Расположение арматуры в ленточном фундаменте: Расположение и расчет арматуры в ленточном фундаменте Строительный портал

Содержание

Шаг поперечной арматуры в ленточном фундаменте. Арматура для фундамента. ArmaturaSila.ru

Схема усиления ленточного основания #8212; армировка по шагам

Процессы, происходящие в грунте, например, морозное пучение, растягивают ленточный монолитный фундамент в разные стороны. Бетон без армирования не выдерживает такие нагрузки, так как он удлиняется без разрыва только на 0,2‒0,4 мм. Сталь растягивается на 4‒25 мм без ущерба, поэтому железобетонная конструкция гораздо прочнее. Для качественной работы этой системы важно рассчитать схему и правильно выполнить армировку. Сделать это можно самостоятельно, главное — не нарушать требований инструкции.

Пошаговое руководство по армированию

1. Рисуют чертеж.

Перед расчетом материалов составляют схему, которая соответствует строительным нормам. Арматура для фундамента делится на рабочую и конструкционную. Первая группа работает на растяжение, а вторая сохраняет форму каркаса во время заливки.

Для мелкозаглубленного ленточного фундамента хватит двух рядов продольной рабочей арматуры вверху и внизу, в середине вставляют для прочности при бетонировании. Заглубленную ленту армируют равномерно, максимальное расстояние между продольными стержнями — 40 см. В обоих случаях основная роль вертикального армирования — поддержка каркаса, поэтому для него выбирают пруты с меньшим диаметром. Если высота ленты двухэтажного дома больше 70 см, для прочности связывают бетонную подготовку и фундамент.

Минимальные расстояния между элементами:

Между вертикальными прутьями — не более 50 см.
Защитный слой бетона — 3‒5 см, если под основанием есть бетонная подготовка; 7 см, когда ее нет.
Расстояние между продольной арматурой — не менее 3‒6 см, в зависимости от количества стержней в ряду, и не более 20 см.

Углы и места соединения внешней и внутренней ленты испытывают большие нагрузки. Внимательно изучите чертежи и схемы армирования ленточного фундамента. Для углов используют П- и Г-образные схемы. Чтобы их выполнить, стержни предварительно сгибают, так как вязка отдельных элементов в этих местах приводит к расслаиванию бетона и сколам. Поперечную арматуру в таких зонах ставят в 2 раза чаще.

2. Выбирают и рассчитывают материалы.

Чаще всего используют класс A-III (А400‒А500) ребристой арматуры с диаметром 6‒16 мм, так как она лучше схватывается с бетоном. Для вертикальных хомутов в ленточном фундаменте иногда берут гладкие A-I‒A-II. Диаметр зависит от веса и конструкции фундамента, ниже приведены минимальные размеры сечений для каждой цели. Если вы делаете схему армирования тяжелого строения, поручите выполнение расчетов проектировщикам. Правильно рассчитать нагрузки и выбрать оптимальный диаметр и количество стержней самостоятельно сложно.

Минимальный диаметр, мм

3. Очищают поверхность основания от лишнего мусора, размечают месторасположение каркаса.

4. Сгибают стержни для хомутов и углов.

Нет единой последовательности укладки арматуры, выбор зависит от площади и количества работников. Для небольших оснований элементы сначала связывают, а потом частями размещают их в траншее. Но так устанавливать каркас своими силами тяжело, особенно если предстоит выполнить армирование ленточного фундамента большой площади. Поэтому дальше мы разберем порядок укладки, который часто используют небольшие строительные бригады.

5. Устанавливают хомуты на бетонные подставки или фиксаторы-лягушки. Чтобы каркас не смещался, через него пропускают туго натянутую веревку или привязывают каждый элемент к опалубке.

6. В конструкцию вставляют продольные стержни и фиксируют их на лягушках.

7. Выполняют армирование углов, если для этого используют дополнительные элементы.

8. Вяжут или спаивают всю конструкцию. Подробнее о способах соединения — в разделе рекомендации.

9. Устанавливают фиксаторы между стенками опалубки и арматурой.

10. Проверяют прочность и отклонения от осей, чтобы ленточный фундамент не покосился со временем.

УМЕНЬШИТ РАСХОД до 50%!
Это нужно знать каждому!

Нюансы работ

1. Расчет материалов армирования.

Предусмотрите, чтобы арматуры хватило на нахлест (30‒50 мм). Стандартная длина стержня 11,7 м. Не заказывайте обрезки, так как трудоемкость работы повысится, а рассчитать нужное количество будет невозможно, ведь арматуру продают в килограммах.

Стержни спаивают, вяжут или скрепляют муфтами. Лучше вязать элементы армировки, а не паять, так как прочность каркаса падает, особенно если оставить его без бетона во влажную погоду. Чтобы сократить расход арматуры для ленточного фундамента, применяют муфты, так как для пайки рекомендуется соединять пруты с нахлестом 10‒15 см, в зависимости от диаметра. Если их вяжут, длина места скрепления составляет 10 диаметров для марок бетона от М300 и 15 — для М200.

Вязать можно с помощью крючка, специального пистолета и шуруповерта или дрели с насадкой из гвоздя. ПроцСхема усиления ленточного основанияесс ручной вязки крючком занимает много времени.

3. Сгибание стержней.

В продаже есть станки, чтобы согнуть арматуру, но они стоят дорого, поэтому мастера придумали разные способы для изготовления хомутов самому. Например, приваривают два уголка к ровной вертикальной поверхности, вставляют туда прут и гнут, надевая на него трубу. Арматуру с диаметром 6‒8 мм осилят тиски. Если у вас есть смекалка, реализовать идею с двумя параллельными уголками будет легко. Главное, чтобы все углы были прямые, а стороны хомутов находились в одной плоскости, иначе ленточное основание не будет надежным.

4. Подготовка элементов армировки.

Стержни слегка намачивают за пару дней до заливки, чтобы увеличить сцепление стали с бетоном, но перед этим обязательно удаляют отслоившуюся ржавчину металлической щеткой.

Когда люди без опыта армируют конструкцию своими руками, часто они не смотрят руководство и совершают типичные просчеты, это приводит к печальному результату.

Определение шага арматуры в ленточном фундаменте

Юрий, Волгоград задаёт вопрос:

Добрый день! Мои родители недавно купили загородный участок под строительство дома. Поскольку денег у нас немного, строительство решили выполнять самостоятельно. Начали с геологического планирования местности. Сделали участок ровным и убрали с него все валуны и коряги. Подобрав понравившийся проект дома, приступили к подготовке фундамента. Его решено было сделать ленточным, но как правильно он подготавливается, мы не знаем. Подскажите, пожалуйста, как правильно заливать бетон и каков шаг арматуры в ленточном фундаменте?

Армирование фундамента необходимо производить тщательно и максимально правильно, для получения крепкой конструкции всего дома.

Фундамент является несущим основанием любого строения. Чтобы он обладал требуемыми прочностными характеристиками, шаг арматуры в ленточных фундаментах и их последующая заливка должны выполняться строго по правилам. Фундамент в виде ленты #8211; это наиболее распространенный вид несущего основания. С его помощью происходит распространение нагрузок от построенного сооружения на почву, находящуюся под ним. Выполняется он форме замкнутого контура из монолитного бетона или железобетонных блоков. Установка ленточного фундамента происходит под всеми несущими стенами дома.

В процессе эксплуатации фундамента его конструкция подвергается нагрузкам не только со стороны постройки, но и со стороны грунта. Обусловлено это тем, что с течением времени происходит движение и проседание почвы из-за температурных перепадов или сильной влажности окружающей среды. Поэтому выполнение армирования фундамента #8211; это довольно ответственный процесс, выполнять который нужно очень тщательно. Любая ошибка, допущенная при строительстве, может привести к негативным последствиям.

Установка арматуры происходит как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Продольно расположенные стержни будут воспринимать на себя все основные нагрузки. Поэтому их следует укладывать вверху и внизу фундамента. Для продольных стержней лучше всего использовать стержневую горячекатаную арматуру А3. В том случае, если фундамент будет иметь высоту больше 15 см, должны быть установлены еще и поперечные стержни. Для этих целей можно воспользоваться гладкими прутами, класс которых составляет А1. При этом их толщина должна быть 6-8 мм.

Поперечные и вертикальные пруты арматуры надо связать между собой (сделать обвязку). Для этого можно использовать стальную проволоку или специальные хомуты. Чем лучше будет выполнена подобная обвязка, тем ниже вероятность возникновения трещин в бетонном основании. Кроме того, обвязка помогает арматуре оставаться в заданном положении.

В ленточном фундаменте шаг между поперечно расположенными стержнями определяют требования, которые прописаны в СНиП 52-01 от 2003 года.

На это будет оказывать влияние диаметр используемой арматуры, размер фракции заполнителя и уплотнения бетона. В среднем подобное расстояние должно составлять 23-25 диаметров применяемой арматуры.

Особое внимание следует уделить подготовке углов дома. Здесь после связки каркаса его конструкцию надо будет закрепить с помощью специальных усилений. Такие усиливающие хомуты должны быть установлены по всей высоте связанных стержней. Подобный способ связки поможет избежать возникновения концентрированных напряжений. Более того, основание дома будет иметь единую жесткую конструкцию, которая выдержит большие нагрузки.

Собрав арматурный каркас, приступают к изготовлению опалубки. Для ее сооружения надо воспользоваться хвойной древесиной, толщина которой должна быть не менее 50 мм. При сборке опалубки следует помнить о том, что арматурная конструкция не должна ее касаться. Кроме того, не должно быть и соприкосновений с землей. Оптимальное расстояние, которое должно быть между ними, составляет 60-80 мм.

Сделав опалубку, приступают к бетонной заливке. Для того чтобы не нарушить целостность фундамента, лучше всего заливать его за один подход. Если это не получилось сделать, то все последующие части должны заливаться только после полного затвердевания предыдущего участка. При этом опалубка не разбирается.

Евгений Дмитриевич Иванов

работы с фундаментом
Армирование
Защита
Инструменты
Монтаж
Отделка
Раствор
Расчет
Ремонт
Устройство

Виды фундамента
Ленточный
Свайный
Столбчатый
Плитный

Другое
О сайте
Вопросы эксперту
Редакция
Контакты

Работы с фундаментом
- Армирование фундамента
- Защита фундамента
- Инструменты для фундамента
- Монтаж фундамента
- Отделка фундамента
- Раствор для фундамента
- Расчет фундамента
- Ремонт фундамента
- Устройство фундамента
Виды фундамента
- Ленточный фундамент
- Свайный фундамент
- Столбчатый фундамент
- Плитный фундамент

Расположение арматуры в ленте фундамента

Максимальное количество стержней арматуры в одном ряду в поперечном сечении монолитной бетонной балки определяется минимальным расстоянием в свету между отдельными стержнями продольной арматуры. Это минимальное расстояние определено необходимостью свободного протекания бетонной смеси в тело ленты между стержнями арматуры фундамента при заливке бетона, возможностью его уплотнения и хорошей связи бетона с арматурой для совместной работы под нагрузкой.

Минимальные расстояния между стрежнями продольной арматуры определены в пункте 7.3.4 СНиП 52-01-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции” и прокомментированы в пункте 5.9 пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного натяжения арматуры (к СП 52-101-2003).

Минимальное расстояние между стержнями продольной арматуры не может быть меньше наибольшего диаметра стержней арматуры и не менее 25 мм для нижнего ряда арматуры и 30 мм — для арматуры верхнего ряда при двух рядах армирования. При трех рядах армирования расстояние между стрежнями арматуры в верхнем ряду должно составить не менее 50 мм. При большом насыщении арматурой должны быть предусмотрены отдельные места с расстоянием между стержнями арматуры в 60 мм для прохождения между арматурными стержнями наконечников глубинных вибраторов, уплотняющих бетонную смесь. Расстояния между такими местами должны быть не более 500 мм.

Например, для ленты фундамента шириной 300 мм с двумя рядами арматуры (верхним и нижним) максимальное количество стрежней арматуры диаметром 16 мм может составить не больше 6 стрежней в верхнем ряду с интервалом 30 мм и 7 стержней в нижнем ряду с интервалом 25 мм. При этом в верхнем ряду должен быть исключен один стрежень для обеспечения промежутка в 60 мм для прохождения наконечника глубинного вибратора.

Максимальное расстояние между стрежнями

Расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры принимается с учетом типа железобетонного элемента (колонна, балка, плита, стена), ширины и высоты сечения элемента.

Максимально допустимые расстояния между стрежнями арматуры (Таблица приведена по данным пункта 8.3.6 СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. )

Источники: http://stroitel-list.ru/fundament/armatura/sxema-usileniya-lentochnogo-osnovaniya-armirovka-po-shagam.html, http://moifundament.ru/questions/shag-armatury-v-lentochnom-fundamente-337462.html, http://dom.dacha-dom.ru/raspolozenie-armatury.shtml

Комментарии: 4

Схемы армирования ленточного фундамента – Ваш надёжный дом

Арматура представляет собой стальной стержень гладкого или ребристого профиля. Наиболее часто используемые диаметры от 6 до32 мм.

В процессе эксплуатации фундамент постоянно подвергается различным нагрузкам, например, от веса самого дома или различных движений грунта, в то числе, из-за сил морозного пучения. Если рассматривать упрощенно, то нижняя часть ленты фундамента испытывает преимущественно нагрузку на растяжение, а верхняя часть – нагрузку на сжатие.

Поскольку устойчивость бетона к сжатию в 50 раз выше, чем к растяжению, а

стальная арматура, наоборот, способна воспринимать большие нагрузки на растяжение, можно сделать вывод, что необходимо армирование нижней части ленточного фундамента. В то же время необходимо помнить о силах морозного пучения, подъемная сила которых может превысить вес дома и вызвать растяжение в верхней части ленточного фундамента.

Поэтому необходимо армирование нижней и верхней части ленточного фундамента. По сути, бетон с помощью армирования превращают в новый материал – железобетон, который способен выдерживать растягивающие и сжимающие нагрузки. Армировать же среднюю часть ленточного фундамента не имеет смысла, так как она практически не испытывает нагрузок.

На рисунке показана примерная схема армирования ленточного фундамента.

Продольные ярусы арматуры располагаются в верхней и нижней части фундамента, так как совместно с бетоном воспринимают основные нагрузки сжатия и растяжения, действующие вдоль продольной оси фундамента. При необходимости, если это потребуется при расчете, можно установить дополнительные ярусы. В качестве продольной используется арматура класса АIII, которая представляет собой круглые профили, диаметром обычно от 10 до16 мм, с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии.

Если высота фундамента более 15 см необходимо устанавливать вертикальную поперечную арматуру, в качестве которой используют преимущественно гладкие стержни класса АIдиаметром 6 –8 мм.

Поперечная арматура при армировании ленточного фундамента устанавливается исходя из расчета нагрузок, действующих вдоль поперечной оси фундамента. Установка поперечной арматуры ограничивает развитие трещин в бетоне и закрепляет рабочие продольные стержни в проектном положении. Поперечную арматуру лучше гнуть в рамки и устанавливать продольную арматуру внутри этих рамок.

Расстояния между прутами продольного армирования и шаг поперечного армирования ленточного фундамента определяется СНиП 52-01-2003:

7.3.4 Минимальное расстояние между стержнями арматуры в свету следует принимать в зависимости от диаметра арматуры, размера крупного заполнителя бетона, расположения арматуры в элементе по отношению к направлению бетонирования, способа укладки и уплотнения бетона.
Расстояние между стержнями арматуры следует принимать не менее диаметра арматуры и не менее25 мм.
Продольная арматура
–
7.3.6 Расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры следует принимать с учетом типа железобетонного элемента (колонны, балки, плиты, стены), ширины и высоты сечения элемента и не более величины, обеспечивающей эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций по ширине сечения элемента, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры. При этом расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры следует принимать не более двукратной высоты сечения элемента и не более400 мм, а в линейных внецентренно сжатых элементах в направлении плоскости изгиба — не более500 мм.
Поперечное армирование
7.3.7 В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более величины, обеспечивающей включение в работу поперечной арматуры при образовании и развитии наклонных трещин. При этом шаг поперечной арматуры следует принимать не более половины рабочей высоты сечения элемента и не более300 мм.

Также при армировании ленточного фундамента следует помнить, арматура должна отстоять от краев опалубки и верхнего уровня заливки бетона на 5-8 см.

Соединение отдельных прутов арматуры осуществляется при помощи вязальной проволоки и специального вязального крючка. Сваривать допускается только арматуру, которая в своей маркировке имеет букву «С», например А500С.

Схемы армирования углов и примыканий ленточного фундамента

Для армирования углов и примыканий арматуру класса АIII требуется гнуть. Не допускается армирование углов простым перекрестием арматуры, если армирование углов фундамента ведется отдельными стержнями продольной арматуры.

Монолитный фундамент должен представлять собой единую жесткую пространственную раму, а это возможно только при правильном армировании углов и примыканий фундамента.

1 – горизонтальная арматура; 2 – нахлест; 3 – лапка; 4 – вертикальная арматура; 5 – поперечная арматура; 6 – дополнительная поперечная арматура; d – диаметр стержня арматуры; 50 см<L<3/4 высоты сечения ленты

Схема армирования угла с помощью нахлеста и лапки

1 – горизонтальная арматура; 2 – нахлест; 3 – вертикальная арматура; 4 – поперечная арматура; 5 – дополнительная поперечная арматура; 6 – Г-образный хомут; d – диаметр арматуры; 50 см<L<3/4 высоты сечения фундамента

Схема армирования углов ленточного фундамента с помощью Г-образного хомута

1 – горизонтальная арматура; 2 – нахлест; 3 – вертикальная арматура; 4 – поперечная арматура; 5 – дополнительная поперечная арматура; d – диаметр стержня арматуры; 50 см=<L<3/4 высоты сечения ленты

Схема армирования ленточного фундамента в местах примыканий

1 – горизонтальная арматура; 2 – нахлест; 3 – вертикальная арматура; 4 – поперечная арматура; 5 – дополнительная поперечная арматура; 6 – Г-образный хомут; d – диаметр стержня арматуры; 50=<L<3/4 высоты сечения ленты фундамента

Схема армирования ленточного фундамента в местах примыканий с помощью Г-образного хомута

[urlspan]Строительное оборудование, силовая техника, инструмент – все на одном сайте здесь…[/urlspan]

Об утеплении фундамента читайте в этой статье…

Армирование ленточного фундамента — размещение, диаметр арматуры, видео

Для каждого здания и сооружения необходимо надежное основание. В малоэтажном строительстве для укрепления используют армирование ленточного фундамента, возведение которого является одним из важнейших и затратных этапов.

Экономить на количестве и качестве материала не следует, поскольку пренебрежение технологией и правилами приведет к плачевным последствиям.

Устройство основания осуществляется в следующей последовательности:

Выборка грунта из траншеи в соответствии с чертежами по армированию ленточного фундамента.
Выполнение песчаной подушки с трамбовкой.
Установка каркаса из стальной арматуры.
При наружной температуре ниже отметки в пять градусов, следует осуществлять подогрев бетона.
Крепление опалубки.
Заливка бетона.

Перед тем, как правильно армировать фундамент, следует узнать свойство грунта, составить схему, подсчитать количество материала и осуществить его закупку.

Армирование ленточного фундамента по ГОСТ 5781

При составлении проекта, кроме линейных параметров бетонной ленты, указывается и характеристика армирования:

какого диаметра арматура нужна для фундамента;
количество прутов;
их расположение.

Если же планируется самостоятельное сооружение и армирование ленточного фундамента для дома, бани, гаража, то придерживаются определенных правил по действующим СНиП и ГОСТ 5781-82. В последнем представлены классификация и ассортимент горячепрокатной круглой стали периодического и гладкого профиля, предназначенной для армирования обычных и предварительно напряженных ж/б конструкций (арматурной стали). А также, указаны:

технические требования;
упаковка, маркировка;
транспортировка и хранение.

Перед тем как армировать ленточный фундамент, следует ознакомиться с классификацией арматуры. Пруты по виду поверхности бывают гладкими и периодического профиля, то есть рифлеными.

Максимального контакта с наливаемым бетоном можно добиться только при использовании арматуры с профильной поверхностью.

Рефление может быть:

кольцевое;
серповидное;
смешанное.

Также арматуру подразделяют по классам А1-А6 в зависимости от сорта и физико-механических качеств используемой стали: от низкоуглеродистой до приближающейся к легированной.

При самостоятельном армировании ленточного фундамента, совсем необязательно знать все параметры и характеристики классов. Вполне достаточно ознакомиться с:

маркой стали;
диаметрами прутов;
допустимыми углами изгиба в холодном состоянии;
радиусами кривизны при изгибе.

Эти параметры могут приводиться в прайс-листе при закупке материалов. Они же представлены в таблице ниже:

Значения из последней колонки важны при изготовлении гнутых элементов (хомутов, лапок, вставок), поскольку увеличение угла или снижение радиуса изгиба приведет к утрате прочностных свойств арматуры.

Для самостоятельного выполнения ленточного фундамента обычно берется рифленый прут класса А3 или А2, с диаметром от 10 мм. Для гнутых элементов — гладкая арматура А1 диаметра 6-8 мм.

Как правильно разместить арматуру

Расположение арматуры в ленточном фундаменте влияет на прочность и несущую способность основания. Данные параметры напрямую зависят от:

толщины арматуры;
длины и ширины каркаса;
формы прутьев;
способа вязки.

Фундамент в процессе использования подвергается постоянным нагрузкам в результате движения грунтов при морозном пучении, просадочности, наличии карстов и сейсмики, наконец, от веса самого здания. Таким образом, верх основания испытывает в основном нагрузку на сжатие, а низ — на растяжение. На середину же нагрузки практически нет. Следовательно, и армировать ее не имеет смысла.

В схеме армирования ярусы каркаса расположены продольно по верху и низу ленты. В случае необходимости усиления фундамента, выявленной при расчете, устанавливаются дополнительные ярусы.

При высоте основания, превышающей 15 см, применяется вертикальная поперечная арматура из гладких стержней.

Быстрее и удобнее делать каркас из отдельных контуров, выполненных заранее. Для этого прутья гнут по заданным параметрам, формируя прямоугольник. Их следует делать одинаковыми, не допуская отклонений. Потребуется таких элементов довольно много. Работа достаточно трудоемкая, но зато в траншее дело пойдет быстро.

