Комбинированная опора (Birleşik Temel)
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 3) Комбинированная опора (Birleşik Temel) Если расстояние между двумя колоннами близкое, используется комбинированная опора.Ступня может быть постепенно расширена там, где уровень осевой нагрузки выше.

8 ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 4a) Фундамент с односторонней лентой (Bir Yönde Sürekli Temel)

9 4a) Односторонний ленточный фундамент (Bir Yönde Sürekli Temel)
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 4a) Односторонний ленточный фундамент (Bir Yönde Sürekli Temel) Высота основания фундамента составляет не менее 30 см; тогда как ширина 100 см.Ширина опоры определяется таким образом, чтобы напряжение, создаваемое опорой, было меньше несущей способности почвы. Не подходит для жилых домов, так как этот тип фундамента подходит только для конструкций, у которых направления колонн в плане одинаковы.

10 ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 4b) Двухсторонний ленточный фундамент (İki Yönde Sürekli Temel)

11 4b) Двухсторонний ленточный фундамент (İki Yönde Sürekli Temel)
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 4b) Двухсторонний ленточный фундамент (İki Yönde Sürekli Temel) Высота фундамента не менее 30 см; тогда как ширина 100 см.Ширина опоры определяется таким образом, чтобы напряжение, создаваемое опорой, было меньше несущей способности почвы. Подходит для жилого типа дома. Риск различного оседания в столбцах относительно невелик, поскольку элементы привязаны в обоих направлениях.

12 5) Фундамент из матов или плотов (Radye Temel)
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 5) Фундамент из матов или плотов (Radye Temel) Фундамент из матов без балки: под элементами колонны формируется одна пластина большого размера.Такой тип фундамента требуется при низком допустимом давлении грунта. Подходит для предотвращения разного оседания колонн. Толщина фундаментной плиты должна быть не менее 30 см; тогда как высоту перекрытия в жилых домах можно оценить как 10-кратное число этажей в см.

13 ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 5) Фундамент для матов или плотов (Radye Temel)

14 6) Свайный фундамент (Kazıklı Temel)
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ 6) Свайный фундамент (Kazıklı Temel) Свая представляет собой длинный цилиндр из прочного материала, такого как бетон, который вдавливается в землю и служит устойчивой опорой для конструкций. построен поверх него.Когда на поверхности есть слой рыхлой почвы. Этот слой не может выдержать вес здания, поэтому нагрузки здания должны обходить этот слой и переноситься на более прочный слой почвы или породы, который находится ниже слабого слоя. Когда здание имеет очень тяжелые сосредоточенные нагрузки, например, в многоэтажном сооружении, мосту или резервуаре для воды. Свайные фундаменты используются в следующих ситуациях:

15 Свойства поперечной балки (Bağ Kirişlerin Özellikleri)
Минимальный размер поперечного сечения не может быть меньше, чем пролет между двумя колоннами / 30.Значения, указанные для расчетной осевой нагрузки в поперечной балке в первой строке, представляют собой% сжимающей нагрузки на колонну. Пример конструкции поперечной балки. Материал C25 - S420. Тип почвы D.

16 Свойства поперечной балки (Bağ Kirişlerin Özellikleri)
Решение N = 0,12x2000 = 240 кН Размер поперечного сечения должен быть не менее 300 мм x 300 мм. Продольная арматура 4ϕ18. Площадь продольной арматуры = 1018 мм2 По требованию = Н / 365 МПа = 657 мм2.ДОВОЛЬНЫЙ !!!

17 МОДЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОЧВЫ - ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Nd = Расчетная нагрузка на колонну, включая модели нагрузки G + Q. h = Глубина фундамента. σz = напряжение грунта, образовавшееся под фундаментом из-за расчетной нагрузки. σzem = нагрузка на грунт. fzn = допустимая нагрузка на грунт. γz = плотность грунта γb = плотность бетона = 25 кН / м3 Напряжение грунта = напряжение от сил колонны + напряжение от бетона фундамента - напряжение, создаваемое выемкой грунта

18 МОДЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОЧВЫ - ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Напряжение грунта = напряжение от сил колонны + напряжение от бетона фундамента - напряжение, создаваемое выемкой грунта σz γb h γz h <1.5 σzem σz (γb - γz) h <1,5 σzem, где γb - γz = γ σz <1,5 σzem - γh γ = 18-20 кН / м3 fzn = 1,5 σzem - γh (чистая прочность грунта) Решите h и определите fzn так, чтобы до σz

19 РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ Nd2, Nd5, Nd8 = Расчетные нагрузки на колонну (кН)
σz1, σz2, σz3 = Напряжение, создаваемое в грунте силами колонны (кН / м2) q1 = σz1b, q2 = σz2b, q3 = σz3b = Эквивалентное линейное напряжение производятся расчетными нагрузками на колонну (кН / м).Чтобы уменьшить напряжение, создаваемое силами колонны, можно удлинить фундаментную балку (a1 и a2). Линейные напряжения, создаваемые расчетными нагрузками, находятся в равновесии с линейными напряжениями q1, q2, q3.

20 РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ Расчетные силы колонны определяются путем анализа надстройки. Линейные напряжения q1, q2, q3 вычисляются численно. 2) Для каждого пролета значения напряжения грунта усредняются для простоты.

21 год РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ

22 РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ Определение ширины опоры b:
Внутренний сдвиг и влияние момента в опорной консоли:

23 МОМЕНТЫ И ДИАГРАММЫ СДВИГА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ БАЛКИ
Фундаментная балка может иметь такую ​​длину, чтобы уменьшить нагрузку на грунт, но длина консоли не может быть превышена 1.5м. Высота фундаментной балки определяется таким образом, чтобы выдерживать не менее 80% сдвига, создаваемого надстройкой. Оставшийся эффект сдвига может быть обеспечен сдвиговой арматурой. При расчетах арматуры на изгиб сечение в области пролета является Т, а сечение в опоре - прямоугольным. В большинстве случаев достаточно минимального количества продольной арматуры, так как высота сечения задана щедро. Арматура As1 и As2 рассчитывается по диаграмме моментов, показанной выше.

24 ЭТАП РАСЧЕТА Выбрана длина консоли a1 и a2.
Выбрана ширина фундаментной балки bw. Выбирается высота фундамента. Выбрана прозрачная крышка. Высота фундамента оценивается исходя из того, что фундамент без поперечной арматуры должен выдерживать не менее 80% сдвига. Оценивается ширина фундамента. При необходимости оценивается усиление сдвига фундамента. Определяется напряжение почвы. Оцениваются продольные арматуры. Дополнительные подкрепления назначаются в районе поддержки, если это необходимо. Толщина покрытия «t» регулируется.Оценивается подкрепление опор. Нарисовано усиление балки.

25 ПОЛОСНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНОПОЛОЖЕНИИ
ПРИМЕР Односторонний фундамент будет сформирован под колоннами 30 см x 60 см. Расчетные усилия колонны показаны на рисунке. Выполните необходимый анализ фундамента, чтобы безопасно выдержать расчетные усилия. Контур земли указан на расстоянии 1,4 м слева от колонны и 3 метра справа от колонны.Допустимая нагрузка на грунт σзем = 150 кН / м2. Использованные материалы C25 - S420. fcd = МПа fctd = 1,2 МПа, fyd = fywd = 365 МПа min ρ = 0,8 fctd / fyd = max ρ = 0,02 max (ρ - ρ ’) = 0,85 ρb =

26 год ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНОСТОРОННЕМУ
ПРИМЕР Ширина балки фундамента bw выбрана равной 50 см. Высота фундамента t = 30 см. Бетонное покрытие 5см. Определение высоты фундаментной балки h: Сдвиг должен переноситься фундаментной балкой, но в этом случае размер фундамента не является экономичным.Высота фундамента оценивается исходя из того, что фундамент без поперечной арматуры должен выдерживать не менее 80% сдвига.

27 ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНОПОЛОЖЕНИИ
ПРИМЕР Определение ширины фундамента b:

28 год ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНОСТОРОННЕМ СЛУЧАЕ
ПРИМЕР

29 ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНОСТОРОННИЙ РЕЖИМ
Продольная арматура: в большинстве случаев достаточно минимального количества продольной арматуры, так как высота секции назначается щедро.Расчет будет производиться по максимальному изгибающему моменту. Пролет B - C: Md = кНм, d = 100 - 5 = 95 см = 950 мм Табличное решение (для Т-образной балки, поскольку она имеет дело с областью пролета).

30 ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНОСТОРОННИЙ РЕЖИМ
Продольная арматура: в большинстве случаев достаточно минимального количества продольной арматуры, так как высота секции назначается щедро. Расчет будет производиться по максимальному изгибающему моменту.Пролет B - C: Md = кНм, d = 100 - 5 = 95 см = 950 мм Табличное решение (для Т-образной балки, поскольку она имеет дело с областью пролета). b / bw = 3 (но таблица формируется только для конкретного соотношения - используется 4 t / d = 30/95 = ~ 0,3 Kfcd = 1500 x 9502 / [178,1 (106)] x 16,67] = (намного больше из приведенного выше запись вверху) Означает, что минимального количества арматуры достаточно.

31 год ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНОСТОРОННИЙ РЕЖИМ
Продольная арматура: в большинстве случаев достаточно минимального количества продольной арматуры, так как высота секции назначается щедро.Расчет будет производиться по максимальному изгибающему моменту. Пролет A - B: Md = 99,8 кНм, d = 100 - 5 = 95 см = 950 мм Достаточно минимального количества арматуры.

32 ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНОСТОРОННИЙ РЕЖИМ
Продольная арматура: в большинстве случаев достаточно минимального количества продольной арматуры, так как высота секции назначается щедро. Расчет будет производиться по максимальному изгибающему моменту.Опора C и опора A: Максимальный момент составляет кНм Md = кНм, d = 100 - 5 = 95 см = 950 мм Табличное решение (для прямоугольной балки, поскольку она имеет дело с областью опоры - таблица на следующем слайде). Означает, что минимального количества арматуры достаточно (не видно по таблице). Как мин. = X500x950 = 1235 мм2 В наличии = = 1055 мм2 По мере необходимости = 1235 - 1055 = 180 мм2 (добавлено 1ϕ16). Опора B Дополнительное усиление не требуется. Поскольку min = x500x950 = 1235 мм2

33 ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ ОДНОСТОРОННИЙ
Продольная арматура:

34 ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ В ОДНУ СТОРОНУ
Чертеж:


Инженер-строитель: Ленточный или подушечный фундамент

Для средних нагрузок может быть предусмотрен ленточный фундамент (для стен) и подушечный фундамент (для колонн), а также особые конструктивные особенности, рассмотренные выше. Рис. 3.31 показывает некоторые типичные участки неглубоких подошв, подшиваемых для черного хлопчатника и других обширных почв.

РИС. 3.31 ПОЛОСНАЯ ЛАПКА СО СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБРАБОТКОЙ.

Сечение Рис. 3.31 (a) подходит, когда почва, хотя и расширяющаяся, испытывает небольшое давление набухания. Слой несвязного песка толщиной 60 см укладывается под бетонный фундамент и уплотняется. Песок также насыпается вокруг основания. Когда почва набухает, песчинки сдвигаются вверх, тем самым уменьшая давление набухания
.Когда почва сжимается, слой песка расширяется, но в почвенной опоре не будет разрывов. Песок также следует использовать под полом. Сечение Рис. 3.31 (b) подходит для случаев, когда давление набухания относительно высокое. Чередующиеся слои мурама (или балласта) и песка действуют как пружина, которая может сжиматься или расширяться вместе с движениями недр. Таким образом, он будет поглощать все движения, тем самым защищая опору от этих ударов. Если почва мягкая и имеет плохую несущую способность, сначала следует утрамбовать слой балласта и мурама толщиной 30 см.Сверху мин. возможна укладка слоя крупнозернистого песка толщиной 30 см. Во всех трех случаях бетонный фундамент может быть выполнен из жесткого цементного бетона и, если возможно, может содержать номинальную арматуру. Рис. 3.31 (d) показывает сечение, которое может использоваться для грунтов с высоким давлением набухания и с высокими усадочными свойствами. После уплотнения основания траншеи сначала можно уложить и утрамбовать полосы бетона шириной от 25 до 30 см и толщиной от 25 до 30 см. После затвердевания полосового бетона пространство между ними заполняется песком.Пространство между двумя полосами бетона (т. Е. Ширину песчаной засыпки) можно сохранить равной ширине нижнего каркаса кладки. Поверх этого укладывается фундаментный бетонный слой, желательно из железобетона. Боковые стороны кладки фундамента засыпают обычным песком. В дополнение к этому, диаметр 80 мм. трубы, расположенные на расстоянии от 1,5 до 2 м и т. д., прокладываются через кирпичную кладку и бетонное основание так, чтобы достичь нижнего слоя песка, показанного на рисунке, и засыпать песок в трубу. Сверху трубы может быть помещена заглушка, чтобы время от времени облегчить осмотр и при необходимости засыпать свежий песок.

РИС. 3.32 ФУНДАМЕНТЫ ПИРА С АРКАМИ.

РИС. 3.33 СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ.

Влияние геосинтетического армирования на несущую способность ленточного фундамента на песчаном грунте

Песчаные грунты расположены по всему миру, и его все чаще используют для строительства. Однако с использованием песчаных грунтов в конструкциях связано много проблем, таких как устойчивость откосов, несущая способность фундаментов и разжижение.Многие методы были разработаны для решения этих проблем и улучшения состояния грунта [1]. Среди этих методов усиление грунта под фундаментом является типичной практикой, используемой для повышения несущей способности и уменьшения осадки фундамента.

Практика улучшения почвы, непригодной для использования в строительстве, имеет долгую историю. Вавилоняне в 2300 г. до н.э. в древней Месопотамии закладывали плетеные тростниковые циновки в песок между соломенными глиняными кирпичами, чтобы сформировать неглубокий фундамент и построить храмы, дамбы, дома и т. Д.на сжимаемых грунтах [2]. Кроме того, в Древней Греции (около 400 г. до н.э.) изолированные подушечные фундаменты использовались для преодоления неравномерного оседания. Падовый фундамент, выкопанный до глубины 2,6 м, был засыпан слоями известняково-гравийной смеси толщиной 0,2 м [3]. Современная практика началась в середине 70-х годов Бинке и Ли [4], где авторы оценивают поведение несущей способности песчаного грунта с армированием. С тех пор тема повышения несущей способности слабых грунтов за счет использования различных типов армирования, таких как геотекстиль, геомембрана [5, 6] и георешетка [7, 8], привлекла внимание многих исследователей.

Укрепление слабых грунтов геосинтетическим материалом оказалось наиболее рентабельной альтернативой по сравнению со всеми другими методами улучшения грунта [9], наряду с другими преимуществами, такими как большая устойчивость к коррозии и другим химическим реакциям. В результате земляные конструкции с геосинтетическим армированным грунтом обычно используются в различных инженерно-геологических проектах, таких как опоры мостов, откосы, шоссе и т. Д. [10].

Применение таких материалов может быть довольно сложным и зависит от свойств и конфигурации арматуры [9], а также грунта [11].Поэтому понимание механизма геосинтетического взаимодействия почвы очень важно, когда дело доходит до его применения. Для определения характеристик этих материалов используется множество тестов в зависимости от типа применения. Прямой сдвиг на границе раздела может применяться для отказов из-за скольжения, испытание на плоскую деформацию может применяться для поперечной деформации, а испытание на вырыв можно применять для отказов на вырыв [11,12,13,14,15]. Трение на границе раздела между почвой и геосинтетическими материалами способствует определению эффективности их использования в качестве нижних пограничных слоев, тем самым улучшая характеристики армированного грунтового основания (RSF) против плоскостей разрушения при сдвиге [16].Коэффициент трения C i - это параметр, используемый для оценки степени взаимодействия между арматурой и грунтом. Значения коэффициента взаимодействия геосинтетик / песок находятся в диапазоне от 0,6 до 1,0, оцененные Кернером [17] для геотекстиля. По мере увеличения коэффициента взаимодействия вклад арматуры положительно влиял на взаимодействие между почвой и геосинтетикой, что, в свою очередь, приводило к усилению механизма. Параметры этих испытаний (например, испытание на прямой сдвиг и вырыв) могут быть напрямую использованы при проектировании [17, 18].

Многие исследования были посвящены поведению геосинтетических материалов с использованием трехосного теста [9, 19,20,21,22,23,24]. Эти исследования показали, что на влияние арматуры в значительной степени влияли многие факторы, включая размер образца, ограничивающее давление, расположение и расстояние между арматурой, форму арматуры, количество слоев и механические характеристики материалов, такие как жесткость, трение и предел прочности при растяжении. . Однако исследования показали, что армированные образцы показали более высокую пиковую прочность, меньшее снижение остаточной прочности, меньшее расширение и более высокую когезию.Benessalah [25] показал, что геосинтетические включения в песчаных грунтах увеличивают прочность на сдвиг и уменьшают боковую деформацию. Однако степень вклада зависит от количества геосинтетических слоев и ограничивающего давления. Кроме того, сообщалось об увеличении угла трения и сцепления за счет увеличения количества геосинтетических слоев. Атанасопулос [26] сообщил, что на объемную реакцию песка сильно влияет соотношение раскрытия геосинтетических материалов к среднему размеру песка.Abdelkader et al. [22] сообщили, что метод подготовки образцов также значительно повлиял на прочность образцов при сжатии.

Механизм несущей способности усиленных опор на песчаных грунтах исследован в нескольких экспериментальных исследованиях в литературе. Лабораторные [27,28,29,30,31,32,33,34] и полевые крупномасштабные [35, 36] эксперименты были выполнены для оценки эффективности различных оснований на усиленных слабых грунтах. Ориентация арматуры, а также влияние геометрии основания на несущую способность RSF были исследованы несколькими исследователями.Бадахшан [37] и Дастпак [38] изучали влияние эксцентриситета нагрузки и геометрии опоры на несущую способность и поведение при осадке RSF. Бадахшан [37] сообщил, что при увеличении количества геосинтетического армирования несущая способность увеличивается в большей степени в круглом основании, чем в квадратном фундаменте. Более того, эксцентричные нагрузки имеют тенденцию мобилизовать силы многослойной арматуры, хотя несущая способность снижается из-за эффекта эксцентриситета, требующего большего размера арматуры под основанием [38].Шахин на эл. [39] изучали ограничения нагрузки и конфигурации армированного фундамента. Автор сообщил, что длина арматуры, в два раза превышающая ширину подошвы, предпочтительна для обеспечения мобилизации силы за счет армирования. Lavasan и Ghazaviet [40] далее сообщили, что мобилизация этих растягивающих сил на геосинтетические материалы в качестве усиливающего элемента приводит к увеличению несущей способности и уменьшению количества осаждений.

Существуют также некоторые аналитические и численные методы оценки несущей способности [41,42,43].Чен и Абу-Фарсах [42] разработали аналитические уравнения для определения несущей способности укрепленного грунтового основания. Хосрожерди [44] предложил уравнение для прогнозирования максимальной осадки RSF на основе геометрии основания, сцепления грунта и угла трения, а также свойств армирующего материала.

Это исследование направлено на изучение влияния геосинтетических материалов на оседание и несущую способность песчаных почв. Кроме того, была разработана небольшая лабораторная испытательная платформа для прогнозирования фактического поведения армированного песка на месте.По этой причине были протестированы три различных типа геосинтетических материалов с использованием теста на прямой сдвиг, чтобы определить трение на границе раздела между ними и песком. Кроме того, были проведены консолидированные трехосные испытания без дренажа для испытания материала в условиях трехмерного сжатия. Наконец, были проведены мелкомасштабные лабораторные испытания для имитации условий реального армированного песка на месте.

Глава 3. Обзор литературы по предыдущей работе в области инженерных разработок - синтез и оценка предельного состояния инженерных насыпей для опор мостов, февраль 2016 г.

ГЛАВА 3.


ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПРЕДЫДУЩИХ РАБОТ В ENGINEERED

3.1 Обзор каталога данных деформации нагрузки инженерных заполнений для опор мостов

Различные факторы могут повлиять на поведение опор моста при использовании инженерных насыпей. К ним относятся следующие:

  • Типы грунтов обратной засыпки, удельный вес и прочностные параметры.
  • Геосинтетический тип и предел прочности при растяжении ( T f ).
  • Шаг арматуры, общая глубина размещения арматуры ( N ) и горизонтальная длина (протяженность) арматуры.
  • Геометрия опоры моста.
  • Форма и размер фундамента.
  • ГРС тип грунта основания, плотность, параметры прочности и арматура.
  • Естественный тип грунта, удельный вес и параметры прочности под фундаментом из GRS.
  • Условия нагрузки.
  • Диапазон температуры окружающей среды.
  • Влияние переходной нагрузки по сравнению со статической нагрузкой на SLS опор мостов.

Работоспособность опор мостов с использованием инженерных засыпок можно охарактеризовать следующим образом:

  • Сопротивление нагрузке (проверка, соответствующая пределу прочности (ULS)).
  • Непосредственные и длительные вертикальные и горизонтальные деформации армированных и фундаментных грунтов (элементы конструкции SLS).

В этой главе факторы, влияющие на поведение фундаментов мелкого заложения, синтезируются на основе результатов, опубликованных в литературе. Они включают факторы, влияющие на осадку фундаментов мелкого заложения с армированием и без, а также факторы, влияющие на вертикальные и поперечные деформации опор и опор моста с использованием инженерных насыпей.Далее рассматривается влияние переходных нагрузок на деформации опор мостов на зернистых грунтах и ​​определение распределения напряжений в зернистых грунтах под фундаментом мелкого заложения. На основе обзора литературы каталог данных нагрузки-деформации был составлен в неопубликованную электронную таблицу Microsoft ® Excel.