Поперечная арматура в фундаменте устанавливается с учетом нагрузок, которые действуют поперек оси фундамента. Она крепит продольные пруты в заданной проектной позиции и предотвращает возникновение и развитие трещин. Расстояние между прутами зависит от марки, метода укладки и уплотнения бетона, диаметра арматуры и ее размещения к направлению бетонирования. Также, не следует забывать, что каркас фундамента должен располагаться в 5-8 см от верхнего уровня заливки и краев опалубки.

При соединении стержней используют вязальную проволоку и специальный крючок. Применять сварку допустимо только для арматуры, имеющей в маркировке букву «С». Каркас собирают с помощью прутков и хомутов, связывающих его в единую конструкцию. Шаг арматуры в ленточном фундаменте должен составлять 3/8 его высоты, но не более 30 см.

Армирование подошвы

Для одноэтажного дома и в условиях хорошего грунта фундамент заглубляют на глубину промерзания почвы. В этом случае армирование подошвы ленточного фундамента выполняет скорее функцию страховки. Делают его путем размещения сетки из стержней в нижней части основания. Взаимное расположение в этом случае не играет роли. Главное, чтобы слой бетона составлял не более 35 см.

На слабых грунтах или при большой расчетной нагрузке фундамент может потребоваться с более широкой подошвой. Тогда продольную арматуру используют, как и в первом случае, а для поперечной требуется отдельный расчет.

Как армировать углы

Примыкания и углы в основаниях представляют собой места концентрации разнонаправленного напряжения. Неверная стыковка арматуры в данных проблемных зонах приведет к образованию поперечных трещин, отколов и расслоений.

Армирование углов ленточного фундамента производится по определенным правилам:

Прут загибают таким образом, чтобы один его конец углублялся в одну стенку основания, другой — в другую.
Минимальный припуск стержня на другую стену составляет 40 диаметров арматуры.
Не используются простые связанные перекрестия. Только с применением дополнительных вертикальных и поперечных прутков.
Если загиб на другую стену не позволяет сделать длина прута, то для их соединения применяют Г-образный профиль.
Один хомут от другого в каркасе должен располагаться на расстоянии в два раза меньшем, чем в ленте.

Чтобы нагрузки в углах ленточного основания распределялись равномерно, делают жесткую связку внешней и внутренней продольной арматуры.

Как рассчитать армирование

Расчет армирования ленточного фундамента производят, учитывая возможные напряжения при строительстве и эксплуатации сооружения. Например, продольное растяжение, обусловленное данной конструкцией: вертикальные и поперечные пруты в длинных и относительно узких каналах почти не влияют на распределение нагрузок, но выступают в качестве скрепляющих элементов.

Чтобы подсчитать сколько класть арматуры в фундамент, нужно определиться с его размерами. Для узкого основания в 40 см достаточно будет четырех продольных прутов — по два сверху и снизу. Если планируется выполнение фундамента размером 6 х 6 м, то для одной стороны каркаса потребуется 4 Х 6 = 24 м. Тогда общее количество продольной арматуры составит 24 х 4 = 96 м. Его удобно считать при самостоятельном составлении чертежа раскладки арматуры.

Если не удается купить стержни нужной длины, то их можно соединять внахлест (более метра) между собой.

Стоимость фундамента складывается из цены применяемых материалов и объемов работ. При расчетах лучше использовать проект с указанными глубиной залегания и шириной основания. Также на стоимость влияет удаленность объекта строительства и сопутствующие работы, такие как:

гидроизоляция;
утепление;
отмостка;
дренаж;
ливневка.

Все это составляет конечную цену. Хотя для небольшого строения фундамент можно выполнить даже своими руками. Самым сложным и длительным в сооружении ленты фундамента является его армирование, но справиться можно и в одиночку. Конечно, при наличии двоих или троих помощников работать легче и безопаснее.

Видео об армировании монолитных ленточных фундаментов

Армирование ленточного фундамента

Схема армирования ленточного фундамента всегда нестандартная. Длина всегда в несколько раз будет превышать глубину. Такие расчёты проводятся для того, чтобы максимально равномерно распределить всю нагрузку вдоль всего фундамента. Ленточный фундамент без армирования не сможет выдержать нагрузки, особенно когда конструкцией предусмотрен изгиб. С целью придачи максимальной прочности строению и забора нагрузки, проектировщиками применяется армирование ленточных фундаментов – железобетон. Когда внутри бетона установлен металлический каркас из арматуры. Сам процесс называется армирование. Самостоятельно соорудить арматурный каркас для ленточного фундамента можно и нужно, но необходимо знать некоторые тонкости, о которых расскажем немного ниже.На вопрос: нужна ли арматура, однозначно ответ – нужна.

Данные, которые должны быть прописаны в проектной документации:

Количество, расстояние;
точное расположение ступенчатого каркаса;
диаметр;
сделанный чертеж укладки арматуры;
технология армирования ленточного фундамента, сорт металлических прутьев.

Вышеуказанные параметры могут видоизменяться в зависимости от типа сооружения и общей массы. Для капитальных строений социального значения – проектная документация обязательная. Если планируете армировать ленточный фундамент своими руками, то законодатель допускает стройку без проекта, но с обязательным приложением схемы (чертеж) армирования для малоэтажных зданий.

Руководство по СНиПам №2.03.01-84 гласит, что бетонные фундаменты без армирования не допускаются к использованию при сооружении постройки.Устройство конструкций предусматривает повышенные нагрузки.

Связка прутьев и их расположение

Пошаговая инструкция, шаг за шагом: армирование ленточного фундамента проводится с помощью металлического каркаса, который состоит из продольных веток арматуры. Каждая армированная ветка соединена с другой, уложенные.При помощи металлических перемычек, как вертикальных, так и горизонтальных. Количество таких «витков» определяется в каждом конкретном случае индивидуально. Как правило, это зависит от высоты строения, типа, общей массы.

Важно: армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента прокладывается двумя ветками прутьев: верхней и нижней. Что касается глубокозаглубленного ступенчатого, то нужно дополнительно укреплять средину промежуточной веткой. Данное условие характерно для тех основ, высота которых не превышает расстояние 130 см. Правила армирования ленточного фундамента предусматривают ввязывание дополнительной ветки и поперечины, если монолитный фундамент выше на 30,0 см и более.

Основные критерии при сооружении основы:

Строгое соблюдение всех правил и норм при сооружении ленты фундамента;
правильно читать чертеж;
никаких отклонений или упрощений при возведении ряда, ветки, плиты;
класть только качественные и рекомендованные материалы;
всегда делать поправку на погодные условия.

Понятия о ленточном фундаменте

Фундамент ленточный это сплошная бетонная полоса с металлическими прутьями внутри;
отсутствует разрыв на ступень, дверные, воротные проёмы;
лента заглублена в землю на строго определённую глубину;
наземная часть фундаментной ленты выступает одновременно в качестве цокольной части;
ленточные фундаменты разнообразны в своём исполнении: различают ленточный монолитный, сборный, блочный;
монолитному типу отдаётся предпочтение, когда нужно делать строения из камня, кирпича, армированного бетона, бетонных блоков. Одним словом, когда нужно поместить массу равномерно по всей площади основы;
применение арматуры в ленточном фундаменте, если проектировщики планируют использовать наземную часть основу в качестве цоколя или полуподвального помещения;
при сооружении многоэтажных капитальных строений с перекрытий из тяжелого материала;
монолитный армированный, когда земельный участок под застройку имеет неоднородную почву и воздушную подушку в верхней части;
мелкозаглубленный ленточный фундамент востребованный из-за его долговечности;
практичность при прокладке всевозможных инженерных сооружений;
наивысший показатель прочности, даже в сравнении с полноценными бетонными плитами. На изготовление плиты уходит больше затрат, нежели на основу.

Основные правила армирования

Укладка арматуры в ленточный фундамент классом А400, можно выше;
категорически запрещено использовать сварку для крепления поперечин, так как она только ослабляет молекулярную структуру ступенчатого каркаса;
каркас только связывается, иные варианты, кроме сварки в редких случаях, не предусмотрены;
при использовании хомутов для стяжки не используйте армирующие прутья с гладкой поверхностью;
защитный слой бетона положитьв 4,0 см, не менее. Это будет своеобразный антикоррозийная прокладка для металла, как работает пропитка для деревянного бруса;
частое расположение металлических веток может привести к тому, что бетон не сможет фактически проникнуть внутрь короба. В инженерии это называется крупность наполнения. В итоге получится пустотелая плита, вместо основы.

Совет по армированию ленточного фундамента: при прокладке длинных металлических веток, допускается накладка прутьев один на один с нахлёстом не менее 250 миллиметров в виде мелкой сетки;

Тип арматуры для сооружения

Армирование подошвы ленточного фундамента осуществляется рабочей или основной арматурой;
поперечины горизонтальной фиксации арматурного каркаса;
вертикальная арматура.

Пример: часто на практике можно встретить названия хомут из арматуры. Подразумевается, что это поперечная монолитная плита — арматура для фундамента ленточного типа.

Схема армирования

Итак, как правильно армировать углы:

Если длина ветки фундамента три и менее метров, то сечение располагать диаметром 0,1 % от общего сечения основы. На практике используется диаметр 2 см, если длина три и менее метров. Превышение длины требует большего диаметра прутьев, но не больше 4,0 см. Больший диаметр категорически запрещён всеми строительными нормами и СНиПами;
горизонтальные поперечины для армирования углов. Они не могут быть менее 0,6 см в диаметре;
вертикальные поперечины напрямую зависят от высоты ленты основы. Высота до одного метра ленты требует поперечину диаметром 0,6 см;
для заглубленного типа фундаментов предусматривается использование стержней не менее 0,8 см диаметром, но не больше двух. Как укладывать, описано выше.

Вязка стержней

Важно: в соответствие со строительными нормами, прутья соединяются между собой путём связывания. В отличие от сварного типа, связка обладает более сильной прочностью и надёжностью. Архитектурные правила допускают использовать сварной тип только на прямых участках ветки. Там, где планируется изгиб или поворот, сварка запрещена. Монолитная плита испытывает на прямой линии меньшую нагрузку.

Подготовительный этап. Прежде чем преступить к вязке прутьев, нужно подготовить все необходимые материалы и инструменты. Решение вязки:

Металлический крюк: актуален только для небольших строений и сооружений. Для многоквартирных домов способ категорически неприемлем и отнимет очень много времени;
пистолет: используется на практике для связывания больших объёмов при капитальном строительстве ленточных фундаментов. Проволока применяется диаметром 0,85 – 1,00 см. для армировки ленточных фундаментов.

Правила нахлёста:

Лапкой: на каждом изгибе делают лапку длиной не менее 350 мм, расстояние между поперечными можно более, но не менее. Изгиб присоединяют к новому витку и так далее укладывать арматуру;
использование хомутов: принцип несколько схож с предыдущим способом, но лапку не изготавливают, а используют кусок металла изогнутой формы вместо лапки. На каждый из витков прикрепляют конец хомута. Длина составляет не менее 500 мм. Армирование монолитных ленточных фундаментов продолжается по такой схеме;
хомут П-образной формы кладут на два параллельных прута, приваривают, а торцевую часть к одному перпендикулярному.

Самые распространённые ошибки при сооружении:

Армирование углов ленточного фундамента -угол в 90°;
неправильного связывания между внешним и внутренним периметром ветки;
продольные прутья соединены перекрестным способом раскладки. Нарушена технология правильного армирование углов ленточного фундамента.

Как видим, армирование ленточного фундамента своими руками процесс вовсе не сложный, нужна последовательность. Главное усвоить некоторые правила по укладке и связке прутьев, технологию нахлёста. Как уже упоминалось ранее, при сооружении частного строения наличие проектной документации вовсе не обязательно. Читайте статью, как правильно армировать ленточный фундамент, тренируйтесь, если не получается уложить арматуру, повторите процедуру заново. Успехов. Конструктивных решений. Грамотно составленный каркас – залог долголетия строения. Обязательно ли армировать – да, обязательно. Можно ли сделать своими руками – можно.

Автор: Максименко Игорь

сколько надо для сечения и каркаса

Содержание:

Расчет арматуры для фундамента
Основы расчета ленточного фундамента
Схема армирования ленточного фундамента
Расчет диаметра продольной арматуры
Расчет количества арматуры
Определение глубины заложения
Сбор нагрузок
Ширина подошвы
Расчет ленточного основания
Порядок расчета
Пример расчета
Правила армирования ленточных оснований
Расчет для свайного основания
Расчёт армирования плитного основания

Частным застройщикам, планирующим возведение дома, гаража или хозяйственных объектов своими руками, приходится самостоятельно производить расчеты арматуры для ленточного фундамента и решать многие задачи, надеясь на помощь и подсказки интернет-ресурсов и знакомых мастеров.

Некоторые из них придерживаются мнения, что делать вычисления, им необязательно. Соблюдая принципы строгой экономии, они нередко, укрепляют бетонную заливку любыми средствами, имеющимися под рукой, включая, проволоку, старые трубы, прочий металл.

Подобный подход довольно рискован. Со временем, в случае деформации стеновых конструкций, исправление ошибок окажется весьма трудоемким и дорогостоящим. В будущем это может привести к трудностям, связанным с неустойчивостью дома и сложностями с его эксплуатацией. Лучше, как говорится, сначала несколько раз отмерить, а потом действовать.

Расчет арматуры для фундамента

Достоверная информация, предложенная вашему вниманию в данной статье, поможет вам легко провести вычисления: определить диаметр и метраж железного прута, выбрать схему вязания каркаса или решётки, не прибегая к платным услугам предприимчивых специалистов.

Металлопрокат, который применяют при сооружении железобетонных конструкций, выполняет важнейшие функции по обеспечению долговечности и безопасности. Правильно сочетая рифленый и гладкий стержень, строители устраивают прочный остов, который впоследствии возьмет на себя большую часть нагрузок, и предотвратит образование деформаций — прогибов, осыпания и растрескивания бетона.

Существуют различные методики, позволяющие быстро и довольно точно определить, сколько нужно арматуры на фундамент как путем профессионального подхода, так и «на глазок», основываясь на опыте мастеров. Прежде чем освоить их с целью снижения затрат, следует уделить внимание качеству закупаемого материала — его сорту, марке стали, толщине, массе и виду поверхности (рифленой или гладкой).

Выбор следует основывать на требованиях ГОСТ 5781—2003, согласно которому отечественная промышленность производит 5 классов профильных металлических изделий:

I и II — это гладкий металлический прокат, поставляемый в мотках или стержнях с d от 10; 12; 16 до 40 mm.
III — это пруток с рифлением различной глубины и модификации. Данная категория маркируется, как А III, ассортимент поставляется с различной толщиной сечения.
IV и V присваивают металлоизделиям, способным выдерживать наивысшие перегрузки, которые свойственны высоткам и объектам недвижимости специального назначения.

На заметку. В последние годы широко распространена продукция на основании ТУ, маркирование которой может не соответствовать классификации по ГОСТ. В таких случаях их характеристики следует уточнить у продавца.

Основы расчета ленточного фундамента

Фундаментная лента — это монолитный замкнутый контур. Он служит основанием для стен, препятствует их деформации под воздействием различных природных и эксплуатационных факторов.

Приступая к вычислениям объемов арматуры в ленточном фундаменте вы должны учитывать форму секций, который составляют металлические профили, связанные проволочными хомутами в 2-ух направлениях:

Схема армирования

От выбора данного формата, зависит сколько понадобиться арматуры для всего дома и каковы будут затраты на его обустройство. Наиболее распространены форматы, собранные из 3-х, 4х и 6-и рядов в каждом. Нормы СП 52-101-2003 определяют порядок оформления и связки:

Прутки должны располагаться в ряду не далее, чем через 400 мм (40 см) один от другого.
Двусторонний зазор, между стенками траншеи, в которой вы установите связку и крайними рядами должен составлять от 5 до 7 см.

Придерживаясь этих правил, можно сделать выводы, что при ширине рва:

50 – 70 см, следует устанавливать по 6-ть штук в ряд;
от 40 см — по 4-е;
от 30 до 40 см — 3-ех стержневую схему.

Расчет диаметра продольной арматуры

Для квалифицированного выбора толщины прута для продольного расположения, следует обратиться к СНиП 52-01-2003. В нём разъясняют, как рассчитать армирующие элементы для ленточного фундамента, с учетом действующих нормативов, и табличных данных.

Диаметр арматуры,мм	Площадь поперечного сечения стержня арматуры см2, в зависимости от количества прутов в сечении
Диаметр арматуры,мм	1	2	3	4	5	6	7	8	9
6	0,28	0,57	0,85	1,13	1,41	1,70	1,98	2,26	2,54
8	0,50	1,01	1,51	2,01	2,51	3,02	3,52	4,02	4,53
10	0,79	1,57	2,36	3,14	3,93	4,71	5,50	6,28	7,07
12	1,13	2,26	3,39	4,52	5,65	6,79	7,92	9,05	10,18
14	1,54	3,08	4,62	6,16	7,69	9,23	10,77	12,31	13,85
16	2,01	4,02	6,03	8,04	10,05	12,06	14,07	16,08	18,10
18	2,55	5,09	7,63	10,18	12,72	15,27	17,81	20,36	22,90
20	3,14	6,28	9,42	12,56	15,71	18,85	21,99	25,13	28,28
22	3,80	7,60	11,40	15,20	19,00	22,81	26,61	30,41	34,21
25	4,91	9,82	14,73	19,63	24,54	29,45	34,36	39,27	44,18

Согласно нормам, сумма диаметров продольных стержней в одном ярусе должна определяться числом, которое составляет всего 0,1% от площади сечения забетонированного фундаментного основания. Задача решается таким образом:

Определите S, перемножив высоту ленты на её ширину. Для упрощения можно предположить, что они равны соответственно: 1 м и 0,40 м.

S = 40 Х 100 = 4 000 кв. см.

2. Найдите значение 0,1%:

Sa = 4000:1000 = 4 см2.

Для этого в графе — 4, отражается количество прутков, подбираете близкое к полученному (4 см2) число. Оно равно 4,52.

Напротив, 4, 52 в таблице указан размер стержней равный 12.

В этой же таблице отмечены варианты, подходящие для схем:

с 3-мя прутьями: 4,62, что приблизительно соответствует d 14 mm;
c 6-ю стержнями: 4,71 при минимально допустимом d 10.

Расчет количества арматуры

Чтобы самостоятельно провести перерасчет арматурного каркаса ленточного фундамента вы можете воспользоваться 2-мя несложными методами, о которых речь пойдет ниже.

Квалифицированно — при помощи онлайн-калькулятора

Современные Интернет-ресурсы обеспечивают более широкий и точный спектр проектно-вычислительных услуг. В частности, программа онлайн калькулятора предлагает рассчитать арматуру на ленточный фундамент быстро, достоверно, с наибольшей точностью. Пользователям предложен очень простой и интуитивно понятный интерфейс.

Сервис в течение нескольких секунд предоставляет развернутую детальную информацию как по металлопрокату, так и по количеству бетонного раствора, который понадобиться для заливки основания и досок для опалубки. В результате автоматизированного расчета вы получаете и дополнительные данные:

Длину готового каркаса, как снаружи, так с учетом и внутренних перегородок.
Размеры фундамента и силу оказываемых нагрузок на грунт.
Параметры боковых поверхностей ленты с полной информацией по её теплоизоляции для утепления со всех сторон.
Минимально допустимый диаметр и схему расположения рядов металла, в зависимости от величины поперечного сечения.
Количество хомутов и оптимальный шаг крепежа, который не допустит сдвигов в конструкции.
Оптимальные размеры проволочной обвязки и способ изготовления узлов на вставках и отрезках арматуры.

В результате программа вычислит и предложит распечатать всю информацию, включая общую длину и вес необходимого металлопроката.

Определение глубины заложения

Порядок нахождения предусматривает выявление факторов негативного влияния, которые зависят от:

геологических характеристик строительной площадки;
климатических особенностей региона;
наличия в проекте заглубленных подвалов.

На данном этапе работ находят места расположения на прочных грунтах. Основание не рекомендовано опирать на рыхлые и пластичные массивы, погружать в подпочвенные воды. Одним из серьезных признаков нестабильности является критическая отметка промерзания земляных пластов, приводящая к пучению.

Установив все критические моменты, определяют допустимую глубину дна котлована. Согласно СНиП в окончательном варианте она должна быть кратной 10 см. Например, получив 68 см, принимаете к исполнению —70 см.

Сбор нагрузок

С целью получения максимальной точности результатов проводят определение не только общего веса всех конструктивных элементов здания, но предметов антуража и людей, которые будут проживать. Насколько эти данные важны станет понятно позднее, когда будут рассмотрена зависимость ширины ленты от физических параметров постройки.

В качестве примера представьте одноэтажный дом, в котором три стены (a; b; c) будут несущими (увеличивается за счёт опирающихся на них конструкций). Две другие (А и B) — самонесущие (собственная масса).

Стены (несущие, самонесущие)	Постоянная нагрузка (перекрытия, кровля), кг/м	Эксплуатационная (имущество, жильцы и прочее), кг/м
a	8080	920
b	11600	1860
c	8100	925
A	8666	0
B	8666	0
Итого	44 932	3705

Ширина подошвы

Полученные в предыдущей главе числа вы складываете и полагая, что прочность грунта будет составлять 29 т на кв. м. производите вычисления.

Стены	Общий вес т/м (Длина+ ширина фундаментальной базы)	Ширина (Общий вес делим на прочность грунта)
a	8,980+0,92=9,1	9,1: 29=0,31
b	11,600+1,860=13,46	13,46: 29=0,39
c	8,1+0,925=9,1	9,1: 29=0,32
A	8,666=8,66	8,66: 29=0,32
B	8,666=8,66	8,66: 29=0,32

Расчет ленточного основания

Задача сводится к выбору толщины металлического профиля и его количества, которое определяется в погонных метрах. Полагаясь на описанные выше методы определения класса и диаметра, по умолчанию устанавливаете, что:

В качестве продольного армирования будут применены рифлёные изделия от 10 до 14 mm.
Вертикальные вставки-перемычки установите из проката с гладкой поверхностью d до 10 mm.

Описанные выше материалы будут необходимы для возведения монолитного фундамента длиной 10 м: с размерами (в) 600 мм, (Н) 500 мм.

Порядок расчета

Алгоритм проведения подсчетов используете следующий:

Вычислите n — высоту каркаса без учета верхнего защитного бетонного слоя, который может достигать до 5 см. n = 500 – 50 = 450 мм.
Найдите площадь сечения ленты:

S = b x n = 600 x 450 = 270 000 mm2

S a = b x n0 x 0, 001= 270 mm2

Обращаетесь к таблице 1. В ней отыскиваете оптимальное соотношение показателей: 3 прутка по 12.
Сколько нужно купить металлопроката: 3

Х 10 = 30 м.