3.2 Синтез факторов, влияющих на осадку фундаментов мелкого заложения

Влияние относительной плотности почвы на осадку фундаментов мелкого заложения

Фрагази и Лоутон провели серию лабораторных модельных испытаний, предназначенных для определения влияния относительной плотности грунта ( D R ) на поведение осадки армированного песка. (53) Во всех испытаниях однородный природный песок армировался тремя слоями алюминиевой фольги. Как показано на рисунке 5, во всех случаях предельная несущая способность увеличивалась с увеличением D R . Кроме того, поведение осадки ленточных фундаментов на армированном грунте было более жестким, чем у неармированных грунтов при той же относительной плотности. Результаты показывают, что при увеличении на 10 процентов D R при давлении 14,5 фунтов на квадратный дюйм (100 кПа) осадка фундамента уменьшилась примерно на 20 процентов.За счет усиления грунта предельная несущая способность фундамента увеличилась как минимум на 60 процентов при соотношении осадки фундамента к его ширине ( s / B ), равном 10 процентам. Обратите внимание, что увеличение удержания с добавлением слоев усиления подавило расширяющееся поведение, что наблюдается через подавленный пик в реакции осадки нагрузки. Basudhar et al. провели экспериментальное исследование круглых опор на песке, армированном геотекстилем. (54) Они пришли к выводу, что немедленная осадка фундамента уменьшилась с увеличением D R (см. Рисунок 6).


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Фрагази и Лоутона. (53)

Рисунок 5. График. Результаты расчета нагрузки на неармированный и армированный песок.


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Basudhar et al. (54)

Рисунок 6. График. Результаты расчета нагрузки для различных относительных плотностей.

Влияние закона
N на осадку фундаментов мелкого заложения

Омар и др.провели серию лабораторных модельных испытаний ленточных и квадратных фундаментов, поддерживаемых песком, армированным слоями георешетки. (55) Как показывают их результаты на рисунках 7 и 8, при одинаковых значениях приложенной нагрузки осадка опор на армированном грунте была ниже, чем на неармированном грунте. Для испытаний с ленточным фундаментом, когда значение N увеличилось с 1 до 3, предельная нагрузка на подшипник увеличилась вдвое, а оседание при соответствующей предельной нагрузке также увеличилось почти вдвое.При каждом приложенном давлении величина осадки уменьшалась с увеличением Н. для Н больше или равно 4, оседание при предельной нагрузке на подшипник оставалось практически постоянным, что указывает на наличие оптимума Н , за пределами которого оседание при предельная нагрузка на подшипник незначительно улучшилась. Следует учитывать, что на основании исследования Омара и др. Эффективная глубина армирования составляет около 2 B для ленточных фундаментов. (55) Следовательно, в их эксперименте, имея u / B = h / B = 0.33 (обозначения показаны на рисунке 4), усиления с N больше или равным 7 размещаются вне зоны влияния.


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Омар и др. (55)

Рисунок 7. График. Результаты расчета нагрузки для ленточного фундамента для u / B = h / B = 0,333, b / B = 10.


1 дюйм = 25.4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Омар и др. (55)

Рисунок 8. График. Результаты расчета нагрузки для квадратного фундамента для u / B = h / B = 0,333, b / B = 6.

Chen et al. исследовали поведение квадратного фундамента на геосинтетическом армированном глинистом грунте с индексом эффективности 15 процентов с использованием лабораторных модельных испытаний фундамента. (56) В качестве опор для испытаний использовались стальные пластины размером 5.98 на 5,98 на 1 дюйм (152 на 152 на 25,4 мм) (ширина, длина, толщина). Испытания модели проводились в стальном испытательном стенде размером 4,92 на 2,98 на 2,98 фута (1,5 на 0,91 на 0,91 м) (длина, ширина, глубина). Процедуру тестирования выполняли в соответствии с ASTM D 1196-93, где приращения нагрузки применялись и поддерживались до тех пор, пока скорость оседания не стала менее 0,001 дюйма / мин (0,03 мм / мин) в течение 3 минут подряд. (57) Результаты, представленные на рисунке 9, показывают, что при увеличении N величина осадки при каждом приложенном давлении уменьшалась до N = 4.Для N больше или равно 4 осадка квадратного фундамента не увеличилась с дополнительными слоями армирования. Это снова указывает на то, что существует оптимум N , за пределами которого урегулирование незначительно улучшается. Следует отметить, что по данным Чена и др., Эффективная глубина армирования составляет около 1,5 B для глины, армированной георешеткой. (56) Следовательно, в эксперименте Чена и др., Имея u / B = h / B = 0.33, усиления с N больше или равным 7 размещаются вне зоны влияния. (56)


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Chen et al. (56)

Рисунок 9. График. Результаты расчета нагрузки для квадратного фундамента на неармированном и армированном грунте со слоями георешетки из полипропилена (ПП).

Das et al. провели лабораторные модельные испытания для исследования предельной несущей способности поверхностных ленточных фундаментов на песке и глине, армированных георешеткой. (58) Каждый фундамент был сделан из алюминиевой пластины размером 3 на 12 дюймов (76,2 на 304,8 мм) ( B, × L, ). Испытания на несущую способность проводились в двух коробках, каждый с внутренними размерами 3,61 на 0,98 на 2,95 фута (1,1 на 0,3 на 0,9 м) (длина, ширина, глубина). Результаты показывают, что включение армирования георешеткой увеличило нагрузку на единицу площади, которую мог выдержать фундамент на любом заданном уровне осадки. Это верно для тестов как в песке, так и в глине.Как показано на рисунке 10, осадка фундамента уменьшалась с увеличением слоя армирования до N = 5. Когда N было больше 5, осадка фундамента больше не уменьшалась с увеличением слоев арматуры. Результаты могут быть связаны с тем, что дополнительные слои армирования были размещены ниже эффективной глубины армирования, которая составляла около 2 B для ленточного фундамента в песчаном грунте.


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6.89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Das et al. (58)

Рисунок 10. График. Результаты расчета нагрузки для песчаного грунта для u / B = 0,4, h / B = 0,33 и b / B = 4.

Basudhar et al. провели экспериментальное исследование круглых опор на песке, армированном геотекстилем. (54) Они пришли к выводу, что с увеличением N размер поселения постепенно уменьшался.Как показано на рисунке 11, когда N больше или равно 2, осадка фундамента больше не уменьшается с увеличением слоев арматуры, за исключением осадки при предельной нагрузке. Для испытания с трехслойным армированием геотекстиль был размещен на глубине 0,25 B , B и 2 B ниже основания фундамента. Учитывая результаты, представленные в разделе, эффективная глубина армирования была меньше 2 B для квадратного фундамента; поэтому слой 3 и дополнительные слои были размещены вне зоны влияния и больше не влияли на осадку фундамента.


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Basudhar et al. (54)

Рисунок 11. График. Результаты расчета нагрузки для круглой опоры диаметром 1,18 дюйма (30 мм).

Phanikumar el al. выполнил серию лабораторных нагрузочных испытаний плиты на песчаных пластах, армированных георешеткой. (59) Свойства испытательных песков представлены в таблице 5. На рисунке 12 показано, что в некоторых поселениях несущая нагрузка, необходимая для достижения этого оседания, также зависела от N и типов грунта.

Таблица 5. Свойства тестовых песков. (59)
Имущество Мелкий песок Песок средний Крупный песок
Масса сухого агрегата (при D R = 50 процентов) (кН / м 3) 15,2 14,9 14,7
Максимальный размер заполнителя ( d макс ) (мм) 0.425 2,36 4,75
Диаметр частиц, при котором 10 процентов образца мельче, по массе ( D 10 ) (мм) 0,25 0,59 1,3
Внутренний Φ * (градус) 32 35 40
Коэффициент однородности 1.4 1,995 2,07
Коэффициент кривизны 1,17 1,12 1,25
1 кН / м 3 = 6,37 фунт-сила / фут 3
1 дюйм = 25,4 мм
* Внутренний диаметр Φ песков для испытаний был определен путем проведения испытаний на прямой сдвиг. Пескоструйный песок для испытаний уплотняли при их соответствующем сухом удельном весе, соответствующем относительной плотности 50 процентов.


1 фунт-сила = 0,0044 кН
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Phanikumar et al. (59)

Рисунок 12. График. Влияние количества георешеток на нагрузку, необходимую для осадки 0,02 дюйма (0,5 мм).

Результаты влияния разного количества арматуры на поведение фундамента, размещенного на армированном песке со слоями фосфористой бронзы, показаны на рисунке 13. (60) Результаты также показывают тенденцию к уменьшению осадки с увеличением N при двух соотношениях армирования: L против B .


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа

Рисунок 13. График. Результаты расчета нагрузки для различного количества металлической арматуры.

Влияние арматуры
L и T f на осадку фундаментов мелкого заложения

Результаты лабораторных модельных испытаний, проведенных Латха и Сомванши, представлены на рисунке 14. (61) Результаты показывают, что с увеличением b величина предельной несущей способности фундаментов на армированном грунте увеличивалась, а осадка уменьшалась. .


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Латхи и Сомванши. (61)

Рисунок 14. График. Результаты расчета нагрузки для геосетки разной ширины ( N = 4, d = 2 B ).

Элтон и Патаваран провели экспериментальное исследование образцов армированного грунта, чтобы оценить влияние геотекстиля T f на соотношение напряжения и деформации в армированном грунте. (62) Свойства шести геотекстильных материалов, использованных в их экспериментах, представлены в таблице 6. На рисунке 15 показаны результаты испытаний на неограниченное сжатие. Три датчика на верхней части стальной загрузочной пластины измеряли вертикальные смещения. Как показывают результаты, кривая первоначально достигла пика прочности при деформации примерно от 3 до 8 процентов, имела некоторое уменьшение прочности, а затем постепенно увеличивалась, достигая второго пика, прежде чем, наконец, резко снизилась. Пиковая прочность и соответствующая деформация образцов увеличивались по мере увеличения прочности арматуры.

Таблица 6. Свойства геотекстиля. (62)
Имущество Тип геотекстиля (G)
G4 G6 G8 G12 G16 G28
Масса на единицу площади (г / м 2) 135,64 203,46 271,28 406.92 542,56 949,48
Прочность в широком направлении в продольном направлении (кН / м) 9,0 14,0 14,5 18,6 20,1 24,9
Прочность в поперечном направлении большой ширины (кН / м) 14,4 19,3 19,8 20.3 22,9 21,7
1 г / м 2 = 2,05 ´ 10 -4 фунт / фут 2
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Элтона и Патаварана. (62)

Рисунок 15. График. Напряжение-деформация армированного грунта.

Адамс и Коллин провели пять лабораторных экспериментов на опорах уменьшенного размера в рамках исследовательского проекта FHWA. (41) Из пяти экспериментов один был неармированным, а другие были усилены с различным шагом армирования и T f . Как показывают результаты на рисунке 16, образец с шагом 0,66 фута (0,2 м) и меньшей прочностью по ширине 1439 фунт-сила / фут (21 кН / м) мог выдерживать более высокие нагрузки по сравнению с образцом с длиной 1,31 фута (0,4- м) и более высокая прочность по ширине 4797 фунт-сила / фут (70 кН / м) при любой заданной деформации. Таким образом, они пришли к выводу, что расстояние между арматурой играет более важную роль, чем прочность арматуры.


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
1 фут = 0,305 м
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Адамса и Коллина. (41)

Рисунок 16. График. Напряжение-деформация экспериментов на мини-пирсе.

Abu-Hejleh et al. провела оценку нового моста Founders / Meadows Bridge около Денвера, штат Колорадо, которая была завершена в июле 1999 года. (63,64) Исследование было сосредоточено на производительности и поведении системы GRS при эксплуатационных нагрузках.Три секции системы GRS были оснащены инструментами для измерения перемещений передней стены GRS, осадки основания моста и дифференциальной осадки между опорой моста и приближающейся проезжей частью. Земля для обратной засыпки, использованная в этом проекте, представляла собой смесь гравия (35 процентов), песка (54,4 процента) и мелкозернистой почвы (10,6 процента). Грунт для засыпки был классифицирован как хорошо рассортированный илистый песок в соответствии с ASTM D 2487 и как фрагменты камня, гравий и песок (A-1-B (0)) в соответствии с AASHTO M145-91. (65,66) Средний удельный вес и сухой удельный вес уплотненного грунта обратной засыпки, измеренный во время строительства, составил 140.6 и 133,7 фунт / фут 3 (22,1 и 21 кН / м 3) соответственно, а содержание воды составляло 5,6 процента. Результаты испытаний на большой прямой сдвиг и большой трехосный сдвиг показали, что Φ составляет 47,7 и 39,5 градусов и c составляет 16,06 и 5,73 фунт / кв. Дюйм (110,7 и 39,5 кПа), соответственно, для испытаний на прямой сдвиг и трехосного испытания. В этом проекте использовались три сорта армирования георешеткой: одноосное (UX) 6 под фундаментом и UX 3 и UX 2 за опорной стеной. В таблице 7 приведены значения предельной прочности и долгосрочной расчетной прочности (LTDS) для этих геосеток.

Таблица 7. Прочность размещенной георешетки. (64)
Тип и обозначение георешетки Предел прочности (кН / м) LTDS (кН / м)
UX 6 157,3 27
UX 3 64,2 11
UX 2 39,3 6.8
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут

Данные были собраны во время строительства стен GRS, во время размещения надстройки моста и в течение 18 месяцев после открытия моста для движения. Результаты представлены в таблице 8 и показывают отличные характеристики конструкции GRS. Контролируемые общие смещения были меньше ожидаемых в проекте и допускались эксплуатационными требованиями, не было никаких признаков развития проблемы неровностей моста или каких-либо повреждений конструкции, а смещения после строительства стали незначительными в течение года после открытия моста для движение.

Таблица 8. Сводка максимальных смещений облицовки лицевой стены и осадки опоры опоры моста.
Типы максимальных движений Только на основе GRS Wall Construction Вызвано только размещением надстройки моста (надбавка 115 кПа) Индуцируется только при эксплуатации моста (доплата 150 кПа)
6 Пн 12 Пн 18 Пн
Максимальное смещение наружу облицовки передней стенки (мм) 12 10 8 12 13
Максимальное оседание выравнивающей подушки, поддерживающей облицовку передней стены (мм) 8 7 4 5 5
Максимальное оседание опоры моста (мм) 13 7 11 10
Максимальный процент осадки опоры моста от высоты стены (в процентах) 0.29 0,17
1 кПа = 0,145 фунт / кв. Дюйм
1 дюйм = 25,4 мм
Примечание: эта таблица была создана FHWA после Abu-Hejleh et al. (64) Пустые ячейки показывают, что значение не было записано.

Хуанг и Тацуока использовали различные типы металлических полос для укрепления почвы под неглубоким фундаментом. (60) На рисунке 17 показаны результаты лабораторных испытаний модели, усиленной полосами из фосфористой бронзы.Результаты показывают, что с увеличением L величина осадки при каждой приложенной нагрузке уменьшалась. Однако это уменьшение не было пропорционально увеличению L . Например, при приложенном давлении 4 177 фунтов на квадратный фут (200 кПа) осадка фундамента была одинаковой для двух разных длин арматуры: L / B = 3,5 и L / B = 6.


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Хуанга и Тацуока. (60)

Рисунок 17. График. Результаты расчета нагрузки для арматуры различной длины ( N = 3).

Влияние закона
B на оседание фундаментов мелкого заложения

Дас и Омар провели экспериментальное исследование поверхностных ленточных фундаментов на песке, армированном георешеткой. (67) Как показано на рисунке 18, они пришли к выводу, что оседание при предельной несущей способности увеличилось с уменьшением B . Рисунок также выявил незначительное влияние размера опоры на осадку при давлении в подшипниках менее примерно 6 266 фунтов на квадратный дюйм (300 кПа).Отмечается, что эти наблюдения были получены в мелкомасштабных экспериментах.


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA в честь Даса и Омара. (67)

Рисунок 18. График. Осадка нагрузки приводит к армированному песку ( D R = 75 процентов).

Влияние глубины заделки верхнего слоя арматуры на осадку фундаментов мелкого заложения

Mandal and Sah провели испытания на несущую способность опор моделей на глиняных основаниях, армированных георешетками. (68) Их результаты, представленные на рисунке 19, показывают, что максимальное процентное уменьшение осадки с использованием армирования георешеткой в ​​уплотненной и насыщенной глине составило около 45 процентов, и это произошло на глубине от 0 до 0,25 B ниже основания квадратного фундамента.


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Мандала и Сах. (68)

Рисунок 19. График. Результаты осадки модели опор на глиняном земляном полотне, армированном георешеткой.

Бинке и Ли провели серию экспериментов с ленточным фундаментом шириной 2,99 дюйма (76 мм), помещенным на песчаный грунт, укрепленный металлическими полосами. (69) На рисунке 20 показаны результаты исследований влияния u верхнего армирующего слоя на осадку фундамента. Они пришли к выводу, что оптимальное расположение верхнего слоя было на u / B = 1,3. Кроме того, на основании экспериментальных результатов, полученных для фундаментов, размещенных на армированном грунте с георешеткой, был сделан вывод, что оптимальная глубина для укладки верхнего слоя арматуры находится в пределах 0.25 B ниже основания фундамента. Следовательно, верхний слой металлической полосы может быть расположен на меньшей глубине по сравнению с арматурой из георешетки, чтобы обеспечить минимальную осадку при каждой приложенной нагрузке.


1 дюйм = 25,4 мм = 2,54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Бинке и Ли. (69)

Рисунок 20. График. Результаты расчета нагрузки для разной глубины верхнего слоя металлической арматуры ( N = 3).

Влияние вертикального расстояния между слоями арматуры (
S против ) на осадку фундаментов мелкого заложения

Chen et al. исследовали поведение квадратного фундамента на геосинтетическом армированном глинистом грунте от низкой до средней пластичности с использованием лабораторных модельных испытаний фундамента. (56) Как показано на рисунке 21, при уменьшении h между тремя армирующими слоями (расположенными в зоне влияния под основанием) величина осадки при каждом приложенном нагрузочном давлении уменьшалась.


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Chen et al. (56)

Рисунок 21. График. Результаты расчета нагрузки при испытаниях квадратного фундамента с тремя слоями георешеток, размещенными с разным шагом по вертикали.

Влияние коэффициента покрытия (CR) арматуры металлической полосой на осадку фундаментов мелкого заложения

Эффективным параметром для расчета осадки фундамента на грунте, армированном металлическими полосами, является CR арматуры в каждом слое.На рис. 22 представлены экспериментальные результаты осадки фундамента на армированном грунте слоями фосфорно-бронзовой ленты. (60) На рисунке показано, что при увеличении CR оседание при каждом приложенном давлении уменьшается. По результатам можно сделать вывод, что уменьшение осадки не было пропорционально CR . Это говорит о том, что существует верхняя граница в CR , , выше которой уменьшение урегулирования с увеличением CR не может ожидаться.


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Хуанга и Тацуока. (60)

Рисунок 22. График. Результаты расчета нагрузки для различных CR арматуры ( L = 2 B , N = 3).

3.3 Синтез зависимостей нагрузки и деформации опор мостовидных протезов и опор

Влияние параметров грунта на зависимости деформации нагрузки

Адамс и Никс провели экспериментальное исследование характеристик вторичной деформации GRS в качестве опор моста в условиях рабочей нагрузки. (27) Поведение четырех опор из GRS, построенных с использованием двух типов грунтов и тканого геотекстиля, отслеживалось при давлении 30,45 фунтов на квадратный дюйм (210 кПа). Характеристики использованных материалов и результаты, представленные Адамсом и Никсом, показаны в таблице 9. (27) Результаты показывают, что в условиях эксплуатационной нагрузки не наблюдалось значительного увеличения осадки пирса со слабым геотекстилем (пирс A ). Кроме того, опоры с заполнителем №8 открытого типа испытывали немного большее сжатие (примерно на 5 процентов выше) по сравнению с грунтом обратной засыпки с хорошей сортировкой A-1-a.Результаты исследования деформации опоры в течение 4 мес. Показали, что вторичная осадка произошла в зернистом материале, но она все еще находилась в типичных допустимых пределах для мостов и составляла до 2 процентов вертикальной деформации в течение срока службы моста. (32)

Осадка композитного материала
Таблица 9. Материалы сваи GRS и результаты съемки вертикальной деформации.
Категории измерений Свойства материалов и специальные полевые исследования Причал A Причал B Причал C Причал D
Свойства засыпного материала AASHTO тип грунта # 8 А-1-а А-1-а # 8
Φ (градусы) 55 54 54 55
c (кПа) 0 5.5 5,5 0
Свойства армирования T f (кН / м) 35 70 70 70
Минимальная средняя величина сопротивления качению при деформации 2% (кН / м) 3,5 19,3 19,3 19,3
Результаты опроса GRS через 105 дней после размещения груза (мм) 24 23.6 22,5 24,8
Вертикальная деформация композита GRS (в процентах) 1,03 1,01 0,97 1,07
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
1 дюйм = 25,4 мм
Примечание. Эта таблица была создана FHWA после Адамса и Ника. (27)

Nicks et al. провели 19 GRS PT в рамках исследования FHWA, в котором изучались осевая нагрузка в сравнении с характеристиками вертикальной деформации опор GRS. (42) Всего было проведено 5 испытаний в округе Дефайенс (округ Колумбия), штат Огайо, на предприятии по техническому обслуживанию шоссе, а 14 - в Исследовательском центре шоссе Тернер-Фэрбанк (TFHRC). Параметры, которые варьировались между испытаниями, включали расстояние между арматурой, прочность геотекстиля, тип грунта и фрикционно связанный облицовочный элемент. Параметры опор, испытанные для исследования влияния типа заполнителя на нагрузочно-деформационные характеристики опор, и результаты испытаний показаны в таблице 10 и на рисунке 23.Приложенное давление рассчитывалось как среднее значение измеренных значений за период нагрузки, а вертикальная деформация рассчитывалась как средние значения четырех линейных преобразователей смещения напряжения (LVDT) и потенциометров (POT), расположенных на основании в конце каждое приращение нагрузки. Согласно результатам, пирс, построенный из самого крупного испытанного заполнителя (камень № 57), имел самый низкий предел эксплуатации из всех испытаний, что указывает на большую деформацию под приложенной нагрузкой. Кроме того, пирс, построенный из окатанного мелкого гравия, имел более низкие пределы прочности и эксплуатационных характеристик, чем более угловатый заполнитель, отвечающий тем же спецификациям градации для материала AASHTO # 8.

Таблица 10. Параметрическое исследование размера агрегата.
Тест № Засыпка Арматура Облицовка
Тип Φ
(градус)
c
(кПа)
Агрегат
Размер
(мм)
T f
(кН / м)
S v
(мм)
DC-1 8 54 0 12.7 70 194 CMU
DC-2 46 0 19,05 70 194 CMU
DC-3 57 52 0 25,4 70 194 CMU
DC-4 9 49 0 9.525 70 194 CMU
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
1 дюйм = 25,4 мм
CMU = Бетонная кладка.
Примечание. Эта таблица была создана FHWA после того, как Nicks et al. (42)


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Nicks et al. (42)

Рисунок 23.График. Поведение при нагрузке и деформации от СТ на опорах из GRS с использованием пяти типов засыпок постоянного тока.

Путем сравнения идентичных опор, которые были похожи по всем своим характеристикам, за исключением градации, Nicks et al. пришли к выводу, что использование хорошо рассортированного материала привело к значительно более жесткому отклику от нагрузки и деформации, чем при использовании материала с открытым зерном. (42)

Helwany et al. провели анализ методом конечных элементов (МКЭ) двух полномасштабных нагрузочных испытаний опор мостов из GRS и параметрическое исследование для изучения характеристик облицовки модульных блоков опор мостов из GRS, подверженных действующим и статическим нагрузкам от пролетного строения моста. (70) Они пришли к выводу, что более благоприятный отклик на деформацию был достигнут при использовании типов грунта, которые имеют более высокие внутренние Φ и соответствующие более высокие модули объемности и сдвига. На рисунке 24 показано, что когда угол Φ увеличился с 34 до 40 градусов, вертикальное смещение в гнезде абатмента уменьшилось с 1,89 до 1,18 дюйма (от 48 до 30 мм) при приложенном давлении 4 177 фунтов на квадратный дюйм (200 кПа), в то время как вертикальное смещение было незначительным. изменение при более низком прилагаемом давлении 2088 фунтов на квадратный дюйм (100 кПа).


1 дюйм = 2,54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 24. График. Влияние внутренней засыпки Φ на вертикальное смещение опорной поверхности (расстояние между арматурой = 7,87 дюйма (20 см))

Helwany et al. также пришел к выводу, что при использовании типов грунта с более высокими внутренними Φ и более высокими модулями насыпи и сдвига был достигнут более благоприятный деформационный отклик для горизонтального смещения на опоре упора и для максимального бокового смещения сегментной облицовки (см. рисунок 26). (70) При прилагаемом давлении 4 177 фунтов на квадратный фут (200 кПа) за счет увеличения внутреннего Φ с 34 до 40 градусов горизонтальное смещение седла уменьшилось примерно на 14 процентов. Как показано на рисунке 26, при различных приложенных давлениях максимальное боковое смещение сегментной облицовки линейно уменьшалось с увеличением Φ .


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 25. График. Влияние внутренней засыпки Φ (расстояние между арматурой = 7,87 дюйма (20 см)) на горизонтальное смещение в гнезде упора.


1 дюйм = 2,54 см
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 26. График. Влияние внутренней засыпки Φ (расстояние между арматурой = 7,87 дюйма (20 см)) на максимальное боковое смещение облицовки.

Hatami and Bathurst исследовали влияние типа засыпки на характеристики сегментных подпорных стен (SRW) из армированного грунта в условиях рабочего напряжения в конце строительства (EOC) с использованием численного моделирования конечных разностей. (71) Как показано на рисунке 27, прогиб облицовки уменьшался по величине по мере увеличения прочности грунта на сдвиг из-за увеличения Φ , увеличения кажущегося c или того и другого. На характер отклоненной формы также повлияло увеличение кажущегося c .Увеличение кажущегося c сместило точку максимального прогиба стены ниже по стене и было особенно эффективным для уменьшения прогибов на гребне стены. Результаты также показывают различное влияние Φ и c


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 2,54 см
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Хатами и Батерста. (71)

Рисунок 27. График. Влияние видимых c и Φ на боковое смещение стены.

Результаты, представленные на рисунке 28, показывают, что нагрузки на арматуру были больше для стен с более слабой засыпкой, а распределение максимальной нагрузки по высоте стены варьировалось от параболической формы для гранулированной засыпки и линейной формы, когда засыпка имела более высокое значение очевидной засыпки. .. c и был более сплоченным. (71)


1 фут = 0,305 м
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Хатами и Батерста. (71)

Рисунок 28. График. Влияние очевидной засыпки c значений и Φ на максимальные нагрузки арматуры в стеновых моделях при EOC

Скиннер и Роу численно исследовали краткосрочное и долгосрочное поведение сегментной усиленной геосинтетической подпорной стены с облицовкой из блоков высотой 19,68 футов (6 м), построенной на жестком основании; они также изучили два глинистых фундамента толщиной 32,8 фута (10 м), чтобы исследовать влияние текучести фундамента на устойчивость стены. (72) Горизонтальные смещения поверхности стены, рассчитанные для жесткого фундамента и двух глинистых фундаментов, показаны на рисунке 29. Глинистые фундаменты значительно более сжимаемы, чем жесткий фундамент. Из рисунка видно, что деформации лицевой стороны и основания стены были значительно выше для грунтов 1 и 2, чем для жесткого фундамента. Повышенная деформация фундамента существенно способствовала смещению облицовки. Для грунта с более низкой вязкостью 1 не было значительных изменений в поведении между моментом 95-процентного уплотнения (достигнутое через 1 год после EOC) и последующим временем (например.г., 7 лет). Более вязкий грунт 2 достиг приблизительно 20-процентной консолидации через 1 год после EOC и приблизительно 95-процентной консолидации через 7 лет после EOC. Незначительное вращение поверхности стены назад от EOC до 7 лет (95% уплотнение) для грунта 1 было вызвано локальными смещениями на поверхности и особенно на носке стены.


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 25,4 мм
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Скиннера и Роу. (72)

Рисунок 29.График. Горизонтальные смещения у стены

Helwany et al. провели FEAs, чтобы исследовать влияние типа засыпки и прочности арматуры на поведение подпорных стен GRS. (73) Всего было применено 3 различных значения жесткости арматуры и 16 различных материалов обратной засыпки при расчете 3 стен с разной высотой для получения 144 расчетных комбинаций. Подпорные стены из GRS находились под избыточным давлением 15,23 фунтов на кв. Дюйм (105 кПа). Размеры и свойства различных грунтов представлены в таблицах 11 и 12, а результаты показаны на рисунках с 30 по 33.

Таблица 11. Размеры подпорной стенки GRS.
Высота стены (м) Глубина засыпки (м) Длина геотекстиля (м) N
3 3,7 1,8 10
4,5 5,5 2,7 15
6 7.3 3,7 20
1 фут = 0,305 м
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (73)

Таблица 12. Типичные параметры почвы.
Тип почвы по Единой классификации почв Номер обозначения засыпки RC на основе процента от стандартного Proctor Вес влажного блока
(кН / м 3)
Φ для ограничивающего давления =
1 Атмосферное давление
(градусы)
Уменьшение Φ для 10-кратного увеличения ограничивающего давления
(градусы)
с
(кН / м 2)
Гравий с хорошей сортировкой, гравий с плохой сортировкой, песок с хорошей сортировкой, песок с плохой сортировкой 1 105 23.6 42 9 0
2 100 22,8 39 7 0
3 95 22,1 36 5 0
4 90 21.3 33 3 0
илистый песок 5 100 21,3 36 8 0
6 95 20,5 34 6 0
7 90 19.7 32 4 0
8 85 18,9 30 2 0
Песок илистый глинистый 9 100 21,3 33 0 24
10 95 20.5 33 0 19
11 90 19,7 33 0 14
12 85 18,9 33 0 10
Глина низкопластичная 13 100 21.3 30 0 19
14 95 20,5 30 0 14
15 90 19,7 30 0 10
16 85 18.9 30 0 5
1 кН / м 3 = 6,37 фунт-сила / фут 3
1 кН / м 2 = 20,89 фунт / фут 2
Примечание: эта таблица была создана FHWA после Helwany et al. (73)

Рисунки с 30 по 33 все показывают, что тип обратной засыпки оказал наибольшее влияние на поведение подпорной стены GRS. Они пришли к выводу, что жесткость геосинтетической арматуры оказала значительное влияние на поведение подпорной стены из GRS, когда засыпка имела более низкую жесткость и прочность на сдвиг.Например, подпорные стены GRS высотой 9,84 фута (3 м), сделанные из грунтов № 15 и № 16 (более низкая жесткость и прочность на сдвиг), показали значительное улучшение при использовании более жесткого геосинтетического материала. Когда подпорная стена GRS высотой 9,84 фута (3 м) была сделана из грунтов № 13 и № 14 (более высокая жесткость и прочность на сдвиг), она показала относительно небольшие улучшения при увеличении геосинтетической жесткости.


1 дюйм = 2,54 см
1 фут = 0,305 м
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (73)

Рисунок 30. График. Максимальное боковое смещение в зависимости от геосинтетической жесткости для грунтов 1–4.


1 дюйм = 2,54 см
1 фут = 0,305 м
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (73)

Рисунок 31. График. Максимальное боковое смещение в зависимости от геосинтетической жесткости для грунтов 5–8.


1 дюйм = 2,54 см
1 фут = 0.305 м
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (73)

Рисунок 32. График. Максимальное боковое смещение в зависимости от геосинтетической жесткости для грунтов 9–12.


1 дюйм = 2,54 см
1 фут = 0,305 м
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (73)

Рисунок 33. График. Максимальное боковое смещение в зависимости от геосинтетической жесткости для грунтов 13–16.

Влияние характеристик арматуры на отношения нагрузки и деформации

На рисунках 34 и 35 показаны результаты двух ПК, проведенных Nicks et al. исследовать влияние усиления несущего основания на нагрузочно-деформационные характеристики опор моста. (42) Усиление опорной поверхности, размещенное непосредственно под опорой балки, рекомендовалось по крайней мере в пяти верхних рядах облицовочных элементов CMU для абатментов GRS для выдерживания повышенных нагрузок из-за моста и должно составлять как минимум половину основной интервал. (32) Две опоры были идентичны, за исключением того, что одна опора (Turner-Fairbank (TF) -8) имела два ряда арматуры несущего слоя в дополнение к первичной арматуре с интервалом 7,87 дюйма (20 см), а другая - опора (ТФ-7) не имела арматуры опорного основания, только первичную арматуру. Приложенное давление рассчитывалось как среднее значение измеренных значений за период нагрузки, а вертикальная деформация рассчитывалась как средние значения четырех LVDT и POT, расположенных на основании в конце каждого приращения нагрузки.Осевые деформации, представленные на рисунке 34, указывают на то, что опорная станина обеспечивает несколько более высокую вертикальную нагрузку; однако вертикальная деформация не улучшилась при низких уровнях деформации. На рисунке 35 показано, что при эксплуатационных нагрузках (приложенное вертикальное давление 3550 фунтов на квадратный фут (170 кПа)) боковая деформация верхнего слоя подшипника толщиной 1,31 фута (0,4 м) уменьшилась более чем на 50 процентов за счет включения двух курсы армирования.


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Nicks et al. (42)

Рисунок 34. График. Эффект усиления станины подшипников ТФ-7 и ТФ-8.


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 25,4 мм
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Nicks et al. (42)

Рисунок 35. График. Измеренная боковая деформация при давлении 3600 фунтов на квадратный дюйм (172,5 кПа) приложенного давления для TF-7 (без армирования опорного основания) и TF-8 (два ряда армирования опорного основания).

Wu et al. Компания провела серию лабораторных испытаний типового геосинтетического композита грунта (GSGC) для изучения поведения композита массы GRS с переменным интервалом и T f арматуры. (74) Программа испытаний включала пять тестов GSGC. Высота образца составляла 6,56 фута (2 м) с квадратным поперечным сечением 4,59 фута (1,4 м). Условия испытаний и сводка результатов представлены в таблице 13. Вертикальное движение измерялось вдоль верхней поверхности бетонной подушки, помещенной поверх образца перед нагрузкой. Тест 1 был проведен в качестве основы для остальных четырех тестов. Образец нагружали до 36,26 фунтов на квадратный дюйм (250 кПа) (почти до 1 процента вертикальной деформации), затем разгружали до нагрузки 0 фунтов на квадратный дюйм (0 кПа) и повторно нагружали до отказа.Остальные тесты были загружены до отказа напрямую. Предписанное ограничивающее давление 4,93 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа) было приложено ко всей площади поверхности испытательных образцов для испытаний с 1 по 4. На рисунке 36 показано поведение деформации под нагрузкой в ​​пяти испытаниях GSGC. Сравнивая результаты испытаний 2 и 3, можно сделать вывод, что предельное приложенное давление увеличилось примерно на 35 процентов за счет удвоения прочности арматуры. Сравнивая испытания 2 и 4, можно сделать вывод, что, изменив шаг арматуры с 1.От 31 до 0,66 футов (от 0,4 до 0,2 м) предельное приложенное давление увеличилось более чем на 50 процентов. Следовательно, по сравнению с арматурой T f , расстояние между слоями арматуры играет более значительную роль в улучшении характеристик осадки армированного грунта. На рисунке 37 показано боковое смещение испытательных образцов при разрушении и при приложенном давлении 87,02 фунта на квадратный дюйм (600 кПа). Тест 2, который представлял собой ограниченный образец с шагом арматуры 0,66 фута (0,2 м), продемонстрировал самую высокую предельную прочность и наименьшую боковую деформацию.

Таблица 13. Условия испытаний и сводка результатов испытаний GSGC.
Параметры Тест 1 Тест 2 Тест 3 Тест 4 Тест 5
Предел прочности при растяжении при широкой ширине (кН / м) Без армирования 70 140 70 70
Расстояние между арматурой (м) Без армирования 0.2 0,4 0,4 0,2
Ограничивающее давление (кПа) 34 34 34 34 0
Предельное приложенное давление (кПа) 770 2,700 1,750 1 300 90 599 1 900
Вертикальная деформация при разрыве (в процентах) 3 6.5 6,1 4 6
Максимальное боковое смещение при отказе (мм) 47 60 54 53 Не измеряется
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
1 фут = 0,305 м
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
1 дюйм = 25,4 мм
Примечание. Эта таблица была создана FHWA заимствована у Wu et al. (74)


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Wu et al. (74)

Рисунок 36. График. Нагрузочно-деформационное поведение для испытаний GSGC.


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Wu et al. (74)

Рисунок 37. График. Боковая деформация испытательных образцов при 12531 фунт / фут (600 кПа) и предельном прилагаемом давлении.

Helwany et al. провели FEAs для исследования влияния геосинтетической жесткости на характеристики абатмента GRS. (70) Жесткость базового корпуса была принята равной 36 305 фунт-сила / фут (530 кН / м). Результаты, представленные на рисунке 38, показывают, что вертикальное смещение посадочного места абатмента для базового варианта (для приложенного давления 4 177 фунтов на фут (200 кПа)) было уменьшено на 43 процента, когда геосинтетическая жесткость увеличилась в 10 раз до 363 050 фунтов на фут ( 5300 кН / м). И наоборот, резкое увеличение смещения на 250 процентов было отмечено, когда геосинтетическая жесткость была снижена до 3603.5 фунт-сила / фут (53 кН / м). Вертикальное смещение в гнезде абатмента резко возросло, когда осевая жесткость геосинтетического материала упала ниже критического значения, и тенденция стала более выраженной с увеличением приложенного давления.


1 дюйм = 2,54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 38. График. Влияние геосинтетической жесткости (шаг арматуры = 7.87 дюймов (20 см)) при вертикальном смещении на опорной поверхности.

Helwany et al. пришли к выводу, что вертикальное смещение в гнезде абатмента увеличивалось, когда вертикальное расстояние между арматурой увеличивалось при высоком давлении 58 фунтов на квадратный дюйм (400 кПа). (70) Рисунок 39 показывает, что увеличение вертикального смещения стало более значительным по мере увеличения приложенного давления. При приложенном давлении 4 177 фунтов на квадратный дюйм (200 кПа), увеличение вертикального смещения на 40 процентов наблюдалось, когда расстояние между арматурой по вертикали увеличилось с 7.От 87 до 23,62 дюймов (от 20 до 60 см).


1 дюйм = 2,54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 39. График. Влияние геосинтетического зазора на вертикальное смещение опорной поверхности.

На рисунках 40 и 41 показано, что горизонтальные смещения посадочного места абатмента и максимальное боковое смещение сегментарной стенки уменьшились, когда геосинтетическая жесткость увеличилась до 363 050 фунт-сила / фут (5300 кН / м) от базового варианта.И наоборот, резкое увеличение смещений произошло, когда геосинтетическая жесткость была снижена до 3630,5 фунт-сила / фут (53 кН / м).


1 дюйм = 2,54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 40. График. Влияние геосинтетической жесткости (расстояние между арматурой = 7,87 дюйма (20 см)) на горизонтальное смещение в гнезде абатмента.


1 дюйм = 2.54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 41. График. Влияние геосинтетической жесткости (расстояние между арматурой = 7,87 дюйма (20 см)) на максимальное боковое смещение облицовки.

Основываясь на FEA двух полномасштабных нагрузочных испытаний абатментов мостовидного протеза GRS, а также параметрическом исследовании для изучения характеристик абатментов мостовидного протеза GRS, Helwany et al.пришли к выводу, что горизонтальное смещение в гнезде упора и максимальное боковое смещение сегментарной облицовки увеличиваются с увеличением расстояния между арматурой (см. рисунок 42 и рисунок 43). (70) Как показано на рисунке 42, при приложенном давлении 29 фунтов на кв. Дюйм (200 кПа) наблюдалось увеличение горизонтального смещения на 52 процента, когда расстояние между арматурой по вертикали увеличилось с 7,87 до 23,62 дюйма (20–60 см). При более низком прилагаемом давлении 14,50 фунтов на квадратный дюйм (100 кПа) вертикальное расстояние оказало минимальное влияние на горизонтальное смещение.Как показано на рисунке 43, при приложенном давлении 29 фунтов на квадратный дюйм (200 кПа) за счет увеличения расстояния между арматурой с 7,87 до 23,62 дюйма (с 20 до 60 см) максимальное смещение облицовки увеличилось примерно на 50 процентов.


1 дюйм = 2,54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 42. График. Влияние геосинтетического зазора на горизонтальное смещение в гнезде абатмента.


1 дюйм = 2.54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Helwany et al. (70)

Рисунок 43. График. Влияние геосинтетического зазора на максимальное поперечное смещение облицовки.

Gotteland et al. провели экспериментальные и численные исследования двух армированных стен: одна была усилена нетканым геотекстилем (обозначена NW), а другая - тканым геотекстилем (обозначена W) (см. рис. 44 и рис. 45). (75) Нетканый геотекстиль - 3.В 5 раз более растяжимый, чем тканый, в полтора раза слабее T f . После строительства армированные стены нагружали так же, как настил моста, через фундаментную плиту до тех пор, пока не произошел разрушение. Фундамент шириной 3,28 фута (1 м) располагался на расстоянии 4,92 фута (1,50 м) от края облицовки. Как показано на рисунке 44, абатмент с тканым геотекстилем имел более высокую предельную несущую способность, а его оседание было меньше по сравнению с нетканым.Результаты на рисунке 45 показывают, что поперечная деформация поверхности стены с тканым геотекстилем была меньше, чем с нетканым геотекстилем.


1 дюйм = 2,54 см
1 кН / м = 68,5 фунт-сила / фут
FEM = метод конечных элементов.
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Gotteland et al. (75)

Рисунок 44. График. Центральная осадка фундамента в зависимости от приложенной нагрузки.


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 2.54 см
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Gotteland et al. (75)

Рисунок 45. График. Смещение поверхности стены при приложенном давлении 3969,1 фунт / фут 2 (190 кН / м 2 ) для нетканой и тканой арматуры

Bathurst et al. провели эксперименты на четырех полномасштабных модульных блочных стенах, которые были построены с армирующими слоями с различной жесткостью на растяжение. (76) Высота стен составляла 11,81 фута (3,6 м). Две стены (стены 1 и 2) были усилены двумя различными арматурами георешетки PP, стена 3 была усилена георешеткой из полиэстера (ПЭТ), а стена 4 была усилена сварной проволочной сеткой (WWM).Стены 1 и 2 уплотнялись с помощью виброплиты, а стены 3 и 4 уплотнялись вибротрамбовкой. На Рисунке 46 показаны измеренные относительные горизонтальные смещения, зарегистрированные в контролируемых точках на стене облицовочной колонны вскоре после EOC. Каждая точка возвышения имеет локальную точку отсчета, соответствующую времени, когда был установлен каждый ряд точек смещения.


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 25,4 мм
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Bathurst et al. (76)

Рисунок 46. График. Относительное горизонтальное смещение облицовки стен зафиксировано в EOC.

Hatami and Bathurst исследовали влияние свойств армирования на характеристики армированных грунтовых ТРО с использованием численной модели конечных разностей. (71) Они пришли к выводу, что деформационный отклик модели стены с закрепленным (полностью закрепленным) состоянием армирования был очень близок к реакции модели с граничной жесткостью между грунтом обратной засыпки и слоями арматуры ( k b ) ≥ 145 фунтов / дюйм / дюйм (1000 кН / м / м).Как показано на рисунке 47, для значений k b ≤ 145 фунт-сила / дюйм / дюйм (1000 кН / м / м), чем ниже k b , тем больше деформация стенки. Величина деформации стенки увеличилась в два раза, когда значение kb было уменьшено на два порядка с k b = 145 фунт-сила / дюйм / дюйм (10 3 кН / м / м) до k b = 1,45 фунт-силы / дюйм / дюйм (10 кН / м / м).


1 дюйм = 2,54 см
1 кН / м / м = 0.145 фунтов / дюйм / дюйм
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Хатами и Батерста. (71)

Рисунок 47. График. Влияние величины жесткости границы раздела грунт-арматура на поперечное смещение стены.