На возведение понадобиться 30 погонных метров арматуры.

Пример расчета

За исходные примем следующие значения:

Вычислите длину всей ленты, например, 10 м Х 4= 40 м.
В зависимости схемы армирования, рассчитываете количество продольного (горизонтального) профиля, например, при трехполосной схеме, понадобиться 40Х3Х2 = 240 м, потому что в каркасе используют 2 пояса из прута d – 12.
Определите количество вертикальных вставок длиной 80 см из расчета по 20 на каждую сторону дома: получается 20Х4Х0.8=80 метров d – 10 mm.
Высота каждой перемычки будет равна 60 см, что в сумме на весь периметр составит: 40Х0,6=48 метров d – 10 mm.
В заключение проведите подсчет крепежа для связки, выделяя по 0,30 м проволоки на каждый хомут.

Обратите внимание, что иногда, с целью усиления устойчивости армирующего эффекта в траншее, перегородки углубляют, вбивая их нижние окончания в толщу на 10 или 20 см. в дно котлована. Подобный подход вносит изменения в расчет металла для вертикальных рядов арматуры. Здесь за основу нужно брать не 60 см длины (как в примере выше), а 70 или 80.

Правила армирования ленточных оснований

В работе распространена методика распределения металла, основанная на длительном практическом опыте:

если длина ленты не превышает 3м, то допустимо применять в горизонтальном положении пруток в 10 mm;
если её размеры более 3 м, нужно выбирать пруток от 12 до 16 mm;
вся продольная арматура, используемая в каркасе, должна быть строго одного диаметра.

Если толщина имеющихся прутов различная, то в нижний ярус устанавливают большие по размеру, а в верхний — отрезки с меньшим сечением. При этом следует понимать, что изделия с d = 10 и d = 16mm, значительно различаются по весу и, если вы приобретаете его с максимальным запасом прочности, то это может значительно утяжелить нагрузки на грунт и увеличить стоимость закупки материала.

Что касается сравнительного анализа проката с рифлением и без, то здесь действует следующий принцип, чем выражение глубина рисунка, тем крепче образуется связь между бетоном и металлом. Это очень важно знать при заливке объемных и грузных ленточных оснований, где нецелесообразно отдавать предпочтение гладкому профилю. В работе используется специальная крепёжная проволока из низкоуглеродистой стали толщиной от 0,8 до 1,5 мм, которую предварительно нарезают на равные отрезки.

Расчет армирования плитного основания

Для формирования монолитной плиты устанавливают два железных пояса, которые образуется горизонтальными сетками, объединенными прутом на 10−16 mm. Сначала вы определяете схему, например, квадрат со сторонами 20Х20 см.

Далее, вычисляете, сколько понадобиться стержней для каждого яруса в отдельности и общее их число. К полученной сумме прибавляется объем вертикальных перемычек, вставляемых в местах пересечения металла. Затем, согласно с количеством точек обвязки в ячейках, вычисляете метраж отожженной проволоки, которая будет использована для крепежа.

Заключение

Среди частных застройщиков, ленточные конструкции являются наиболее популярными, потому что демонстрируют наилучшее соотношение цены и прочности. Они отлично подходят для любых построек, включая здания с цокольными и подвальными помещениями, а также в блочном, монолитном исполнении, с глубоким и мелким заглублением.

Правильно вычислив объемы материалов, вы обеспечите возводимому дому необходимый ресурс прочности, будете уверены в том, что затраченные средства обеспечат защищенность и безопасность в будущем.

Фото и видео предоставлены Youtube-каналом «Все по уму на стройке»

Схема армирования ленточного фундамента своими руками

Что такое фундамент дома? Это его обязательная основа, корень, на который ложится вся нагрузка. Из этого следует, что он должен быть очень крепким, прочным. Из всех современных видов фундамента ленточный – самый популярный. В данной статье мы рассмотрим, как должна быть проведена грамотно схема армирования ленточного фундамента своими руками.

Немного про основу

Ленточная разновидность фундамента – это железобетонная конструкция замкнутого типа. Она может быть монолитной или же сборной. Укладывается такая основа под всеми главными стенами помещения, а масса здания распределяется по всему квадрату или прямоугольнику (смотря, какая геометрическая форма используется при возведении фундамента).

Такое основание проще всего возводить своими силами. Сложные виды заборов, подразумевающих установку на пучинистых грунтах и другие конструкции различного типа легче всего ставить как раз на ленточный фундамент. Долговечность и надежность, способность выдерживать серьезные, колоссальные нагрузки – это все о нем.

Выше было сказано, что фундамент подвергается большим нагрузкам. Это не только вес здания, но и движение грунта, морозное пучение и другие физические явления.

Внимание! Основание испытывает нагрузки колоссального свойства. Следует различать их по типу. Бывают нагрузки, способствующие растяжению или сжатию конструкции. Как правило, нижняя часть армированного каркаса более подвержена первому типу давления, верхняя часть – второму.

Возводя такой фундамент, надо помнить, что арматура, уложенная неграмотно, способна привести к дальнейшему разрушению каркаса, что, несомненно, приведет к порче всего здания.

Основа и арматура

Итак, перейдем непосредственно к схеме укладывания ленточного фундамента своими руками:

первый этап работ подразумевает подготовку: территория расчищается под строительство, роется траншея по всей границе будущего здания;
далее устанавливается опалубка для того, чтобы стены были пропорциональными;
с опалубкой проводится и армирование;
затем заполняется бетоном, организовывается гидроизоляция и прочие работы.

Как видно из схемы, опалубка и армирование устанавливается одновременно. Сначала возводится опалубка: внутренняя область рва обрабатывается пергаментом, что позволяет в будущем упростить демонтаж.

Каркас создается по следующей схеме:

арматурные стержни вбиваются в дно траншеи. Как и было сказано выше, должны соблюдаться правильные расстояния;
на дно траншеи устанавливаются подставки размером 80-100 мм, на которые укладывается нижний продольный ряд арматуры;

Совет! В качестве подставок подойдут обычные кирпичи, уложенные на торец.

продольные ряды прутьев фиксируют перемычками к забитым в грунт.

Зачем нужно армирование? Этот процесс важен для усиления всей конструкции, благодаря ему увеличивается в значительной степени срок эксплуатации здания.

Выбор арматурных изделий

Приобретая арматуру для такой основы, надо обратить внимание на индекс изделия:

«С» – будет означать устойчивость изделий к сварке;
«К» — стойкость к растрескиванию от коррозии (последнее возможно при больших нагрузках).

Внимание! Если на изделиях нет одного из приведенных выше индексов, такую арматуру брать не рекомендуется.

Кроме индекса, арматуру принято делить и по категориям:

А3 идеально подходит для продольного укладывания. На эти стержни приходится основная нагрузка;
А1 используется уже для остальных способов укладывания. Диаметр прутьев желательно подбирать в пределах 6-8 мм.

Полезный совет. Укладывать прутья рекомендуется методом единого хомута. Это поможет связать все стержни в целостный, прочный каркас.

Важные моменты: правильное армирование

К сведению: армировать среднюю часть бетонного основания нет необходимости, так как она в действительности не испытывает никаких нагрузок.

Что касается стандартных канонов армирования:

продольные стержни надо располагать внутри каркаса;
соединенные друг с другом стержни арматуры – это гарантия целостности бетона, нераспространения трещин и фиксация прутьев в верном положении;
удаленность продольного прута от поперечного регулируется строительными нормами;
определяя расстояние между прутьями, надо принимать во внимание диаметр самой арматуры, расположение прутьев, способ укладки и многое другое;

Внимание! Расстояние между прутьями продольной конструкции должно быть таким, чтобы оно не превышало 2-кратной высоты сечения элемента.

нельзя использовать сварку при соединении арматурных стержней. От этого искажаются свойства металла, снижается качество, но как говорилось выше, если арматура подобрана по индексу «С», сварка допускается;

Внимание! Если арматура не соответствует индексу «С», то связывать между собой прутья можно только при помощи прочной вязальной проволоки.

ни в коем случае нельзя допускать, чтобы арматура соприкасалась с грунтом или опалубкой. В противном случае металлическим прутьям грозит коррозия;
соблюдается также расстояние до наружных поверхностей будущего основания здания;
важно оставлять вентиляционные отверстия, которые способствуют повышению амортизационных характеристик фундамента, предотвращают процесс коррозии и т. д.

Особое внимание при армировании надо уделить углам примыкания ленты основания. Помним, что именно угол железобетонной конструкции испытывает наибольшую степень нагрузки.

Надо знать, что, если арматура в углу ленточного фундамента будет установлена неправильно и передача усилий от стержня к стержню не будет осуществлена на должном уровне, монолитное основание потеряет прочность. Это уже не жесткая, монолитная рама, а набор отдельных балок, который никак не может рассматриваться, как надежный фундамент.

Пример грамотного армирования фундамента под забор

Инструкция:

для начала подбирается арматура с сечением 8-10 мм;
возводится каркас, подразумевающий соединение всех стержней в единое целое (соединение: сварка или связывание).

К сведению: армирование ленточного фундамента под забор подразумевает создание такого каркаса, который был бы в два раза меньше по ширине, чем по высоте.

Приведенные выше советы по армированию плиты фундамента, схемы и полезная информация помогут осуществить возведение ленточного фундамента своими руками. Главное – основа будущего здания будет надежной и прочной, что допускает постройку различных монолитных конструкций.

Видео:

Армирование фундамента

Схема армирования железобетонной конструкции определяется проектом фундамента. Организация, имеющая лицензию на проектные работы, рассчитывает сопротивляемость балки на изгиб, кручение, сжатие….. выбирает вид арматуры, места ее заложения, марку бетона, размеры конструкции и так далее.

Но многие частники армируют свои фундаменты «по образу и подобию», исходя из опыта эксплуатации железобетонных конструкций. В качестве компенсации отсутствия точных технических расчетов применяется метод внедрения в конструкцию сверхзапаса по прочности. Что достигается благодаря перерасходу материалов.

Что же содержат в себе обычные рекомендации по устройству армировки ленточного монолитного фундамента для небольшого в 1 – 2 этажа частного дома?

Как располагать арматуру

Имеются правила расположения арматуры в балке.
Так как ленточный фундамент будет противостоять в основном изгибающим силам в вертикальной плоскости (прочность на сжатие бетонной конструкции всегда достаточна по умолчанию для небольшой массы дома), поэтому соответственно арматура закладывается в местах наибольших изгибающих нагрузок. Это верхняя и нижняя поверхность ленты.

Чем ближе к поверхности будет заложена арматура, тем она будет ближе к зоне максимальных нагрузок.

Таким образом, в ленточном фундаменте основные пруты закладываются у верхней и у нижней поверхностей.

Расстояние до краев

Но, в тоже время по правилам, стержни должны находиться внутри бетона и не выступать из него. В этом лишь случае сохраниться целостность бетона испытывающего напряжения.

Имеется выработанное решение – закладка основных прутов производится на расстоянии не ближе 5 сантиметров от края конструкции.

Т.е. расстояние от любой поверхности фундамента до арматуры внутри него должна быть не менее 5 сантиметров.

Какие стержни применяется

Применяется ребристая арматура, имеющая поэтому хорошую связь с бетоном, в основном класса А-3. Ее диаметр чаще — 10 — 12 мм. Но для надежного запаса прочности иногда берут и потолще — 14 — 16 мм. Для изготовления поперечин возможно применение и гладких стержней диаметром 6 — 8 мм.

Для ленты фундамента шириной до 40 см таких стержней должно быть по 2 (и более) в каждом ряду, — и в верхнем и в нижнем.

Расстояние межу прутами в одном ряду не должно превышать 30 см.

Все несущие пруты скрепляются между собой арматурой меньшего диаметра (6 — 8 мм), — в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. Так образовывается каркас арматуры, который впоследствии закладывается бетоном. Шаг установки таких поперечен обычно от 0,5 метра.

Правила закладки арматуры

На углах не допускается сочленение отдельных несущих арматурных стержней. Только изогнуты цельные закладываются в угол.

В подобном «домашнем» строительстве не применяется сварка . Соединение ведется вязкой. Часто неизвестно, какой именно металл применен и допускается ли вообще его плавление и сваривание. Некоторая сталь при сварке, сильно теряет свои качества, а самое соединение становится не прочным.

Порядок армирования фундамента

Заготавливается арматура необходимой длины, в том числе и тонкая для связывания основных стержней. Готовится, изгибается для установки в углах.

В траншее, вырытой под фундамент, арматурные стержни нижнего ряда укладывается на песчаную подушку. Для обеспечения необходимого расстояния, между подошвой будущего фундамента и прутьями, последние просто кладутся на кирпичи.

Стержни связываются между собой в единые нитки по длине, а также поперечинами. При этом соблюдается заданное расстояние по ширине, а также части каркаса выравниваются по осям фундамента.

К нижним стержням подвязываются вертикально расположенные поперечины, затем монтируется верхние несущие пруты. Для этого они вывешиваются и стропуются в заданном положении, например, на положенных поперек траншеи палках, затем вяжутся с вертикальными поперечинами в каркас.
В итоге получается арматурный каркас стоящий на кирпичах.

Контроль и количество

Важно что бы при монтаже арматуры контролировалось расположение стержней по отношению к центральной оси фундаментной ленты. Для этого на кольях над траншеей натягиваются нити, соответствующие осям фундамента. По ним с помощью отвесов и ориентируется армирующий каркас. Также важно сделать каркас строго вертикальным.

Сколько потребуется арматуры, ответить можно простым расчетом, сделанным самостоятельно. Не забываются перехлесты на 30 см для стыковки, скругления и необходимость обеспечения целостных стержней на сопряжениях стен. Припасается и сталистая проволока для связывания.

Вариант армировки

Видео западного производства, где наглядно показана установка армирования внутри опалубки. Эта технология предусматривает готовые приспособления для подвески арматуры перед заливкой. Но взять на вооружение кое-что можно.

Ленточно-опорный фундамент — AMERICAN GEOSERVICES

КОЛОРАДО

Denver, CO
191 University Blvd # 375
Denver, CO 80206
(303) 325-3869
Наберите полный номер

Boulder, CO
2810 E. College Ave # 102
Boulder, CO 80303
( 303) 325-3869
Наберите весь номер

Fort Collins, CO
1281 E Magnolia St D250, Fort Collins, CO 80524
(303) 325-3869
Наберите весь номер

КОЛОРАДО

Colorado Springs, CO
738 Synthes Ave, Monument, CO 80132
(719) 344-8177
Наберите полный номер

Pueblo, CO
140 W.29th St # 311
Pueblo, CO 81008
(719) 344-8177
Набрать весь номер

Glenwood Springs, CO
1338 Grand Avenue # 316
Glenwood Springs, CO
(970) 436-7050
Набрать весь Число

OREGON

Portland, OR
Salem, OR
Lincoln City, OR
Newport, OR
Eugene, OR
Bend, OR
6312 SW Capitol Hwy # 231
Portland, OR 97239
(503) 922-3432
(503) 922-3432
Набрать весь номер

ВАШИНГТОН

Seattle, WA
24 Roy Street # 727
Seattle, WA 98109
(206) 418-6634
Набрать полный номер

Vancouver, WA
Longview, WA
41105 NE Cedar Ridge Rd
, WA 98601
(360) 437-6369
Набрать весь номер

ФЛОРИДА

Jacksonville, FL
6001 Argyle Forest Blvd,
Suite 21
Jacksonville, FL 32244
(904) 512-0085
Наберите полный номер

Orlando, FL
10524 Moss Park Rd,
Suite 204 # 701
Orlando FL 32832
(407) 362-1940
Набрать весь номер

ФЛОРИДА

Тампа, Флорида
701 S Howard Ave # 106, Тампа, Флорида 33606
(813) 569-7704
Набрать полный номер

Майами, Флорида
3725 W.Flaglen St,
Miami, FL 33134
(305) 677-9494
Набрать весь номер

Различия между ленточными и подкладными опорами

Фундамент конструкции, естественно, является центральным элементом любой строительной площадки, поэтому вы должны понимать различные варианты, имеющиеся в вашем распоряжении, чтобы сделать наиболее практичный выбор для конкретного проекта.

Ленточные и подкладные опоры на сегодняшний день являются наиболее распространенными решениями, а это означает, что они должны быть первыми в вашей повестке дня.

Вот все, что вам нужно знать как о ленточных, так и о подушечных фундаментах, в том числе о характеристики каждого типа фундамента, а также их отличия и большинство подходящее использование.

Ленточная опора

Ленточные фундаменты, также известные как ленточные фундаменты, представляют собой фундамент неглубокого заложения, обычно с уровнем основания не более 3 м от поверхности земли.

Как следует из названия, формация представляет собой полосу линейной структуры, которая в конечном итоге служит для распределения веса по всей площади почвы.

Это вариант, который подходит для большинства типов почв, если они обладают подходящей несущей способностью.

Ленточные опоры, таким образом, могут обеспечивать непрерывную опору, которая чаще всего бывает ровной, но также может быть ступенчатой, чтобы поддерживать линейные конструкции, такие как несущие стены.

Источник изображения: DesigningBuildings.co.uk

Ленточные опоры — гораздо лучшее решение, чем подкладные опоры при работе с близко расположенными колоннами из-за способа их визуализации.

Ленточные фундаменты также считаются лучшим вариантом для легких нагрузок, например, в жилых домах с низкой и средней высотой подъема, поскольку ленточные фундаменты могут использоваться в качестве массивного бетонного фундамента.

Размер и положение ленточных фундаментов обычно пропорциональны ширине конструкции стены.

Глубина полосы обычно равна ширине стены или превышает ее.

Ширина опорной полосы часто в три раза больше ширины опорной стены, что обеспечивает угол 45 градусов между основанием стены и почвой.

Ленточные опоры также должны быть достаточно глубокими, чтобы избежать замерзания, хотя при работе с более мягкими почвами может потребоваться увеличение ширины.

Тем не менее, когда необходимо поддержать линейную стену за счет распределения точек напряжения, ленточный фундамент часто является лучшим решением.

Подушечки опоры

Падовые фундаменты, также известные как подушечные фундаменты, также часто являются неглубокими фундаментами.

Однако, если почва и тип почвы будут сочтены подходящими, их можно сделать намного глубже.

Это сразу дает им контраст по сравнению с ленточным фундаментом, несмотря на то, что в конечном итоге они выполняют аналогичную функцию.

С точки зрения конструкции, одно из существенных отличий состоит в том, что опорные площадки не состоят из полос.

Вместо этого, как следует из названия, они образованы «подушечками».

Это куски бетона, которые могут иметь форму прямоугольников, кругов или квадратов, которые впоследствии выдерживают одноточечные нагрузки, включая несущие колонны или каркасные конструкции.

Намерение выдерживать сосредоточенные нагрузки от одноточечной нагрузки означает, что метод опоры отличается от аналогов с ленточным фундаментом.

Это также делает подкладочные опоры хорошим вариантом для опоры балки грунта.

Верхняя поверхность этих конструкций может быть наклонной, но большинство подушек будут иметь одинаковую толщину.

Хотя эта толщина должна быть достаточной, чтобы поддерживать форму в плане, которая сама определяется нагрузками и несущей способностью нижележащих слоев грунта.

«Ленточные и подкладные опоры являются наиболее распространенными решениями, то есть они должны быть первыми в вашей повестке дня.”

Опоры, помимо самых маленьких, могут быть усилены, чтобы уменьшить потребность в земляных работах.

Подушки из-за своего образования могут использоваться в нескольких вариантах исполнения.

В то время как в одном проекте может использоваться серия хорошо разделенных пэдов, в других могут использоваться непрерывные пэды или сбалансированные базовые пэды.

Их самые большие падения часто связаны с ветром и / или подъемными силами.

Какие еще существуют типы фундаментов?

Существует несколько альтернативных типов фундамента, которые можно использовать во время вашего следующего проекта, и руководителям проектов и строителям рекомендуется провести необходимые исследования, проконсультировавшись с вашим инженером, чтобы узнать больше о каждом из применимых решений.

Плотный фундамент является наиболее вероятной альтернативой и характеризуется как большая бетонная плита, которая простирается над загруженной областью.

Целью этого является распределение веса груза на большей площади для уменьшения нагрузки на грунт основания.

Он также может предотвратить дифференциальную осадку, чего не могут достичь ни блочный, ни ленточный фундамент.

Заключение

Хотя основные функции подушек и ленточных фундаментов сильно различаются, использование единой ленточной конструкции будет подходить в различных ситуациях для концепции подушек и конструкций с одинарной нагрузкой.

Если вы все еще не уверены, какой фундамент можно использовать для поддержки стеновой конструкции, обратитесь к инженеру.

В конце концов, неправильное решение может обернуться катастрофой для всего проекта.

Армирование ленточного фундамента (75) | Tekla User Assistance

Добавлено 4 мая 2021 г. от Tekla User Assistance [email protected]

Используйте вкладку Изображение для определения толщины бетонного покрытия и смещения хомута.

Толщина крышки

	Описание
1	Толщина покрытия (концы ленты)
2	Смещение хомута
3	Толщина крышки (верхняя и нижняя)

Используйте вкладку «Основные полосы», чтобы определить свойства верхней, нижней, левой и правой полос.

Длина крепления основных стержней

Длина связки определяет, насколько далеко основные стержни входят в соседние конструкции на концах ленточных фундаментов. Используйте поля Bond Length 1 для первого конца опоры (с желтой ручкой) и поля Bond Length 2 для второго конца опоры (с пурпурной ручкой).

Длину облигаций можно определить отдельно для:

Используйте вкладку «Хомуты», чтобы определить свойства хомутов и тип шага.

Тип отвода

Выбрать место нахлеста хомутов в ленточном фундаменте.

Размеры хомута

	Описание
1	Толщина крышки (по бокам)
2	Наружное расстояние между основными стержнями и внешними боковыми стержнями
3	Длина двойного хомута внахлест
4	Длина внахлест двойной U-образной балки

Форма торца стержней с двойным хомутом

Если выбраны стержни с двойными хомутами, можно выбрать формы концов стержней из списка.

Опция	Примеры
135 градусов По умолчанию
90 градусов
Перекрытие Если вы выбираете перекрытие, вы можете ввести длину перекрытия.