Зевголис и Бурдо смоделировали характеристики абатментов MSE с металлическими полосами, чтобы исследовать влияние различных параметров, таких как модуль упругости арматуры ( E R ), H , величина приложенной нагрузки и тип грунта основания. о поведении абатментов. (4) Они определили пять тематических исследований; h2-L3-S2, h2-L3-S3, h3-L1-S3, h3-L2-S2 и h4-L1-S2, где h2, h3 и h4 обозначают абатменты размером 19,66, 22,97 и 26,24 футов (6, 7 и 8 м) в высоту соответственно; L1, L2 и L3 обозначают поддерживаемые пролеты длиной 59,06, 78,74 и 9843 фута (18, 24 и 30 м) с общей приложенной нагрузкой 18,152, 22,262 и 26,372 фунт-сила / фут (265, 325 и 385). кН / м) соответственно; а S2 и S3 представляют разные типы грунтов основания. Для S2 угол Φ составлял 30 градусов, c составлял 104 фунта / фут 2 (5 кПа), а вес устройства составлял 121 фунт / фут 3 (19 кН / м 3) .Для S3 угол Φ составлял 20 градусов, c составлял 835 фунтов / фут 2 (40 кПа), а вес устройства составлял 108 фунтов / фут 3 (17 кН / м 3) . Как показано на рисунке 48, при увеличении модуля Юнга армирования с 3,63 до 7,25 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (от 25 до 50 МПа) максимальная вертикальная деформация опоры уменьшилась как минимум на 42 процента, а при увеличении модуля упругости Юнга с 7,25 до 14,50 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (50 до 100 МПа) максимальная вертикальная деформация снизилась не менее чем на 36 процентов.Более того, результаты показывают, что более высокий абатмент MSE имел большее вертикальное смещение, чем более низкий абатмент.


1 дюйм = 2,54 см
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа

Рисунок 48. График. Влияние E R на максимальное вертикальное смещение абатментов MSE с металлическими полосами

Тацуока и др. , и Татеяма провели серию испытаний модели плоской деформации опорных стен из песка, армированных металлическими полосами, с тремя различными количествами армирующих слоев ( N, = 2, 5 и 10). (77,78) Армирующие слои выполнены из полосок фосфористой бронзы. Стена модели была 33,07 дюйма (84 см) в ширину, 15,55 дюйма (39,5 см) в длину и 20,47 дюйма (52 см) в высоту. Как показывают результаты, представленные на рисунке 49, при увеличении N вертикальное смещение фундамента, расположенного на вершине опоры, при каждой приложенной нагрузке уменьшалось. Например, при увеличении N с 2 до 5 оседание при приложенном давлении 1,02 фунта на кв. Дюйм (7 кПа) уменьшилось примерно на 70 процентов, а при увеличении N с 5 до 10 оседание уменьшилось на 53 процента при приложенном давлении 2.03 фунтов на кв. Дюйм (14 кПа). Цао и Пэн смоделировали эти эксперименты с помощью нелинейного МКЭ-анализа и получили аналогичные результаты. (79) Результаты показали, что пиковая нагрузка на опору армированных подпорных стен значительно увеличивалась с увеличением количества армированных слоев. Экспериментальные результаты были получены Татеямой, а результаты МКЭ были получены Цао и Пэн. (78,79)


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Зевголиса и Бурдо. (4)

Рисунок 49. График. Результаты расчета нагрузки на фундамент поверх абатмента MSE.

Влияние облицовочных блоков на отношения нагрузки и деформации

Nicks et al. провела пять пар испытаний в рамках исследовательского исследования FHWA для изучения влияния облицовочных элементов на поведение деформационной нагрузки опор моста (см. рисунок 50). (42) Они пришли к выводу, что предельная вместимость сваи увеличивалась при наличии облицовочного элемента; однако величина деформации при разрушении, которая была измерена с помощью LVDT и POT на основании, была аналогичной для данного GRS-композита с облицовкой или без нее.

Для рисунка 50 использовались следующие параметры:

  • TF-2 и TF-3 с S v = 7,64 дюйма (19,4 см) и T f = 2398 фунтов / фут (35 кН / м).
  • TF-6 и TF-7 с S v = 7,64 дюйма (19,4 см) и T f = 4795 фунтов / фут (70 кН / м).
  • TF-9 и TF-10 с S v = 15,24 дюйма (38,7 см) и T f = 4795 фунтов / фут (70 кН / м).
  • TF-12 и TF-11 с S v = 3,82 дюйма (9,7 см) и T f = 1404 фунт / фут (20,5 кН / м).
  • TF-14 и TF-13 с S v = 11,26 дюйма (28,6 см) и T f = 3596 фунтов / фут (52,5 кН / м).


1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Nicks et al. (42)

Рисунок 50. График. Напряжение-деформация для разных опор.

Влияние предварительного ограничения на зависимости деформации нагрузки

Полномасштабное испытание нагрузкой на опору моста из GRS было проведено в TFHRC FHWA в 1996 году. (22,23) Опора из GRS была предварительно напряжена (предварительно нагружена) с помощью гидравлических домкратов и специально разработанной системы противодействия. Результаты, полученные с этой оснащенной измерительной аппаратурой опоры моста, показывают, что предварительное натяжение уменьшило вертикальную осадку опоры примерно на 50 процентов (см. Рисунок 51). Рисунок 52 показывает, что предварительное натяжение не уменьшило боковую деформацию, за исключением верхней части сваи, где боковое смещение значительно уменьшилось.


1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Adams and Wu et al. (22,23)

Рисунок 51. График. Кривые нагрузки-осадки для причала.


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после Adams and Wu et al. (22,23)

Рисунок 52. График. Боковое смещение измеряется с помощью LVDT.

В 1997 году в городе Блэк-Хок, штат Колорадо, были построены два опоры мостовидного протеза GRS для поддержки стального моста. (23) Поскольку толщина упора из армированного грунта под четырьмя опорами, непосредственно поддерживающими вес моста, была разной, опора GRS была предварительно нагружена, чтобы уменьшить разницу в осадке между соседними опорами. Абатмент был предварительно нагружен до 35,53 фунтов на квадратный дюйм (245 кПа) (в 1,6 раза превышающей расчетную нагрузку в 21,76 фунтов на квадратный дюйм (150 кПа)) для квадратного основания и 11,60 фунтов на кв. Дюйм (80 кПа) (в 2 раза превышающей расчетную нагрузку, равную 5.80 фунтов на квадратный дюйм (40 кПа)) для прямоугольной опоры. Было обнаружено, что предварительная нагрузка существенно уменьшила дифференциальную осадку. Дифференциальные осадки при 21,76 фунт / кв. Дюйм (150 кПа) цикла предварительной нагрузки для двух абатментов составили 0,33 и 0,85 дюйма (8,4 и 21,6 мм). При 21,76 фунт / кв.дюйм (150 кПа) в цикле повторной нагрузки дифференциальная осадка обоих абатментов была менее 0,039 дюйма (1 мм). (23) Результаты измерений Wu et al. также показывают, что предварительная нагрузка уменьшила боковое перемещение абатментов GRS (см. рис. 53 и рис. 54). (23) При 21,76 фунт / кв.дюйм (150 кПа) в цикле предварительной нагрузки максимальные боковые смещения в западном опоре (высота 8,86 фута (2,7 м)) и восточном опоре (высота 17,72 фута (5,4 м)) составляли 0,06 и 0,52 дюйма (1,5 и 13,2 мм) соответственно. Эти значения смещения были уменьшены до 0,02 и 0,18 дюйма (0,6 и 4,5 мм), соответственно, при 21,76 фунт / кв. Дюйм (150 кПа) в цикле перезарядки. После первого цикла повторной загрузки не произошло значительного уменьшения величины латеральных и вертикальных деформаций абатментов GRS в последующих циклах повторной загрузки. (23)


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Wu et al. (23)

Рисунок 53. График. Профили боковой деформации западного устоя.


1 фут = 0,305 м
1 дюйм = 25,4 мм
1 фунт / кв. Дюйм = 6,89 кПа
Примечание: этот рисунок был создан FHWA после того, как Wu et al. (23)

Рисунок 54. График.Профили боковых деформаций восточного устоя.

3.4 Влияние переходных нагрузок на деформации опор мостов на сыпучих грунтах

Динамические нагрузки могут включать транспортную нагрузку и нагрузку, вызванную уплотнением. Несколько исследований изучали влияние временных нагрузок на опоры мостов с использованием инженерных насыпей. Основываясь на трехмерном (3D) численном исследовании интегрального абатментного моста, Olson et al. пришли к выводу, что прогибы надстройки, связанные с динамической нагрузкой, оказали вторичное влияние на смещение абатмента, но существенно изменили их вращение. (80) В результате критические моменты в соединении между надстройкой и фундаментом были усилены временными нагрузками при тепловом расширении и улучшились в условиях теплового сжатия. Глава 10 спецификации AASHTO LRFD на проектирование моста Спецификация утверждает: «Переходная нагрузка может не учитываться при анализе оседания связных грунтов, подверженных зависящим от времени оседанию консолидации». (8) Однако для несвязных грунтов (включая инженерные насыпи) переходная нагрузка может учитываться при деформациях фундаментов мелкого заложения, опор и опор мостов.Для подпорных стен и опор мостов традиционный подход заключается в добавлении динамической нагрузки к статической нагрузке и рассмотрении комбинированных нагрузок как постоянной статической нагрузки. Например, с помощью аналитических исследований Ким, Баркер, Эсмаили и Фатоллахзаде исследовали эквивалентную надбавку за загрузку грузовика и поезд, соответственно, на подпорные стены и опоры моста. (81,82) В настоящее время динамическое влияние переходной нагрузки на опоры моста при использовании инженерных насыпей не исследовалось.Более того, отсутствует литература о зависимости от времени и действующей (переходной) нагрузки на поведение деформаций и напряжений опор моста в инженерных насыпях.

3.5 Определение распределения напряжений в сыпучих грунтах под фундаментом мелкого заложения

Уравнения для расчета вертикальных напряжений в любой точке массива грунта из-за внешних вертикальных нагрузок были разработаны на основе теории упругости. Наиболее широко используются формулы Буссинеска и Вестергаарда. (83,84) Они были впервые разработаны для точечных нагрузок, действующих на поверхность. Эти формулы были интегрированы для получения напряжений ниже равномерных нагрузок на полосу и прямоугольных нагрузок. На практике часто отдают предпочтение формулам Буссинеска, поскольку они дают консервативные результаты.

Формулы Буссинеска основаны на следующих предположениях: (83)

  • Почвенная масса упругая, изотропная, однородная.
  • Почва полубесконечная.
  • Почва невесомая.

В формулах Вестергаарда материал изотропен с конечными и равными модулями горизонтальной и вертикальной нормали и коэффициентами Ядовитости, но с бесконечным модулем сдвига по горизонтали. (84) Предположения для формул Вестергаарда следующие:

  • Почва упругая и полубесконечная.
  • Почва состоит из множества близко расположенных горизонтальных слоев пренебрежимо малой толщины бесконечного твердого материала.
  • Жесткий материал допускает только деформацию массы вниз, при которой горизонтальная деформация равна нулю.

Для инженерных насыпей без армирования формулы Буссинеска и Вестергаарда могут использоваться для определения распределения напряжений внутри массива грунта. В армированных инженерных насыпях, которые используются в качестве опор мостов, армированные грунты больше не являются изотропными или однородными. Следовательно, Буссинеск и Формулы Вестергаарда могут быть неприменимы.В таком случае можно использовать численное моделирование (например, метод конечных разностей или метод конечных разностей). Многие прошлые исследования изучали распределение деформации и напряжения арматуры в стенах, армированных геосинтетическими материалами. (См. Ссылки 85–88.) Для армированных металлом грунтов в североамериканской практике используются три распространенных метода оценки нагрузок на арматуру: метод когерентной гравитации AASHTO, метод жесткости конструкции FHWA и упрощенный метод AASHTO. (См. Ссылки 52, 89 и 36.) Ограниченные исследования были проведены по распределению напряжений в армированных грунтах в качестве опор мостов, особенно в SLS. Роу и Хо изучили сплошную полностью облицовочную стенку из панелей с шарнирным носком, усиленную расширяемой арматурой в гранулированной засыпке, опирающейся на жесткий фундамент. (90) Это численное исследование пришло к выводу, что среди изученных параметров на распределение силы больше всего влияли жесткость арматуры, плотность, внешний Φ между облицовкой и грунтом, внутренний Φ грунта обратной засыпки и жесткость облицовки.

На распределение напряжений могут влиять различные грунтовые условия (например, гранулометрический состав, параметры прочности, относительная плотность и содержание мелких частиц), характеристики армирования (например, T f , жесткость, N и S. v ), а также условия нагружения, некоторые из которых были исследованы Роу и Хо. (90) Однако поиск в литературе, проведенный авторами этого отчета, показывает, что отсутствует документация и понимание влияния различных параметров на распределение напряжений в армированных инженерных насыпях в качестве опор мостов в SLS.

Арматура в ленточном фундаменте. Схемы усиления углов и устоев ленточного фундамента. Способы крепления штанг.

Армирование бетонных фундаментов проводится с целью увеличения прочности и несущей способности основания. Эти параметры, ширина и длина ячеек каркаса, форма стальных стержней, способ стыковки их пересечения. Расчет производится с учетом напряжений, которые возникнут при строительстве дома.Например, армирование ленточного фундамента выполняется с учетом продольных напряжений, обусловленных его конструкцией. В узких и длинных траншеях поперечные и вертикальные стержни практически не участвуют в распределении нагрузки, а лишь служат элементами крепления.

Расчет арматуры для ленточной основы


Расчеты производятся на этапе проектирования дома, в документацию вносятся следующие данные:

  • класс и сечение арматуры,
  • способ укладки и вязания,
  • необходимого количества материалов.

В малоэтажном домостроении, как правило, используются прутки d = 12 мм. Для продольных элементов каркаса берется арматура только с ребристой поверхностью; для поперечных и вертикальных стержней можно использовать гладкие стержни меньшего диаметра. Если решено произвести самостоятельные расчеты, обязательно учитываются нормы. В них указано минимальное количество арматуры, которое составляет 0,1% площади сечения фундамента. От этой цифры зависит количество стержней и размер их сечения.Для периодического профиля указывается размер наружного диаметра.

Площадь сечения ленточного фундамента определяется умножением его ширины и высоты. Например, траншея имеет размеры 70 см в глубину и 40 см в ширину. Площадь поперечного сечения в этом случае будет:

70x40 = 2800 см2.

Это значение умножаем на 0,1 и получаем минимальную площадь стержня 2,8 см2. Количество ремней также имеет большое значение: 1, 2 или 3. Два ремня гарантируют более равномерное распределение нагрузки в неглубоком и глубоком фундаменте, а 3 ремня используются для глубоко погруженных оснований.При расчете диаметра стержней учитывают общую высоту рамы, которая в случае 2 ремней рассчитывается путем сложения их высот. СНиП определяет граничное значение высоты 80 см. Это значит, что если общая высота каркаса меньше этого показателя, то минимальный диаметр прутка составляет 6 мм, если каркас больше 80 см, арматура берется от 8 мм.

Формулы для расчета арматуры

Однако нельзя опираться только на эти данные, необходимо сделать конкретный расчет по таблицам СНиП с учетом габаритов вашего фундамента.Для самостоятельных расчетов можно использовать следующую формулу:

  1. Длина арматуры в погонных метрах на ленту составляет D = PxK (P - базовая длина, K - количество стержней в 1-м поясе).
  2. Количество горизонтальных перемычек Q = P / L (L - длина скелетной ячейки).
  3. Длина перемычки C = Tх (K-1) +0,05 (T - расстояние между продольной арматурой).
  4. Количество вертикальных перемычек J = P / N (N - шаг между вертикальными полосами).
  5. Длина вертикального стержня между ремнями составляет U = Hx (P-1) + 0,05 (H - расстояние между ремнями каркаса).

Армирование углов основания


Ленточный фундамент имеет несколько углов, в которых важно правильно уложить армопояс. В случае ошибок именно в этих местах начинается деформация основания, трещины в бетоне, что со временем приводит к разрушению дома. Для исключения погрешностей соблюдается схема армирования ленточного фундамента, подразумевающая использование хомутов.В каждой планке делают загиб, который нужно загнуть концом так, чтобы он упирался в противоположную стену.

При этом длины планки часто просто не хватает. Затем сделайте соединение со штоком Г-образным. Следует отметить, что усиление углов Г-образными и П-образными хомутами выполняется по всей высоте конструкции. Длина элементов U-образных хомутов составляет 2 ширины фундамента. Использование зажимов важно для предотвращения изгиба сжатых стержней в местах стыковки углов.Запрещено делать каркас по углам простым пересечением арматуры.

Конструктивные особенности каркаса арматурного

Конструкция может быть собрана двумя способами: сразу в траншею сразу или заранее отдельными блоками, залитыми бетоном (заводское производство). В первом случае получается более надежный ленточный монолитный фундамент (при условии правильной стыковки каркаса). Во втором случае слабыми местами основания являются блочные соединения.Скрепляются они между собой одинаково: с помощью железобетона.

Монтаж металлического каркаса на месте требует соблюдения следующих условий:

  1. На дно траншеи сначала насыпается песчано-гравийная площадка высотой 30 см. Затем устанавливается съемная или несъемная опалубка. Его устойчивость при заливке бетона гарантируют внутренние подкосы, которые устанавливаются после установки арматуры, а также внешние опоры из бруса или досок.
  2. Арматура должна находиться на расстоянии 5 см от опалубки, то есть если ширина траншеи 40 см, то ширина стального каркаса будет равна 30 см.
  3. Работа начинается с установки вертикальных стоек, к которым будут крепиться продольные стержни каркаса. У них ребристая поверхность и самый большой диаметр из всей используемой арматуры. Например, если продольные стержни возьмем диаметром 16 мм, то вертикальные столбы - не менее 20 мм.
  4. Стойки должны уходить в землю на глубину 2 м.В местах поворотов вертикальные стойки каркаса располагаются на расстоянии в 2 раза меньше, чем на прямых участках.
  5. Вертикальные перемычки устанавливаются на стыках горизонтальных перемычек и дополнительно с шагом 20 см (шаг турников выбираем стандартно 30 см).
  6. Точки пересечения соединяются вязальной проволокой с помощью крючков, проволочного вязального пистолета, отвертки или специальных зажимов. Также можно использовать плоскогубцы. Длина одного отрезка проволоки 20 см.

Продольная арматура укладывается в количестве 2-3 стержня. Расстояние между ними по СНиП должно быть 25-40 см. Важно соблюдать такое же количество стержней во втором поясе каркаса, если это предусмотрено проектом. Вертикальный и горизонтальный ряды арматуры располагаются друг относительно друга под углом 90º: продольные относительно вертикали, а вертикальные - относительно горизонтали.

Опытные строители знают, что прочность основания под стену дома напрямую зависит от правильности выбранного каркаса арматурного каркаса для создания ленточного фундамента и правильности монтажа.В этой конструкции четко распределены все, так сказать, «обязанности» составляющих ее элементов. Таким образом, арматура принимает на себя деформирующие линейные напряжения, которые возникают не только от силы тяжести стен, но и от перепадов температуры, а бетонная часть конструкции препятствует ее сжатию. Таким образом, в комплексе эти материалы создают надежную опору для стен.

Вязкая арматура под ленточный фундамент - лучший вариант крепления металлического «хребта» железобетонной конструкции.Такое соединение, сохраняя заданные линейные и пространственные формы каркаса, тем не менее оставляет возможность несколько «уравновесить», когда бетон затвердевает, и устанавливает прочность марки, занимая оптимальное положение при воздействии результирующих нагрузок. Если каркас фундамента сделать жестким, то есть арматуру заделать сваркой, то даже при небольшой усадке грунта или под давлением стен дома бетонная часть конструкции может начать разрушаться, т. К. раствор частей каркаса не сдвинулся оптимально и сплошная монолитная плита сохраняет значительные внутренние напряжения.

Ленточный тип фундамента можно назвать универсальным, наиболее распространенным, позволяющим возводить здания практически из любых строительных материалов. Широкое использование этой базовой конструкции связано, в том числе, со значительной экономией средств, простотой и доступностью самостоятельной конструкции, а также с тем, что ленточный фундамент прошел тщательные испытания очень широкой практикой многолетней эксплуатации. .

Сам по себе такой фундамент представляет собой железобетонную ленту, которая может иметь разную ширину, толщину и высоту.Эти параметры зависят от проекта будущего здания - размеров стен и материала, из которого планируется возводить стены, общей массивности конструкции, состояния грунта на строительной площадке и ряда других. важные факторы. Но в любом случае ленточный фундамент устанавливается по периметру будущей конструкции, имеет замкнутый контур, который предназначен для дальнейшего возведения несущих стен. При необходимости этот тип фундамента дополняют внутренними перемычками, которые становятся основой для возведения на них внутрикорпоративных капитальных перегородок.

Глубина подошвы тесьмы может существенно различаться в зависимости от конкретных обстоятельств. Таким образом, при неустойчивых верхних слоях грунта на строительной площадке подошва фундамента полностью заглубляется ниже уровня промерзания или выполняется в сочетании с свайным фундаментом. Если грунт плотный, или если на общую массу планируется возвести небольшую постройку, то вполне можно обойтись неглубоким ленточным фундаментом.

В любом случае, требования к качественному и качественному армированию одинаково важны для любого типа ленточного фундамента.Только при этом условии основание оптимизирует нагрузку от стен дома на землю по всему периметру здания, что сводит к минимуму риск провисания здания, перекоса и деформации всех составляющих его строительных конструкций.

В соответствии с положениями ГОСТа эти клапаны делятся на шесть классов. Если для первого класса используется обычная низкоуглеродистая сталь, то по мере повышения класса содержание специальных и даже легирующих добавок увеличивается, резко повышая механическую прочность материала.

Стержни якоря I класса имеют гладкую внешнюю поверхность. Остальным (за редким исключением) придают гофрированную форму, так называемый периодический профиль кольца, серповидного или смешанного типа. Такая рельефная структура поверхности предназначена для максимального контакта армирующих элементов конструкции с набирающим прочность бетоном.