Опция

Примеры

135 градусов

По умолчанию

90 градусов

Перекрытие

Если вы выбираете перекрытие, вы можете ввести длину перекрытия.

Используйте вкладку Атрибуты, чтобы определить процесс нумерации для присвоения номеров позиций деталям, отлитым элементам, сборкам или армированию.

В Tekla Structures номера позиций, назначенные в нумерации, отображаются, например, в метках и шаблонах.

свойства стержней и хомутов.

Опция	Описание
Префикс	Префикс для номера позиции детали.
Стартовый номер	Начальный номер для номера позиции детали.
Имя	Tekla Structures использует это имя на чертежах и в отчетах.
Класс	Используйте «Класс» для группировки арматуры. Например, можно отображать арматуру разных классов разными цветами.

ФОНД

Выбор типа фундамента

Выбор подходящего тип фундамента определяется некоторыми важными факторами, такими как

Характер конструкции
Нагрузки от структура
Характеристики недр
Выделенная стоимость фундаменты

Поэтому решить о тип фундамента, необходимо проведение геологоразведочных работ.Тогда почва характеристики в зоне поражения под зданием должны быть тщательно оценен. Допустимая несущая способность пораженного грунта затем следует оценить слои.

После этого исследования можно было затем решите, следует ли использовать фундамент неглубокий или глубокий.

Фундаменты мелкого заложения, такие как опоры и плоты дешевле и проще в исполнении. Их можно было бы использовать, если бы выполняются следующие два условия;

Наложенное напряжение (Dp) вызванная зданием, находится в пределах допустимой несущей способности различных слоев почвы, как показано на рис.1.

Это условие выполнено когда на рисунке 1 меньше и меньше, меньше и меньше и так далее.

Здание выдержало расчетная ожидаемая осадка для данного типа фундамента

Если один или оба из этих двух условия не могут быть выполнены использование глубоких фундаментов должно быть считается.

Глубокие фундаменты используются, когда верхние слои почвы мягкие и имеется хороший несущий слой на разумная глубина.Толщина грунта, лежащего под несущим слоем, должна быть достаточная прочность, чтобы противостоять наложенным напряжениям (Dp) из-за нагрузок, передаваемых на опорный слой, как показано на рисунке 2.

Глубокие фундаменты обычно сваи или опоры, которые передают нагрузку здания на хорошую опору страта. Обычно они стоят дороже и требуют хорошо обученных инженеров для выполнять.

Если исследуемые слои почвы мягкий на значительной глубине, и на разумных глубины, можно использовать плавучие фундаменты.

построить плавающий фундамент, масса грунта, примерно равная весу Предлагаемое здание будет демонтировано и заменено зданием. В в этом случае несущее напряжение под зданием будет равно весу удаленной земли (γD) что меньше

(q _a = γD + 2C)

и Дп будет равно нулю.Это означает, что несущая способность под здание меньше, чем (q _a), и ожидаемое поселение теоретически равно нуль.

Наконец, инженер должен подготовить смету стоимости наиболее перспективного типа фундамента что представляет собой наиболее приемлемый компромисс между производительностью и Стоимость.

Фундамент мелкого заложения

Фундаменты неглубокие — это те выполняется у поверхности земли или на небольшой глубине.Как упоминалось ранее в предыдущей главе фундаменты мелкого заложения использовались при грунтовых разведка доказывает, что все слои почвы, затронутые зданием, могут противостоять наложенным напряжениям (Dp) не вызывая чрезмерных заселений.

Фундаменты мелкого заложения либо опоры или плоты.

Опоры

Фундамент является одним из старейший и самый популярный вид фундаментов мелкого заложения.Опора — это увеличение основания колонны или стены с целью распределения нагрузка на поддерживающий грунт при давлении, соответствующем его свойствам.

Типы опор

Существуют разные виды опоры, соответствующие характеру конструкции. Подножки можно классифицировать на три основных класса

Настенный или ленточный фундамент

Он проходит под стеной мимо его полная длина, как показано на рис.3. обычно используется в несущей стене типовые конструкции.

Изолированный фундамент колонны

Он действует как основание для колонны. Обычно применяется для железобетонных зданий типа Скелтон. Это может принимать любую форму, например квадратную, прямоугольную или круглую, как показано на рисунке 4.

Инжир.4 Типовые раздвижные опоры

Комбинированная опора колонны

Это комбинированное основание для внешней и внутренней колонн здания, рис.5. Он также используется когда две соседние колонны здания расположены близко друг к другу другой, их опоры перекрывают

Распределение напряжений под опорами

Распределение напряжений под опорами считается линейным, хотя на самом деле это не так. Ошибка участие в этом предположении невелико, и на него можно не обращать внимания.

Загрузить сборники

Нагрузки, влияющие на обычные типы строений:

Постоянная нагрузка (D.L)
Живая нагрузка (L.L)
Ветровая нагрузка (W.L)
Землетрясение (E.L)

Собственная нагрузка

Полная статическая нагрузка, действующая на элементы конструкции следует учитывать при проектировании.

Живая нагрузка

Маловероятно, что полная интенсивность динамической нагрузки будет действовать одновременно на всех этажах многоэтажный дом.Следовательно, своды правил допускают определенные снижение интенсивности динамической нагрузки. Согласно египетскому кодексу На практике допускается следующее снижение временной нагрузки:

№ или . перекрытий Снижение временной нагрузки%

Земля нулевой этаж%

1 ^ул нулевой этаж%

2 ^nd этаж 10.0%

3 ^рд этаж 20,0%

4 ^-й этаж 30,0%

5 ^{-й этаж} и более 40,0%

Временная нагрузка не должна снижаться в течение склады и общественные здания, такие как школы, кинотеатры и больницы.

Ветровые и землетрясения нагрузки

Когда здания высокие и узкие, Необходимо учитывать ветровое давление и землетрясение.

Допущение, использованное при проектировании спреда Опоры

Теория анализа эластичности указывает на что распределение напряжений под симметрично нагруженными фундаментами не является униформа. Фактическое распределение напряжений зависит от типа материала. под опорой и жесткостью опоры. Для опор на рыхлых не связный материал, зерна почвы имеют тенденцию смещаться вбок на края из-под груза, тогда как в центре почва относительно ограничен.Это приводит к диаграмме давления, примерно такой, как показано на рисунке 6. Для общего случая жестких оснований на связных и несвязных материалов, Рис.6 показывает вероятное теоретическое распределение давления. Высокое краевое давление можно объяснить тем, что краевой сдвиг должен иметь место до урегулирования.

Потому что давление интенсивность под опорой зависит от жесткости опоры, тип почвы и состояние почвы, проблема в основном неопределенный.Обычно используется линейное распределение давления. под фундаментом, и в этом тексте будет следовать этой процедуре. В в любом случае небольшая разница в результатах проектирования при использовании линейного давления распределение

Допустимые опорные напряжения под опорами

Коэффициент запаса прочности при расчете допустимая несущая способность под фундаментом должна быть не менее 3 если учитываемые при расчете нагрузки равны статической нагрузке + пониженная живая нагрузка.Коэффициент запаса прочности не должен быть меньше 2, когда рассматривается наиболее тяжелое состояние нагрузки, а именно: статическая нагрузка + полный рабочий ток. нагрузка + ветровая нагрузка или землетрясения.

Нагрузки на надстройку обычно рассчитывается на уровне земли. Если указано допустимое допустимое давление на опору, оно должно быть уменьшено на объем бетона. под землей на единицу площади основания, умноженную на разница между удельным весом бетона и грунта.Если принять равной среднюю плотность грунта и бетона рис.7, тогда следует уменьшить на

Конструктивное исполнение раздвижных опор

Для опоры на ноги следующие позиции следует рассматривать как

1 ножницы

Напряжения сдвига съедали обычно контролировать глубину расставленных опор.Критическое сечение для широкой балки сдвиг показан на рис.8-а. Находится на расстоянии d от колонны или стены. лицо. Значения касательных напряжений приведены в таблице 1. разрез для продавливания сдвига (двусторонний диагональный сдвиг) показан на рис. 8-б. Он находится на расстоянии d / 2 от лицевой стороны колонны. Это предположение в соответствии с Кодексом Американского института бетона (A.CI).

Таблица 1): допустимые напряжения в бетоне и арматуре: —

Виды напряжений	условное обозначение	Допустимые напряжения в кг / см ²
Прочность куба	ж _у.е.	180	200	250	300
Осевой комп.	f _co	45	50	60	70
Простые изгибающие и эксцентрические усилия с большим эксцентриситетом	ж _в	70	80	95	105
Напряжения сдвига Плиты и опоры без армирования. Другие участники Элементы с армированием	в ₁ в ₁ в ₂	7 5 15	8 6 17	9 7 19	9 7 21
Пробивные ножницы	q _cp	7	8	9	10
Армирование Низкоуглеродистая сталь 240/350 Сталь 280/450 Сталь 360/520 Сталь 400/600	f _s	1400 1600 2000 2200	1400 1600 2000 2200	1400 1600 2000 2200	1400 1600 2000 2200

Пробивные ножницы обычно контролировать глубину разложенных опор.Из принципов статики Рис. 8-б , сила на критическом участке сдвига равна силе на опора за пределами секции сдвига, вызванная чистым давлением грунта f _n.

где q _p = допустимое напряжение сдвига при штамповке

= 8 кг / см ² (для куба сила = 160)

f _n = чистое давление на грунт

b = Сторона колонны

d = глубина продавливания

Можно предположить, что критический участок для продавливания сдвига находится на торце колонны, и в этом случае допустимое напряжение сдвига при штамповке можно принять равным 10.0 кг / см ² (для прочности куба = 160).

Фундамент обычно проектируется чтобы гарантировать, что глубина будет достаточно большой, чтобы противостоять сдвигу бетона без армирования полотном ..

2- Облигация

Напряжение связи рассчитывается как

где поперечная сила Q равна взятые в том же критическом сечении для изгибающего момента или при изменении бетонное сечение или стальная арматура.Для опор постоянное сечение, сечение для склеивания находится на лицевой стороне колонны или стены. В арматурный стержень должен иметь достаточную длину d _d , Рис.9, чтобы избежать выдергивания (разрыва соединения) или раскалывание бетона. Значение d _d вычисляется следующим образом:

Для первого расчета возьмем f _s равно допустимой рабочей стресс.Если рассчитанный d _d есть больше имеющегося d _d затем пересчитайте d _d взяв f _с равно действительному напряжению стали.

Допустимая стоимость облигации напряжение q _b следующие

3- Изгибающий момент

Критические разделы для изгибающий момент определяется по рис.10 следующим образом:

Для бетонной стены и колонны, это сечение берется на лицевой стороне стены или колонны рис.10-а.

Для кладки стены этот участок берется посередине между серединой и краем стены Рис.10-б.

Для стальной колонны этот раздел расположен на полпути между краем опорной плиты и лицевой стороной столбец Рис.(10-с).

Глубина, необходимая для сопротивления изгибающий момент

4- Опора на опору

Когда железобетон колонна передает свою нагрузку на опору, сталь колонны, которая несущий часть груза, не может быть остановлен на опоре, так как это может привести к чрезмерной нагрузке на бетон в зоне контакта колонны.Следовательно, это необходимо передать часть нагрузки, которую несет стальная колонна, на напряжение сцепления с основанием за счет удлинения стальной колонны или дюбеля. С Рис.11:

куда f _s — фактическое напряжение стали

5- Обычная бетонная опора под R.C. Опора

Распространенной практикой является размещение простой бетонный слой под железобетонным основанием. Этот слой около 20 см. до 40 см. Проекция C плоского бетонного слоя зависит от его толщины t. Ссылаясь на Рис.12, максимальный изгибающий момент на единицу длины в сечении a-a равно

Где f _n = чистое давление почвы.

Максимальное растягивающее напряжение внизу раздела а-а это:

ДИЗАЙН R.C. СТЕНА:

Основание стены представляет собой полосу из железобетон шире стены. На Рис.13 показаны различные типы стеновые опоры. Тип, показанный на рис. 13-а, используется для опор, несущих легкие. нагрузки и размещены на однородном грунте с хорошей несущей способностью.Тип, показанный в Рис. 13-б используется, когда грунт под фундаментом неоднородный и разная несущая способность. Используется тип, показанный на рисунках 13-c и 13-d. для тяжелых нагрузок.

Процедура проектирования:

Рассмотрим 1.0 метров в длину стена.

1. Найдите P на уровне земли.

2. Найти, если дано, то оно сокращается или вычисляется P _T.

3. Вычислить площадь опоры

Если напряжение связи небезопасно, либо увеличиваем за счет использования стальных стержней меньшего диаметра, либо увеличивать ∑ О глубина d.Сгибая вверх стальная арматура по краям фундамента помогает противостоять сцеплению стрессы. Диаметр основной стальной арматуры не должен быть меньше более 12 мм. Чтобы предотвратить растрескивание из-за неравномерного оседания под стеной Само по себе дополнительное армирование используется, как показано на рис. 13-c и d. это принимается как 1,0% от поперечного сечения бетона под стеной и распределяется одинаково сверху и снизу.

19.Проверить анкерный залог

Конструкция одностоечной опоры

одноколонный фундамент обычно квадратный в плане, прямоугольный фундамент — используется, если есть ограничение в одном направлении или если поддерживаемые столбцы слишком удлиненный.прямоугольное сечение. В простейшем виде они состоят из единой плиты ФИг.15-а. На рис. 15-б изображена колонна на пьедестале. опора, пьедестал обеспечивает глубину для более благоприятной передачи нагрузки и во многих случаях

требуется чтобы обеспечить необходимую длину для дюбелей. Наклонные опоры, такие как те, что на Рис. 15-c

Методика расчета опор квадратной колонны

Американец Кодексы практики равно момент около критического сечения y-y чистого напряжения, действующего на вылупился.area abcd Рис. 16-a. Согласно континентальным кодексам практики M _max. равно любому; момент действия чистых напряжений на заштрихованной области abgh, показанной на рис. 16-b, около критического сечения y-y или 0,85 момент результирующих напряжений, действующих на площадь abcd на рис. 16-а. о г-у.

8.Определите необходимую глубину сопротивления пробивке d _p.

9. Рассчитайте d _м, глубину сопротивления

b = B, сторона опоры в соответствии с Американскими нормами практики

b = (b _c + 20) см где b _c — сторона колонны по континентальному Кодексы практики.

Следует отметить, что d _м вычисленное континентальным методом, больше, чем вычисленное американским кодом. Большая глубина уменьшит количество стальной арматуры и обычно соответствует глубине, необходимой для штамповки. Американский код дает меньший d _м с более высоким значением стальной арматуры, но с использованием высокопрочной стали, площадь стальной арматуры может быть уменьшена. В этом тексте изгибающий момент рассчитывается в соответствии с Американскими нормами, а b равно принимается либо равным b _c + 20, когда используется обычная сталь, либо равно B при использовании стали с высоким пределом прочности.

Глубина основания d может быть принимает любое значение между двумя значениями, вычисленными двумя вышеуказанными методами. Это Следует отметить, что при одном и том же изгибающем моменте большая глубина будет требуется меньшая площадь арматурной стали, которая может не удовлетворять требованиям минимальный процент стали. Также небольшая глубина потребует большой площади стали. особенно при использовании обычной низкоуглеродистой стали.

10. Выберите большее из d _m или d _p

11.Проверить d _d, глубину установки дюбеля колонны.

Методика расчета прямоугольной опоры

Процедура такая же, как и квадратный фундамент. Глубина обычно контролируется пробивными ножницами, кроме случаев, когда отношение длины к ширине велико, сдвиг широкой балки может контролировать глубина. Критические участки для сдвига находятся на расстоянии d по обе стороны от столбец Рис.17-а. Изгибающий момент рассчитывается для обоих направлений, вокруг оси 1-1 и вокруг оси b-b, как показано на рис. 17.b и c.

Армирование в длинном направление (сторона L) рассчитывается по изгибающему моменту и равномерно распределяется по ширине B. армирование в коротком направлении (сторона B) рассчитывается по изгибу момент М ₁₁ .При размещении стержней в коротком направлении один необходимо учитывать, что опора, обеспечиваемая опорой колонны, является сосредоточены около середины, следовательно, зона опоры, прилегающая к колонна более эффективна в сопротивлении изгибу. По этой причине произведена регулировка стали в коротком направлении. Эта регулировка помещает процент стали в зоне с центром в колонне шириной, равной к длине короткого направления опоры.Остальная часть арматура должна быть равномерно распределена в двух концевых зонах, рис.18. По данным Американского института бетона, процент стали в центральная зона выдается по:

, где S = отношение длинной стороны к короткой сторона, L / B.

САМЕЛЛЫ

Одиночные опоры должны быть связаны вместе пучками, известными как semelles, как показано на рис.19.a. Их функция нести стены первого этажа и переносить их нагрузки на опоры. Семелла могут предотвратить относительное оседание, если они имеют очень жесткое сечение. и сильно усиленный.

Семелле спроектирован как неразрезная железобетонная прямоугольная балка. несущий вес стены. Ширина семели равна ширина стены плюс 5 см и не должна быть меньше 25 см. Должно сопротивляться силам сдвига и изгибающим моментам, которым он подвергается, semelles должен

быть усиленным сверху и снизу для противодействия дифференциальным расчетам.равным усилением A _s.

Верх уровень семеллы должен быть на 20 см ниже уровня платформы. окружающие здание. Если уровень первого этажа выше, чем уровень платформы, уровень внутренней полумельки можно принять 20 см. ниже уровня первого этажа

Опоры, подверженные воздействию момента

Введение

Многие основы сопротивляются, в в дополнение к концентрической вертикальной нагрузке, момент вокруг одной или обеих осей основания.Момент может возникнуть из-за нагрузки, приложенной не к центру основание. Примеры основ, которые должны противостоять моменту, — это основания для подпорные стены, опоры, опоры мостов и колонны фундаменты высотных зданий, где давление ветра вызывает заметный прогиб моменты у основания колонн.

Результирующее давление на почву под внецентренно нагруженным основанием считается совпадающим с осевым нагрузка P, но не с центром тяжести фундамента, что приводит к линейному неравномерное распределение давления.Максимальное давление не должно превышать максимально допустимое давление на почву. Наклон опоры из-за возможна более высокая интенсивность давления почвы на пятку. Это может быть уменьшенным за счет использования большого запаса прочности при расчете допустимого грунта давление. Глава 1, раздел «Опоры с эксцентрическими или наклонными нагрузками» обеспечивают снижение допустимого давления на грунт для внецентренно нагруженных опоры.

Опоры с моментами или эксцентриситетом относительно Одна ось

где P = вертикальная нагрузка или равнодействующая сила

е = Эксцентриситет вертикальной нагрузки или равнодействующей силы

q = интенсивность давления грунта (+ = сжатие)

и не должно быть больше допустимого

давление почвы q _a

c-Нагрузка P за пределами среднего значения

Когда нагрузка P находится за пределами средней трети, то есть е > L / 6, Уравнение7 указывает на то, что под опорой возникнет напряжение. Однако нет между почвой и основанием может возникнуть напряжение, поэтому напряжение напряжения не принимаются во внимание, а площадь основания, которая находится в натяжение не считается эффективным при несении нагрузки. Следовательно диаграмма давления на почву всегда должна быть в сжатом состоянии, как показано на Рис.21-.c. Для в эксцентриситет е > L / 6 с относительно только одной оси, можно управлять уравнениями для максимальной почвы давление q ₁, найдя диаграмму давления сжатия, результирующая должна быть одинаковой и на одной линии действия нагрузки P.Этот диаграмма примет форму треугольника со стороной = q ₁ и основанием =

Опоры с моментами или эксцентриситетом относительно обе оси

Для опор с моментами или эксцентриситет относительно обеих осей Рис. 22, давление может быть вычислено с помощью следующее уравнение

a- Нейтральная ось за пределами базы:

Если нейтральная ось находится снаружи основание, то все давление q находится в сжатом состоянии, и уравнение (9) имеет вид действительный.Расположение максимального и минимального давления на почву может быть определяется быстро, наблюдая направления моментов. Максимум давление q ₁ находится в точке (1)

Рис.22-а и минимальный давление q ₂ находится в точке (3). Давление q ₁ и q ₂ определяются из уравнения (9).

б- Нейтральная ось режет основание

Если нейтральная ось режет основание, то некоторый участок основания подвергается растяжению Рис.22. Как почва вряд ли захватит опору, чтобы удерживать ее на месте, поэтому диаграмму, показанную на рис. 22-б, и уравнение (9) использовать нельзя. Расчет Максимальное давление на почву должно зависеть от площади, фактически находящейся на сжатии. Диаграмма сжатия должна быть найдена таким образом, чтобы ее результирующая должны быть равны и на одной линии действия силы P. Простейший способ получить эту диаграмму — методом проб и ошибок следующим образом:

1- Найти давление почвы во всех углах, применяя уравнение.(9).

2- Определите положение нейтральной оси N-A (линия нулевого давления). Это не прямая линия, но предполагается, что это так. Поэтому необходимо найти только две точки, по одной на каждой соседней стороне. основания.

3- Выбрать другой нейтральная ось (N’-A ‘) параллельна (N-A), но несколько ближе к месту результирующей нагрузки P, действующей на опору.

4- Вычислить момент инерции сжатой области по отношению к N’-A ‘. В Самая простая процедура — нарисовать опору в масштабе и разделить площадь на прямоугольники и треугольники

4.4 КОНСТРУКЦИЯ ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ФУНТОВ К МОМЕНТУ

Основная проблема в конструкция эксцентрично нагруженных опор — это определение распределение давления под опорами. Как только они будут определены, процедура проектирования будет аналогична концентрически нагруженным опорам, выбраны критические сечения и произведены расчеты напряжений из-за момент и сдвиг сделаны.

Где изгибающие моменты на колонне поступают с любого направления, например от ветровые нагрузки, квадратный фундамент; предпочтительнее, если не хватает места диктуют выбор прямоугольной опоры. Если изгибающие моменты действуют всегда в том же направлении, что и в колоннах, поддерживающих жесткие каркасные конструкции, опору можно удлинить в направлении эксцентриситета

Размеры фундамента B и L пропорциональны таким образом, чтобы максимальное давление на носке не превышает допустимого давления почвы.