Для основного армирования ленточного фундамента оптимальным выбором с точки зрения достаточной степени прочности и доступной цены будет арматура класса А-III диаметром от 12 до 18 мм в зависимости от особенностей конструкции. создаваемая структура.Показатели классов от четвертого и выше останутся просто невостребованными, а вот A-II может оказаться слабоватым.

Стоит обратить внимание на наличие буквенного индекса.

  • Таким образом, буква «С» говорит о том, что эти фитинги можно соединять сваркой. При всех остальных видах сварочных работ полностью исключены - структура стали при высокотемпературном нагреве изменится, и каркас потеряет необходимую прочность.
  • Буква «К» обозначает изделия из стали с улучшенными антикоррозийными свойствами.Их обычно используют при строительстве объектов, к которым предъявляются особые требования, а для ленточного фундамента для частного строительства покупка такой фурнитуры (а она стоит, конечно, намного дороже) не рассматривается как необходимость.

А для дополнительных элементов конструкции - перемычек, подкосов, хомутов, придающих основному каркасу необходимую громоздкость, гладкие арматурные стержни класса А диаметром 6 мм (при высоте ленты до 800 мм) или 8 мм (при высоте ленты до 800 мм). большая высота) вполне подходят.Они легко гнутся в нужную конфигурацию, а их прочностных характеристик для такого применения вполне достаточно. Также можно использовать гофрированные стержни класса А-II, но это уже будет несколько дороже.

Армирование часто делается с помощью специальной вязальной проволоки, которую устанавливают и скручивают петлей во всех точках пересечения стальных стержней. Использование сварки не приветствуется по нескольким причинам:

  • Любой, даже хорошо сделанный сварной шов - это место с повышенной уязвимостью к коррозии.
  • Течь на стыке, которую вполне можно не заметить при установке каркаса, может привести к нарушению целостности конструкции на этапе заливки тяжелого бетонного раствора.
  • Даже небольшой перегрев стержня в месте его пересечения с другим элементом конструкции приводит к снижению заложенных в нем армирующих качеств.

Так что даже если разработчик считает себя опытным сварщиком и имеет в своем распоряжении аппарат, от такой операции все же лучше воздержаться.Кстати, к работам по сварке арматурных конструкций там, где это необходимо в условиях промышленного строительства, допускаются только мастера высшей квалификации. При этом использовать исключительно арматуру, обозначенную буквой «С».

Арматура композитная

Композитная арматура - относительно новый строительный материал. Он может быть изготовлен на разных основах - это стекловолокно, углепластик или базальтопласт.

Арматура из стекловолокна

является наиболее распространенной в этой категории, так как имеет более доступную цену, чем два других типа, при этом обладая высокими прочностными свойствами.

Композитные стержни используются для армирования различных типов фундаментов, в том числе ленточных. Преимущество этого вида арматуры - низкая теплопроводность по сравнению с металлическими стержнями. Поэтому эти изделия хорошо подходят для армирования фундаментов и стен подвала, которые планируется утеплить, так как за счет этого материала не будет лишних потерь тепла.

Полимерная арматура инертна к внешним воздействиям, поэтому достаточно прочна - не боится влаги и достаточно высоких температурных перепадов.Если при возведении фундамента используется качественная бетонная и стеклопластиковая арматура, фундамент для дома должен быть прочным и долговечным.

Установка полимерных стержней намного проще, чем установка и крепление металлической фурнитуры, так как они имеют небольшой вес, легко крепятся хомутами или проволокой и не оставляют ржавчины на руках и одежде.

Можно провести сравнение со стальной арматурой на базовом уровне:

  • Предел прочности при растяжении при одинаковом диаметре для стального прутка - 390 МПа, для стеклопластика - 1000 МПа.
  • Стекловолокно имеет массу в 3,5 раза меньше стали.
  • Сталь подвержена коррозии, полимер устойчив к кислой среде.
  • Стекловолокно не проводит электричество, в отличие от металла.
  • Сталь
  • обладает высоким показателем теплопроводности, полимер практически не проводит тепло.
  • Металл - негорючий материал, стеклопластик также относится к легковоспламеняющимся самозатухающим.
  • Эластичность стали в несколько раз выше, чем у стеклопластика.
  • Полимеры обладают высокой прочностью на разрыв, однако при нагревании до очень высоких температур связующее из волокнистого пластика становится мягким, теряя эластичность.
  • Композитная арматура крепится только пластиковыми хомутами или проволокой, металл можно сваривать или скручивать проволокой.

Сравнение характеристик этих двух материалов позволяет сделать вывод, что для тяжелых конструкций лучше всего использовать металлическую арматуру, а каркас для ленточных фундаментов, армированных волокном, также подходит для легких конструкций.Однако следует иметь в виду несколько важных моментов.

  • На сегодняшний день не выработано четких технологических рекомендаций по применению композитной арматуры - все расчеты основаны на использовании металлопродукции. Так что хозяин, решивший использовать каркас из стекловолокна, идет на определенный риск.
  • Рынок буквально наводнен стекловолокном очень сомнительного качества. Это неудивительно - если для производства стального проката требуются только определенные производственные условия, то линии по производству композитных стержней рекламируются и продаются всем, кто хочет попробовать свои силы в этом деле.Естественно, что о соответствии ГОСТу в этом случае говорить не приходится - в лучшем случае декларируется соответствие независимо установленным техническим условиям (ТУ), в которых критерии оценки качества продукции либо сформулированы нечетко, либо неявно указаны. И очень часто - партии товаров вообще не имеют сопроводительной технической документации.

На таких стержнях могут быть продольные или поперечные (видимые на срезе) трещины, расслоения, выступающие волокна, сучки, потеки смолы, неравномерный шаг волны, различие в цвете, что, в свою очередь, свидетельствует о явном несоблюдении температурно-временной режим обработки.Как ведет себя такая арматура в груженом состоянии в составе ленточного фундамента, сказать сложно, и надеяться, что она «пронесет» - не самое разумное решение.

Схемы распределения арматуры в каркасной конструкции ленточного фундамента

Как было сказано выше, армирование в конструкции фундамента способствует равномерному распределению основной нагрузки от веса здания и внешних динамических воздействий, сохраняет целостность конструкции под действием внутренних напряжений.Поэтому качество крепления элементов каркаса будет таким же прочным и долговечным, как и фундамент, и вся конструкция в целом.

Обустраивая каркас ленточного фундамента, нужно учитывать некоторые нюансы:

  • Наибольшие нагрузки приходятся на продольные стержни каркаса верхнего и нижнего (в частности) армирующих поясов. Поэтому с учетом характеристик грунта и особенностей будущего здания для них подбирается арматура периодического профиля диаметром 10 мм, и если длина ленты на любом из участков превышает 3 метра (и это чаще всего результат) то минимум 12 мм.
  • Продольная арматура должна располагаться на расстоянии от нижней части, боковых стенок и верхней границы заливки цементного раствора на расстоянии от 30 до 50 мм. Например, если вы строите фундамент шириной 400 мм, расстояние между продольными стержнями в горизонтальной плоскости должно составлять 300 мм.
  • Расстояние между двумя соседними параллельными стержнями продольной арматуры не должно превышать 400 мм.
  • Для поперечных и вертикальных элементов рамы применяют гладкие стержни диаметром 6–8 мм (при высоте ленты 800 мм и более - не менее 8 мм).Этого раздела будет вполне достаточно, так как на них ложится меньшая нагрузка.
  • Расстояние между зажимами (прорези поперечной арматуры и стойки) может варьироваться от 100 до 500 мм. Последнее значение максимальное, поэтому превышать его - нельзя. Лучше всего исходить из расчета, что шаг установки хомутов составляет 0,75 × h, где h - общая высота фундаментной ленты.
  • Количество ярусов продольной арматуры и количество стержней будет зависеть от высоты и ширины ленточного фундамента.СНиП устанавливает минимальное соотношение площади сечения ленты и общей площади сечения стержней продольной основной арматуры.
  • Если нагрузка на фундамент не слишком велика, то конструкция каркаса предельно упрощается и представляет собой прямоугольник в поперечном сечении без дополнительных арматурных стержней. То есть в нижней и верхней зоне армирования используются два продольных стержня, которые соединяются вертикальными и горизонтальными перемычками или готовыми зажимами.

Повышенной сложности - это участки, требующие дополнительного армирования - это углы и участки примыкания поясов фундамента. Подробно об этом рассказывается в соответствующей статье.

Проволока изготавливается из низкоуглеродистой стали и подразделяется на несколько типов:

  • Путем обработки. Есть термически обработанная (отожженная) и необработанная проволока.
  • По точности изготовления. Итак, проволока может быть повышенной точности или нормальной.
  • По временному сопротивлению нагрузке разрушается изделие, не прошедшее термическую обработку и относящееся к первой и второй группам.
  • Проволока может иметь специальное защитное покрытие или быть без него.

Проволока может быть стальной или черной. Диаметр секции варьируется от 0,16 до 10 мм. При этом допускаются отклонения сечения изделия 0,02 мм.

В ГОСТ-документах можно найти более подробные характеристики этого продукта.Некоторые из них:

  • Удлинение термообработанной проволоки с защитным покрытием 12 ÷ 18%, без защиты 15 ÷ 20%.
  • У жаропрочных необработанных изделий в зависимости от их поперечного сечения различается такой параметр, как предел прочности и составляет (Н / мм²):

- 590 ÷ 1270 для диаметров 1,0 ÷ 2,5 мм;

- 690 ÷ 1370 для диаметра менее 1,0 мм.

Производитель данного продукта должен обеспечить соответствие следующим стандартам ГОСТ:

- изделия без термообработки диаметром 0.5–6,0 мм должны сохранять целостность после четырех и более складок;

- проволока должна продаваться в бухтах. Эти отсеки могут иметь разный вес в зависимости от диаметра провода и наличия или отсутствия защитного покрытия. Таким образом, масса бухты варьируется от одного килограмма при сечении изделий 0,16 ÷ 0,18 мм до 40 кг при 6,3 ÷ 10 мм.

Термическая обработка проволоки (ее отжиг) делает материал более пластичным, удобным в эксплуатации, без существенной потери прочностных свойств.Так что есть смысл сразу обзавестись именно такой опцией. Отжиг, конечно, можно провести самостоятельно - но стоит ли тратиться на него, когда проволока уже есть в продаже и по более чем доступной цене?

Наверное, нет необходимости в ленточном фундаменте, и нет особой необходимости приобретать проволоку с цинковым покрытием, если сразу после установки каркаса арматуры заливать бетон. За такой короткий промежуток времени коррозия не успеет «сожрать» составы, а потом, после полного созревания бетона, совсем не будет страшно.

Как правило, для самостоятельного строительства ленточных фундаментов используют проволоку диаметром 1,2 или 1,4 мм, реже до 1,8 мм. Миллиметр для таких целей еще слабоват - может давать обрывы при затягивании узлов, а при диаметре 2 мм и более - работать будет очень сложно, потребуется много сил, чтобы хорошо сшить без особого преимущества.

Строительный рынок пополнился еще одним чрезвычайно удобным материалом для обвязки каркаса.Это бухты готовых отрезков проволоки диаметром, как правило, 1,2 мм и длиной от 80 до 180 мм, у которых на концах уже есть готовые петли. Обычно в бухте - 1 тысяча таких продуктов.

Стоимость таких пакетов петель очень доступна, а производительность труда, как показывает практика, почти втрое.

Ниже читателю предлагается калькулятор, который поможет быстро подсчитать, сколько примерно точек соединения вам придется связать на создаваемом арматурном каркасе и сколько для этого потребуется проволоки.При этом учитывается, что некоторые участки армирования требуют дополнительного армирования.

Калькулятор расчета количества проволоки для обвязки арматурного каркаса ленточного фундамента

Введите требуемые данные и нажмите «РАССЧИТАТЬ МИНИМАЛЬНОЕ КОЛИЧЕСТВО ПРОВОДКИ»

Количество стержней продольной ленточной арматуры

Следует правильно понимать, что это минимально необходимое количество материала.При работе вполне вероятно обрыв завязанных узлов, собственные недоработки в работе, а просто на стройплощадке легко уронить и потерять обрезанные куски проволоки. Стоимость его невысока, поэтому закладывать запас в 50, а то и более процентов вполне можно. Более того, поскольку возводится только фундамент, впереди еще много разных строительных работ, и всегда найдется применение лишней проволоке.

Инструмент арматурный

Закрепить арматуру проволокой вручную, то есть просто усилиями пальцев, практически невозможно, поэтому для проведения этого процесса были созданы специальные инструменты, как ручные, так и механические.Эти приспособления и приспособления не только ускорят работу, но и значительно улучшат качество связок арматуры.

Итак, завязку стержней в арматурную конструкцию под фундамент можно производить такими инструментами:

- крючки для ручной вязки, заводские или самодельные;

- крючок вязальный инерционный полуавтоматического действия;

- специальный вязальный пистолет;

Кроме того, для процесса вязания научились пользоваться обычной электродрелью (которая переключается на низкую скорость) или отверткой со специальной самодельной насадкой-крючком.

Наивысшее качество переплета получается при использовании специализированного вязального пистолета. Но это достаточно дорогое средство, и для того, чтобы сделать всего один фундамент, его редко кто приобретает. В основном у профессиональных строителей он есть в наборе инструментов, так как, переходя от объекта к объекту, они не могут терять много времени на и без того довольно длительной и трудоемкой операции связывания каркаса.

Для пистолета выпускаются специальные сменные катушки с намотанной на них проволокой, заряжающей устройство.Многие из этих инструментов могут работать от батареек, и, поскольку обычно в комплекте с вязальным пистолетом идут две батареи, работа может идти почти гладко. Еще одним преимуществом такого устройства можно назвать то, что он не привязан к розетке кабелем, поэтому с ним можно работать автономно - при отсутствии близко расположенных точек подключения к сети.

Пистолет для вязания захватывает желаемую область металлических стержней, отпускает проволоку и связывает их петлей, а затем скручивает края проволоки между ними.Недостатком, помимо дороговизны самого устройства, является невозможность работы в некоторых труднодоступных местах, где все равно придется переходить на «ручной труд».

Универсальный инструмент для вязания фурнитуры - крючок на ручке

Крючки

могут незначительно отличаться по внешнему виду и конфигурации, поэтому, приобретя этот инструмент, вас обязательно попросят опробовать его на месте. Инструмент, который будет удобно «лежать в руке», а значит, им будет комфортнее работать и его следует выбирать для дальнейшей работы.Имейте в виду - неудобный крючок способен быстро заполнить мозоли на пальцах.

Самодельный крючок изготавливают по типу заводской модели, повторяя ее форму. Для его изготовления может быть использован заостренный участок арматуры, который сгибается в тисках, а затем вставляется в ручку. Ручку можно сделать из расплавленного пластика, навинтив ее на арматуру, или положив на нее толстостенную полимерную трубку, нагрея ее, а затем охладив. При остывании пластик плотно прижимается к клапану, образуя удобную для рабочих ручку.

Еще один вариант крючка, конструкция которого значительно ускоряет установку каркаса - это полуавтоматический инструмент, действующий по инерционному принципу.

Сам крючок расположен на своеобразной ножке с прорезанными в виде спирали канавками. Внутри рукоятки крючка находится механизм возвратной пружины.

Этот инструмент работает следующим образом: зацепите крючки проволоки и потяните их вверх с усилием. В это время ножка на выходе из рукоятки при перемещении спиральных канавок по направляющим вращается, делая несколько оборотов, скручивая два конца проволоки между собой до упора сборки к закрепленным элементам каркасная конструкция.При необходимости операцию повторяют - до достижения необходимой затяжки узла. Таким образом, для соединения точки требуется одно или два поступательных движения.

Крюк, установленный в дрель или шуруповерт, ускорит выполнение работы с меньшими физическими усилиями. Эти инструменты быстро скручивают два конца проволоки до упора, надежно фиксируя между собой перекрещенную арматуру. На трещотке шуруповерта экспериментально установить оптимальный момент затяжки несложно.Работать компактным инструментом будет удобнее, так как пространство траншеи под ленточным фундаментом зачастую очень ограничено. К тому же, если в планах использовать для привязки арматуры обычную электродрель, то придется запастись удлинителем-мультиметром.

Какой бы инструмент для обвязки ни был выбран, принцип скручивания проволоки с его помощью одинаков, поэтому его выбор зависит от финансовых возможностей и предпочтения мастера.

Способы стыковки арматуры

Есть несколько способов вручную вкрутить металлические стержни в каркас под фундамент.О них мы поговорим более подробно.

Арматура металлическая

Связывание фурнитуры вручную - не слишком сложное, а довольно долгое и трудоемкое занятие. Процесс привязки узла осуществляется в несколько этапов:

  • Если вы планируете использовать обычную проволоку (то есть без подготовленных на ее концах петель), то разрежьте ее на фрагменты длиной 250 ÷ 300 мм.
  • Плоский кусок проволоки складывается пополам. Затем этот уже спаренный отрезок сгибается так, чтобы полученная петля имела примерно треть выученной длины, а остальная часть оставалась на свободных концах.

Принципы крепления вязкой арматуры клещами представлены на этой схеме-рисунке:

1 - Обвязка арматуры жгутом проволоки, то есть несколькими отрезками, сложенными вместе, без натяжения.

2 - Связка угловых узлов.

3 - Узел двухрядный.

4 - Перекрестный узел.

5 - Мертвый узел.

6 - Связка стержней со специальным соединительным элементом.

7 - Арматурные стержни.

8 - Металлический соединительный элемент.

9 - Вид спереди.

10 - Вид сзади.

Помимо металлической проволоки, для связывания усиливающих элементов каркаса используются также пластиковые хомуты.

У этих крепежных элементов есть ряд преимуществ и недостатков, о которых следует помнить при выборе этой технологии выравнивания рамы.

ТО «Плюсы» Хомуты из пластика можно отнести к нескольким пунктам. Это:

  • Простота и удобство процесса привязки кадра.
  • Крепление зажимов арматуры не требует дополнительных инструментов.
  • Скорость работы, минимальные затраты физических усилий.
  • Связующая сила после затвердевания бетона.

«Минусы» Пластиковые крепления называются следующими факторами:

  • Очень высокая общая стоимость материала.
  • Недостаточная прочность креплений перед заливкой бетонного раствора и его созреванием.
  • Невозможность сборки каркаса при отрицательных температурах, так как прочность соединений под их воздействием ослабляется, а пластик теряет эластичность, становится хрупким.

Если есть финансовые возможности, а работа должна выполняться быстро и без использования дополнительных инструментов, можно использовать пластиковые хомуты с металлическим сердечником. Такая затяжка имеет преимущества как пластиковых, так и металлических крепежей, то есть простота установки и прочность соединения. Правда, за это придется раскошелиться.

Использование дополнительных деталей для пространственной фиксации арматуры

В некоторых случаях при установке арматурных стержней используются так называемые «проушины» - хомуты из пластика.Их конструкции очень разнообразны, и такие изделия используются либо как элементы временного крепления стержней, либо как опоры для нижнего ряда арматуры, либо как своеобразные «калибраторы» для боковых.

В каркасе под ленточный фундамент такие вставки используются для выдерживания расстояния между армирующими элементами и стенами опалубки, так как между ними должен оставаться зазор под бетонный слой шириной 50 мм.

Другой способ приклеивания арматуры на перекрестках - использование специальных стальных монтажных кронштейнов.Они сделаны из стальных стержней с высоким показателем упругости, диаметром от 2 до 4 мм, то есть действуют буквально как пружина, а внешне напоминают канцелярскую скрепку.

Такой зажим-соединитель изгибается с образованием петли, и оба его конца заканчиваются крючками. Как устанавливается такая связь, хорошо показано на иллюстрации. Конечно, это удобно, но приобретение большого количества таких зажимов обойдется очень дорого.

Вязкое армирование стекловолокном

Вязание данного вида арматуры несколько отличается от работы по креплению металлических стержней.Выбирая композитный армирующий материал для создания каркаса, прежде чем приступить к его стыковке, необходимо произвести точные расчеты по распределению веса конструкции. Если при установке металлического каркаса могут быть допущены небольшие ошибки, для стеклопластика они недопустимы. А про сложность именно этого момента уже говорилось выше.

В зависимости от степени тяжести материала стены расстояние между полимерными стержнями может составлять 150 ÷ ​​350 мм.Если фундамент делается под легкие постройки, то расстояние можно увеличить до 600 мм. Но, увы, четких стандартов пока нет.

При прокладке под него нижнего армирующего пояса обязательно, и с достаточно небольшим шагом устанавливаются пластиковые опоры. Они необходимы для того, чтобы при заливке бетонного раствора в опалубку арматурный каркас не просел под тяжестью раствора. С этой же целью часто используются металлические стержни для упрочнения каркаса из стекловолокна, который сохранит конструкцию в первоначальном виде на этапе литья.

Вязание композитных арматурных конструкций также осуществляется разными способами, некоторые из которых практически не отличаются от операций по креплению металлических каркасов.


Для монтажа композитных каркасных конструкций могут использоваться специальные пластиковые крепления.

  • Крепление специальными пластиковыми застежками, которые защелкиваются в арматурных стержнях в местах их соединения - этот способ считается наиболее надежным для полимерных каркасов.
  • Проволока металлическая (алюминиевая) мягкая. Вязание производится по тому же принципу, что и на стальных каркасах, то есть с помощью крючка. Однако, учитывая специфические свойства алюминиевой проволоки, ее нельзя сильно затягивать, иначе она легко сломается.

Заметим еще раз: прежде чем выбирать композитную арматуру, нужно взвесить все за и против и быть готовым взять на себя ответственность за неудачу. Для возведения фундаментов частных домов чаще всего используется металлическая фурнитура, каркасные конструкции из которой легко рассчитываются, будут предсказуемы, так как уже проверены многолетней практикой.

В конце публикации - несколько полезных видеороликов с технологическими рекомендациями по процессу обвязки арматуры.