Если колонна несет постоянный изгибающий момент, например, кронштейн, несущий длительной нагрузке, может оказаться преимуществом смещение колонны от центра на опоры так, чтобы эксцентриситет результирующей нагрузки был равен нулю. В этом случае распределение давления на основание будет равномерным. Долго носок опоры должен быть спроектирован как консоль вокруг сечение лицевой стороны колонны, Расчет глубины сопротивления пробивные ножницы и ножницы для широкой балки такие же, как при опоре фундаментов концентрические нагрузки

Поскольку изгибающий момент на основание колонны, вероятно, будет большим для этого типа фундамента, арматура колонны должна быть правильно привязана к фундаменту., Детали армирования для этого типа фундаментов показаны на Рис.24.

Для квадратного фундамента это как правило, наиболее удобно поддерживать одинаковый диаметр стержня и расстояние между ними в обоих направления во избежание путаницы при креплении стали.

Комбинированные опоры

Введение

В предыдущем разделе были представлены элементы оформления разворота и стены. опоры.В этом разделе рассматриваются некоторые из наиболее сложных проблемы с мелким фундаментом. Среди них есть опоры, поддерживающие более один столбец в ряд (комбинированные опоры), который может быть прямоугольным или трапециевидной формы, или две накладки, соединенные балкой, как ремешок опора. Эксцентрично нагруженные опоры и опоры несимметричной формы тоже будет рассмотрено.

Прямоугольные комбинированные опоры

Когда линии собственности, расположение оборудования, расстояние между колоннами и другие соображения. ограничить расстояние от фундамента в местах расположения колонн, возможное решение: использование фундамента прямоугольной формы.Этот тип фундамента может поддерживать два столбца, как показано на рисунках 25 и 26, или более двух столбцов с только небольшое изменение процедуры расчета. Эти опоры обычно проектируется, предполагая линейное распределение напряжения на дне основания, и если равнодействующая давления почвы совпадает с равнодействующая нагрузок (и центр тяжести опоры), грунт предполагается, что давление равномерно распределено, линейное давление Распределение подразумевает твердую опору на однородной почве.Настоящий опора, как правило, не жесткая, и давление под ней неравномерно, но Было обнаружено, что решения, использующие эту концепцию, являются адекватными. Этот Концепция также приводит к довольно консервативному дизайну.

Конструкция жесткой прямоугольной опоры заключается в определении расположение центра тяжести (cg) нагрузок на колонну и использование длины и такие размеры ширины, чтобы центр тяжести основания и центр силы тяжести колонны нагрузки совпадают.С размерами опоры установил, ножницы

можно подготовить диаграмму моментов, выбрать глубину сдвига (опять же является обычным, чтобы сделать глубину достаточной для сдвига без использования сдвига армирование, чтобы косвенно удовлетворить требованиям жесткости), и армирование сталь, выбранная для требований к гибке. Критические секции на сдвиг, оба диагональное натяжение и широкая балка должны приниматься, как указано в предыдущем раздел.Максимальные положительные и отрицательные моменты используются при проектировании армирующей стали, и в результате получится сталь как в нижней, так и в верхней части луч.

В коротком направлении очевидно, что вся длина не будет эффективен в сопротивлении изгибу. Эта зона, ближайшая к колонне, будет наиболее эффективен для изгиба, и рекомендуется использовать этот подход. Это в основном то, что Кодекс ACI определяет в Ст.15.4.4 для прямоугольного опоры

Если принять, что зона, в которую входят столбцы, больше всего эффективная, какой должна быть ширина этой зоны? Конечно, это должно быть что-то больше ширины столбца. Наверное, не должно быть больше ширина столбца плюс d до 1,5d, в зависимости от расположения столбца на основе аналитическая работа автора, отсутствие руководства по Кодексу и признание того, что дополнительная сталь «укрепит» зону и увеличит моменты в этой зоне и уменьшить момент выхода из зоны.Эффективная ширина при использовании этого метода проиллюстрирован на рис.27. Для оставшейся части фундамента в коротком направлении Кодекс ACI Должно использоваться требование для минимального процентного содержания стали (ст. 10.5 или 7.13).

При выборе размеров для комбинированного фундамента размер длины равен несколько критично, если желательно иметь диаграммы сдвига и момента математически близко как проверка ошибок.Это означает, что если длина точно вычисленное значение из местоположения cg столбцов, Эксцентриситет будет внесен в основание, что приведет к нелинейному диаграмма давления грунта. Однако фактическая длина в заводском состоянии должна быть округляется до практической длины, скажем, с точностью до 0,25 или 0,5 фута (от 7,5 до 15 см).

Нагрузки на колонну могут быть приняты как сосредоточенные нагрузки для расчета сдвига и диаграммы моментов.Для расчета значения сдвига и момента на краю (торце) столбца следует использовать. Результирующая ошибка при использовании этого подхода: незначительно Рис. (28)

Если основание нагружено более чем двумя колоннами, проблема не устранена. статически детерминированный; реакции (нагрузки на колонку) известны также как распределенная нагрузка, то есть давление грунта.

Методика расчета прямоугольной комбинированной опоры: —

Ссылаясь на рис.29, этапы проектирования можно резюмировать следующим образом:

1- Найдите направление применения результирующего R. Это исправление L / 2, поскольку y равно известные и ограниченные. Следует указать, что если длина L не равна точно рассчитанное значение, эксцентриситет будет введен в опоры, в результате чего получается нелинейная диаграмма давления грунта.Фактический как построенный длину, однако, следует округлить до практической длины, скажем, до ближайшие 5 см или 10 см.

максимальный + ve момент в точке K, где сила сдвига = ноль

6- Определите глубину сдвига. Принято делать глубину адекватной на сдвиг без использования сдвига армирование. Критическое сечение сдвига находится на расстоянии d от грани. столбца, имеющего максимум сдвиг, рис.30

7-Определить глубина продавливания сдвига для обеих колонн. По данным ACI, критическое сечение это на d / 2 от грани колонны. Рис.30.

9-д выбран наибольший из

т = д + От 5 до 8 см.

11- Проверьте напряжения сцепления и длину анкеровки d.

12- Короткое направление:

Нагрузки на колонны распределяются поперечно поперечными балками (скрытыми), одна под каждым столбцом.Длина балок равна ширине балки. опоры B. Эффективную ширину поперечной балки можно принять как минимум из следующего:

а- Ширина колонны a + 2 d или ширина колонны a + d + проекция фундамента за столбцом y, рис.31.

б- Ширина подошвы

Следует отметить, что код ACI считает, что эффективная ширина поперечная балка равна ширине колонны a + d или ширине колонны a + d / 2 + y. Поперечный изгибающий момент M _T1 в колонне (1) равен

Поперечная арматура должна быть распределена по полезной ширине. поперечной балки.Для остальной части фундамента минимум следует использовать процентную сталь. Напряжения связи и длина анкеровки d _d, следует проверить.

Стойка комбинированная трапециевидная: —

Комбинированная трапециевидная опора для двух колонн, используемая, когда колонна несет самая большая нагрузка находится рядом с линией собственности, где проекция ограничена или когда есть ограничение на общую длину опоры.Ссылаясь на Рис.32 ,

Положение результирующей нагрузки на столбцы R определяет положение центриод трапеции. Длина L определяется, а площадь A равна вычислено из:

Процедура проектирования такая же, как и для прямоугольного комбинированного фундамента, за исключением того, что диаграмма сдвига будет кривой второй степени, а изгибающий момент — кривая третьей степени.

Конструкция ременных или консольных опор

Можно использовать ленточную опору. где расстояние между колоннами настолько велико, что комбинированная или трапециевидная опора становится довольно узкой, что приводит к высоким изгибающим моментам, или где, как в предыдущем разделе.

ремешок основание состоит из двух опор колонн, соединенных элементом, называемым ремень, балка или консоль, передающая момент извне опора.На рис.33 показано ленточное основание. Поскольку ремешок предназначен для

момент, либо это должно быть образуются вне контакта с почвой или почву следует разрыхлить на на несколько дюймов ниже ремешка, чтобы ремешок не оказывал давления на грунт действуя по нему. Для простоты разбора, если ремешок есть. не очень долго, весом ремешка можно пренебречь.

При проектировании ленточной опоры сначала необходимо выровнять опоры.Это делается при условии, что равномерное давление грунта под основаниями; то есть R ₁ и R ₂ (Рис.33) действуют в центре опоры.

Ремешок должен быть массивным член, чтобы это решение было действительным. Развитие уравнения 1 подразумевает жесткую вращение тела; таким образом, если ремешок не может передавать эксцентрик момент из столбца 1 без вращения, решение недействительно.Избежать рекомендуется вращение внешней опоры.

I _ремень / I _опора > 2

Желательно пропорции обе опоры так, чтобы B и q были как можно более равны для управления дифференциальные расчеты.

Методика расчета опор ремня

реакция под интерьер опора будет уменьшена на такое же значение, как показано на Рис.33

1- Дизайн начинается с пробной стоимости

евро.

6- Убедитесь, что центр тяжести площадей двух опор совпадают с равнодействующей нагрузок на колонну.

7- Рассчитайте моменты и сдвиг в различных частях ремня. опора.

8- Дизайн ремешка

Ремешок представляет собой однопролетная балка, нагруженная вверх нагрузками, передаваемыми ей двумя опор и поддерживаются нисходящими реакциями по центральным линиям двух столбцы.Таким образом, нагрузка вверх по длине L равна R ₁ / L. т / м ‘. Местоположение максимального момента получается приравниванием сдвига сила до нуля. Момент уменьшается к внутренней колонне и равен нулю. по центральной линии этого столбца. Следовательно, половина армирования ремня составляет снята с производства там, где больше нет необходимости, а вторая половина продолжается до внутренняя колонна. Проверьте напряжения сдвига и используйте хомуты и изогнутые стержни, если нужно.

9- Конструкция наружной опоры

Внешняя опора действует точно так же, как настенный фундамент длиной, равной L. Хотя колонна расположен на краю, балансирующее действие ремня таково, что передают реакцию R ₁ равномерно по длине L ₁ Таким образом достигается желаемое равномерное давление почвы. Дизайн выполнен точно так же, как для настенного фундамента.

10- Дизайн межкомнатной опоры

Внутренняя опора может быть спроектирован как простой одноколонный фундамент. Основное отличие состоит в том, что Пробивные ножницы следует проверять по периметру fghj, рис.33.

ФУНДАМЕНТЫ

Введение

Фундамент плота непрерывные опоры, которые покрывают всю площадь под конструкцией и поддерживает все стены и колонны.Термин мат также используется для обозначения фундамента. этого типа. Обычно используется на почвах с низкой несущей способностью и там, где площадь, покрытая расстеленными опорами, составляет более половины площади, покрытой структура. Плотный фундамент применяется также там, где в грунтовой массе содержится сжимаемые линзы или почва достаточно неустойчива, так что дифференциал урегулирование будет трудно контролировать. Плот имеет тенденцию преодолевать мост неустойчивые отложения и уменьшает дифференциальную осадку.

Несущая способность плотов по песку

Биологическая способность основания на песке увеличивается по мере увеличения ширины. Благодаря большой ширине плота по сравнению с шириной обычной опоры, допустимая опора вместимость под плотом будет намного больше, чем под опорой.

Было замечено на практике что при допустимой несущей способности под плотом, равной удвоенной допустимая несущая способность определяется для обычной опоры.отдых на том же песке даст разумная и приемлемая сумма урегулирования.

Если уровень грунтовых вод находится на глубина равна или больше B, ширина плота, допустимая Несущая способность, определенная для сухих условий, не должна уменьшаться. Если есть вероятность, что уровень грунтовых вод поднимается, пока не затопит площадка, допустимая несущая способность следует уменьшить на 50%.Если уровень грунтовых вод находится на промежуточной глубине между B и основанием плот, следует сделать соответствующее уменьшение от нуля до 50%.

Несущая способность плотов по глине.

В глинах несущая способность не зависит от ширины фундамента. вместимость под плотом будет такая же, как и под обычным основанием.

Если предполагаемый дифференциал осадка под плотом более чем терпима или если вес здание, разделенное на его площадь, дает несущее напряжение больше, чем допустимая несущая способность, плавающий или частично плавающий фундамент должен рассматриваться.

Выполнить плавающий фундамент, земляные работы должны проводиться до глубины D, на которой вес выкопанного Грунт равен весу конструкции, рисунок 2.В этом случае избыточное наложенное напряжение Δp на уровне фундамента равна нулю и, следовательно, здание не пострадает.

Если полный вес building = Q

и вес удаленной почвы = Ш _с

и превышение нагрузки при уровень фундамента = Q _e

\ Q _e ₌ QW _s

В случае плавающего фундамента ;

Q = W _s и, следовательно, Q _e = Ноль

В случае частично плавающего фундамент, Q _e имеет определенный значение, которое при делении на площадь основания дает допустимый подшипник емкость почвы;

Проектирование плотных фундаментов;

Плоты могут быть жесткими. конструкции (так называемый традиционный анализ), при которых давление грунта действует против плиты плота предполагается равномерно распределенным и равным общий вес постройки, деленный на площадь плота.Это правильно, если столбцы более или менее загружены и расположены на одинаковом расстоянии, но на практике выполнить это требование сложно, поэтому допускается чтобы нагрузки на колонны и расстояния варьировались в пределах 20%. Однако если нисходящие нагрузки на одних участках намного больше, чем на других, это желательно разделить плот на разные части и оформить каждую зону на соответствующее среднее давление. Непрерывность плиты между такими области обычно предоставляются, хотя для областей с большими различиями в давление рекомендуется строить вертикальный строительный шов через плита и надстройка, чтобы учесть дифференциальную осадку.

В гибком плотном фундаменте дизайн не может быть основан только на требованиях к прочности, но это необходимо подвергнуться из-за прогнозируемого заселения. Толщина и количество армирования плота следует подбирать таким образом, чтобы предотвратить развитие трещин в плите. Поскольку дифференциальный расчет не учтено в конструктивном дизайне, принято усиливать плот с вдвое большей теоретической арматурой.Количество сталь можно принять как 1% площади поперечного сечения, разделенной сверху и Нижний. Толщина плиты не должна превышать 0,01 от радиус кривизны. Толщина может быть увеличена около колонн до ^{для предотвращения разрушения при сдвиге.}

Есть два типа плотных фундаментов:

1- Плоская плита перекрытия, которая представляет собой перевернутую плоскую плиту Рис.34-а. Если толщина плиты недостаточна, чтобы противостоять продавливанию под колонны, пьедесталы могут использоваться над плитой Рис. 34-.b или, ниже плиты, с помощью утолщение плоской плиты под колоннами, как показано на Рис. 34-c.

2- Плита и балка на плоту, есть. перевернутый R.C. пол, состоит из плит и балок, идущих вдоль колонны, рядами в обоих направлениях, Рис.34-d, он также называется ребристым матом. Если желателен сплошной пол в цоколь, ребра (балки) могут быть размещены под плитой, рис.34-е.

Конструкция плота плоской перекрытия

Плот, _{который
равномерной толщины, делится на полосы столбцов и средние полосы как
показано на рис. 35-а. Ширина полосы столбцов равна b + 2d, где b =
сторона колонки. Глубину плота d можно принять примерно равной 1/10
свободный промежуток между столбцами.Также ширину полосы столбца можно принять
равно 3 б.}

Планки колонн выполнены в виде неразрезные балки, нагруженные треугольными нагрузками, как показано на рис. 35-b. Сеть интенсивность равномерного восходящего давления f _n под любой площадью, для Например, площадь DEFG можно принять равной одной четвертой общей нагрузки. на столбцах D, E, F и G, разделенных на площадь DEFG.

Суммарные нагрузки, действующие на планка колонны BDEQ, рис.35-a приняты в виде треугольных диаграмм нагружения, показанных на рис. 35-б. Общая нагрузка на деталь DE, P _DE, принимается равной чистое давление, действующее на площадь DHEJ.

Конструкция жесткого плота (традиционный метод)

Размер плота устанавливается равнодействующая всех нагрузок и определяется давление грунта. вычислено в различных местах под основанием по формуле.

Плот подразделяется на ряд непрерывных полос (балок) с центром в рядах колонн, как показано на Рис.37.

Диаграммы сдвига и момента могут быть установлены с использованием либо комбинированного анализа фундамента, либо балочного момента коэффициент Коэффициенты момента балки. Коэффициент момента балки PI ²/10 для длинных направлений и Для коротких направлений может быть принят PI ²/8.Отрицательный и положительные моменты будем считать равными. Глубина выбрана так, чтобы удовлетворить требования к сдвигу без использования хомутов и растягивающей арматуры выбрано. Глубина обычно будет постоянной, но требования к стали могут варьироваться от полосы к полосе. Аналогично анализируется и перпендикулярное направление.

Расчет перекрытия и фермы (ребристый мат)

Если столбец загружается и интервалы равны или изменяются в пределах 20%, чистое восходящее давление f _n действие на плот предполагается равномерным и равным Q / A.

где

Q = вес здания при на уровне земли, и

A = площадь плота (по за пределами внешних колонн).

Если это давление больше чем чистое допустимое давление на грунт, площадь плота должна быть увеличен до площади, достаточно большой, чтобы снизить равномерное давление на сетку допустимое значение. Этого можно добиться, выполнив выступ плиты за пределы внешняя грань внешних колонн.

Ссылаясь на Рис. 38, различные элементы плота могут иметь следующую конструкцию:

Конструкция плиты:

1-Расчет поперечных балок B ₁ и B ₂

Равномерно распределенная нагрузка / м ‘ на

Пусть R ₁ и R ₂ быть центральной реакцией балок B ₁ и B ₂ на центральная балка дальнего света В _{и 3} соответственно.Концевые балки B ₁ несет только часть нагрузки, которую несет балка B ₂ и, следовательно, центральная реакция R ₁ принимается равной

KR ₂ где K — коэффициент, основанный на сравнительной области, то

Также предполагается, что сумма центральных реакций от поперечных балок B ₁ и B ₂ равно суммарным нагрузкам от центральных колонн, таким образом,

2R ₁ + 8R ₂ = 2-пол. ₁ + 2-пол. ₂ (2)

Решение уравнений.(1) и (2), R ₁ и R ₂ может быть определен.

Изгибающий момент и сдвиг силовые диаграммы можно нарисовать, как показано на рис.39. Реакции R ₁ и R ₂ можно определить, приравняв сумму вертикальных сил до нуля. Центральное сечение балок при положительном изгибающем моменте может быть выполнен в виде Т-образной балки, так как плита находится на стороне сжатия. Разделы балки под центральной балкой B ₃ должны быть прямоугольными. раздел.

2- Конструкция центральной главной балки B ₃

Нагрузка, усилие сдвига, диаграммы и диаграммы изгибающего момента показаны на рис. 40-а. Раздел может быть выполнен в виде Т-образной балки.

3- Конструкция центральной главной балки B ₄

Нагрузка, усилие сдвига, диаграммы изгибающих моментов представлены на рис.40-б Разрез может быть спроектирован как тавровая балка

Что такое Mat Foundation? Функции, использование и конструкция

🕑 Время чтения: 1 минута

Плотный или матовый фундамент представляет собой большую непрерывную бетонную плиту прямоугольной или круглой формы, которая несет всю нагрузку на надстройку и распределяет ее по всей площади под зданием.Он считается одним из типов неглубоких фундаментов и используется для контроля дифференциальной осадки.

Матовый фундамент распространяется под следом здания и снижает контактное давление по сравнению с традиционным ленточным или траншейным фундаментом.

Это подходящее решение для грунта с низкой несущей способностью, разложенного основания, покрывающего около 70% конструкции, высоких нагрузок на конструкцию, мягких карманов или полостей в грунте на плоту неизвестной протяженности и сильно сжимаемого грунта, который простирается на большую глубину.

Функции Mat Foundation

Распределите нагрузки на надстройку и распределите их по всей площади основания здания.
Уменьшение дифференциальной осадки конструкций, построенных на слабом грунте.

Использование матовой основы

Применяется для строительства коммерческих зданий. В этом случае обычно большие нагрузки. Фундаменты из циновок популярны там, где обычны подвалы.
Матовый фундамент также используется для грунта с низкой несущей способностью, чтобы распределить нагрузку на здание и, следовательно, построить устойчивый фундамент.
Используется для уменьшения дифференциальной осадки зданий.
Плотный или матовый фундамент используется при нестабильном слое почвы. В этом случае ленточный фундамент покроет более 70% площади земли под зданием. Также в районах добычи полезных ископаемых обычно возникают ситуации, когда слой почвы может подвергаться подвижкам.

Фиг.1: Матовая основа

Строительство фундамента из циновки или плота

Удалите грязь и выкопайте землю до однородного и ровного уровня.
Фундамент затем уплотняется трамбовкой.
Затем на землю укладывают водонепроницаемый пластиковый лист.
После этого налейте примерно 7-сантиметровый слой простого цементного бетона, чтобы создать идеально ровное и ровное основание для фундамента.
Уложите арматуру на распорки над основанием фундамента. В обоих направлениях предусмотрено усиление в виде стальной сетки.Две сетки усилены сверху и снизу фундамента для уравновешивания изгибающих сил, направленных вверх и вниз.
После того, как вся сталь уложена, заливается бетон до желаемой толщины, которая обычно находится в диапазоне от 200 мм до 300 мм для небольших зданий: она может быть намного толще, если необходимо переносить тяжелые грузы. Минимальное покрытие арматуры должно составлять 50 мм.
Наконец, следует использовать подходящий режим отверждения, чтобы убедиться, что бетон достигает заданной прочности на сжатие.

Рис. 2: Земляные работы для строительства фундамента на плоту или мате Рис. 3: Установленное армирование для фундамента на плоту или мате Рис. 4: Заливка бетона для плотного фундамента

Подробнее:

Плотный фундамент — проектные требования и применимость

Каковы требования к конструкции фундамента?

Безопасные значения несущей способности для различных грунтов

Фундаменты на плотах — типы и преимущества

Испытания грунта, необходимые для фундаментов мелкого заложения и фундаментов

Эффективность ленточного фундамента с армированием георешеткой для различных типов грунтов в Мосуле, Ирак

Реферат

Основная причина проблемного разрушения грунта при определенной нагрузке — низкая несущая способность и чрезмерная осадка.В связи с растущим интересом к использованию неглубокого фундамента для поддержки тяжелых конструкций важно изучить методы улучшения почвы. Техника использования геосинтетического армирования широко применяется в последние несколько десятилетий. Целью данной статьи является определение влияния использования георешетки Tensar BX1500 на несущую способность и осадку ленточного основания для различных типов почв, а именно Аль-Хамедат, Башика и Аль-Рашидия в Мосуле, Ирак. Расчет армированных и неармированных грунтовых оснований проводился численно и аналитически.Был протестирован ряд условий путем варьирования количества ( N ) и ширины ( b ) слоев георешетки. Результаты показали, что георешетка может улучшить несущую способность основания и уменьшить осадку. Почва на участке Аль-Рашидиа была песчаной и показала лучшее улучшение, чем почвы на двух других участках (глинистые почвы). Оптимальная ширина георешетки ( b ) в пять раз превышала ширину основания ( B ), в то время как оптимальное число георешетки ( N ) получено не было.Наконец, численные результаты предельной несущей способности были сопоставлены с аналитическими результатами, и сравнение показало хорошее соответствие между результатами анализа и оптимальным диапазоном, опубликованным в литературе. Значительные результаты показывают, что усиление георешетки может способствовать улучшению грунтового основания, однако напрямую не зависит от ширины и количества только георешетки. Различные свойства почвы и размер основания также влияют на значения BCR и SRR, подтвержденные расчетами коэффициента улучшения.Таким образом, полученные результаты дополнили выгоду от эффективного применения укрепленных грунтовых оснований.

Образец цитирования: Хасан Н.И., Мохд Тайб А., Мухаммад Н.С., Мат Язид М.Р., Муталиб А.А., Абанг Хасболла Д.З. (2020) Эффективность ленточного фундамента с армированием георешеткой для различных типов почв в Мосуле, Ирак. PLoS ONE 15 (12): e0243293. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0243293

Редактор: Цзяньго Ван, Китайский горно-технологический университет, КИТАЙ

Поступила: 17 июня 2020 г .; Принята к печати: 19 ноября 2020 г .; Опубликовано: 17 декабря 2020 г.

Авторские права: © 2020 Hasan et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе.

Финансирование: Инициалы автора: AMT Номер гранта: GGPM-2018-039 Спонсор: Universiti Kebangsaan Malaysia URL: https://www.ukm.my/portal/ Роль спонсора: Оплата сборов за публикацию и предоставление оборудования для проекта.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Введение

Методы улучшения грунта с помощью геосинтетических материалов были широко разработаны за последние несколько десятилетий, особенно в области строительства дорожных покрытий и фундаментов. Хотя было проведено множество экспериментальных исследований для определения эффекта геосинтетического армирования, анализ различается в отношении свойств геотекстиля, таких как форма и размеры, расстояние и толщина [1–13].Кроме того, в исследованиях также анализируется влияние различных типов грунтов и конструкций основания. Что касается поведения грунта с классификацией песчаных грунтов, многочисленные аналитические исследования внесли свой вклад в изучение взаимодействия грунта и конструкции, проведенного несколькими исследователями в отношении несущей способности оснований из грунта, армированного георешеткой [13–17]. Кроме того, бесчисленные численные модели, позволяющие сэкономить время и средства, были выполнены для исследования несущей способности и осадки армированного грунта [9, 18–29].Концепция армированного грунта как строительного материала, основанная на существовании взаимодействий между грунтом и арматурой за счет прочности на растяжение, фрикционных и адгезионных свойств арматуры, была впервые введена французским архитектором и инженером Анри Видалем в 1960-х годах [29]. С тех пор этот метод широко используется в инженерно-геологической практике. Геосинтетические материалы, которые используются в армированных грунтах, бывают разных типов, включая геосетки, геотекстиль, геомембраны, геосинтетические глиняные облицовки, геосетки и геоячейки [30].Георешетка — один из строгальных геосинтетических материалов, обычно изготавливаемых из полимеров; В настоящее время различные разновидности геосеток изготавливаются из полипропилена или полипропилена высокой плотности (HDPP), что способствует эффективному использованию различных геотекстильных материалов.

Фундамент с армированным грунтом называется фундаментом с армированным грунтом (РПЗ). На рис. 1 показан типичный геосинтетический армированный грунт фундамент и описание различных геометрических параметров. Параметры армирования георешеткой включают расстояние между верхними слоями ( и ), расстояние по вертикали ( с или х ), количество слоев армирования ( N ), общую глубину армирования ( d ) и ширину арматуры ( б ).Как указано в литературе, оптимальное значение для параметров ( u / B ) и ( h / B ) составляет 0,33 (где B — ширина основания). Во многих исследованиях были выбраны разные размеры основания и георешетки, но все результаты указывают на различное поведение в зависимости от классификации почвы. Можно понять, что разные географические районы имеют разные типы почвы и условия, следовательно, правильная конструкция используемой георешетки важна для улучшения грунтовых оснований.Более того, фундаменты из армированного грунта могут быть экономичной альтернативой обычным фундаментам мелкого заложения с большими размерами фундамента, которые, в свою очередь, увеличивают осадку фундамента из-за увеличения глубины зоны влияния под фундаментом или замены слабых слоев грунта подходящими материалами [31] .

В течение последних тридцати лет было проведено множество экспериментальных, численных и аналитических исследований для изучения поведения RSF для различных типов почв.Все исследования показали, что использование арматуры может значительно увеличить несущую способность и уменьшить осадку грунтовых оснований [33]. Чен и Абу-Фарсах и др. . В работе [34] использовались две концепции для оценки преимуществ фундамента с усиленным грунтом, например, коэффициент несущей способности (BCR) и коэффициент уменьшения осадки (SRR). BCR определяется как отношение несущей способности фундамента из армированного грунта к несущей способности фундамента из неармированного грунта, тогда как SRR определяется как отношение уменьшения осадки основания на основе армирования к осадке основания из неармированного грунта при постоянном поверхностном давлении [ 35].BCR представлен как: (1)

Где:

( q _ult) _r — предельная несущая способность фундамента из армированного грунта.

( q _ult) _u — это предельная несущая способность неармированного грунтового основания.

И SRR определяется как: (2)

Где:

s _R — осадка из армированного грунтового основания.

с ₀ — осадка неармированного грунтового основания.

Многие из этих исследовательских усилий были направлены на изучение параметров и переменных, которые будут влиять на значения BCR и SRR. Другие исследования также были сосредоточены на улучшении осадки фундамента, других геотехнических структур и методов расчета, таких как Abbas и др. . [36], Rosyidi и др. . [37], Хаджезаде и др. . [38], Joh и др. .[39], Чик и др. . [40], Ли и др. . [41], Азриф и др. . [42] и Zhanfang и др. . [43] работают. Гвидо и др. . [1] провели экспериментальное исследование земляных плит, армированных геотекстилем. Их модельные испытания проводились с использованием квадратного фундамента на песке. Они показали, что BCR уменьшалась с увеличением ед / Б ; улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 0B для u / B , h / B и b / B отношения 0,5, 0,25 и 3. Незначительное улучшение BCR наблюдалось при увеличении отношения длин ( b / B ) армирования сверх трех с двумя армирующими слоями и соотношениями u / B и h / B , равными 0,25 и 0,25, соответственно. Кроме того, Ли и др. . [44] провели испытание лабораторной модели с использованием жесткой ленточной опоры, опирающейся на плотный песок, покрывающий мягкую глину, со слоем геотекстиля на границе раздела.Они обнаружили, что армирующий слой на границе раздела песок-глина привел к дополнительному увеличению несущей способности и уменьшению осадки основания; Эффективная ширина арматуры, которая привела к оптимальным характеристикам основания, оказалась примерно в пять-шесть раз больше ширины основания.

Кроме того, исследование методом конечных элементов, проведенное Курианом и др. . [45] на ленточном основании, поддерживаемом армированным песком, с использованием модели грунта Дункана-Чанга показали явное уменьшение осадки в армированном песке при более высоких нагрузках, чем в случае неармированного песка.Численные результаты также показали, что небольшое увеличение осадки произошло в армированном песке на начальной стадии процесса нагружения. Возможное объяснение этого явления дано Курианом и др. . [45] было то, что нормальная нагрузка была слишком мала, чтобы мобилизовать достаточное трение между грунтом и арматурой. Относительное движение между грунтом и арматурой увеличивалось с увеличением нагрузки и уменьшалось с увеличением глубины армирования.Максимальное напряжение сдвига на границе раздела грунт-арматура произошло на относительном расстоянии ( x / B ) примерно 0,5 от центра основания, а напряжение, развиваемое в арматуре, было максимальным в центре и постепенно уменьшалось к концу. арматуры. С другой стороны, Махарадж [19] выполнил численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом армированной глиной, с использованием модели грунта Друкера – Прагера. Он пришел к выводу, что в случае однослойной арматуры оптимальное соотношение расстояния между верхними слоями ( u / B ) оказалось около 0.125 из армированной глины. Он также обнаружил, что эффективное соотношение длины ( b / B ) арматуры было около 2,0, глубина воздействия зависела от жесткости арматуры, а увеличение геосинтетической жесткости уменьшило оседание основания.

Хотя многие исследования показали много интересных особенностей механизма взаимодействия почва-геосинтетика, методы, используемые для проектирования геосинтетических грунтовых систем, все еще различаются и в большинстве случаев озадачивают инженеров.В основном использовался расчет системы армированного грунта с использованием методов предельного равновесия, который считался очень консервативным [46–48]. В последнее время внедрение метода конечных элементов для моделирования и анализа системы армированного грунта обеспечило соответствующие проектные характеристики, низкую стоимость и скорость, с использованием различных систем армирования грунта и граничных условий [49]. Однако необходимость численного и аналитического исследования, учитывающего основные факторы механизма взаимодействия армированного грунтового основания, остается актуальной.В этой статье анализ несущей способности и осадки армированного георешеткой и неармированного грунтового основания трех участков (т.е. Аль-Хамедат, Аль-Рашидия и Башика) в Мосуле, Ирак, проводится численно с помощью программы конечных элементов Plaxis. и сравнивается с аналитической несущей способностью, рассчитанной теоретически с использованием метода, разработанного Ченом и Абу-Фарсахом [17]. Производные и аналитические методы основаны на анализе предельного равновесия и рассчитывают только предельную несущую способность в отношении данного осадки.Поскольку с помощью этих методов невозможно получить осадки, поэтому осадки, полученные в результате численного анализа, были использованы в теоретическом методе.

Механизм армирования георешеткой

Во многих случаях при строительстве неглубокие фундаменты возводятся поверх существующего слабого грунта, что приводит к низкой несущей способности и чрезмерным проблемам осадки. Недостатки могут вызвать структурное повреждение, снижение срока службы и ухудшение уровня производительности [50].В этих условиях методы улучшения почвы использовались в течение долгого времени для решения проблемы, связанной с этими типами почв. Несколько исследователей разработали различные методы улучшения почвы для повышения прочности почвы с помощью различных методов стабилизации. Для решения вышеупомянутых проблем с почвой было разработано несколько типов методов улучшения почвы, включая цементацию, вертикальные дренажи, замену грунта, укладку свай и геосинтетическое армирование [51–54]. Полимерная природа геосинтетического материала делает геосинтетические изделия долговечными в различных условиях грунта и окружающей среды.Общие применения геосинтетики в области геотехнической инженерии включают повышение прочности и жесткости подземного грунта, подчеркнутого на неглубоких основаниях и тротуарах, обеспечение устойчивости грунтовых подпорных конструкций и откосов, обеспечивая безопасность плотин, как обсуждалось в Han et al . [55] и Ван и др. . [56] работают. Георешетка используется для улучшения механических характеристик подземного грунта при внешних нагрузках. Таким образом, он широко применяется в качестве армирующих слоев в стенах из механически стабилизированного грунта (MSE) и геосинтетического армированного грунта (GRS), в качестве меры стабилизации откосов и в качестве армирования подземного грунта под тротуарами и фундаментами.Высокая растягивающая способность геосеток позволяет слоям армирования принимать на себя значительную часть растягивающих напряжений, возникающих в массиве грунта из-за действия внешней нагрузки. Таким образом, георешетки действуют как армирующие элементы и усиливают нагрузочно-деформационные характеристики армированного грунтового массива.

В ходе некоторых экспериментальных исследований Бинке и Ли [14] оценили несущую способность грунта, армированного металлическими полосами; Результаты испытаний показали, что несущая способность может быть улучшена в 2–4 раза за счет усиления грунта.Результаты их испытаний также показали, что арматура, размещенная ниже глубины воздействия, которая составляла приблизительно 2B , оказала незначительное влияние на увеличение несущей способности и размещение первого слоя на ( u / B = 0,3) ниже основание фундамента привело к максимальному улучшению. Акинмусуру и Акинболаде [57] исследовали влияние использования канатных волокон в качестве армирующих элементов на песчаную почву; их результаты показали, что предельная несущая способность может быть увеличена до трех раз по сравнению с неармированным грунтом; Оптимальное расстояние между верхними слоями ( и ) было определено как 0 . 5B , и они показали, что улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 75Б . Сакти и Дас [2] провели экспериментальное исследование фундамента из глинистого грунта, армированного геотекстилем. Результаты их испытаний показали, что большинство преимуществ геотекстильной арматуры было получено при соотношении расстояния между верхними слоями ( u / B ), равном 0.От 35 до 0,4. Для u / B 0,33 и h / B 0,33 BCR увеличился с 1,1 до 1,5, когда количество слоев увеличилось с 1 до 3, и после этого оставался практически постоянным. Глубина воздействия при укладке геотекстиля была определена как 1,0 B . Наиболее эффективная длина геотекстиля равнялась четырехкратной ширине ленточного фундамента

Чжоу и Вэнь [58] провели экспериментальное исследование, чтобы изучить влияние использования однослойной песчаной подушки, армированной геоячейками, на мягкой почве.Результаты показали, что произошло существенное уменьшение осадки нижележащего мягкого грунта, а коэффициент реакции земляного полотна K30 был улучшен на 3000%; деформация уменьшилась на 44%. Более того, Рафтари и др. . [24] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом усиленным откосом, с использованием модели грунта Мора – Кулона. Результаты испытаний показали, что осадка фундамента на неармированном склоне более сильная, чем на усиленном.Так как осадка в армированной ситуации с тремя слоями арматуры уменьшилась примерно на 50%. Они сообщили, что для достижения наименьшей осадки оптимальное вертикальное расстояние между георешетками ( х ) должно быть эквивалентно ширине фундамента ( B ). Khing и др. . [5] провели серию модельных испытаний на ленточных фундаментах, поддерживаемых песком, армированным георешеткой. Результаты испытаний показали, что размещение георешетки на глубине ( d / B ) больше 2.25 не привел к улучшению несущей способности ленточного фундамента. Для достижения максимальной выгоды минимальный коэффициент длины ( b / B ) георешетки должен быть равен 6. BCR, рассчитанный при ограниченном соотношении осадки ( s / B ), равном 0,25, 0,5 и 0,75, составляет примерно 67 % –70% от окончательного BCR.

Адамс и Коллин [11] выполнили несколько серий крупномасштабных полевых испытаний. Испытания проводились в бетонном боксе с четырьмя квадратными опорами различных размеров.Для испытаний был выбран мелкодисперсный песок для бетонного раствора с плохой сортировкой. Результаты испытаний показали, что три слоя армирования георешеткой могут значительно увеличить несущую способность и что коэффициент предельной несущей способности (BCR) может быть увеличен до более чем 2,6 для трех слоев армирования. Однако величина осадки, необходимая для этого улучшения, составляла приблизительно 20 мм ( s / B = 5%) и могла быть неприемлемой для некоторых применений фундамента. Результаты также показали, что положительные эффекты армирования при низком коэффициенте осадки ( s / B ) могут быть достигнуты максимально, когда расстояние между верхними слоями меньше 0.25 Б . В качестве альтернативы, Араб и др. . [27] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом песчаным грунтом, с использованием модели затвердевающего грунта. Они сообщили, что для геометрических параметров u / B = h / B = 0,5 и b / B = 4, эффект увеличения количества слоев георешетки ( N ) на несущую способность армированных георешеткой грунтов увеличили несущую способность и немного увеличили общую жесткость армированного песка.Увеличение жесткости георешетки также привело к увеличению BCR. Несмотря на то, что исследования грунтового основания, армированного георешеткой, проводились широко, поведение грунта не полностью отражено, особенно с учетом оптимизированного применения георешетки. Численное моделирование в этом исследовании способствует более глубокому пониманию грунтового основания за счет определения арматуры в моделях грунта.

Численное моделирование

Численное моделирование поведения армированного и неармированного грунтового основания проводилось с использованием программного обеспечения Plaxis.Plaxis — это программа конечных элементов, специально разработанная для анализа деформации и устойчивости в инженерно-геологических задачах [59]. В этом исследовании процесс тестирования включает в себя полное моделирование грунта, усиления георешетки, установки фундамента и приложения нагрузки, как показано на рисунке 1. Реальные сценарии могут быть смоделированы с помощью модели плоской деформации, которая используется в текущей задаче. Модель плоской деформации подходит для реализации с относительно однородным поперечным сечением, схемой нагружения и большой протяженностью модели в направлении, перпендикулярном плоскости модели, где нормальные напряжения полностью учитываются, но смещения и деформации принимаются равными нулю. .

Анализ модели

В Plaxis доступны различные модели почв. С помощью моделирования методом конечных элементов в данной работе была рассмотрена упруго-идеально пластичная модель грунта Мора – Кулона. Конститутивная модель Мора-Кулона широко используется в большинстве инженерно-геологических задач, поскольку исследователи показали, что комбинации напряжений, приводящие к разрушению в образцах грунта при трехосных испытаниях, соответствуют контуру разрушения по критерию Мора-Кулона (шестиугольная форма) Гольдшейдера [60].При использовании конститутивной модели Мора-Кулона в качестве входных данных требуются пять параметров [61]. Эти пять параметров могут быть получены путем анализа основных испытаний грунта, и они состоят из двух параметров жесткости: эффективного модуля Юнга ( E ′) и эффективного коэффициента Пуассона ( v ′) и трех параметров прочности: эффективного сцепления ( c ). ′), Эффективный угол трения ( φ ′) и угол расширения ( ψ ). В 2D-пространстве огибающая разрушения символизирует прямую или слегка изогнутую линию, касающуюся круга Мора или точек напряжения.В диапазонах напряжений в пределах области текучести почвенный материал эластичен. По мере развития критического сочетания напряжения сдвига и эффективного нормального напряжения точка напряжения будет совпадать с зоной разрушения, и предполагается идеально пластичное поведение материала с непрерывным сдвигом при постоянном напряжении. После достижения идеально пластичного состояния материал никогда не сможет вернуться к полностью эластичному поведению без каких-либо необратимых деформаций. Ленточный фундамент моделируется как жесткая плита и в анализах считается очень жестким и грубым.

Детали армированных георешеткой грунтов, рассматриваемых в модельных испытаниях, показаны в Таблице 1. В Plaxis армирование георешетки представлено с помощью специальных элементов растяжения (пятиузловых элементов георешетки). Георешетки имеют только нормальную жесткость и не имеют жесткости на изгиб, которая может выдерживать только растягивающие усилия. Единственное свойство материала георешетки — упругая осевая жесткость EA . Чтобы смоделировать взаимодействие элементов георешетки с окружающей почвой, часто бывает удобно комбинировать эти элементы георешетки с интерфейсами.Назначенные интерфейсы почва-георешетка показаны на рис. 2. Каждому интерфейсу присвоена виртуальная толщина, которая является воображаемым размером, используемым для определения свойств материала границы раздела. Модель упруго-идеально пластическая используется для описания поведения границ раздела при моделировании взаимодействия грунт-георешетка. Кулоновский критерий используется для различения упругого поведения, при котором небольшие смещения могут происходить в пределах границы раздела, и пластического поведения границы раздела, когда происходит постоянное скольжение.Параметры границы раздела рассчитываются из параметров окружающего грунта с использованием коэффициента взаимодействия R _inter, определяемого как отношение прочности на сдвиг границы раздела к прочности почвы на сдвиг [59]. В этом исследовании используются 15-узловые элементы грунта, а прочность границы раздела установлена вручную. Для реального взаимодействия грунт-конструкция граница раздела слабее и гибче, чем связанный грунт, что означает, что значение R _между должно быть меньше 1.Следовательно, в настоящем исследовании предполагается, что R _между равно 0,9.

После того, как геометрическая модель полностью определена и свойства материала назначены слоям грунта и структурным объектам, сетка применяется для расчетов методом конечных элементов (КЭ). Plaxis включает в себя процедуру полностью автоматического создания сетки, в которой геометрия дискретизируется на элементы типа базового элемента и совместимые структурные элементы, как показано на рис. 3. Основным типом элемента в сетке, использованной в настоящем исследовании, является треугольный элемент со средним размером 0.5–2 м, что обеспечивает точный расчет напряжений и разрушающих нагрузок. Plaxis предлагает пять различных плотностей ячеек, от очень крупной до очень мелкой. Предварительные расчеты проводились с использованием пяти доступных уровней глобальной грубости сетки, чтобы получить наиболее подходящую плотность сетки и минимизировать влияние зависимости сетки на моделирование методом конечных элементов. В ходе анализа количество треугольных элементов и точек напряжения в модели для каждого участка было изменено в зависимости от плотности сетки и расположения арматуры.В таблице 2 показано изменение количества элементов и точек напряжений в зависимости от плотности сетки моделей трех участков для случая пяти слоев георешетки. Как видно на рис. 4, размер сетки оказывает минимальное влияние на результаты после примерно 240 элементов для участка Башика и 400 элементов для участков как Аль-Хамедат, так и Аль-Рашидиа. Для Ba’shiqa это соответствует крупной сетке с уточнением вокруг элементов георешетки и фундамента модели, где ожидаются большие концентрации напряжений, и средней сетке с уточнением как для Аль-Хамедат, так и для Аль-Рашидиа.

Смоделированные граничные условия предполагались такими, что вертикальные границы были свободными по вертикали и ограничены по горизонтали, а нижняя горизонтальная граница была полностью фиксированной, как показано на рис. 5. Рассматриваемые вертикальные границы сетки находились на расстоянии 10 м от центра сетки. фундамент с каждой стороны, в то время как нижняя горизонтальная граница была на 20 м ниже основания фундамента, так что эти границы не влияют на напряжения и деформации, возникающие в массиве грунта.В исследовании использовалась точечная нагрузка. Конструкция моделировалась с увеличивающейся величиной нагрузки до тех пор, пока почва не достигла невозможности исследовать оседание под действием приложенной нагрузки. После создания геометрической модели и создания сетки конечных элементов необходимо указать начальное напряженное состояние. Начальные условия состоят из двух различных режимов: один режим для создания начального давления воды, а другой режим для задания начальной геометрической конфигурации и создания начального эффективного поля напряжений.Поскольку слои почвы для Аль-Хамедат и Башика сухие, а уровень грунтовых вод на участке Аль-Рашидиа достаточно глубок, чтобы не влиять на поведение фундамента, состояние грунтовых вод было принято как незначительное. Начальные напряжения в грунте генерируются с использованием формулы Джаки, выраженной уравнением 3 (в программном обеспечении Plaxis процедура создания начальных напряжений в грунте часто известна как процедура K ₀). (3) где K ₀ — коэффициент бокового давления грунта, а φ — угол внутреннего трения грунта.