Полезные ролики - в помощь начинающему строителю

Видео: как связать фурнитуру крючком

Видео: полезные инструменты для быстрой и точной сборки арматуры

Видео: адаптируем отвертку для стыковки арматуры

Ленточный фундамент - самый популярный в частном строительстве.Идеально подходит для строительства небольших домов, гаражей, бань и других хозяйственных построек. Все строительные работы можно выполнять своими руками, а относительно небольшой расход материалов и минимальный объем земляных работ позволяют снизить стоимость и время производства. Конечно, для того, чтобы все прошло как надо, нужно знать, как правильно укрепить фундамент.

Прежде чем рассказывать, как правильно армировать ленточный фундамент, стоит сказать несколько слов о выборе арматуры.

  1. Если вам нужно усилить фундамент под одно- или двухэтажный дом, а также более легкие постройки, следует взять фитинг диаметром 10-24 миллиметра. Более толстый материал будет слишком дорогим, а его высокая прочность не будет задействована. Арматура меньшей толщины может не выдержать нагрузки.
  2. Желательно использовать специальные гофрированные фитинги. Он обеспечивает наилучшее соединение с бетоном, обеспечивая его высокую прочность и надежность. Гладкий аналог стоит немного дешевле, но к использованию не подходит из-за низкой адгезии.Единственное исключение - поперечные стыки. У них нагрузка намного меньше.
  3. Если грунт однородный по всей площади фундамента, то можно использовать материал сечением 10-14 миллиметров. При неоднородном грунте нагрузка на основание увеличивается, поэтому желательно потратиться на штанги диаметром 16-24 мм.

Конечно, покупать толстую гофру - удовольствие довольно дорогое. Но если вы решили укрепить ленточный фундамент своими руками, значит, объем работ не слишком велик.Значит, придется переплатить максимум несколько сотен рублей - это полностью компенсирует высокую прочность и надежность готовой конструкции.

При самостоятельном расчете и выборе арматуры для арматурного каркаса ленточного фундамента вероятность ошибки велика. В дальнейшем это может стать причиной разрушения дома, поэтому лучшим решением будет заказать проект усиления фундамента у дизайнера, а каркас самостоятельно связать по чертежу.

Сколько арматуры вам нужно?

Прежде чем отправиться в магазин за материалом, нужно знать, сколько его потребуется для армирования ленточного фундамента. Для этого следует заранее подумать, какое армирование ленточного фундамента будет оптимальным выбором, и провести расчеты для конкретного объекта.

Пример арматурного каркаса для фундамента

При строительстве небольших домов, гаражей и бань обычно используется следующая конфигурация каркаса:

  • 2 ремня: верхний и нижний;
  • каждая лента состоит из 3-4 стержней арматуры;
  • оптимальное расстояние между стержнями 10 сантиметров.Учтите, что расстояние от арматуры до краев будущего фундамента должно быть не менее 5 сантиметров;
  • соединение ремней осуществляется при помощи хомутов или отрезков арматуры с шагом 5-30 сантиметров в зависимости от сечения арматуры.

Такая схема оптимальна. Теперь, зная размеры будущей постройки, совсем не сложно провести соответствующие расчеты.

Допустим, вы хотите построить просторный каркасный или деревянный коттедж площадью 150 квадратных метров с периметром внешних стен 50 метров.Мы будем проводить расчеты исходя из этого. Соответствующие и описанные выше характеристики мы используем при армировании ленточной основы СНиП.

У нас есть два ремня по три стержня в каждом. Итого - 6 умножить на 50 = 300 метров главного клапана. Учитываем количество перемычек, которые умещаются с шагом 30 сантиметров. Для этого разделите 50 метров на 0,3. Получаем 167 штук. Перекрестие в этой основе будет иметь длину 30 сантиметров, а вертикальное - 60 сантиметров. На вертикальную перемычку вам понадобится 167х0.6х2 = 200,4 метра. По горизонтали - 167х0,3х2 = 100,2 метра. Итого потребуется 300 метров гофрированной арматуры и на 300,6 метра тоньше, гладкая арматура. Получив эти номера, смело отправляйтесь в магазин за материалом - ленточный фундамент без армирования долго не прослужит. Некоторые специалисты рекомендуют брать арматуру с запасом 10-15%. Ведь какое-то количество материала понадобится для укрепления угловых частей ленточного фундамента и выхода на причал.

Как связать каркас?

Правила армирования ленточного фундамента вынуждают отказаться от использования сварки в пользу вяжущего, потому что при использовании сварки в местах сварных стыков металлические стержни теряют прочность до 2-2,5 раз. Кроме того, именно здесь чаще всего появляется коррозия, которая может повредить арматуру в течение нескольких лет, значительно снижая надежность и долговечность основания. Действует только соединение с помощью вязки.Это довольно сложный этап, и на его прохождение у недостаточно опытного пользователя уйдет много времени. Однако здесь многое зависит от того, какой инструмент вы будете использовать.


Надежный узел армирования проволокой

Классический инструмент для вязания фурнитуры в ленточной основе - специальный крючок. С его помощью опытные мастера могут производить до 12-15 узлов в минуту (конечно, если вязальная проволока подготовлена ​​и разрезана заранее). Главное преимущество такого варианта - доступность - крючок можно купить во многих магазинах за сотню рублей и даже дешевле.Минус - скорость работы с ним не велика даже среди мастеров. Учтите - вам придется завязать много сотен узлов, даже если вы укрепляете фундамент небольшого размера.


Проволока и крючок для обвязки рамки

Если вы хотите поскорее закончить работу, можно воспользоваться специальным вязальным пистолетом. Работая с ним, даже неопытный пользователь легко выдаст 25-30 узлов в минуту. То есть производительность увеличится минимум в 2 раза.Увы, стоимость такого оборудования не низкая - от 50 тысяч и выше. К тому же для работы с ним понадобится специальный провод - обычный может не подойти. Это еще больше увеличивает стоимость. Но если есть возможность арендовать вязальный пистолет на несколько часов или на день - смело соглашайтесь на такое предложение, только не забудьте узнать максимальный диаметр арматуры, которую он может связать. Работая качественным инструментом, вы потратите максимум дня на сборку каркаса - правильное армирование ленточного фундамента становится намного проще и быстрее.При работе вручную этот процесс может занять неделю и более.

Как сделать каркас?

Перед тем, как приступить к армированию ленточного фундамента, необходимо изучить чертежи подходящих каркасов. Ведь от прочности каркаса зависит, прослужит ли фундамент много десятилетий или же уже в первую весну покроют трещины из-за сезонных колебаний уровня грунта.


Чтобы не ошибиться при изготовлении, нужно запомнить несколько правил:

  1. Нахлест (расстояние от места стыковки до края стержня) должен быть не менее 5 сантиметров.
  2. В угловых соединениях перпендикулярные стержни должны быть соединены между собой - ни в коем случае нельзя использовать два отдельных блока, которые не соединены между собой. Идеальным решением станут уголки из гнутой арматуры - такая схема армирования фундамента самая надежная. Но для этого нужно иметь специальное оборудование, если фурнитура имеет диаметр от 14 миллиметров и более, меньшие диаметры можно гнуть в домашних условиях.
  3. Соединения с проволокой должны быть плотными - если вы используете вязальный крючок, затяните проволоку до упора, чтобы не оставалось места между зажимом и основной арматурой.Также проверьте рукой, отодвигается ли зажим от касания, следует сделать дополнительную стяжку проволокой.
  4. Перехлест по арматуре должен составлять 40-50 диаметров арматуры. Между соседними шатунами, верхним и нижним слоями должен быть зазор согласно проекту.
  5. Арматурный каркас должен стоять точно в опалубке. Также нужно позаботиться о защитном слое бетона для армирования, чтобы сделать его согласно требованиям чертежа.Следует помнить, что минимальный защитный слой равен диаметру арматуры.


Гибка всех элементов для армирования фундамента, выполняется на холоде. Ни в коем случае без нагрева фурнитуры, так как это приведет к потере ее прочности.


Как видите - правила максимально простые. Но некоторые неопытные строители не подозревают и не забывают об их существовании.Это приводит к тому, что нарушается технология армирования ленточного фундамента и значительно сокращается срок его службы.

Земляные и подготовительные работы

Одним из преимуществ ленточного фундамента является относительно небольшой объем земляных работ. Пара человек, работая днем ​​с небольшими перерывами, смогут легко выкопать канаву подходящего размера в нормальном грунте. Когда яма будет готова, можно приступать к ее обустройству.

Первый шаг - изготовить фундаментную подушку.Благодаря ему снижается негативное влияние грунтовых вод на фундамент, а нагрузка от самого фундамента и всей конструкции распределяется по земле максимально равномерно. Здесь можно использовать разные материалы. Чаще всего используется песок или гравий. Они хорошо справляются со своей функцией - главное, чтобы толщина подушки была не менее 15-20 сантиметров.

Но некоторые специалисты рекомендуют бетонную площадку. Да, он самый дорогой. Дорогой цемент и необходимость армировать подушку круто увеличивают стоимость и время строительства.Но в результате вы получаете максимально надежный фундамент под фундамент, гарантируя, что он прослужит долгие годы. Поэтому можно смело сказать, что эти деньги не будут выброшены на ветер.


Пример устройства ленточного армированного фундамента

Если работы ведутся на слабом, пучинистом грунте или планируется строительство тяжелого кирпичного дома, но использование монолитного фундамента по каким-то причинам нежелательно, то можно использовать ленточный фундамент с подошвой.Уширение (стекло) позволяет значительно снизить нагрузку на почву. Конечно, не стоит забывать и об армировании стеклянного цоколя - на пучинистых грунтах он будет регулярно выдерживать значительные растягивающие и изгибные нагрузки. Очень важно обеспечить ему достаточную силу.

При использовании фундамента с подошвой объем земляных работ увеличивается. Кроме того, необходимо дополнительно потратиться на усиление подошвы ленточного фундамента - если оно выйдет из строя, это приведет к скорейшему разрушению всей конструкции.

На готовую подушку устанавливают опалубку. При выборе ширины учитывайте - готовый фундамент должен быть на 10-15 сантиметров толще внешних несущих стен.

Следующий этап - гидроизоляция. Некоторые строители используют рубероид, но это достаточно дорогой материал. А большой вес усложняет процесс установки. Поэтому можно использовать строительный полиэтилен. Да, он менее прочный. Но нужно это всего на несколько дней - чтобы цементное молоко не ушло в песок.Поэтому дешевый и легкий полиэтилен вполне подойдет. Укладывается поверх опалубки. В местах стыков перекрыть больше - не менее 10-15 сантиметров - и приклеить широкой лентой.

На этом подготовительные работы окончены. Теперь расскажем о заливке и армировании фундамента своими руками.

Установить каркас, залить бетон

Каркас арматуры лучше всего собирать прямо в подготовленной яме - это позволяет максимально прочно закрепить элементы.Но если речь идет об армировании подземного ленточного фундамента, или если котлован слишком узкий для проведения работ непосредственно в нем, то каркас можно собрать вне траншеи, а затем аккуратно опустить на место. Здесь обычно проблем не возникает и пошаговые инструкции не нужны.

Последний и один из самых ответственных этапов - заливка фундамента.

Заполнение ленточного фундамента бетононасосом

Для этого рекомендуется использовать бетон марки М200 или выше.Он обладает высокой прочностью, чтобы выдерживать значительные нагрузки, а также имеет достаточный показатель хладостойкости.

Сразу следует сказать - для работы потребуется большое количество материала. Заранее сделайте все необходимые расчеты - заливать бетон нужно за один раз, не допуская расслоений и других отслоений. В противном случае прочность основания будет значительно снижена, а это скажется на безопасности эксплуатации дома. По этой же причине желательно арендовать бетономешалку.Сегодня многие компании предлагают эту услугу. К тому же аренда дешевых моделей стоит относительно недорого - менее тысячи рублей в сутки. При интенсивной работе в это время вполне можно справиться с работой. К тому же наличие бетономешалки позволяет повысить производительность - нужно просто бросить песок, цемент и залить водой, получив в скором времени готовый продукт, который нужно просто вылить на каркас, установленный в опалубке. Работая с лопатой, такой производительности добиться невозможно.

После заливки бетона необходимо подождать 28 дней. За это время бетон наберет достаточную прочность и можно будет приступить к строительству дома, гаража или бани.

Рекомендуем посмотреть видео, где опытный инженер-строитель расскажет о важных нюансах армирования фундамента. На что следует обращать внимание при работе в первую очередь, чтобы фундамент дома был надежным.

Теперь вы знаете, как армировать ленточный фундамент своими руками.Для этого совсем не обязательно иметь узкоспециализированные навыки или покупать дорогостоящее оборудование. Достаточно знать хотя бы теоретически, как укрепить фундамент. Опыт придет в процесс, и все инструменты можно будет заменить дешевыми аналогами или взять напрокат, сэкономив деньги и время.

Армирование ленточного фундамента значительно увеличивает его прочностные характеристики, позволяет создавать устойчивые конструкции при одновременном снижении веса.

Расчеты армирования и схем армирования выполняются в соответствии с положениями действующего СНиП 52-01-2003.В документе есть подробные требования к расчетам, даются примечания к нормативным документам и сводам правил.

СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Скачать файл

Ленточный фундамент должен соответствовать требованиям по прочности, надежности, устойчивости к различным климатическим факторам и механическим нагрузкам.

Основными характеристиками прочности бетонных конструкций является показатель сопротивления осевому сжатию (Rb, n), растяжению (Rbt, n) и боковому разрушению.В зависимости от стандартных нормативных показателей бетона выбирают его марку и класс бетона. Принимая во внимание ответственность проекта, можно использовать поправочные коэффициенты безопасности в диапазоне от 1,0 до 1,5.

Требования к клапану

При армировании ленточных фундаментов устанавливаются тип и контролируемые значения качества армирования. Стандартами разрешено применение горячекатаной строительной арматуры периодического профиля, термически обработанной арматуры или арматуры механической упрочнения.

Класс арматуры выбирается с учетом гарантированного значения предела текучести при максимальных нагрузках. Помимо характеристик на разрыв, пластичность, коррозионная стойкость, свариваемость, устойчивость к отрицательным температурам, релаксационная стойкость и допустимое удлинение до начала разрушающих процессов.

Таблица классов арматуры и марок стали

Тип профиля Класс Диаметр, мм марка стали
Гладкий профиль A1 (A240) 6-40 Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп
Периодический профиль A2 (A300) 10-40, 40-80 Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С
Периодический профиль A3 (A400) 6-40, 6-22 35ГС, 35Г2С, 32Г2РПС
Периодический профиль A4 (A600) 10-18 (6-8), 10-32 (36-40) 80C, 20HG2TS
Периодический профиль A5 (A800) 10-32 (6-8), (36-40) 23х3Г2Т
Периодический профиль A6 (A1000) 10-22 22х3Г2АЮ, 22х3Г2Р

Ленточный фундамент рассчитывается в соответствии с рекомендациями ГОСТ 27751, показатели предельных нагруженных состояний рассчитываются по группам.

Рама арматуры - фото

  1. Требования к размерам железобетонных конструкций. Геометрические размеры цоколя не должны препятствовать правильному пространственному размещению арматуры.
  2. Защитный слой должен обеспечивать сопротивление соединения нагрузкам арматуры и бетона, защищать его от внешней среды и обеспечивать устойчивость конструкции.
  3. Минимальное расстояние между отдельными стержнями арматуры должно обеспечивать ее совместную работу с бетоном, позволять правильное соединение и обеспечивать правильную технологическую заливку бетона.

Для армирования можно использовать только качественную арматуру, вязание сеток осуществляется с учетом проектно-сметной документации. Отклонения от значений не могут выходить за пределы полей допусков, регламентированных СНиП 3.03.01. Специальные строительные меры должны обеспечивать надежную фиксацию арматурной сетки в соответствии с существующими правилами.

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. Строительные нормы и правила. Скачать файл

При изгибе арматуры необходимо использовать специальные приспособления, минимальный радиус изгиба зависит от диаметра и конкретных физических характеристик арматуры конструкции.

Видео - Ручной станок для гибки арматуры, видеоинструкция

Видео - Как согнуть арматуру. Работа на самодельном станке

В опалубку вставляется арматура, изготовление опалубки должно осуществляться с учетом требований ГОСТ 25781 и ГОСТ 23478.

ФОРМЫ СТАЛЬНЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ. Технические условия. Скачать файл

Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций.Классификация и общие технические требования

Расчет количества и диаметра арматуры

Для ленточного фундамента бань применяется строительная арматура периодического профиля Ø 6 ÷ 12 мм.

Действующие государственные нормативы регулируют минимальное количество стержней в бетоне для придания ему максимальных прочностных характеристик. Минимальное суммарное сечение продольных стержней арматуры не может составлять ≤ 0,1% площади сечения фундаментной полосы.Например, если ленточный фундамент имеет сечение 12000 × 500 мм (площадь поперечного сечения 600000 мм2), то общая площадь всех продольных стержней должна быть не менее 600000 × 0,01% = 600 мм2. На практике застройщики редко выдерживают этот показатель, учитывают еще и вес ванны, характер грунта и марку бетона. Это расчетное значение можно считать приблизительным, отклонения от рекомендуемых значений не должны превышать ≈20% в меньшую сторону.

Для расчета количества арматуры необходимо знать площадь поперечного сечения базовой полосы и площадь поперечного сечения арматурного стержня. Для облегчения расчетов предлагаем вам готовую таблицу.

Количество стержней
Диаметр, мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9
6 28,3 57 85 113 141 170 198 226 254
8 50,3 101 151 201 251 302 352 402 453
10 76,5 157 236 314 393 471 550 628 707
12 113 226 339 452 565 679 792 905 1018
14 154 308 462 616 769 923 1077 11231 1385
16 201 402 603 804 1005 1206 1407 1608 1810
18 254,5 509 763 1018 1272 1527 1781 2036 2290
20 314,2 628 942 1256 1571 1885 2199 2513 2828

Теперь расчеты намного проще.Например, вы используете восемь рядов арматуры диаметром 10 мм для армирования ленточных фундаментов. Согласно таблице, общая площадь стержней составляет 628 мм. Такой каркас может работать с бетонной лентой глубиной 120 см и шириной 50 см. Несколько лишних квадратных миллиметров можно не учитывать, они будут дополнительной страховкой на случай нарушения технологии стыковки или изготовления некачественного бетона.

Кроме этих показателей нужно определить диаметр стержней для фундаментов.Эти показатели зависят от многих составляющих, для упрощения расчетов можно воспользоваться предложенной таблицей.

С помощью этой таблицы можно легко выбрать рекомендуемый диаметр арматуры для ленточного фундамента.

Правила арматурного ленточного фундамента

Существует несколько схем вязания арматуры, каждый разработчик может использовать наиболее удобную для себя. Выбор схемы следует проводить с учетом размеров фундамента и его несущих характеристик.

Арматуру можно связать отдельно, а затем уже готовые элементы конструкции опустить в траншею фундамента и соединить между собой, а можно сразу вязать в траншее. Оба метода почти эквивалентны, но есть небольшая разница. На земле все основные прямолинейные элементы можно изготовить самостоятельно; при работе в траншее требуется помощник. Для вязки нужно сделать специальный крючок, соединение производится мягкой проволокой диаметром ≈ 0.5 мм.

В некоторых статьях можно найти советы во время вязания использовать ручную электродрель - не обращайте на них внимания. Так могут писать те, кто не имеет представления о работе.

Во-первых, рука устает от дрели намного сильнее и быстрее, чем от легкого крючка. Во-вторых, кабели всегда будут путаться под ногами, цепляться за концы арматуры и т. Д. В-третьих, не на всех стройках есть электроэнергия. И в-четвертых, ваши проволочные узлы всегда будут ослаблены или порваны.

Для вязания армирования используется тонкий мягкий и проволочный материал, и он имеет невысокую прочность. Проволока натягивается хорошо, сильное заедание должно произойти в пределах двух-трех оборотов крючка. В противном случае производительность труда намного ниже и повышается утомляемость. Есть еще варианты сварки арматуры, о них мы поговорим в следующем разделе статьи.

Советуем начать вязать арматуру на самую короткую ленточную основу, это даст возможность набраться немного опыта и уверенно справиться с длинными стержнями.Стричь их не рекомендуется, это увеличивает расход металла и снижает прочность фундамента. Размеры заготовок рассмотрим на примере ленточного фундамента высотой 120 см и шириной 40 см.

Арматуру со всех сторон залить бетоном толщиной не менее 5 сантиметров. Это начальные условия. С учетом таких показателей чистые размеры арматурного каркаса должны быть не более 110 см в высоту (минус 5 см с каждой стороны) и 30 см в ширину (минус 5 см с каждой стороны).Для вязки нужно добавить по два сантиметра с каждой стороны внахлест. Это значит, что заготовки для горизонтальных перемычек должны быть длиной 34 см, заготовки для вертикальных перемычек - 144 см. Но делать такой высокий каркас не стоит, достаточно иметь высоту 80 см.

Шаг 2. Выбираем плоскую площадку, ставим две длинные планки, обрезаем их концы.

Шаг 3. На расстоянии ≈ 20 см от концов обвяжите горизонтальные распорки с двух крайних сторон. Для вязания понадобится проволока длиной около 20 сантиметров.Сложите его пополам, проденьте под точку привязки и затяните проволоку, просто повернув крючок. Не переусердствуйте с усилием, проволока может не выдержать. Величина скручивающего усилия определяется опытным путем.

Шаг 3. На расстоянии примерно 50 сантиметров по очереди свяжите все оставшиеся горизонтальные стойки. Все готово - отложите конструкцию на свободное место и таким же образом сделайте еще один элемент каркаса. У вас есть верхняя и нижняя части, теперь вам нужно скрепить их между собой.

Шаг 4. Далее следует отрегулировать упоры для двух частей сетки, они могут упираться в любой объект. Главное, чтобы родственные элементы занимали устойчивое боковое положение, расстояние между ними должно быть равно высоте вязанной арматуры.

Шаг 5. Свяжите две вертикальные распорки по концам, размеры вам уже известны. Когда каркас стал более-менее напоминать готовое изделие - свяжите все остальные детали.Не торопитесь, проверьте все размеры. Хоть у вас заготовка и такой же длины, проверить размер не помешает.

Шаг 6. По такому же алгоритму необходимо на земле соединить все прямые участки каркаса.

Шаг 7. Уложите дно котлована под фундамент высотой не менее пяти сантиметров; на них будут опираться нижние стержни сетки. Поставьте боковые опоры, установите сетку в правильное положение.

Армирование (каркас установлен в опалубке)

Шаг 8. Убрать размеры не предусмотренных углов и стыков, подготовить куски арматуры для соединения каркаса в единую конструкцию. Учтите, что перекрытие концов арматуры должно быть не менее пятидесяти диаметров стержня.

Шаг 9. Обвяжите нижний виток, затем вертикальные стойки и верхнюю. Проверить расстояние армирования до всех поверхностей опалубки.

Арматура готова, можно приступать к заливке фундамента бетоном.

Вязание арматуры специальным приспособлением

Для изготовления приспособлений понадобится несколько досок толщиной около 20 мм, качество пиломатериалов может быть любым.Изготовить шаблон несложно, и это значительно упростит работу.

Шаг 1. Вырежьте четыре доски по длине арматуры, соедините их по две на расстоянии шага от вертикальных стоек. Должно получиться два одинаковых шаблона. Внимательно следите за тем, чтобы разметка расстояния между планками была одинаковой, иначе не будет вертикального положения соединительных элементов.

Шаг 2. Сделайте две вертикальные опоры, высота опор должна соответствовать высоте арматурной сетки.Опоры должны иметь боковые угловые упоры, не позволяющие им опрокидываться. Все работы по обвязке необходимо проводить на ровной поверхности. Проверить устойчивость собранного устройства, исключить вероятность его опрокидывания во время работы.

Схема стыковки якоря с хомутами

У вас есть макет арматурной сетки, теперь вы можете выполнять работу быстро и без посторонней помощи. Подготовленные вертикальные стержни арматуры разместите на отмеченных местах, предварительно зафиксировав положение при помощи гвоздей.На каждую горизонтальную металлическую перемычку наденьте арматуру. Эту операцию следует повторить со всех сторон рамы. Еще раз проверьте их положение. Хорошо - берем проволоку и крючок и начинаем вязать. Адаптацию целесообразно делать, если у вас много одинаковых участков сетки арматуры.

Видео - Как связать арматуру с помощью приспособления

Как связать армированную сетку в траншею

Работать в траншее намного труднее из-за тесноты. Необходимо тщательно продумать схему вязания отдельных элементов, чтобы не пришлось пролезать между стержнями арматуры.Кроме того, самостоятельно связать сетку невозможно, нужно работать с помощником.

Шаг 1. Положите на дно траншеи камни или кирпичи высотой не менее пяти сантиметров, они поднимут металл от земли и позволят бетону закрыть арматуру со всех сторон. Расстояние между камнями должно быть равно ширине сетки.

На фото - фиксатор для армокаркаса

Шаг 2. На камни нужно поставить продольные стержни.Горизонтальные и вертикальные стержни уже надо обрезать по размеру, как мы их измеряем, мы уже говорили.

Шаг 3 . Начните формировать каркас каркаса на одной стороне фундамента. Если предварительно привязать к тягам горизонтальные распорки, работать будет легче. Помощник должен удерживать концы стержней, пока они не зафиксируются в правильном положении.

Шаг 4. В свою очередь продолжаем вязать арматуру, расстояние между распорками должно быть примерно пятьдесят сантиметров.

Шаг 5. По тому же алгоритму привяжите арматуру на всех прямых участках фундаментной ленты.

Шаг 6. Проверить размеры и пространственное положение каркаса, при необходимости необходимо откорректировать положение и исключить касание металлических деталей к опалубке.

Шаг 7. Теперь пора заняться углами фундамента. На картинке дан довольно сложный вариант вязания по углам, вы можете придумать более простой вариант для себя.Главное - соблюдать длину внахлест. И еще одно замечание. В углах фундамент работает не только на изгиб, но и на вертикальный разрыв. Эти усилия удерживают вертикальные планки строительной фурнитуры, не забудьте установить их. Чтобы гарантировать это, можно использовать вентиль большого диаметра.

Если все же придется прибегать к сварке, то сделайте все возможное, чтобы на одном месте поставить минимальное количество стежков, сместите фиксирующий шаг горизонтальных и вертикальных упоров на несколько сантиметров.Во время сварки точно поддерживайте оптимальную силу тока и диаметр электродов. Металл в шовном нахлесте не должен перегреваться.

Есть несколько способов, с помощью которых можно ускорить и облегчить процесс стыковки и в то же время улучшить качество конструкции и снизить расход материалов.

Для проставок согните арматуру в форме буквы «P». Для этого можно за пару часов сделать простейший станок, причем не только для гибки стержней.Сначала нужно согнуть один образец, проверить его размеры и только потом, используя образец как шаблон, подготовить все стыки. Такие распорки вязать намного проще, они сразу удерживают нужный размер конструкции. Еще один плюс - уменьшенный расход дорогостоящего материала. На первый взгляд экономия кажется незначительной, максимум десять сантиметров на одном подключении. Но если десять сантиметров умножить на количество штук и цену арматуры, получится очень «приятная» сумма.

Для распорок можно использовать арматуру меньшего диаметра и опционально дорогой строительный периодический профиль. Подойдут даже металлические прутки или катанка подходящего диаметра.

Если у вас нет опыта выполнения подобных работ, то лучше не делать этого самостоятельно. Наличие помощника делает процесс намного проще и безопаснее.

Цена на железобетонный фундамент намного дороже обычного, используйте этот метод усиления архитектурных конструкций в крайнем случае.Есть много более дешевых способов повысить несущие характеристики ленточного фундамента. Правда, их можно использовать не всегда, все зависит от особенностей проекта бани, особенностей почвы и ландшафта.


Армирование должно производиться во всех частях фундамента, даже в средних перемычках межкомнатных перегородок

Несколько слов о предварительно нагруженной арматуре. Это комплексный метод, позволяющий значительно улучшить все показатели ленточного фундамента без увеличения количества арматуры.Суть метода заключается в предварительном нагружении стержней усилиями, противоположными тем, которые будут действовать на конструкцию при эксплуатации фундамента. Например, если штанга будет работать на растяжение, то она предварительно сжата и т. Д.

Видео - Армирование монолитных ленточных фундаментов мелкого заложения

Видео - Армирование фундамента своими руками

Фундамент - это фундамент здания. И с этой аксиомой сложно не согласиться, ведь именно он держит и равномерно распределяет нагрузку на грунт, обеспечивает устойчивость и долговечность конструкции.Но бетон, как известно, довольно твердый материал. Для придания ленточной конструкции пластичности и способности выдерживать различные виды нагрузок применяется так называемая арматура.

Для чего нужна арматура?

Упрощенно фундамент ленточного типа представляет собой замкнутый контур из бетона под всеми капитальными стенами здания по периметру. Это один из самых популярных видов обломков, ведь он прост в конструкции, выдерживает значительные нагрузки и позволяет дополнительно оборудовать подвал в процессе эксплуатации.В минусах - большой расход стройматериалов, необходимость использования спецтехники (автобетононасосы, краны).

Ленточный вид фундамента возводится для зданий из тяжелых штучных материалов (кирпич, блоки, камень) и домов с монолитными или сборными перекрытиями большой массы. Такой тип основания оптимален на неоднородных грунтах, где есть риск неравномерного проседания.

Схема перекоса фундамента

Бетонная конструкция выдерживает два типа нагрузок:

  • Компрессия - вес здания и его содержимого (мебель, отделка и т. Д.)).
  • Растяжение - влияние сил морозного пучения. Влажная почва, промерзая, увеличивается в объеме и сжимает каркас, выталкивая его вверх.

Очевидно, эти нагрузки неравномерны. Чтобы лента выдерживала деформации и соответственно трещины, разрывы, применяется армирование ленточного фундамента. На практике это означает формирование внутри бетонного ядра единого металлического каркаса. По правилам он должен располагаться ближе к краям фундамента, то есть в зонах максимального сжатия-растяжения.

Какие материалы используются для армирования

Даже если предполагается армирование фундамента ленточного типа своими руками, необходимо правильно подбирать комплектующие. В состав необходимых материалов входят:

Виды фурнитуры

1. Стальная или композитная арматура - стержни из металла или стекловолокна. Реализуются рулонами по 50-100 м или нарезанным металлопрокатом длиной 6-12 м. Гладкие стержни сечением до 10 мм называются сборочными и используются для вертикальной и поперечной части каркаса.Гофрированные стержни диаметром 12-80 мм обозначены как рабочие. Из них подходят верхняя и нижняя продольные части «каркаса».

2. Проволока стальная для вязальных или стяжных зажимов. Сварка используется реже (металл должен иметь маркировку "C")

3. Зажим для инструмента или специальный крючок для вязания, ножовки и т.п.

Металлический каркас пользуется наибольшей популярностью у строителей, его эффективность и надежность проверены временем. Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой применяется для тех зданий, к которым предъявляются особые требования в отношении радиопомех, немагнетизма, химической стойкости.Однако из-за того, что композит плохо растягивается при изгибе, то есть фактически не выполняет одну из основных функций, в частном домостроении применяется редко.

Ни в коем случае нельзя использовать пластиковые бутылки, металлические уголки или трубы, грубую сетку, железные тросы и другие подобные материалы в качестве арматурного каркаса фундаментной ленты. Это не каркас, а посторонние включения, которые только вредит бетонному основанию. Результат печальный - фундамент не выдержит проектных нагрузок, неизбежные повреждения как несущего фундамента, так и стен, перекрытий, кровли и других элементов здания.

Расчет арматуры ленточного фундамента

Рассчитать количество материала для армирования несложно. Чаще всего используется двух- или трехрядная сетка-каркас. Шаг между вертикальными участками 40-80 см, между горизонтально расположенными уровнями примерно 30-60 см. То есть заглубленный фундамент высотой более 90 см требует 3-4 продольных яруса; для каркаса глубиной менее 0,9 м достаточно двух. Рассмотрим пример:

  • параметры бетонного основания (ВхШ) - 60х40 см,
  • периметр здания - 5х5 м,
  • шаг сетки - 50 см

Очевидно, вам понадобится двухуровневая сетка.Рабочие задвижки на 4 продольные линии по 20 м потребуют 80 пог. м, монтаж вертикальный с учетом расстояния от поверхности 5 см - 1,4 м * 51 (количество пересечений) = 71,4 м. Продавцы рекомендуют брать сталь с запасом не менее 10%, итого итого будет около 170 погонных метров. м арматуры. Не стоит забывать и о комплектации. На каждом перекрестке достать около 30 см проволоки. Стыков в секции - 4 штуки, значит с запасом потребуется около 70 пог. м вязание металлочерепицы.

Как самостоятельно армировать ленточный фундамент

Железобетонная конструкция не терпит халатности. Арматуру перед использованием следует проверить, очистить от грязи и ржавчины. Строители часто пренебрегают этим этапом, хотя известно, что инородные включения ухудшают качественные характеристики бетонного ядра.


Схема армирования ленточного фундамента проста, но трудоемка:

  1. На песчано-щебеночную «подушку» насыпают бетонную «подошву» толщиной 5 см.Он защитит металл от коррозии и преждевременного разрушения. Иногда в целях экономии подкладывают под каркас куски кирпича или камня.
  2. Поставить опалубку.
  3. На бетонный слой укладывается необходимое количество поперечных монтажных прутков с интервалом не более 80 см.
  4. Гофрированные стержни накладываются в два ряда сверху в продольном направлении. Сайты пересечения связаны. Получается нижний уровень каркаса арматуры.
  5. В стыках вертикально монтируется гладкая сталь заданной длины.Соблюдение геометрии углов 90 ° обязательно.
  6. К ним прикреплен верхний ярус поперечных монтажных тяг. Получается каркас, перекрытие концов которого должно быть не менее 20 см.
  7. Укладывают верхний продольный ярус армирующего «каркаса» и скрепляют вязальной проволокой или зажимами.
  8. С помощью распорок готовый каркас жестко фиксируется относительно опалубки. Зазор между ними должен быть не менее 3-5 см.
  9. Связки снова проверены, весь лишний материал, мусор убран.

Армирование угла ленточного фундамента - головная боль большинства профессионалов. Именно здесь образуется так называемое концентрированное напряжение. Поэтому используются особые приемы П- или Г-образной арматуры, создаваемой при помощи струбцин.

Схематично это выглядит так:

Для углов:


Для прицела:


Для углов стыковки менее 160 ° с L-образным армированием:


В точках крепления углов хомуты устанавливаются вдвое чаще, чем остальная часть ленточного фундамента.Именно такие способы армирования углов создают жесткое соединение между элементами конструкции, позволяя равномерно распределять нагрузку.

Таким образом, стоимость материалов составляет не более 5% от стоимости строительства арматурного каркаса. Конечно, экономия на материалах в этом случае - последнее.

Повышение несущей способности неглубокого фундамента на армированной георешеткой илистой глине и песке

Настоящее исследование исследует улучшение несущей способности илистой глинистой почвы с тонким слоем песка наверху и размещением георешетки на разной глубине.Модельные испытания были выполнены для прямоугольной опоры, лежащей на поверхности почвы, чтобы установить кривые зависимости нагрузки от осадки для неармированной и армированной грунтовой системы. Результаты испытаний сосредоточены на улучшении несущей способности илистой глины и песка на неармированной и армированной почвенной системе в безразмерной форме, то есть BCR. Результаты показывают, что несущая способность значительно увеличивается с увеличением количества слоев георешетки. Несущая способность грунта увеличивается в среднем на 16.67% при использовании одного слоя георешетки на границе раздела грунтов с равной 0,667, а несущая способность увеличивается в среднем на 33,33% при использовании одной георешетки в середине слоя песка с равной 0,33. Повышение несущей способности по песчаной подстилке илистой глине при сохранении равной 0,33; для двух-, трех- и четырехзначного слоя георешетки - 44,44%, 61,11%, 72,22% соответственно. Результаты этой исследовательской работы могут быть полезны для улучшения несущей способности грунта для неглубокого фундамента и конструкции дорожного покрытия для аналогичного типа грунта, доступного в других местах.

1. Введение

Использование геосинтетических материалов для улучшения несущей способности и характеристик осадки неглубокого фундамента привлекло внимание в области геотехнической инженерии. За последние три десятилетия было проведено несколько исследований на основе лабораторной модели и полевых испытаний, связанных с положительным воздействием геосинтетических материалов на несущую способность грунтов в дорожных покрытиях, фундаментах мелкого заложения и стабилизации склонов.Первое систематическое исследование по повышению несущей способности ленточного фундамента с помощью металлической ленты было проведено Бинке и Ли [1, 2]. После работы Бинке и Ли было проведено несколько исследований по повышению несущей способности фундаментов мелкого заложения, поддерживаемых песком, армированным различными армирующими материалами, такими как георешетки [3–9], геотекстиль [10–12], волокна [13, 14]. ], металлические полосы [15, 16] и геоячейку [17, 18].

Несколько исследований показали, что предельная несущая способность и расчетные характеристики фундамента могут быть улучшены путем включения арматуры в грунт.Результаты нескольких лабораторных модельных испытаний и ограниченного числа полевых испытаний были описаны в литературе [19–25], которая касается предельной несущей способности фундаментов мелкого заложения, поддерживаемых песком, усиленным несколькими слоями георешетки. Недавно Инь [26] собрал обширную литературу в справочнике по геосинтетической инженерии по армированному грунту для неглубокого фундамента. При проектировании фундаментов мелкого заложения в полевых условиях главным критерием становится осадка, а не несущая способность.Следовательно, важно оценить улучшение несущей способности фундаментов на конкретном уровне расчетов (). На основании результатов многочисленных исследователей можно сделать вывод, что несущая способность грунта также изменялась в зависимости от различных факторов, таких как тип армирующих материалов, количество армирующих слоев, соотношение различных параметров армирующих материалов и фундаментов, таких как (ширина фундамента), (расположение 1-го слоя армирования по ширине основания), (расстояние по вертикали между последовательными слоями георешетки относительно ширины основания), (ширина слоя георешетки к ширине основания), (глубина основания к ширине основания), тип почвы, текстуры и удельного веса или плотности почвы, [6, 7].

Из нескольких исследований, существует очень мало исследований, посвященных двухслойным почвам. Как правило, все исследования в конечном итоге связаны с улучшением несущей способности грунта с использованием армирующих материалов и связаны с влиянием различных параметров на несущую способность. Коэффициент улучшения несущей способности может быть выражен в безразмерной форме как коэффициент несущей способности (BCR), который представляет собой отношение несущей способности армированного грунта к несущей способности неармированного грунта.Несколько исследований [5, 6, 26] показывают влияние различных параметров (например,,, и), типов геосинтетических материалов (например, георешетки, геотекстиля и геоячейки), влияния ширины основания, типов грунтов, слоя почвы и т. д. Но нет исследований по илистой глинистой почве Карбондейла, штат Иллинойс, связанных с улучшением несущей способности прямоугольного фундамента путем размещения слоя песка поверх илистой глинистой почвы (то есть двухслойной почвы) и системы георешетки. В большинстве исследований использовался только песок или глина, а в качестве армирующего материала использовалась георешетка.Настоящее исследование исследует несущую способность двух слоев почвы (то есть тонкого слоя песка, подстилаемого илистой глиной), а также однослойной илистой глинистой почвы (для сравнения) с изменением количества двухосной георешетки в разных слоях и на сохранение других свойств постоянными.

2. Экспериментальное исследование
2.1. Используемые материалы

Для проведения экспериментальных исследований использовались два типа почв: илистая глинистая почва и песок.

2.2. Илистая глинистая почва и песок

Образец илистой глинистой почвы был взят на New Era Road в Карбондейле, штат Иллинойс.Собранный грунт сушили на солнце, измельчали ​​и пропускали через сито США № 10 (т.е. 2 мм) для проверки различных физических, технических свойств и несущей способности. Свойства илистой глинистой почвы были определены в лаборатории путем выполнения нескольких тестов с использованием соответствующего стандарта ASTM. Поверх илистой глинистой почвы (двухслойная почвенная система) был помещен тонкий слой песка, чтобы оценить улучшение несущей способности илистой глинистой почвы.

2.3. Геосетки

В данном экспериментальном исследовании использовалась двухосная георешетка.Двухосная георешетка имеет предел прочности на разрыв в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что придает большую прочность почве. Различные свойства двуосной георешетки представлены в Таблице 1.

Размер × 33,00 Ultimate прочность, кН / м0 Жесткость при изгибе 905, см 905 250,000

Свойство индекса Значения MD Значения XMD


25,00 × 33,00
Минимальная толщина ребра, мм 0.76 0,76
Предел прочности при деформации 2%, кН / м 4,10 6,60
Предел прочности при деформации 5%, кН / м 8,50 13,40
12,40 19,00
Структурная целостность
Эффективность перехода, (%) 93,00
Устойчивость апертуры, мН / град 0.32
Прочность
Устойчивость к повреждениям при установке,% SC /% SW /% GP 95/93/90
Устойчивость к длительной деградации,% 100
Устойчивость к УФ-разрушению,% 100

2.4. Model Test Tank

Модельный тестовый резервуар с размерами, имеющими длину () 762.0 мм, ширина () 304,8 мм и глубина () 749,3 мм была разработана и изготовлена ​​для проведения испытания. Горизонтальные и вертикальные стороны модельного резервуара усилены с помощью стальных угловых секций в верхней, нижней и средней частях резервуара, чтобы избежать боковой деформации во время уплотнения почвы в резервуаре, а также при приложении нагрузки к опоре модели во время эксперимента. Две боковые стенки резервуара были изготовлены из оргстекла толщиной 25,4 мм, а две другие боковые стенки резервуара были сделаны из пластин оргстекла толщиной 12,7 мм, и они также поддерживались 19.Деревянные пластины 05 мм. Внутренние стенки бака были гладкими для уменьшения бокового трения.

2,5. Подставка для модели

В экспериментальных исследованиях использовалась модельная опора с размерами длины 284,48 мм, ширины 114,3 мм и толщины 48,26 мм. Размеры фундамента выбирались исходя из габаритов модельного резервуара. Опора модели была спроектирована таким образом, чтобы ее ширина была менее чем в 6,5 раз больше глубины модели резервуара, чтобы воздействие нагрузки не могло достигнуть дна резервуара.Нижняя поверхность основания модели была сделана шероховатой путем цементирования слоя песка эпоксидным клеем для увеличения трения между основанием основания и верхним слоем почвы. Кроме того, в верхней части опоры модели использовалась стальная пластина толщиной 12,7 мм для уменьшения изгиба при приложении нагрузки.

2.6. Лабораторные испытания модели

В данном исследовании использовалась илистая глинистая почва в нижней части модельного резервуара, перекрытая небольшим слоем песка наверху. Критерий выбора толщины верхнего слоя песка основан на исследованиях предыдущих исследователей [4].При испытаниях модели армированной георешеткой оптимальные значения, связанные с расположением арматуры, такие как расположение первого слоя арматуры, расстояние по вертикали между последовательными слоями арматуры и длина каждого слоя арматуры, были приняты на основе модели резервуара размер и результаты предыдущих исследователей.