Plaxis позволяет выполнять различные типы расчетов методом конечных элементов, такие как расчет пластичности, анализ консолидации, анализ уменьшения Phi-c и динамический расчет. Для текущего исследования был выбран пластический расчет. Для проведения анализа упругопластической деформации следует выбрать пластический расчет. Этот тип расчета подходит для большинства практических геотехнических приложений. В инженерной практике проект делится на фазы проекта. Точно так же процесс расчета в Plaxis также разделен на этапы расчета.В данном исследовании рассматриваются два этапа расчета. Первый — это начальная фаза, которая представляет начальную ситуацию проблемы. Второй этап включает в себя усиление георешетки и приложение нагрузки на внешние линии.

При расчетах методом конечных элементов анализ становится нелинейным, если задействован расчет пластичности, что означает, что каждый этап расчета должен решаться в этапах расчета (этапах нагрузки). Размер шага и алгоритм решения важны для нелинейного решения.Если шаг вычисления подходящего размера, то количество итераций, необходимых для достижения равновесия, будет небольшим, около 5–10, а если шаг большой, то количество требуемых итераций будет чрезмерным, и решение может отличаться. Итерационные параметры в программном обеспечении: желаемый минимум и максимум в первую очередь предназначены для определения того, когда расчет должен включать большие или меньшие шаги. Если расчет может решить шаг нагрузки (следовательно, сходиться) за меньшее количество итераций, чем желаемый минимум, который по умолчанию равен 4, он начинает использовать шаг нагрузки, который в два раза больше.Если, однако, для вычисления требуется больше итераций, чем желаемый максимум, который по умолчанию равен 10 для схождения, вычисление решит выбрать шаг вычисления только половинного размера. Для пластического анализа изменение желаемого минимума или желаемого максимума не влияет на результаты. Пока расчет сходится на каждом шаге, неважно, использует ли расчет много маленьких шагов с несколькими итерациями или ограниченное количество больших шагов с большим количеством итераций на шаг.

Существует несколько процедур для решения задач нелинейной пластичности. Все процедуры основаны на автоматическом выборе размера шага в зависимости от применяемого алгоритма. Предельный уровень продвижения нагрузки — одна из таких процедур, которая используется в текущем анализе. Процедура автоматического определения размера шага используется в основном для этапов расчета, на которых необходимо достичь определенного предельного уровня нагрузки. Процедура завершает расчет при достижении заданного уровня нагрузки или при обнаружении разрушения грунта.Количество дополнительных шагов установлено на 1000, чтобы процесс расчета продолжался до конца, прежде чем будет достигнуто количество дополнительных шагов. В этой процедуре итерационные параметры установлены на стандартные и показали хорошую производительность при сходимости вычислений. В стандартных настройках допустимая ошибка, которая представляет собой отклонение от точного решения, была установлена на 0,03, коэффициент чрезмерной релаксации, который отвечает за уменьшение количества итераций, необходимых для сходимости, был установлен на 1,2, максимальное количество итераций было установлено на 50, желаемая минимальная и максимальная итерация была установлена на 4 и 10 соответственно, и, наконец, было активировано управление длиной дуги, что важно для сходимости вычислений и точного определения нагрузки при отказе, иначе расчет будет повторяться и нагрузка при отказе будет переоценен.Поэтапная конструкция была выбрана в качестве варианта ввода нагрузки, где можно определить значение и конфигурацию нагрузки, а также состояние отказа, которое необходимо достичь. Поскольку поэтапное строительство выполняется с использованием процедуры предельного уровня увеличения нагрузки, оно контролируется общим множителем (∑Mstage). Этот множитель обычно начинается с нуля и достигает конечного уровня 1,0 в конце фазы расчета. Временной интервал фазы расчета считается нулевым, поскольку анализ модели является пластическим и не включает консолидацию или использование модели ползучести мягкого грунта.

Свойства материала

Почвы были собраны с трех разных участков в Мосуле, Ирак: Аль-Хамедат, Башика и Аль-Рашидия. Мосул расположен в северной части Ирака. Район отличается обширными равнинами и антиклиналями. Возле реки Тигр расположены три уровня накопленных террас аллювиальных почв. Большая часть почвы в этом районе умеренно экспансивного типа. Плоские участки между антиклиналями покрыты слоистыми наносами стока, которые включают глину, песок, ил, а иногда и покрыты россыпью гравия.В таблице 3 показаны механические и физические свойства почвы, а в таблице S1 показаны пределы Аттерберга и размер зерна для каждого задействованного участка. В данном исследовании использовался бетонный ленточный фундамент шириной B = 600 мм. Свойства основания показаны в Таблице 4. Двухосные георешетки (Tensar BX1500), показанные на Рис. 5, использовались для укрепления почвы на всех трех участках. Различные свойства армирования георешеткой, использованные при моделировании методом конечных элементов данного исследования, показаны в Таблице 5.

Результаты и обсуждения

Результаты, полученные от Plaxis для определения предельной несущей способности и осадки основания, представляли собой кривые осадки под нагрузкой усиленного и неармированного грунта на трех упомянутых площадках, в то время как результаты аналитического анализа Уравнение Мейерхофа [63] и метод, полученный Ченом и Абу-Фарсахом [17], были значениями BCR для этих грунтов с усилением георешетки.

Грунты неармированные

Три моделирования методом конечных элементов были проведены с использованием программного обеспечения Plaxis для оценки предельной несущей способности неармированного грунта для каждого участка. На рис. 6 показана деформированная сетка (увеличенная до 15 раз) грунта под действием разрушающей нагрузки. На рис. 6 можно увидеть небольшой подъем грунта по краям основания и осадку 57,43 мм, что указывает на разрушение грунта при сдвиге. На рис. 7 и 8 показаны разработанные вертикальное напряжение и вертикальное смещение неармированного грунта, соответственно, при приложении разрушающей нагрузки.На рис. 7 и 8 показан пузырь приращений вертикального напряжения и вертикального смещения, соответственно, в пределах профиля почвы из-за приложения нагрузки полосы [64]. Однако вертикальное напряжение и вертикальное смещение уменьшались с увеличением глубины, как показано на этих рисунках значениями штриховки контуров. Соответствующие напряжения и смещения в горизонтальном направлении представлены на рисунках 9 и 10 соответственно. Максимальные горизонтальные напряжения на рис. 9 были сосредоточены непосредственно под основанием на глубине B и по горизонтали шириной B ; кроме того, по штриховке горизонтальных напряжений было ясно, что грунт разрушился под действием местного сдвига.

Максимальная часть горизонтального смещения, представленная на Рис. 10, приходилась на поверхность почвы, и это было причиной вспучивания почвы по краям основания. Однако эти горизонтальные напряжения и смещения значительно повлияли на поведение георешетки, как будет обсуждаться позже в разделе с усиленным грунтом. Напряжения сдвига и деформации, связанные с разрушением, показаны на рисунках 11 и 12 соответственно. Обратите внимание, что максимальные касательные напряжения и деформации или зона сильного сдвига были расположены под краями основания и почти распространялись на глубине 2 B по горизонтали на расстоянии B от краев основания и значительно уменьшались на нижние глубины.Тем не менее, местное разрушение при сдвиге было почти очевидно из затенения касательных напряжений, показанных на рис. 11. На рис. 13 представлены точки пластичности или точки пластичности разрушения, образовавшиеся в массиве грунта под действием разрушающей нагрузки. Пластическая точка — это точка, соответствующая необратимому напряжению и деформации, которая расположена на огибающей Мора-Кулона (огибающая является функцией угла внутреннего трения сцепления грунта).

На рис. 13 также показаны точки растяжения (точки с черным цветом) на поверхности почвы, которые соответствуют трещинам от растяжения (участки напряжений от растяжения).Однако эти точки натяжения указывали на то, что грунт разрушился под действием растяжения, а не сдвига. Теоретическая предельная несущая способность неармированного грунта была получена с помощью формул (4) — (9). Параметры прочности на сдвиг (c и φ ) и удельный вес ( γ ), используемые в следующих уравнениях, показаны в таблице 3.

Сайт Аль-Хамедат:

Сайт Башики:

Сайт в Аль-Рашидии:

Результаты неармированного грунтового основания, полученные с помощью численного анализа, и теоретическая предельная несущая способность, полученная Мейерхофом [63], показаны в Таблице 6.Здесь можно увидеть, что числовые значения несущей способности были больше, чем теоретические значения. Высокое значение несущей способности может быть связано с тем, что уравнения несущей способности обычно недооценивают (более консервативно) предельную несущую способность грунта [64]. Кривые зависимости давления от осадки из численного анализа неармированных грунтовых оснований трех площадок показаны на рис. 14–16. Кроме того, эти цифры показывают метод, используемый для определения предельной несущей способности по кривым нагрузки – осадки; он представляет собой консервативное и наиболее реальное состояние отказа.Этот метод представляет собой метод касательных пересечений, разработанный Траутманном и Кулхави [65].

Из рисунков 14–16 можно заметить, что грунт Аль-Хамедат показывает более высокую несущую способность ( q _u = 640 кПа ), чем два других участка, где грунт Ba’shiqah показывает промежуточную несущую способность. ( q _u = 365 кПа ), а почва Аль-Рашидия является самой низкой ( q _u = 67 кПа ) среди почв.Это различие может быть связано с характеристиками и свойствами почвы, указанными в Таблице 3 и Таблице S1. Считается, что почва на участке Аль-Хамедат представляет собой твердую глину с высокой степенью сцепления ( c = 40 кПа ), Аль-Рашидиа представляет собой песчаный грунт с высоким углом трения ( φ = 28 °) с нулевым сцеплением ( c = 0 кПа), в то время как почва участка Башика классифицируется как глинистая от низкой до средней с относительно низким сцеплением ( c = 15 кПа ) по сравнению с почвой Аль-Хамедат.

Армированные грунты

Девяносто расчетов методом конечных элементов было проведено на армированном грунтовом основании для изучения влияния армирования георешеткой на предельную несущую способность и осадку ленточного основания, расположенного на трех упомянутых участках. Деформированная сетка (увеличенная до 10 раз) армированного георешеткой грунта показана на рис. 17. Кроме того, осадка была уменьшена до 44,68 мм за счет включения арматуры георешетки, где уменьшение осадки было отнесено за счет подъемных сил. создается арматурой георешетки во время деформации и мобилизации осевых растягивающих сил слоев арматуры.Кроме того, просачивание грунта на краях основания уже исчезло, что означало, что грунт не разрушился при сдвиге, как упоминалось ранее в случае неупрочненного грунта. На рис. 18 показаны горизонтальные напряжения, возникающие в массиве укрепленного грунта. Видно, что горизонтальные напряжения были немного увеличены до значения 228,96 кН / м ² из-за передачи части вертикальной нагрузки на горизонтальную нагрузку, которую несет арматура и, в свою очередь, на окружающий грунт. Кроме того, горизонтальные напряжения были распределены по слоям арматуры шириной 5 B , что указывало на взаимосвязь и взаимодействие слоев почвы и георешетки; в результате силы растяжения внутри арматуры были мобилизованы, как показано на рис.19.

На рис. 20 показано распределение горизонтальных смещений в армированном грунте. Понятно, что смещение уменьшено до 8,68 мм из-за ограничения слоев арматуры, стрелки почти одинаково распределены по слоям арматуры и небольшие значения смещения, вызванные на поверхности почвы по сравнению с неармированным состоянием, когда большая часть горизонтального смещения произошла на верхняя часть почвы, вызывающая вспучивание почвы. Следовательно, разрушение грунта при сдвиге предотвращается путем передачи приложенной вертикальной нагрузки к силам растяжения в арматуре георешетки за счет поверхностного трения и опоры между грунтом и арматурой.На рисунках 21 и 22 показаны напряжения сдвига и деформации армированного грунта и их распределение вдоль арматуры георешетки, соответственно. Замечено, что области концентрации касательных напряжений и деформаций под фундаментом уменьшаются за счет распределения напряжений и деформаций вдоль и через слои арматуры, что приводит к изменению плоскости разрушения и предотвращает разрушение в армированной зоне. Пластмассовые точки внутри усиленной зоны изображены на рис. 23.Показано, что точки пластичности сильно концентрируются вдоль армированной зоны, что указывает на экстремальные напряжения, возникающие на границе раздела между почвой и георешеткой. Следовательно, это оправдывает взаимодействие между грунтом и георешеткой и изменение механизма разрушения.

Влияние ширины георешетки

(b) и количества слоев георешетки (N) на предельную несущую способность

На рис. 24–26 показано изменение BCR с шестью различными значениями ширины георешетки (b) для от 1 до 5 слоев георешетки ( N ) для трех участков Аль-Хамедат, Аль-Рашидия и Башика, соответственно.Из рисунков 24–26 видно, что увеличение ширины георешетки (b) и номера георешетки (N) приводит к увеличению BCR для всех трех участков. Кроме того, грунт на Аль-Рашидиа способствует более высокому повышению предельной несущей способности, чем на двух других участках. Улучшение может быть связано с различием свойств почвы и размера зерна, как показано в Таблице 3 и Таблице S1. Почва Аль-Рашидиа песчаная и имеет угол трения ( φ = 28 °) больше, чем на двух других участках, в которых силы пассивного трения и трения между почвой и георешеткой будут выше, чем на двух глинистых участках [8].Что касается участков Аль-Хамедат и Башика с глинистыми почвами, то почва участка Башика с глинистостью от низкой до средней лучше улучшается, чем грунт участка Аль-Хамедат, который представляет собой твердую глину с точки зрения предельной несущей способности. Следовательно, используя армирование георешеткой со слабой глиной, почва может улучшиться до более жесткой глины. Однако максимальное улучшение предельной несущей способности может быть получено при b / B = 5 для любого номера георешетки на этих трех участках, поэтому оптимальная ширина георешетки (b) для трех участков составляет 5 B хотя не было оптимального номера геосетки (N) , полученного как N = 5, все три почвы показывают хорошее улучшение несущей способности основания.

Влияние ширины георешетки

(б) и количества слоев георешетки (N) на осадку основания

Коэффициент уменьшения осадки (SRR%) в зависимости от ширины георешетки ( b ) с числом слоев георешетки от 1 до 5 ( N ) показан на рисунках 27–29 для почв Аль-Хамедат, Аль-Рашидия, и Ba’shiqa соответственно. Из этих рисунков видно, что увеличение ширины слоя георешетки (b) и номера георешетки ( N ) привело к уменьшению осадки основания для трех участков.На рисунках 27–29 наблюдалось уменьшение осадки фундамента (SRR%), полученное на этих трех участках в результате увеличения ширины арматуры георешетки (b) и количества слоев георешетки ( N ). Показано, что большее уменьшение осадки фундамента при увеличении ширины георешетки (b) достигается за счет грунта участка Башика для первых трех слоев георешетки ( N = от 1 до 3), за которым следует грунт Сайты Аль-Рашидиа и Аль-Хамедат соответственно.В то время как в точке N = 4 и 5 почва Аль-Рашидиа начала показывать более высокие улучшения, чем почва стоянки Башика, в отличие от почвы стоянки Аль-Хамедат, которая показывает наименьшее улучшение.

Разница в SRR% может быть вызвана двумя причинами: хорошим углом трения грунта Башика ( φ = 25 °) и возникновением эффекта глубокой опоры [50] в грунте участка Башика, который делает общее разрушение грунта сдвигом развито ниже армированной зоны.В этом случае натяжение всех слоев георешетки в усиленной зоне будет мобилизовано, поскольку основание выйдет из строя с точки зрения предельной несущей способности после пробивки слоев георешетки. Почва участка Аль-Рашидиа показывает второе более высокое улучшение и при N = 4 и 5, что указывает на более высокое улучшение грунтового поселения. Как указывалось ранее, грунт на участке Аль-Рашидиа песчаный и имеет самый высокий угол трения ( φ ) между двумя другими участками, в котором значение мобилизованного натяжения слоев георешетки в усиленной зоне будет выше, чем это два участка из-за попадания частиц песка в отверстия георешетки.Более того, может возникнуть более высокое сопротивление трению в зоне контакта между почвой и слоями георешетки. С другой стороны, грунт Аль-Хамедат имеет угол трения ( φ = 20 °) ниже, чем у двух других участков, что приводит к меньшему трению в зоне контакта грунта с георешеткой и меньшим пассивным силам на краях ребра георешетки. Таким образом, небольшое улучшение отражается на оседании фундамента, даже несмотря на то, что эффект глубокого залегания может происходить в пределах этой почвы.

Из рисунков 27–29 также можно увидеть, что почва Аль-Хамедат демонстрирует лучшее улучшение положения основания при увеличении номера георешетки ( N ), чем прирост ширины георешетки ( b ), в то время как почва Башики была противоположной. .Увеличение может быть связано с более высокой прочностью почвы на участке Аль-Хамедат ( c = 40 кПа ), чем почва Башика ( c = 15 кПа ), где на нее могут повлиять количество слоев георешетки ( N ) больше ширины георешетки ( b ). Оптимальная ширина георешетки ( b ) для трех участков при любом номере георешетки также составляет 5 B , в то время как не было получено оптимальное число георешетки ( N ), N = 5 все три почвы показали хорошее улучшение опоры основания.

Коэффициент улучшения (IF)

Коэффициент улучшения (IF) определяется как отношение несущей способности армированного грунта ( q _{усиленного}) к неармированному грунту ( q _{неармированного}) при определенных сек / B соотношения. Где s / B — отношение осадки основания к ширине основания. IF при различных соотношениях / B был рассчитан для сравнения предельной несущей способности грунтов с разным номером георешетки ( N ) на разных уровнях осадки.Вариация IF с соотношениями s / B трех сайтов показаны на рис. 30–32. Из этих цифр очевидно, что при увеличении осадки фундамента коэффициент улучшения (предельная несущая способность армированного грунта) увеличивается для любого номера георешетки, и это ожидается, поскольку слоям георешетки требуется осадка основания для мобилизации их сил растяжения, следовательно, повышение устойчивости к приложенным вертикальным нагрузкам. Также можно отметить влияние номера георешетки ( N ), увеличение количества слоев георешетки приводит к увеличению IF, таким образом, уменьшая начальную осадку, необходимую для мобилизации натяжения слоя георешетки и обеспечения устойчивости армированного грунта. сопротивление приложенным нагрузкам даже при очень высокой осадке без обрушения.

Более того, использование георешетки в почве на участке Аль-Хамедат демонстрирует меньший коэффициент улучшения и достигает очень большого поселения для улучшения несущей способности основания по сравнению с двумя другими участками. Это большое поселение связано с тем, что почва Аль-Хамедат представляет собой очень прочную глину ( c = 40 кПа) с низким углом трения ( φ = 20 °), чем на двух других участках, и, следовательно, требует высокой осадки для мобилизации напряжения в георешетке. слоев, почва Башика также глинистая ( c = 15 кПа) с углом трения ( φ = 25 °) лучше, чем грунт Аль-Хамедат, поэтому он показал лучшее улучшение предельной несущей способности и меньшее оседание для мобилизации напряжение в слоях георешетки, чем в почве Аль-Хамедат.В то время как почва Аль-Рашидиа показала самое высокое улучшение предельной несущей способности и самое низкое оседание при мобилизации напряжения в слоях георешетки, что связано с почвой Аль-Рашидии, это песок с более высоким углом трения ( φ = 28 °), кроме того, Георешетка лучше работает с песчаным грунтом из-за угла трения и сцепления частиц с отверстиями георешетки.

Сравнение численного и аналитического анализа

BCR численного анализа с использованием Plaxis и аналитического анализа с применением метода, разработанного Ченом и Абу-Фарсахом [17] для армированных грунтов трех участков, сравниваются на рис. 33–35.Эти рисунки показывают изменение BCR численного и аналитического анализа с номером георешетки ( N ) для почв Аль-Хамедат, Аль-Рашидиа и Башика, соответственно.

Из рисунков 33-35 заметно, что аналитический анализ является почти линейным и показал небольшую разницу с численным анализом, что может быть связано с ограничениями в определении точной глубины продавливания в глинистых грунтах (Al-Hamedat & Ba’shiqa), что впоследствии приводит к низкому или высокому сопротивлению грунта приложенным нагрузкам.Кроме того, значения угла наклона арматуры георешетки (ξ и α) для глинистых участков (Аль-Хамедат и Башика) и песчаных участков (Аль-Рашидиа) под нагрузкой на фундамент могут быть выбраны не совсем так, как они есть в действительности. Однако общий аналитический анализ показал почти хорошие результаты, близкие к численному анализу.

Заключение

Что касается комплексного анализа методом конечных элементов и аналитического анализа, включение арматуры может улучшить несущую способность основания и уменьшить осадку.Несущая способность и уменьшение осадки усиленного грунтового основания для трех участков увеличились с увеличением ширины слоев георешетки ( b ). Степень улучшения несущей способности и осадки фундамента для каждого участка была разной. Почва участка Аль-Хамедат показала меньшее улучшение, чем два других участка, в то время как почва участка Аль-Рашидиа показала более высокое улучшение. Оптимальная ширина георешетки для всех трех участков составила (5 B ).Увеличение количества слоев георешетки ( N ) привело к повышению несущей способности и уменьшению осадки армированного грунтового основания на всех трех участках. По мере увеличения количества георешеток степень улучшения несущей способности и осадки фундамента для каждого участка была различной. Почва участка Аль-Хамедат показала меньшее улучшение, чем два других участка, в то время как почва участка Аль-Рашидиа показала более высокое улучшение. Оптимального числа георешеток не было, так как три участка показали хорошее улучшение даже при N = 5.Использование армирования георешеткой с песчаными почвами или слоями слабых глин привело к лучшему улучшению несущей способности и уменьшению осадки, чем более сильные слои, которые требуют более высокого оседания, чтобы показать свои улучшения; это было ненадежно, потому что фундамент мелкого заложения был почти рассчитан на определенный уровень поселения. BCR из аналитического анализа увеличивались по мере увеличения количества ( N ) и ширины ( b ) георешетки. Их приращение было почти линейным и показало приемлемые значения, которые близко соответствовали BCR из численного анализа.Это исследование убедительно доказывает, что усиление георешетки потенциально способствует улучшению грунтового основания, однако напрямую не зависит от ширины и количества только георешетки. Различные свойства почвы и размер основания также влияют на значения BCR и SRR. Общие выводы дополняют преимущество эффективного применения укрепленных грунтовых оснований.

Список литературы

1. Гвидо В. А., Чанг Д. К. и Суини М. А. Сравнение земляных плит, армированных георешеткой и геотекстилем.Канадский геотехнический журнал, 1986, 23 (4): 435–440.
2. Сакти Дж. П. и Дас Б. М. Модельные испытания ленточного фундамента на глине, армированной слоями геотекстиля. Совет по исследованиям в области транспорта, 1987 г. Получено с https://trid.trb.org/view/289088
3. Хуанг К. и Тацуока Ф. Несущая способность укрепленного горизонтального песчаного грунта. Геотекстиль и геомембраны, 1990, 9 (1): 51–82.
4. Мандал Дж. Н. и Сах Х. С. Испытания несущей способности глины, армированной георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 1992, 11 (3): 327–333.
5. Хинг К. Х., Дас Б. М., Пури В. К., Кук Э. Э., Йен С. С. Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 1993, 12 (4): 351–361.
6. Омар М. Т., Дас Б. М., Пури В. К. и Йен С. С. Максимальная несущая способность фундаментов мелкого заложения на песке с армированием георешеткой. Канадский геотехнический журнал, 1993, 30 (3): 545–549.
7.Шин Э., Пинкус Х., Дас Б., Пури В., Йен С. и Кук Э. Несущая способность ленточного фундамента на глине, армированной георешеткой. Журнал геотехнических испытаний, 1993, 16 (4): 534.
8. Дас Б. М. и Омар М. Т. Влияние ширины фундамента на модельные испытания на несущую способность песка с армированием георешеткой. Геотехническая и геологическая инженерия, 1994, 12 (2): 133–141.
9. Етимоглу Т., Ву Дж. Т. Х., Сагламер А. Несущая способность прямоугольных оснований на песке, армированном георешеткой.Журнал геотехнической инженерии, 1994, 120 (12): 2083–2099.
10. Дас Б. М., Шин Э. К. и Сингх Г. Ленточный фундамент на глине, усиленной георешеткой: предварительная процедура проектирования. Международное общество морских и полярных инженеров. Шестая Международная конференция по морской и полярной инженерии, 1996 г., 26–31 мая, Лос-Анджелес, Калифорния, США.
11. Адамс М. Т. и Коллин Дж. Г. Испытания под нагрузкой на большие модели на геосинтетических основаниях из армированного грунта.Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (1).
12. Зайни М. И., Каса А. и Наян К. А. Прочность на сдвиг границы раздела геосинтетической глиняной облицовки (GCL) и остаточного грунта. Международный журнал передовых наук, инженерии и информационных технологий, 2012. 2 (2): 156–158.
13. Xie L., Zhu Y., Li Y. и Su T. C. Экспериментальное исследование давления кровати вокруг геотекстильного матраса с наклонной пластиной. PLoS ONE, 2019, 14 (1): e0211312.pmid: 30682145
14. Бинке Дж. И Ли К. Л. Испытания несущей способности армированных земляных плит. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1975, 101 (Протокол ASCE № 11792).
15. Уэйн М. Х., Хан Дж. И Акинс К. Проектирование геосинтетических армированных фундаментов. геосинтетика в системах усиления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., взято с https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113604
16. Михаловски Р.L. Предельные нагрузки на грунты с усиленным фундаментом. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 2004, 130 (4): 381–390.
17. Чен К. и Абу-Фарсах М. Анализ предельной несущей способности ленточных опор на фундаменте из армированного грунта. Почвы и фундаменты, 2015, 55 (1): 74–85.
18. Лав Дж. П., Берд Х. Дж., Миллиган Г. В. Э. и Хоулсби Г. Т. Аналитические и модельные исследования армирования слоя зернистой насыпи на мягком глиняном грунте.Канадский геотехнический журнал, 1987, 24 (4): 611–622.
19. Махарадж Д. К. Нелинейный конечно-элементный анализ опор полосы на армированной глине. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2003, 8.
20. Эль Савваф М. А. Поведение ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой, над мягким глиняным откосом. Геотекстиль и геомембраны, 2007, 25 (1): 50–60.
21. Ахмед А., Эль-Тохами А. М. и Марей Н. А. Двумерный конечно-элементный анализ лабораторной модели насыпи.В геотехнической инженерии для смягчения последствий стихийных бедствий и реабилитации, 2008 г., https://doi.org/10.1007/978-3-540-79846-0_133
22. Аламшахи С., Хатаф Н. Несущая способность ленточных фундаментов на песчаных склонах, усиленных георешеткой и анкерной сеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (3).
23. Чен К., и Абу-Фарсах М. Численный анализ для изучения масштабного эффекта неглубокого фундамента на укрепленных грунтах. Рестон, Вирджиния: Материалы конференции ASCE Geo-Frontiers 2011, 13–16 марта 2011 г., Даллас, Техас | г 20110000.
24. Рафтари М., Кассим К. А., Рашид А. С. А., Моайеди Х. Осадка мелкого фундамента возле укрепленных склонов. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2013, 18.
25. Аззам В. Р. и Наср А. М. Несущая способность основания из оболочек на армированном песке. Журнал перспективных исследований, 2015, 6 (5). pmid: 26425361
26. Хусейн М.Г. и Мегид М.А. Трехмерный метод конечных элементов для моделирования двухосной георешетки с применением к почвам, усиленным георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 2016, 44 (3): 295–307.
27. Араб М. Г., Омар М. и Тахмаз А. Численный анализ фундаментов мелкого заложения на грунте, армированном георешеткой. Сеть конференций MATEC, 2017, 120.
28. Каса А., Чик З. и Таха М. Р. Глобальная устойчивость и оседание сегментных подпорных стен, армированных георешеткой. ТОЖСАТ, 2012, 2 (4): 41–46.
29. Видаль, М. Х. Развитие и будущее армированного грунта. Труды симпозиума по укреплению грунта на ежегодном съезде ASCE, Питтсбург, Пенсильвания, 1978, стр. 1–61.
30. Кернер Р. М., Карсон Д. А., Дэниел Д. Э. и Бонапарт Р. Текущее состояние тестовых участков Цинциннати GCL. Геотекстиль и геомембраны, 1997, 15 (4–6), 313–340.
31. Бушехриан А. Х., Хатаф Н. и Гахрамани А. Моделирование циклического поведения неглубоких фундаментов, опирающихся на геомеш и песок, армированный якорями. Геотекстиль и геомембраны, 2011, 29 (3): 242–248.
32. Рен Й. Мгновенная реакция на нагрузку и оседание ленточных фундаментов, опирающихся на глину, армированную георешеткой, 2015 г., Получено с https: // etda.библиотеки.psu.edu/catalog/25223
33. Габр М. А., Додсон Р. и Коллин Дж. Г. Исследование распределения напряжений в песке, армированном георешеткой. Геосинтетика в системах укрепления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., взято с https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113608
34. Чен К., Абу-Фарсах М. Ю., Шарма Р., Чжан Х. Лабораторное исследование поведения фундаментов на геосинтетически армированных глинистых грунтах. Отчет об исследованиях в области транспорта: Журнал Совета по исследованиям в области транспорта, 2004 г., 2007 г., (1): 28–38.
35. Алаваджи Х. А. Испытания модели пластиной нагрузкой на складной грунт. Журнал Университета Короля Сауда — Технические науки, 1998, 10 (2).
36. Аббас Дж. М., Чик З. Х. и Таха М. Р. Моделирование и анализ одной сваи, подвергшейся воздействию поперечной нагрузки. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2008, 13 (E): 1–15.
37. Росьиди С. А., Таха М. Р. и Наян К. А. М. Эмпирическая модельная оценка несущей способности осадочного остаточного грунта методом поверхностных волн.Jurnal Kejuruteraan, 2010, 22 (2010): 75–88.
38. Хаджезаде М., Таха М. Р., Эль-Шафи А. и Эслами М. Модифицированная оптимизация роя частиц для оптимального проектирования опор и подпорной стены. Журнал Чжэцзянского университета: Science A, 2011, 12 (6): 415–427.
39. Джох С. Х., Хванг С. К., Хассанул Р. и Рахман Н. А. Построение поперечного сечения модуля упругости железнодорожного полотна под балластом для определения потенциальной осадки. Журнал Корейского общества железных дорог, 2011, 14 (3): 256–261.
40. Чик З., Альджанаби К. А., Каса А. и Таха М. Р. Моделирование искусственной нейронной сетью с перекрестной проверкой десятикратной проверки поведения каменной колонны под насыпью шоссе. Арабский журнал наук о Земле, 2013, 7 (11): 4877–4887.
41. Ли Ю. П., Янг Ю., Йи Дж. Т., Хо Дж. Х., Ши Дж. Й. и Го С. Х. Причины проникновения самоподъемных оснований со спудканом в глины после монтажа. PLoS ONE, 2018, 13 (11): e0206626. pmid: 30395581
42.Азриф М., Закиран М. Н. Ф., Сякира М. Р. Н., Азван С. М., Нур Р. К., Ли Э. К. и др. Применение геофизических исследований к возникновению поселений — тематическое исследование. На 2-м Азиатско-Тихоокеанском совещании EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии (2-е Азиатско-Тихоокеанское совещание EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии). Европейская ассоциация геологов и инженеров, EAGE, 2019.
43. Чжаньфан Х., Сяохун Б., Чао Ю. и Яньпин В. Вертикальная несущая способность фундамента из свайного разжижаемого песчаного грунта при горизонтальной сейсмической силе.PLoS ONE, 2020, 15 (3): e0229532. pmid: 321
44. Ли К., Манджунатх В. и Дэвайкар Д. Численные и модельные исследования ленточного фундамента, поддерживаемого системой армированного гранулированного грунта и мягкого грунта. Канадский геотехнический журнал, 2011 г., 36: 793–806.
45. Куриан Н. П., Бина К. С. и Кумар Р. К. Осадка армированного песка в фундаменте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (9): 818–827.
46. Зорнберг Дж.Г., Лещинский Д. Сравнение международных критериев проектирования геосинтетических армированных грунтовых конструкций. В: Ochiai et al. (ред.) Ориентиры в укреплении земли, 2003, 2: 1095–1106.
47. Лещинский Д. О глобальном равновесии при проектировании геосинтетической армированной стены. J. Geotech. Geoenviron. Англ. ASCE, 2009, 135 (3): 309–315.
48. Ян К.Х. Утомо П. и Лю Т.Л. Оценка подходов к расчету на основе равновесия сил и деформации для прогнозирования нагрузок арматуры в геосинтетических конструкциях из армированного грунта.j.GeoEng, 2013, 8 (2): 41–54.
49. Sieira A.C.F. Вытягивание геотекстиля: численный прогноз. Int. J. Eng. Res., 2016, Appl. 6 (11–4): 15–18.
50. Шарма Р., Чен К., Абу-Фарсах М. и Юн С. Аналитическое моделирование грунтового основания, армированного георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (1): 63–72.
51. Лю С. Ю., Хан Дж., Чжан Д. В. и Хун З. С. Комбинированный метод DJM-PVD для улучшения мягких грунтов. Geosynthetics International, 2008, 15 (1): 43–54.
52. Rowe R.K. и Taechakumthorn C. Комбинированное воздействие PVD и армирования на насыпи на чувствительных к скорости грунтов. Геотекстиль и, 2008, 26 (3): 239–249.
53. Ван К., Ли Х., Сюн З., Ван К., Су К. и Чжан Ю. Экспериментальное исследование влияния цементирующей арматуры на прочность на сдвиг трещиноватого массива горных пород. PLoS ONE, 2019, 14 (8): e0220643. pmid: 31404074
54. Ван Ю., Гэ Л., Ченди С., Ван Х., Хан Дж.И Го З. Анализ гидравлических характеристик улучшенных песчаных грунтов с мягкими породами. PLoS ONE, 2020, 15 (1): e0227957. pmid: 31978135
55. Хан Дж., Покхарел С. К., Ян Х., Манандхар К., Лещинский Д., Халахми И. и др. Характеристики оснований из RAP, армированных геоячейками, на слабом грунтовом полотне при полномасштабных нагрузках от движущихся колес. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2011, 23 (11): 1525–1534.
56. Ван Дж. К., Чжан Л. Л., Сюэ Дж. Ф. и Йи Т. Реакция на осадку неглубоких квадратных фундаментов на песке, армированном георешеткой, при циклической нагрузке.Геотекстиль и геомембраны, 2018, 46 (3): 586–596.
57. Акинмусуру Дж. О. и Акинболаде Дж. А. Устойчивость нагруженных опор на армированном грунте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1981, 107 (ASCE 16320 Proceeding).
58. Чжоу Х. и Вэнь X. Модельные исследования песчаной подушки, армированной георешеткой или геоячейками, на мягкой почве. Геотекстиль и геомембраны, 2008, 26 (3): 231–238.
59. Бринкгрев Р. Б. Дж. И Вермеер П.A. Конечноэлементный код для анализа грунтов и горных пород. A. A. Balkema, Роттердам, Нидерланды, 1998.
60. Гольдшейдер М. Истинные трехосные испытания на плотном песке. Практикум по определяющим отношениям для почв, 1982, 11–54. Получено с https://ci.nii.ac.jp/naid/10007804852/
61. Бринкгрев, Р. Б. Дж., Кумарсвами, С., Свольфс, В. М., Уотерман, Д., Чесару, А., Бонньер, П. Г. и др., 2014 г., Plaxis 2014. PLAXIS bv, Нидерланды.
62. NAUE GmbH & Co.KG, 2012. https://www.naue.com/naue-geosynthetics/geogrid-secugrid/ (веб-сайт) [10 июня 2020 г.]
63. Мейерхоф, Г.Г. Предельная несущая способность фундаментов. geotecniadecolombia.com 1963, Получено с http://geotecniadecolombia.com/xtras/ Максимальная несущая способность фундаментов.pdf
64. Буссинеск, Дж. Применение потенциалов равновесия и движения твердых эластичных материалов, Готье-Виллар, Париж, (1883).
65.Траутманн К. Х. и Кулхави Ф. Х. Поведение при подъеме и перемещении насыпных фундаментов. Журнал геотехнической инженерии, 1988, 114 (2): 168–184.

Типы фундаментов, используемых при строительстве

Независимо от того, строите ли вы дома на одну семью, небоскребы или надстройки, выбор правильного фундамента очень важен. Фундамент любого здания служит двум основным целям — распределять вес от несущих стен на почву или коренные породы под ними и не пропускать грунтовые воды или почвенную влагу.

Топография, геология и почвоведение (изучение почвы) на вашей строительной площадке в дополнение к размеру вашего здания и другим факторам, таким как тип конструкции, будут определять тип фундамента, который подходит для вашего здания.

В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные типы основ и примеры каждого из них. Мы также предоставляем визуальные доказательства каждого фундамента, чтобы помочь прояснить преимущества каждого типа фундамента.

Какие бывают типы фондов

Учитывая, что земля под нашими ногами может состоять из множества различных типов почв, камней, отложений и т. Д., Инженеры-геотехники должны знать, как эти переменные в пределах земли влияют на строительство и структурную целостность.

В строительстве есть две основные категории фундаментов: глубокие и неглубокие. Давайте рассмотрим их на высоком уровне:

1. Глубокие основания

Глубокий фундамент требуется при строительстве на песке и другом мягком грунте, который не сможет выдержать нагрузку здания. Вместо этого необходимо заложить фундамент глубоко под землей или даже под водой, чтобы можно было установить контакт с более прочными слоями земли.

Например, мосты, опоры и плотины должны закладывать фундамент под водой, сохраняя при этом структурную целостность.Именно здесь глубокие фундаменты становятся незаменимыми при возведении крупных сооружений.

2. Фундамент мелкого заложения

Обычно неглубокий фундамент — это фундамент, ширина которого превышает глубину. Неглубокие фундаменты также можно назвать раздельными или открытыми.

По очевидным причинам мелкий фундамент является более экономичным из двух типов. Они не требуют особого рытья или бурения в земле, и по этой причине они являются наиболее распространенными.

Неглубокий фундамент полезен, когда здание не слишком тяжелое, а почва может выдерживать значительный вес на небольшой глубине.

Примеры фундаментов мелкого заложения

Есть четыре примера неглубоких фундаментов, на которые мы накроем мат, индивидуальное основание, комбинированное основание и стену ствола. Каждый из них имеет уникальную структуру и различные варианты использования.

1. Мат Фундамент

Матовый фундамент в полной мере использует площадь поверхности, на которой будет возведено здание, по существу используя подвал в качестве всего несущего фундамента. Основания из матов часто используются, когда почва рыхлая, слабая и требует равномерного распределения веса.

Фундаменты из матов также используются, когда возможен подвал и столбы или колонны расположены близко друг к другу. Его часто называют фундаментом плота, потому что фундамент фундамента погружен в почву, как корпус плота в воде.

2. Индивидуальные опоры

Один из наиболее распространенных типов неглубокого фундамента — это индивидуальное основание — это может даже быть то, что приходит на ум, когда вы думаете о фундаменте.

Отдельные или изолированные раздвижные опоры обычно представляют собой квадратные, прямоугольные или даже геометрические усеченные бетонные блоки, несущие нагрузку на одну колонну или опору.Ширина отдельных опор зависит от веса, который будет переноситься, и от допустимой нагрузки на грунт.

3. Комбинированные опоры

Комбинированное основание очень похоже на индивидуальное основание, за исключением того, что одно основание разделяет вес двух столбов или колонн, которые расположены достаточно близко друг к другу, чтобы гарантировать общую точку основания.

4. Фундамент стволовой стены

Стена, полоса или непрерывный фундамент — это фундамент, проходящий по всей длине несущей стены.Ленточный фундамент обычно в два или три раза превышает ширину рассматриваемой стены и обычно строится из железобетона.

Эти фундаменты типичны, когда вес здания распределяется на несущие стены, а не на колонны, столбы или балки. Ленточный фундамент обычно используется для строительства каменных стен, но также может быть эффективно использован при строительстве на гравии или плотно утрамбованном песке.

Примеры глубоких фундаментов

Глубокие фундаменты чаще используются для более крупных сооружений, но могут использоваться для домов, построенных на крутых скалах, над водой, на пляже или в других уникальных местах.Глубокие фундаменты строятся именно там, где звучат — глубоко в земле. Основные примеры, сваи и кессон также имеют несколько подтипов, которые мы также рассмотрим.

1. Свайный фундамент

Самым распространенным среди категории глубоких фундаментов является свайный фундамент. Есть два типа свайных фундаментов: опорные и фрикционные. Оба состоят из скучных больших и прочных колонн глубоко в земле.

Сваи подшипниковые

Иногда почва, на которой мы строим, никогда не выдерживает достаточного веса для масштабов возводимого проекта, даже с уплотнителями грунта и мелким фундаментом.Вместо этого мы должны обойти этот слой мягкой почвы и добраться до нижнего слоя коренной породы, чтобы распределить нагрузку.

Сваи с торцевыми опорами забиваются в землю настолько глубоко, насколько это необходимо, чтобы их конец контактировал со слоем породы в земле. Это позволяет передавать груз через сваи в скалу, обеспечивая безопасное распределение веса.

Сваи трения

Фрикционные сваи по-другому подходят к сопрягающемуся слою мягкого грунта.Вместо бурения до слоя горной породы принцип фрикционных свай заключается в обмене силами с грунтом, окружающим колонну, с полным использованием площади поверхности колонны.

Вес, который может выдержать фрикционная свая, прямо пропорционален ее длине. Каждая свая имеет зону воздействия и должна быть равномерно распределена, чтобы обеспечить равномерное распределение и поглощение веса. Сваи могут быть деревянными, бетонными или Н-образными.

Сваи могут быть изготовлены из заводского изготовления и забиты в грунт или забиты на месте (залиты на месте на стройплощадке).

2. Фундамент кессона

Кессонный фундамент чаще всего используется при строительстве моста, пирса или другого сооружения над водой. Но его также можно использовать для поддержки путепроводов на автомагистралях, домов на склоне холма и многого другого. Кессоны могут быть изготовлены заводским способом, спущены на буровую площадку и помещены в котлован. Кессоны также могут быть построены на месте из арматурной сетки, заполненной бетоном.

Для сооружения кессонного фундамента рыхлая земля выкапывается шнеком до тех пор, пока не будет достигнута коренная порода.Во время копания можно установить полый стальной кожух, чтобы песок или почва не оседали в процессе. Затем арматурный стержень с арматурной сеткой центрируется внутри обсадной колонны, и бетон заливается, начиная с нижней части и заполняя обсадную трубу, вытесняя оставшиеся грунтовые воды вверх. После того, как бетон заполнится должным образом, кожух можно снять.

Существует несколько разновидностей кессона, вот основные типы:

Открытый кессон: ящик без дна, утопленный в землю и стабилизированный с помощью балластных грузов и навозной трубы для удаления излишков грунтовых вод.Герметичная камера позволяет работать внутри.
Пневматические кессоны: Когда работы по техническому обслуживанию необходимо проводить глубоко под землей или под водой, эти кессоны сконструированы так, чтобы рабочие могли спускаться по стволу.
Кессоны монолитные: Кессоны одностолонные большие из железобетона.
Кессоны отстойники: Кессоны с возможностью откачки воды снизу. Часто используется буровиками на шельфе для рециркуляции загрязненной воды.
Ящик-кессон: Пустотелый бетонный ящик с дном и стенками погружается в воду и затем заполняется бетоном. В полом состоянии ящик менее плотен, чем вода, и рискует выплыть из положения, но после заполнения он становится более прочным.

Выбор правильного типа фундамента

В зависимости от размера, местоположения и геотехнических проблем, с которыми сталкивается ваш проект, решение о строительстве мелкого или глубокого фундамента может быть ясным, но точный тип фундамента может быть более тонким.Принимая во внимание важность фундамента здания для его общей структурной целостности, очень важно принять правильное решение.

Обратитесь к квалифицированным строительным компаниям, инженерам и консультантам, чтобы убедиться, что фундамент прочный и выдержит нагрузку в течение всего срока службы конструкции. Вы также должны убедиться, что линии связи между всеми участниками проекта ясны.