На рисунке 1 показано поперечное сечение модельного резервуара и опоры модели с двухслойной системой грунта, имеющей разные слои армирования.Основание модели прямоугольной формы шириной поддерживается песком в верхнем слое и илистым глинистым грунтом в нижнем слое, усиленным рядом слоев георешетки шириной «». Расстояние по вертикали между последовательными слоями георешетки равно «». Верхний слой георешетки расположен на глубине «», отсчитываемой от основания основания модели. Глубину армирования ниже низа фундамента можно рассчитать, используя следующее: Величина коэффициентов несущей способности (BCR) для данного прямоугольного основания, илистого глинистого грунта, песка и георешетки будет зависеть от различных параметров, таких как,, и отношения.Для проведения модельных испытаний с армированием георешеткой в ​​системе двухслойного грунта, то есть илистого глинистого грунта и песка, важно определить величину и добиться улучшения несущей способности конкретного основания. Ранее исследователи [10, 13, 14] обнаружили, что для модели основания, лежащей на поверхности (т. Е.), Имеющей несколько слоев армирования для заданных значений, и, величина BCR u (для неармированного случая) увеличивается с увеличением и достигает максимального значения при.Если больше чем, величина BCR и уменьшается. Анализируя результаты нескольких тестов, Shin et al. [6] определили, что для ленточных фундаментов может варьироваться от 0,25 до 0,5. Аналогично, для заданных значений, и оптимальное значение для состояния поверхности фундамента для получения максимального увеличения BCR и с использованием армирования может варьироваться от 6 до 8 для ленточных фундаментов [21]. Принимая во внимание предыдущие результаты, было решено принять следующие параметры для настоящего исследования:, 0.67; ; , Количество слоев георешетки: 0, 1, 2, 3, 4, длина каждого армирующего слоя: 73,66 см.


3. Методология

Удельный вес () илистой глинистой почвы и образца песка определяли с использованием метода ASTM D 854. Для точности средний удельный вес получен по результатам трех испытаний. Стандартное испытание на уплотнение по Проктору было проведено в соответствии с методом ASTM D 698 для определения максимальной плотности в сухом состоянии и оптимального содержания влаги (OMC).Гранулометрический состав образцов илистого глинистого грунта и песка был получен с использованием сухого сита, а также анализов на ареометре в соответствии с ASTM D 422. Метод ASTM D 4318 использовался для определения предела жидкости и пластичности илистого глинистого грунта, Метод ASTM D 2166 был использован для испытания прочности на неограниченное сжатие (UCS) для определения сцепления илистого глинистого грунта. Максимальная индексная плотность (то есть минимальная пустотность) и минимальная индексная плотность (то есть максимальная пустотность) образцов песка были получены в соответствии с методами ASTM D 4253 и ASTM D 4254, соответственно.Для минимального веса индексной единицы использовалась небольшая воронка для заливки песка в форму с небольшой высоты (т.е. 25,4 мм) и для максимального веса индексной единицы; песок вибрировали в течение 10 минут. Было проведено испытание на прямой сдвиг для определения угла трения образца песка с использованием метода, упомянутого в ASTM D 3080.

Обработанный образец илистого глинистого грунта хранился в большом контейнере, а затем 19% воды (т.е. илистая глинистая почва) добавляли к почве и тщательно перемешивали до получения однородной однородной смеси.Перед проведением испытаний в модельном резервуаре была проверена влажность почвенно-водной смеси. Для получения однородной плотности илистая глинистая почва была утрамбована в 13 слоев на глубину примерно 673,1 мм модели испытательного резервуара. Для уплотнения илистой глинистой почвы в каждом слое использовали плоский круглый молоток весом примерно 12,25 кг.

В модельном резервуаре для испытаний удельный вес илистого глинистого грунта составлял 86,8% от максимального веса сухого агрегата при его оптимальном содержании влаги (OMC). После уплотнения илистого глинистого грунта в модельном резервуаре до 673.1 мм, слой песка толщиной 76,2 мм располагался над уплотненной илистой глиной. Для испытаний на несущую способность образец песка был уплотнен в два слоя толщиной 76,2 мм в каждом слое. Биаксиальная арматура георешетки была размещена на заранее определенной глубине ниже основания основания модели. Основание модели помещалось наверху песчаного слоя. Все испытания проводились при постоянной относительной плотности песка, равной 96% песка, и относительном уплотнении илистого глинистого грунта, то есть 86,8% от максимальной сухой массы илистой глины.Нагрузка была приложена к опоре модели с помощью ручной гидравлической насосной системы мощностью примерно 44,48 кН. Скорость нагружения оставалась постоянной в каждом испытании. Нагрузка и соответствующая осадка фундамента были измерены с помощью датчика веса и индикатора часового типа соответственно. В настоящем исследовании различные испытания, которые были проведены для илистой глинистой почвы, песка и двухслойной почвенной системы с различным количеством слоев георешетки, представлены в таблице 2.

58

Тест №. Типы испытаний///

1 Только илистая глинистая почва 0 0 0 2 905 905 905 Только песок 0 0 0 0
3 Местный слой почвы и песка 0 0 0 0
4 1 георешетка илистого глинистого грунта и песчаного слоя 1 0.67 0 6,44
5 1 георешетка в середине слоя песка в двухслойной почве 1 0,33 0 6,44
6 1 георешетка середина песчаного слоя и 1 георешетка на границе двух грунтов 2 0,33 0,33 6,44
7 1 георешетка в середине песчаного слоя, 1 на границе двух грунтов и 1 в илистой глинистой почве соответственно 3 0.33 0,33 6,44
8 1 георешетка в середине песчаного слоя, 1 на границе двух почв и 1 в илистой глинистой почве соответственно 4 0,33 0,33 6.44

4. Результаты и обсуждение
4.1. Физико-технические свойства илистого глинистого грунта и песка

Здесь представлены результаты различных физических и технических свойств илистого грунта и песка.Результаты измерения удельного веса () для илистой глины и песка составили 2,67 и 2,64 соответственно.

Кривая гранулометрического состава илистой глинистой почвы, полученная в результате ситового анализа и испытаний на ареометре, представлена ​​на рисунке 2. Из рисунка 2 видно, что 97,9% почвы прошло через сито № 200 США. Почва состоит из 30% частиц размером с глину (<2 мкм м), 67,9% частиц размером с ил (2 мкм от м до 75 мкм м) и 2.1% частицы размером с песок (75 мкм мкм до 2 мм).


Предел жидкости и предел пластичности для образца илистой глинистой почвы были измерены и составили 42% и 19% соответственно. Гранулометрический состав образца песка, использованного в настоящем исследовании, также представлен на рисунке 3. Расчетный коэффициент однородности () и коэффициент кривизны () равны 1,83 и 1,89 соответственно, а расчетный эффективный размер частиц () равен 0,18. мм. Следовательно, песок классифицируется как песок с плохой сортировкой (SP) в соответствии с единой системой классификации почв (USCS).


Результаты стандартного испытания на уплотнение по Проктору для илистого глинистого грунта представлены на рисунке 3. Из рисунка 3 видно, что максимальный сухой удельный вес и оптимальное содержание влаги (OMC) в илистом глинистом грунте составляют 16,73 кН / м. 3 и 19% соответственно.

Свойства илистого глинистого грунта, использованного в настоящем исследовании, суммированы в таблице 3. Результаты испытания прочности на неограниченное сжатие (UCS) также представлены в таблице 3.


Свойство Значения

Удельный вес () 2.67
Предел жидкости (LL),% 42.00
Предел пластичности (PL),% 19.00
Индекс пластичности (PI),% 23.00
Максимальный сухой блок масса ( γ dmax ), кН / м 3 16,73
Оптимальное содержание влаги (OMC),% 19,00
Неограниченное сцепление () из теста UCS , кН 2 45.16
Классификация USCS Класс

На основе двух испытаний UCS среднее значение прочности на сжатие без ограничений равно 90,32 кН / м 2 и рассчитано как 45,16 кН / м 2 . Физические и технические свойства испытанного песка представлены в Таблице 4.

0.64

Свойство Значения

Удельный вес ()
Предел жидкости (LL),% НЕТ
Предел пластичности (PL),% Непластический
Индекс пластичности (PI),% НЕТ
Максимальный коэффициент пустот () 0,675
Минимальный коэффициент пустот () 0,466
Относительная плотность () песка,% 96,00
Угол внутреннего трения () ϕ 9028 (°) 35.40
Коэффициент однородности () 1,83
Коэффициент кривизны () 0,89
Классификация USCS SP
Определение предельной несущей способности

На рисунке 4 показаны кривые зависимости давления в подшипнике от осадки, полученные в результате всех испытаний, проведенных в данном исследовании. Из рисунка 4 видно, что при испытаниях на несущую способность не наблюдалось отчетливой точки отказа.Доступно несколько методов для оценки предельной несущей способности (UBC, т. Е.) По давлению в подшипнике в зависимости от кривой осадки. Каждый метод дает разное значение предельной несущей способности, и трудно решить, какой метод более точен. В настоящее время доступны четыре метода для оценки разрушения неглубокого фундамента на основе кривых оседания нагрузки, но если нет четкой картины разрушения системы фундамент / грунт, значения, полученные с помощью различных методов, имеют следующий порядок [27 , 28]: логарифмический метод <метод касательных пересечений (TIM) <0.1 B метод <гиперболический метод. Из всех доступных методов мы использовали метод ширины основания 10% (то есть метод 0,1 B) и метод касательного пересечения (TIM), чтобы найти предельную несущую способность для каждого случая в нашем экспериментальном исследовании.


4.3. Предел несущей способности илистого глинистого грунта

Сначала испытание несущей способности проводилось на илистом глинистом грунте, и осадка выражалась в безразмерной форме путем деления ширины основания.Зависимость давления опоры от отношения осадки / ширины (т.е.) показано на рисунке 5. Анализ кривой оседания нагрузки показал, что не было обнаружено четкой точки разрушения для прямоугольного основания в илистом глинистом грунте. Из рисунка 5 можно оценить, что предельная несущая способность () для илистого глинистого грунта составляет около 172,37 кН / м 2 .


Испытания на несущую способность, проведенные только на песчаном слое, уплотненном на 97% от его максимальной плотности, представлены на рисунке 6. Из рисунка 6 можно рассчитать, что средняя предельная несущая способность () песка составляет около 174.76 кН / м 2 .


4.4. Теоретическая предельная несущая способность

Теоретическая предельная несущая способность для двухслойной системы грунта рассчитывается с использованием уравнения Мейерхофа и Ханны [29] следующим образом. Они предположили, что верхний слой - это прочный песок, а нижний слой - насыщенная мягкая глина.

Предел несущей способности верхнего слоя можно рассчитать, используя (2). Предел несущей способности нижнего слоя можно рассчитать, используя следующее: Следовательно, предельную несущую способность для двухслойной системы можно рассчитать, используя следующее: где - недренированное сцепление для илистого глинистого грунта и - коэффициент продавливания, который зависит от отношения где.

В настоящем исследовании верхний слой представляет собой песок плохой сортировки (SP) с эффективным размером частиц (), равным 0,18 мм. При угле внутреннего трения, коэффициент несущей способности,,,, может быть равен 46,12, 33,30 и 48,03 соответственно. Нижний слой - местная алевритистая глина (CL) с содержанием воды 19% и углом внутреннего трения, равным. Коэффициенты несущей способности могут быть получены как, и,.

Из (4) предельная несущая способность () для двухслойной грунтовой системы может быть получена как 250.59 кН / м 2 . Также из (4) несущая способность верхнего слоя может быть рассчитана как 43,31 кН / м 2 , что довольно мало, поскольку модельная ширина основания составляет всего 114,3 мм по сравнению с реальным размером фундамента.

4.5. Максимальная несущая способность двухслойной почвенной системы с использованием георешетки

Было проведено пять испытаний двух- или двухслойной почвенной системы с размещением георешетки на разной глубине от основания основания, а также изменением количества слоев георешетки.На рис. 4 показаны кривые зависимости давления в подшипнике от осадки для всех испытаний. На кривой зависимости несущей способности от оседания не наблюдается отчетливой точки отказа.

Метод 10% ширины фундамента и метод касательного пересечения используются для оценки предельной несущей способности неглубокого фундамента, которая показана на рисунках 7 и 8 соответственно. Из рисунка 7 видно, что несущая способность увеличивается с увеличением количества слоев георешетки. Из пяти испытаний два испытания проводились с использованием одного слоя георешетки, но в разных положениях, то есть глубина георешетки от основания основания различалась.Это случай изменения соотношения (т.е. глубины первого слоя георешетки / ширины основания) при сохранении постоянного количества слоев георешетки. В то время как в других тестах соотношение (глубина первого слоя георешетки / ширина основания) и (последовательная высота двух слоев георешетки) сохранялось постоянным, но варьировалось количество слоев георешетки. Для определения предельной несущей способности во всех этих случаях используется метод 10% (ширина опоры). Предельные значения несущей способности со слоем георешетки можно сравнить с состоянием неармированного грунта для однослойной, а также для двухслойной системы.Результаты различных испытаний, проведенных на двухслойной почвенной системе с георешеткой и без нее, представлены в таблице 5.

7 1.42 1 9 9 между песком, 1 на стыке двух почв и 1 в илистой глинистой почве соответственно

№ испытания. Различные условия двухслойной почвы Предельная несущая способность (кН / м 2 ) Улучшение в процентах (%) в BC BCR
10% BM TIM 10% BM TIM 10% BM TIM

Два
1 слоистый грунт184.34 141,25 0,00 0,00 1,00 1,00
2 1 георешетка на границе илистой глинистой почвы и песчаного слоя 201.10 153,22 9,00 1,08
3 1 георешетка на песке в двухслойном состоянии 229,83 172,37 24,67 22,03 1,24 1.22
4 1 георешетка между песком и 1 георешетка на стыке двух почв 248.98 201.10 35.06 42.37 1.35
277,71 210,67 50,06 49,15 1,50 1,49
6 1 геосетка между песок, 1 в стыке двух грунтов, 2 в илистой глинистой почве, соответственно 296.86 215,46 61,03 61,03 1,61 1,52



4.6. Повышение предельной несущей способности илистого глинистого грунта с использованием песка и георешетки

Настоящее экспериментальное исследование исследует влияние армирования на несущую способность прямоугольного основания в илистом глинистом грунте. Два теста были выполнены без использования георешетки для сравнения, чтобы увидеть эффект георешетки.Предел несущей способности, полученный в результате экспериментальных исследований для усиленного корпуса, сравнивался с предельной несущей способностью неармированного корпуса, то есть только илистого глинистого грунта. Несущая способность только илистого глинистого грунта считается эталонным значением для сравнения с несущей способностью всех других систем грунтов, армированных георешеткой. Во всех этих исследованиях использовался только один тип двухосной георешетки. В этих испытаниях отношение равно 0,33 (глубина 1-го слоя георешетки от основания к ширине основания) и (глубина следующего слоя георешетки к ширине основания) соотношение остается тем же, за исключением одного испытания, где На границе песчаного слоя и илистого глинистого грунта использовалась только одна георешетка с соотношением 0.667. Результаты предельной несущей способности, основанные на методе 10%, процентное улучшение несущей способности только по отношению к илистому глинистому грунту и коэффициент несущей способности (BCR), полученные по всем сериям испытаний, суммированы в таблице 6. Результаты показывают, что для При таком же количестве осадки предельная несущая способность увеличивается с включением слоев песка и геосеток. Sitharam и Sireesh [30] провели испытание на несущую способность круглого фундамента на базовой георешетке с песком, армированным геоячейками, поверх мягкой глины (CL), и они также наблюдали аналогичные результаты испытаний.Khing et al. [31] провели модельное испытание для определения несущей способности ленточного фундамента и обнаружили, что максимальная несущая способность увеличивается, когда георешетка размещается на границе раздела между двумя различными слоями почвы; в настоящем исследовании также наблюдалась аналогичная тенденция результатов. Омар и др. [32] изучали несущую способность ленточного фундамента с песком, армированным георешеткой, равную 0,33 и равную, и обнаружили, что предельная нагрузка на единицу площади с 1, 2, 3 и 4 количеством георешеток составляла приблизительно 150, 200, 300, 315 кН / м 2 соответственно.В настоящем исследовании при тех же соотношениях и предельная несущая способность варьируется от 201,10 до 296,86 кН / м 2 при том же количестве используемых георешеток, когда предельная несущая способность была рассчитана с использованием метода 10% BM. Kumar et al. [33] изучали несущую способность ленточного фундамента, опирающегося на двухслойный песок, и также обнаружили аналогичную тенденцию с настоящим исследованием. Demir et al. [34] провели модельные исследования круглого основания, опирающегося на мягкий грунт, и они также наблюдали аналогичную тенденцию (оседание / диаметр основания) в зависимости от диаграммы давления.

1 6 937 937 дюйм песок, 1 на стыке двух почв и 1 в илистой глинистой почве соответственно

Номер испытания. Типы испытаний Предельная несущая способность (кН / м 2 ) Процент (%) улучшения BC BCR

1 Только илистая глинистая почва2 0,00 1,00
2 илистая глинистая почва и песок верхнего слоя 184,34 7.00 1.07
3 1 георешетка на границе илистая глинистая почва и слой песка 201.10 16.67 1.16
4 1 георешетка на песке в двухслойных условиях 229,83 33,33 1,33
5 1 георешетка между песком и 1 георешетка на стыке двух почв 248.98 44,4437 1,44
277.71 61,11 1,61
7 1 георешетка между песками, 1 на стыке двух почв, 2 в илистой глинистой почве соответственно 296,86 72,22 1,72

Как видно из результата, когда небольшая толщина слоя песка помещается поверх слоя илистой глинистой почвы, несущая способность увеличивается в небольшой величине (например, 7%), потому что песок имеет большую прочность и несколько больший удельный вес по сравнению с илистой глинистой почвой.После укладки георешеток в двухслойную систему грузоподъемность значительно увеличивается по сравнению с несущей способностью илистого глинистого грунта и илистого глинистого грунта с верхним слоем песка; Следовательно, можно сделать вывод, что несущая способность в основном увеличилась из-за взаимодействия георешетки с почвой. Результат доказал, что размещение георешетки также влияет на несущую способность в двухслойной почвенной системе; то есть соотношение также влияет на несущую способность.

Экспериментальное исследование проводилось в двухслойной почвенной системе; то есть часть илистой глинистой почвы была заменена на 76.Сверху слой песка толщиной 2 мм. Было проведено пять испытаний, чтобы оценить влияние слоя георешетки на один и тот же тип почвенной системы. Значение BCR принимается равным единице для песка, лежащего на илистой глинистой почве, без использования георешетки. Его можно использовать в качестве эталонного значения для целей сравнения в том же порядке; следовательно, можно наблюдать улучшение несущей способности после использования георешетки. Результаты также представлены в Таблице 5. Из Таблицы 5 сделан вывод о значительном увеличении несущей способности после увеличения количества слоев георешетки.Поэтому георешетку можно рассматривать как хороший армирующий материал.

Два теста были выполнены с одинаковым количеством георешеток для оценки влияния расстояния между основанием фундамента и георешеткой, то есть расстояния первой георешетки от основания фундамента. Обычно расстояние выражается в виде безразмерной единицы как, где - глубина первого слоя георешетки от основания основания, а - ширина основания. Предельная несущая способность, рассчитанная на основе соотношения, представлена ​​в Таблице 7.В одном тесте оставалось 0,33; то есть георешетка была размещена на расстоянии 38,1 мм от основания фундамента, и максимальная несущая способность основания, поддерживаемого двухслойным грунтом, составляет 229,83 кН / м 2 . В другом тесте значение было 0,667; то есть георешетка была размещена на расстоянии 76,2 мм от основания основания в двухслойной системе грунта, и измеренная несущая способность составила 248,98 кН / м 2 . Эти результаты показывают, что при увеличении несущая способность увеличивается.Эти результаты согласуются с другими исследованиями, которые показывают влияние соотношения на несущую способность различных оснований, поддерживаемых на разных типах почв. Было замечено, что несущая способность увеличивается с увеличением отношения, и настоящее исследование также показало аналогичную тенденцию в случае двухслойной системы грунта.

600 1099 10% BM

Кол-во георешеток Типы испытаний/ UBC (кН / м 2 )% улучшение
TIM

1 1 георешетка на границе илистого глинистого грунта и слоя песка 0.67 248.98 153.22 НЕТ НЕТ
1 1 георешетка на песке в двухслойном состоянии 0.33 229.83 172.37 14

На рисунке 9 показано влияние количества слоев георешетки на двухслойную почвенную систему. Предельная несущая способность увеличивается с увеличением количества слоев георешетки.Вначале улучшение более значимо по сравнению с предыдущим этапом, поэтому можно сделать вывод, что верхний слой георешетки имеет больший вклад в улучшение несущей способности илистой глинистой почвы. Омар и др. [32] также наблюдали аналогичную тенденцию с BCR, примерно равным 3,8 и равным 0,33, тогда как в настоящем исследовании с тем же соотношением BCR составляет примерно 1,61 при том же количестве слоев георешетки.


5. Выводы

Настоящее исследование исследует влияние геосеток на песчаный слой под илистой глинистой почвой для улучшения несущей способности прямоугольного фундамента.Используемые илистые глинистые почвы и песок классифицируются как CL и SP соответственно на основе Единой системы классификации почв (USCS).

Был проведен ряд модельных испытаний для оценки несущей способности основания прямоугольной модели, опирающегося на илистый глинистый грунт, покрытый небольшой толщиной песка и с включением георешеток на разной глубине от основания основания. На основании модельных испытаний были сделаны следующие выводы: (i) Несущая способность илистой глинистой почвы, полученной из Карбондейла, Иллинойс, увеличилась на 7%, когда верх илистая глинистая почва была заменена на 76.Слой песка толщиной 2 мм. (Ii) Несущая способность двухслойного грунта увеличивается в среднем на 16,67% при использовании одного слоя георешетки на границе раздела грунта (т. Е. Илистого глинистого грунта и песка), равного 0,667. Несущая способность для двухслойного грунта увеличивается в среднем на 33,33% при использовании одной георешетки в середине слоя песка, равной 0,33. (iii) Повышение несущей способности для поддержания двухслойного грунта, равное 0,33; для двух, трех и четырех номеров слоя георешетки было 44.44%, 61,11%, 72,22% соответственно. (Iv) Несущая способность также зависит от передаточного числа; то есть несущая способность тем выше, чем выше.

На основании результатов этого исследования сделан вывод, что несущая способность илистого глинистого грунта может быть улучшена с помощью георешетки. Результаты этой исследовательской работы могут быть полезны для улучшения прочности почвы при проектировании фундамента и дорожного покрытия для конкретной территории или аналогичных типов грунтов, доступных в других местах.

Благодарности

Авторы выражают признательность профессору В.К. Пури за руководство по экспериментам и критические комментарии на протяжении всего исследования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *