Толщина песчаной подушки под ленточный фундамент: К сожалению, запрашиваемая страница не существует.

Армируют обычно с использованием стальных прутьев, которые соединяют вязальной проволокой и располагают горизонтально, вертикально. Связывая прутья, удается добиться их неподвижности внутри опалубки до и монолитной конструкции после заливки.

Как правильно обустроить подушку из песка и щебня

Песок, щебень на данный момент считаются более доступным и дешевым вариантом в сравнении со сборным/монолитным бетоном. При условии не слишком больших нагрузок песок и щебень вполне способны обеспечить прекрасные характеристики стойкости к различным нагрузкам, воспринимая их и распределяя на грунт. Такой выбор станет идеальным для ленточного фундамента:

• Простое и быстрое выполнение всех мероприятий, возможность реализовать все этапы своими руками.
• Пониженная теплопроводность материалов, что позволяет сохранять тепло внутри строения.
• Надежность и плотность основания, что положительно сказывается на всем здании.
• Максимально равномерное распределение воспринимаемых нагрузок всех типов.
• Препятствование подъему влаги из грунту на капиллярном уровне, защита от воды всей конструкции.

• Подготовка траншеи или рва по предварительно сделанной разметке на объекте.
• Выравнивание дна траншеи, уплотнение.
• Прокладка слоя геологического текстиля с запасом по краям (потом подушка накроется этими частями сверху).
• Засыпка слоя речного песка крупной фракции, тщательное разравнивание, увлажнение, трамбовка специальным инструментом.
• Засыпка щебня средней фракции слоем до 20 сантиметров, равномерное распределение слоя, трамбовка виброплитой.
• Прокладка слоя песка высотой 20 сантиметров, проливка его водой. Так удается добиться проникновения частиц песка в пустоты между щебнем, что обеспечит большую плотность.
• Накрытие подушки свободными краями геотекстиля. Чтобы не повредить материал при выполнении дальнейших работ, можно насыпать сверху еще немного песка.

Бетонная подушка для плитного фундамента

Монолитная бетонная подушка для фундаментных блоков – наиболее прочное и надежное основание из всех доступных. Предполагает достаточно высокую стоимость, требует немало времени и сил, но оно того стоит, особенно когда идет речь о строительстве больших тяжелых домов.

• Рытье котлована по разметке в соответствии с выполненными ранее расчетами.
• Засыпка котлована щебнем слоем минимум 10 сантиметров, качественная трамбовка виброплитой.
• Возведение опалубки высотой до 30 сантиметров по всему периметру основания.
• Выполнение арматурного каркаса из стальных стержней, что обеспечит более длительный срок эксплуатации и повысит прочность. Арматуру вяжут сеткой, ячейки которой составляют 15 либо 20 сантиметров (квадрат). Сварку применять не стоит, так как конструкция получится менее прочной из-за швов. Арматурный каркас предполагает наличие продольных прутьев, расположенных вертикально и выходящих за пределы основания, чтобы их потом можно было связать с другими элементами здания.
• Заливка бетонным раствором, уплотнение вибратором (как минимум использование метода штыкования), что позволит убрать пустоты в монолите.
• Выведение уровня поверхности, аккуратное разравнивание.
• Выжидание времени, необходимого на полный набор прочности бетоном – около 28 суток. За бетоном нужно обязательно правильно ухаживать, что зависит от погодных условий.

Красивое, долговечное и надежное здание требует правильного фундамента, который не будет прочным без обустроенной подушки. При условии правильного выбора материалов и соблюдения технологии все работы удается выполнить быстро, аккуратно и своими руками, сэкономив на оплате труда работников и привлечении спецтехники.

Устройство песчаной подушки под фундаменты

Обустройство ленточного фундамента из железобетона, блоков или плитной конструкции предусматривает выполнение песчаной подушки. Является она первым нижним слоем, создающим надежную и стабильную площадку под строительство основания дома. В целом формирование подушки позволяет решить следующие задачи:

• заменить песком залегающие в месте возведения фундамента пучинистые грунты, значительно снижая их негативное действие на конструкцию;
• выполнить выравнивание дна траншеи под ленту основания или дна котлована, сглаживая неровности;
• защитить железобетонную конструкцию от капиллярного эффекта грунтов и проникновения влаги из почвы;
• выравнивать напряжение в контакте между фундаментом и грунтом;
• предотвратить промерзание фундамента.

Несмотря на то, что по мере увеличения глубины грунт приобретает большую прочность, что объясняется естественным уплотнением под массой расположенных выше слоев, замена верхних пластов почвы песчаной подушкой играет важную роль. Являясь промежуточной прослойкой между грунтом и фундаментом, она противостоит сжатию и чрезмерной усадке строения.

Выбор материала для песчаной подушки под фундамент

Наилучшим вариантом для устройства песчаной подошвы под конструкцию фундамента считается гравелистый или крупный песок. Первый характеризуется значительным размером частиц (0,25 – 5 мм) и самой высокой несущей способностью. Крупнозернистый песок имеет фракцию 0,25 – 0,2 мм и способен выдерживать не менее серьезные нагрузки. Положительная особенность гравелистого и плотного песка крупной фракции состоит в том, что материал не теряет свойства в зависимости от влаги и ее количества и в полной мере сохраняет свои функциональные качества.

Мелкозернистый песок содержит много пылевых частиц и по характеристике ближе к глинистым грунтам. Насыщаясь водой, он утрачивает прочность и имеет склонность к пучению. По этой причине его использование для подушки из песка неприемлемо.

Последовательность выполнения работ по созданию песчаной подушки под ленточный фундамент

Поскольку песчаная подушка должна служить образцовым основанием для возводимого фундамента, то ее выполнение требует:

1. Провести тщательное выравнивание дна отрытой траншеи и уплотнить верхний слой грунта.
2. Уложить в траншею геотекстиль или другой подобный по свойствам материал. Такая прослойка станет надежным барьером и предотвратит смешивание песка с грунтом и его заиливание.
3. Насыпать песчаный материал слоями, разравнивать и тщательно утрамбовать. Необходимое количество слоев рассчитывается исходя из общей толщины подушки. Если уплотнение ведется вручную, то значение толщины одного песчаного пласта не должна превышать 5 – 10 см. При трамбовке виброплитой допускается укладка 15-сантиметрового слоя. Чтобы песок приобрел нужную плотность и хорошо трамбовался, его рекомендуется увлажнять, поливая водой. Но эту процедуру рекомендуют выполнять заранее до засыпки в траншею. Каждый следующий слой насыпают только после безупречного уплотнения предыдущего.
4. Проконтролировать послойное выравнивание и горизонтальность верхнего слоя подушки с помощью уровня, выполнить гидроизоляцию.

По завершению комплекса этих работ можно смело приступать к устройству ленты монолитного фундамента из бетона или блоков.

Важным фактором при устройстве подушки является показатель уровня грунтовых вод на участке. Если они залегают неглубоко, то в обязательном порядке следует под песчаным основанием выполнить дренажный слой, иначе песчаная подушка может быть размыта, что обернется серьезными последствиями для всей конструкции дома.

При закладке подушки из песка учитываются также и особенности того или другого типа фундамента, которые влекут за собой определенные нюансы в выполнении работ.

Расчеты параметров фундамента песчаной подушки

Толщина подушки в каждом конкретном проекте индивидуальна и рассчитывается в зависимости:

• от нагрузки возводимого дома и типа фундамента;
• состава и глубины промерзания грунтов;
• близости к поверхности почвенных пластов с залегающими грунтовыми водами.

Показатель толщины варьируется в диапазоне 20 – 60 см. Для легких деревянных построек из бруса, сруба или сооружений, возведенных по каркасной технологии из панелей малого веса, песчаную подушку обустраивают толщиной в среднем 20 – 40 см.

Специалисты акцентируют внимание, на том, что максимальный показатель толщины подушки из песка под ленточную конструкцию не должен превышать утроенное значение ширины фундаментной ленты. Если песчаная подушка планируется исключительно как выравнивающий слой, то 20-сантиметровой толщины будет достаточно.

Ширина подушки находится в прямой зависимости от ширины подошвы фундамента и нижней части траншеи. Обычно она на 10 или 20 см превышает значение ширины ленты. Устройство песчаной подушки под фундаменты, которая в разрезе имеет конфигурацию трапеции, с сужающимися под углом в 30 градусов книзу боковыми сторонами считается наиболее надежной.

Во избежание проблем на строительной площадке необходимо также правильно определить нужную кубатуру песка. При подсчете его потребности для фундаментной подушки обязательно следует учитывать уменьшение объема материала при трамбовке. По этой причине расчет необходимого количества кубометров песка увеличивают в среднем на 10–15%. Данный показатель зависит от применяемого вида песчаного материала.

Высота песчаной подушки под плитный фундамент в среднем составляет 30 см. Однако в данном случае обязательно предусматривается и 20-сантиметровый слой щебенки для компенсации пучинистых почв. Измельченный камень является также эффективным дренажным материалом на глинистых грунтах, которые обычно отличаются высоким уровнем залегания грунтовых вод. Нижний щебеночный слой из средних фракций в совокупности с верхним из крупного песка создают стабильное основание для плитного фундамента, справляясь с серьезными нагрузками.

Нужна ли подушка из песка под свайные конструкции

Песчаную подушку относят к универсальным видам прослойки под любые виды фундаментов. Свайные конструкции не являются исключением, и требуют устройства песчаной подушки. Закладка песчаной опорной площадки под сваи включает следующие последовательные действия:

• в выкопанную яму под сваи насыпается слоями влажный песок и разравнивается;
• каждый слой тщательно трамбуется;
• на верхний хорошо уплотненный слой песка укладывается гидроизоляционный материал, чтобы уберечь фундаментные сваи от влаги.

Минимальная толщина песчаной подушки под свайный фундамент составляет 30 см. Рекомендуемая строительными экспертами ширина должна быть на 15 см больше диаметра опоры.

Несколько слов в заключение

Песчаная подушка, являясь устойчивой опорой для всех видов фундамента, создает ровную и стабильную поверхность для сооружения основания дома. Ее качественное уплотнение исключает возможность просадки строения. Таким образом, фундамент на песчаной подушке – это надежная конструкция для строений, которая гарантирует длительный срок эксплуатации дома.

Зачем нужна песчаная подушка под ленточный фундамент

Фундамент — это наиважнейшая часть здания или сооружения, и от того как качественно сделан фундамент зависит долговечность и прочность здания или сооружения в целом.

В случае халатного отношения и выполнения некачественного фундамента, при производстве которого не соблюдались специализированные нормы и правила строительства, здание, которое будет возводится на таком фундаменте заранее обречено на краткосрочную службу, оно за короткий период времени придёт в состояние негодности и невозможности его эксплуатации.

Так что самая важная основа любого строительства — это качественно выполненный фундамент. А он может быть выполнен качественно, только в случае соблюдения технологии возведения. Одной из основных составляющих фундамента является подушка из песка, именно она является гарантом прочности и долговечности фундамента. В этом случае вам не будет необходимости переживать за сохранность дома, так как основание дома выполнено с точным соблюдением технологии строительства.

При строительстве зданий и сооружений предусматривается организация песчаной подушки под фундамент, данная составная часть технологического процесса в строительстве фундамента служит для минимизации влияния оказываемого на фундамент почвой в периоды межсезонья, во время изменения уровня грунтовых вод, для отвода воды из-под основания фундамента, для повышения амортизационных свойств фундамента и соответственно для увеличения надёжности и срока службы всего будущего сооружения.

Согласно рекомендациям по изготовлению фундамента на первоначальном этапе выполняется разметка и выкапывается траншея под будущий фундамент. Соответственно технологии строительства для ленточного фундамента необходимо организовать песчаную подушку. Толщина песчаной подушки зависит от типа грунтов на которых производятся строительные работы, в особенности глубины их промерзания в зимнее время, в среднем эта толщина составляет от 30 до 60 см. (может достигать 80 см.). И вообще, чем больше толщина подушки под фундамент, тем выше качественные показатели амортизации фундамента и тем ниже деформационные нагрузки на фундамент.

Пропорциональное соотношение толщины ленточного фундамента к толщине песчаной подушки приблизительно 1/3. Таким образом ширина песчаной подушки может превышать по толщине ширину ленточного фундамента в 3 раза. Если говорить о форме сечения песчаной подушки, то целесообразно соблюдать трапецевидную форму, которая плавно сужается к низу под углом приблизительно около 30 гр.
Одним из важных условий качественного исполнения песчаной подушки является её хорошая послойная утрамбовка, во избежание возможной осадки и деформирования грунта. Для её производства используется песок средней или крупной гравелистой фракции. Утрамбовка производится слоями по до 20 см, при помощи специализированных катков или площадочными вибраторами. Уплотнение лучше производить мокрым песком, то есть песок предназначенный для использования под песчаную подушку необходимо заранее смачивать водой, а затем уже производить укладку его в траншею. Во влажном виде песок лучше утрамбовывается и уплотняется, а так же посредством заблаговременного увлажнения из песка вымываются различные ненужные примеси, такие как, ил и глина, что способствует улучшению его качества.

Песчаная подушка после утрамбовывания должна иметь ровную поверхность, и выравненной относительно линии горизонта. Соответствие плотности утрамбованности песка, проверяется следующим образом: на утрамбованной поверхности не должно оставаться следа от протектора обуви.

Вообще для выполнения такого элемента строительства, как песчаная подушка под ленточный фундамент нужно использовать информацию представленную в ведомственных строительных нормах ВСН-29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах».

Внимание! Некоторые «знатоки» для организации подушки используют вместо песка глину, объясняя это тем, что глина является более водоотталкивающим материалом и способна лучше предохранить фундамент от воздействия воды поступающей из грунта. Такое мнение ошибочно. Да, в действительности вода задерживается слоем глины, но в то же время вместе с этим, прямо пропорционально увеличивается пучинистость грунта под фундаментом сооружения, что в свою очередь приводит к повышению нестабильности подлежащего грунта, а соответственно к уменьшению качественных характеристик фундамента, уменьшению срока его службы и надёжности.

Для продления срока службы песчаной подушки, для того чтобы предотвратить заиливание песка при повышенном уровне грунтовых вод, перед тем, как засыпать песок в подготовленную траншею, необходимо проложить дно траншеи материалом «геотекстиль» и в последствии уже на него выкладывать песок, предназначенный для изготовления подушки, геотекстиль предотвратит возможность смешивания песка с основным подлежащим грунтом.

Инженер-строитель: Ленточный или подушечный фундамент

РИС. 3.31 ПОЛОСНАЯ ЛАПКА СО СПЕЦИАЛЬНОЙ ОБРАБОТКОЙ.

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

РИС. 3.32 ФУНДАМЕНТЫ ПИРА С АРКА.

РИС. 3.33 ФУНДАМЕНТ ПОД РАЗБИВАННОЙ СВАЙ.

Подбор фундаментов из разных грунтов

🕑 Время чтения: 1 минута

1. Скалы
2. Однородная твердая и твердая глина
3. Мягкая глина
4. Торф

1. Ленточный фундамент
2. Падовый фундамент
3. Плотный фундамент.

Рис.1: ленточный фундамент

Рис.2: подушечный фундамент

Рис.3: Плотный фундамент

• Минимальная глубина 450 мм должна использоваться для фундамента, если зона подвержена морозу, чтобы защитить фундамент.
• По возможности, основание полосы или траншеи должно находиться над уровнем грунтовых вод.
• Инженер должен быть осведомлен о текущих условиях песка.
• Песчаные склоны, возможно, размытые поверхностными водами, поэтому защитите фундамент с помощью дренажа по периметру.
• Выветрившаяся порода требует оценки при осмотре
• Инженер должен знать о глоточных отверстиях в мелах

1. Ленточный фундамент
2. Падовый фундамент
3. плот фундамент.

• Минимальная глубина до нижней стороны фундамента должна составлять 900 мм.
• При строительстве ленточного фундамента из иссушенной глины в сухой почве, фундамент должен быть загружен зданием до возобновления дождей.

1. бетонные сваи, поддерживающие железобетонные фундаментные балки и сборный бетонный пол
2. Бетонные сваи, несущие бетонную плиту
3. Специально разработанная траншея заполняет определенный глинистый грунт в зависимости от расположения фундамента относительно деревьев
4. Плотный фундамент

Рис.4: свайный фундамент

• Инженер должен знать, что размер и тип свайного фундамента определяется экономическими факторами.
• При использовании плиты грунтового основания из монолитного бетона следует избегать создания под плитой плиты, если она укладывается в сухую погоду в высушенной глине.
• Если расстояние между недавно посаженным деревом и положением фундамента как минимум в 1-2 раза превышает высоту зрелого дерева, то можно построить ленточный фундамент.
• В некоторых случаях можно использовать усиленное заполнение траншеи. Например, в глине с низким и средним потенциалом усадки или в зоне периметра корневой системы дерева.

1. Железобетонная свая в ранее прикорневой зоне дерева
2. Ленточный фундамент
3. Плотный фундамент

• Сваи должны быть надлежащим образом привязаны к подвесным железобетонным плитам или фундаментным балкам.
• Должна быть предусмотрена плита достаточной длины, чтобы выдерживать силу пучения глины.Кроме того, верхняя часть сваи может быть снабжена рукавами для уменьшения трения и подъема.
• Специальная конструкция сваи может потребоваться для глиняных уклонов более 1 из 10, поскольку может возникнуть ползучесть. Следовательно, при проектировании сваи необходимо учитывать боковую тягу и консольный эффект.
• В некоторых случаях можно использовать усиленное заполнение траншеи. Например, в глине с низким и средним потенциалом усадки или в зоне периметра корневой системы дерева.

1. Широкая ленточная опора
2. Плотный фундамент
3. Сваи к более твердым пластам ниже
4. Для небольших проектов используйте опоры и балочный фундамент для твердого слоя

• Широкий ленточный фундамент используется при достаточной несущей способности и приемлемой расчетной осадке.
• Ленточный фундамент должен быть усилен в зависимости от толщины и выступа за поверхность стены.
• Служебные входы в здания должны быть гибкими.
• Часто грунт можно улучшить с помощью виброобработки, и это было бы экономичным решением, если бы он использовался в сочетании с ленточным или плотным фундаментом.

1. Бетонные сваи дошли до твердого слоя почвы ниже
2. Для небольших проектов подушечка и балочный фундамент выдерживают сильную ударную нагрузку.
3. Плотный фундамент для случая, когда твердые пласты недоступны на разумной глубине, но есть твердые поверхностные корки с подходящей несущей способностью толщиной 3-4 м.

• Типы свай включают забивные на месте с временной обсадной колонной, забивные на месте и забитый сборный железобетон.
• Учет затягивания торфа на сваях
• Если используется плотный фундамент, входы в здание должны быть гибкими.
• При работе с агрессивным торфом, вероятно, потребуются особые свойства и защита.
• Если слой торфа неглубокий над твердым слоем почвы, выкопайте его и замените утрамбованной насыпью. Для этого используйте плот или усиленный широкораспространенный фундамент в зависимости от предполагаемой осадки.
• Часто грунт можно улучшить с помощью виброобработки, и это было бы экономичным решением, если бы он использовался в сочетании с ленточным или плотным фундаментом.

Влияние армированной песчаной подушки на предельную высоту насыпи насыпи на мягком глиняном основании

• L.M. Wei
• J. D. Niu
• H. J. Huo

Доклад конференции

• 2 Цитаты
• Бег 1,6 км Загрузки

Abstract

Метод, сочетающий испытания крупномасштабной модели, испытания на месте и моделирование методом конечных элементов, был использован для анализа влияния армированной песчаной подушки на несущую способность и осадку мягкого глиняного фундамента.Испытательная насыпь на месте, нагруженная до отказа, была проведена для проверки разумности конечной модели в этой статье. Обсуждалась также тенденция развития натяжения арматуры. Результаты показывают, что предельную высоту насыпи насыпи на мягком глиняном основании можно значительно улучшить, используя армированную песчаную подушку, но ее вклад в уменьшение осадки не очень очевиден. Кроме того, натяжения арматуры в разных слоях увеличиваются с увеличением высоты заполнения, и максимальные натяжения арматуры в разных слоях явно не отличаются друг от друга при одной и той же высоте заполнения.

Ключевые слова

Это предварительный просмотр содержания подписки,

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Ссылки

1. Binquet J, Lee KL (1975a) Испытания несущей способности армированных земляных плит. Геотех. Engrg [J] ASCE 101 (12): 1241–1255

   Google Scholar

2. Бинке Дж., Ли К.Л. (1975b) Анализ несущей способности армированных земляных плит.Геотех. Engrg [J] ASCE 101 (12): 1257–1276

   Google Scholar

3. Brown BS, Poulos HG (1977) Анализ фундамента на усиленном грунте, Proc. 9-я Международная конференция по механике грунтов и фундаментостроению 3: 595–598

   Google Scholar

4. Бассет Р. Х., Ласт Северная Каролина (1978) Укрепление грунта под фундаментами и насыпями. Proc. Симпозиум по укреплению грунта, Ежегодная конференция ASCE, Питтсбург, Пенсильвания: 202–231

   Google Scholar

5. Фрагаззи Р.Дж., Лоутон Э. (1984) Несущая способность укрепленных песчаных грунтов.Геотех. Engrg [J] ASCE 110 (10): 1500–1507

   CrossRefGoogle Scholar

6. Marei NE (2002) Влияние размера зерен зернистых подушек на характеристики двойных опор на мягкой глине. Журнал инженерии и прикладных наук 49 (2): 241–257

   Google Scholar

7. Милович Д. (1977). Испытания несущей способности на армированном песке. Proc. 9-я Международная конференция по механике грунтов и фундаментостроению 1: 651–654

   Google Scholar

8. Инженерный отдел бюро капитального строительства Министерства путей сообщения.Опыт строительства насыпи в зоне мягкой глины (1959) China Civil Engineering Journal 6 (10)

   Google Scholar

9. Тацуока Ф., Мики Дж. (1983) Несущая способность армированного модельного песчаного грунта. Симпозиум по последним разработкам в методах улучшения грунта / Бангкок / 29 (3): 153–160

   Google Scholar

10. Verma BP, Char AN (1986) Испытания несущей способности на усиленном песчаном грунте Geotech [J] Engrg. ASCE 112 (7): 701–706

    CrossRefGoogle Scholar

11. Wei LM, Hua ZK (1977) Измерение и анализ натяжения арматуры для усиленного грунтового основания.Китайский журнал геотехнической инженерии 19 (1): 15–21

    Google Scholar

Информация об авторских правах

© Zhejiang University Press, Hangzhou and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg 2008

Авторы и аффилированные лица

• L. M. Wei
• J. D. Niu
• H. J. Huo

1. 1. Школа гражданского строительства и архитектуры Центральный Южный университет Китай

Прикосновение к земле — лист

Изучение условий грунта перед проектированием и строительством зданий позволит избежать таких проблем, как сырость.

Мой сайт Южные холмы заняты 160 километрами мела, простирающимся от Хэмпшира до береговой линии Сассекса. Из-за этого он признан одним из самых важных меловых ландшафтов в Англии. Он также состоит из холмистых уровней с множеством склонов и гребней по всему ландшафту. По другую сторону гребня береговой линии расположены обрывистые склоны, обращенные на север, и наклонные склоны, обращенные на юг. Геология утверждает, что этот мел образовался в результате гибели плантона (мелких организмов, обитавших в море), который опустился на дно под дождем из мелкой белой грязи.Затем из этого белого ила образовался мел, слои кремня, оставшиеся от каменного века и морских отложений, когда земля находилась на мелководье 75–90 миллионов лет назад.

Саут-Даунс оставляет остатки мела на берегах Суррея и Кента. Выветривание и эрозия приняли форму долин, вершин холмов и хребтов. Мел также хранит местную воду для жителей с подземным водоносным горизонтом, который ведет к долинам и рекам. Почвы над этим мелом на низинах имеют очень тонкую глубину, что не позволяет на этой территории расти большими деревьями, поскольку корни должны уходить глубоко в землю.

Фундаменты, Есть 4 типа фундаментов при строительстве на участке;

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент используется для небольших зданий, например, двухэтажных. Стены этого фундамента располагаются под землей на глубине 500-750 мм в меловых грунтах, но не менее 450 мм для защиты от морозов. В песчано-глинистых грунтах глубина фундамента должна быть не менее 900 мм. В фундаментах из глинистых грунтов более 2.Глубина 5 м обычно неприемлема, и в этом случае также могут потребоваться сваи, плот или опорная плита и балочный фундамент.

Ближайшие дренажные траншеи или другие выемки следует располагать под углом 45 градусов или более от стены фундамента. Толщина ленточного фундамента должна быть от 150 до 500 мм.

Падовый фундамент

Используются на плохих грунтах. Отдельные бетонные плиты кладут на несколько метров ниже поверхности или ниже, в зависимости от нагрузки.Сталь укреплена в земле для большей прочности колонн, укрепленных на подушке. Это удержит его и привяжет колонну.

Плот фундаментов

Эти фундаменты используются, когда в земле есть смесь различных грунтов, которые имеют низкую несущую способность и должны выдерживать большие структурные нагрузки. Обычно это болотистая земля, мягкая глина и земля, состоящая из санитарной насыпи или других материалов, таких как мусор, рыхлая почва, твердые отходы и т. Д.Плотный фундамент представляет собой толстую бетонную плиту, армированную сталью, которая покрывает всю площадь контакта конструкции, как толстый пол. Это поддержит такие здания, как склады, которые расположены вдоль всей платформы. Равномерное распределение нагрузки снизит напряжение в фундаменте. Избегайте неравномерной осадки, так как земля может двигаться, вызывая образование трещин в здании.

Свайный фундамент

Свая — это бетонный столб, уходящий вниз глубоко в почву.Затем поверх каждой балки устанавливается заземляющая балка, чтобы соединить балки и создать фундамент. Свайные фундаменты выкапываются на глубину до 50 метров, достаточную, чтобы ударить по скале, чтобы здание не упало или не осело. Это для поддержки таких конструкций, как 50 этажей. Однако свайные фундаменты также могут использоваться в качестве фундаментов мелкого заложения, обычно используемых, когда нагрузки конструкции невелики по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов. Есть много других способов вкрутить колонну в землю без использования бетона, например:

винты заземления

Заземленные винтовые фундаменты Krinner представляют собой более простые, устойчивые и иногда более эффективные альтернативы бетонным фундаментам.один помещается в землю вручную, неглубоко до поверхности земли. Они используются для простых целей, таких как дорожные знаки или большие солнечные батареи.

Наземные арки

Они будут использоваться для поддержки парковых скамеек, хижин или деревянных построек, теплиц и т. Д. Эти анкеры либо привинчиваются, либо забиваются молотком и могут быть прикреплены к желаемой конструкции, которую вы хотите сохранить на месте.

Пример из практики — Refuge en terre

Нам показали деревянную конструкцию с горизонтально закрепленной планкой поперек конструкции, чтобы сформировать фундамент для гипсовой стены или, в данном случае, стены.Стены были сделаны из соломы и глины, собранной на их участке. Интересно посмотреть, как люди используют материалы в этой области, чтобы создать упрощенный и эффективный дизайн.

Эта хижина была построена как место для медитации. В верхней части конструкции есть линия горизонта с окном из плексигласа, расположенным поперек нее, так что структурой все еще можно любоваться даже в сырых условиях. Строительство заняло всего 8 дней с использованием основных инструментов.

Список литературы

http: // en.wikipedia.org/wiki/South_Downs

http://www.geolsoc.org.uk/ks3/gsl/education/resources/rockcycle/page3824.html

http://www.geologyshop.co.uk/chalk.htm

http://constructionstudiesq1.weebly.com/strip-foundation.html

http://www.krinner.co.uk/about-krinner-uk/about-ground-screw/

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

Abstract

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 фундамента 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 университет горного дела и технологий, КИТАЙ

Поступила: 17 июня 2020 г .; Дата принятия: 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 об отсутствии конкурирующих интересов.

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 представлена ​​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 георешетки 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 выбирались 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, поэтому 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] .

За последние тридцать 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] для оценки преимуществ фундамента с усиленным грунтом использовались две концепции, 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 с усиленным грунтом.

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

И SRR определяется как: (2)

Где:

s _R — осадка 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 конструкций 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 снижается с увеличением ед. / B ; 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 соотношения 0,5, 0,25 и 3. Незначительное улучшение BCR наблюдалось при увеличении отношения длин ( b / B ) армирования сверх трех с двумя армирующими слоями и отношениями 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 слой армирования 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 почвой 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 грунт-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 для 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 длительного 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 инженерно-геологической инженерии включают повышение прочности и жесткости подземного грунта, подчеркнутого на неглубоких основаниях и тротуарах, обеспечение устойчивости грунтовых подпорных конструкций и откосов, обеспечение безопасности плотин, как описано 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 основаниями.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 равным 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 эффект 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 улучшился 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.Поскольку 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 ). Хинг 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 привело к улучшению несущей способности ленточного фундамента. Для достижения максимальной выгоды минимальный коэффициент длины ( b / B ) георешетки должен быть равен 6. BCR, рассчитанный при ограниченном коэффициенте осадки ( s / B ) 0,25, 0,5 и 0,75, составил 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 примерно 20 мм ( s / B = 5%) и могла быть неприемлемой для некоторых фундаментов. 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 спецификации армирования 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 рис. 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 . Для моделирования взаимодействия элементов георешетки с окружающей почвой часто бывает удобно комбинировать эти элементы георешетки с интерфейсами.Назначенные интерфейсы почва-георешетка показаны на рис. 2. Каждому интерфейсу назначена 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 внутри границы раздела, и пластического поведения границы раздела, когда происходит постоянное скольжение.Параметры границы раздела рассчитываются на основе параметров окружающей почвы 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 поверхности раздела установлена ​​вручную. Для реального взаимодействия грунт-конструкция граница раздела слабее и гибче, чем связанный грунт, что означает, что значение R _inter должно быть меньше 1.Следовательно, R _inter предполагается равным 0,9 в настоящем исследовании.

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 базового типа 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 Al-Hamedat, так и для Al-Rashidia.

Смоделированные граничные условия предполагались такими, что вертикальные границы были свободными по вертикали и ограничены по горизонтали, в то время как 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 расчете 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, примерно 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 до того, как 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.Поэтапное строительство было выбрано в качестве варианта ввода нагрузки, где можно определить значение и конфигурацию нагрузки, а также состояние отказа, которое должно быть достигнуто. 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 характеризуется 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 рассыпным гравием.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 в данном исследовании, 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 Мейерхоф [63] и метод, полученный Ченом и Абу-Фарсахом [17], были значениями BCR для этих грунтов с усилением георешеткой.

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 перемещения 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 фундамента и почти распространялись на глубине 2 B по горизонтали на расстоянии B от краев фундамента 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-Рашидиа:

Результаты неармированного грунтового основания, полученные численным анализом, 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. значение ( 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 высоким сцеплением ( c = 40 кПа ), Аль-Рашидиа — песчаный грунт с большим углом трения ( φ = 28 °) с нулевым сцеплением ( c = 0 кПа), в то время как почва на участке 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 неармированном грунте. 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 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. Пластические точки в усиленной зоне 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

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-Рашидиа и Башика соответственно.Из рисунков 24–26 видно, что увеличенная ширина георешетки (b) и номер 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 °), больший, чем на двух других участках, в которых пассивные силы и силы 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 в то время как не было оптимального числа георешетки (N) , полученного как N = 5, все три почвы показывают хорошее улучшение несущей способности основания.

Влияние ширины георешетки

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 Башика соответственно. Из этих рисунков видно, что увеличение ширины слоя георешетки (b) и числа георешетки ( N ) приводит 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 при с.ш. = 4 и 5 почва Аль-Рашидиа начала показывать более высокие улучшения, чем почва участка Башика, в отличие от почвы участка Аль-Хамедат, где улучшение было наименьшим.

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 участка 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 грунта. ребра георешетки. Таким образом, небольшое улучшение отражается на оседании фундамента, даже несмотря на то, что в этой почве может происходить эффект глубокого залегания.

Из рисунков 27–29 также можно увидеть, что почва Аль-Хамедат демонстрирует лучшее улучшение осадки основания, поскольку число георешетки ( N ) увеличивалось, чем приращение 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 с / B соотношения. Где s / B — отношение осадки основания к ширине основания. IF при различных соотношениях s / B был рассчитан для сравнения предельной несущей способности грунтов с различным числом георешетки ( N ) на разных уровнях осадки.Вариация IF с отношениями 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 Ba’shiqa также глинистая ( c = 15 кПа) с углом трения ( φ = 25 °) лучше, чем грунт Al-Hamedat, 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 точно, как 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 армированного грунтового основания для трех участков увеличивались 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 площадках. 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 повышению несущей способности и уменьшению осадки, чем более сильные слои, которые требуют более высокой осадки, 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. 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. 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. 3. Хуанг К. и Тацуока Ф. Несущая способность укрепленного горизонтального песчаного грунта. Геотекстиль и геомембраны, 1990, 9 (1): 51–82.
4. 4. Мандал Дж. Н. и Сах Х. С. Испытания несущей способности глины, армированной георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 1992, 11 (3): 327–333.
5. 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. 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. 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. 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. 9. Етимоглу Т., Ву Дж. Т. Х., Сагламер А. Несущая способность прямоугольных фундаментов на песке, армированном георешеткой.Журнал геотехнической инженерии, 1994, 120 (12): 2083–2099.
10. 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. 11. Адамс М. Т. и Коллин Дж. Г. Испытания под нагрузкой на большие модели на геосинтетических армированных грунтовых основаниях.Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (1).
12. 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. 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. 14. Бинке Дж. И Ли К. Л. Испытания несущей способности армированных земляных плит. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1975, 101 (Протокол ASCE # 11792).
15. 15. Уэйн М. Х., Хан Дж. И Акинс К. Проектирование геосинтетических армированных фундаментов. геосинтетика в системах усиления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., Источник: https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113604
16. 16. Михаловски Р.L. Предельные нагрузки на грунты с усиленным фундаментом. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 2004, 130 (4): 381–390.
17. 17. Чен К. и Абу-Фарсах М. Анализ предельной несущей способности ленточных фундаментов на армированном грунтовом фундаменте. Почвы и фундаменты, 2015, 55 (1): 74–85.
18. 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. 19. Махарадж Д. К. Нелинейный конечно-элементный анализ опор полос на армированной глине. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2003, 8.
20. 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. 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. 22. Аламшахи С. и Хатаф Н. Несущая способность ленточных фундаментов на песчаных склонах, армированных георешеткой и анкерной сеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (3).
23. 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. 24. Рафтари М., Кассим К. А., Рашид А. С. А., Моайеди Х. Осадка мелкого фундамента возле укрепленных склонов. Электронный инженерно-геологический журнал, 2013, 18.
25. 25. Аззам В. Р. и Наср А. М. Несущая способность опоры из оболочек на армированном песке. Журнал перспективных исследований, 2015, 6 (5). pmid: 26425361
26. 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. 27. Араб М. Г., Омар М. и Тахмаз А. Численный анализ фундаментов мелкого заложения на грунте, армированном георешеткой. Сеть конференций MATEC, 2017, 120.
28. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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, 2007, (1): 28–38.
35. 35. Алаваджи Х. А. Испытания модели пластиной нагрузкой на складной грунт. Журнал Университета Короля Сауда — Технические науки, 1998, 10 (2).
36. 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. 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. 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. 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. 40. Чик З., Альджанаби К. А., Каса А. и Таха М. Р. Моделирование искусственной нейронной сетью с перекрестной проверкой десятикратной проверки поведения оседания каменной колонны под насыпью шоссе. Арабский журнал наук о Земле, 2013, 7 (11): 4877–4887.
41. 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. 42.Азриф М., Закиран М. Н. Ф., Сякира М. Р. Н., Азуан С. М., Нур Р. К., Ли Э. К. и др. Применение геофизических исследований к возникновению поселений — тематическое исследование. На 2-м совещании EAGE-GSM в Азиатско-Тихоокеанском регионе по наукам о приповерхностной геологии и инженерии (2-е совещание EAGE-GSM в Азиатско-Тихоокеанском регионе по приповерхностной геонауке и инженерии) Европейская ассоциация геологов и инженеров, EAGE, 2019.
43. 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: 32191717
44. 44. Ли К., Манджунатх В. и Дэвайкар Д. Численные и модельные исследования ленточного фундамента, поддерживаемого системой армированного зернистого заполнителя и мягкого грунта. Канадский геотехнический журнал, 2011 г., 36: 793–806.
45. 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. 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. 47. Лещинский Д. О глобальном равновесии при проектировании геосинтетической армированной стены. J. Geotech. Geoenviron. Англ. ASCE, 2009, 135 (3): 309–315.
48. 48. Ян К. Утомо П. и Лю Т.Л. Оценка подходов к расчету на основе равновесия сил и деформации для прогнозирования нагрузок на арматуру в геосинтетических конструкциях из армированного грунта.j.GeoEng, 2013, 8 (2): 41–54.
49. 49. Sieira A.C.F. Вытягивание геотекстиля: численный прогноз. Int. J. Eng. Res., 2016, Appl. 6 (11–4): 15–18.
50. 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. 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. 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. 53. Ван К., Ли X., 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. 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. 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 движущихся колесных нагрузках. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2011, 23 (11): 1525–1534.
56. 56. Ван Дж. К., Чжан Л. Л., Сюэ Дж. Ф. и Йи Т. Реакция на осадку неглубоких квадратных фундаментов на песке, усиленном георешеткой, при циклической нагрузке.Геотекстиль и геомембраны, 2018, 46 (3): 586–596.
57. 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. 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. 59. Бринкгрев Р. Б. Дж. И Вермеер П.A. Конечноэлементный код для анализа грунтов и горных пород. A. A. Balkema, Роттердам, Нидерланды, 1998.
60. 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. 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. 62. NAUE GmbH & Co.KG, 2012. https://www.naue.com/naue-geosynthetics/geogrid-secugrid/ (веб-сайт) [10 июня 2020 г.]
63. 63. Мейерхоф, Г.Г. Предельная несущая способность фундаментов. geotecniadecolombia.com 1963, Получено с http://geotecniadecolombia.com/xtras/ Максимальная несущая способность фундаментов.pdf
64. 64. Буссинеск, Дж. Применение потенциалов равновесия и движения твердых эластичных материалов, Готье-Виллар, Париж, (1883).
65. 65.Траутманн К. Х. и Кулхави Ф. Х. Поведение при подъеме и перемещении насыпных фундаментов. Журнал геотехнической инженерии, 1988, 114 (2): 168–184.

Как построить плотный фундамент, используя его преимущества?

Плотный фундамент нечасто используется при строительстве частного дома. Однако во всем мире он довольно широко используется для строительства самых разных зданий. Свойства этого типа основы делают его пригодным для многих климатических зон.Конечно, помимо существенных преимуществ есть и недостатки. Давайте разберемся, как построить плотный фундамент и его особенности!

Что такое плотный фундамент?

Изготавливается из железобетонной плиты и устанавливается по всей площади застройки на уровне земли или вырывается внутри. Назначение плотного фундамента — это распределение нагрузки на объемную площадь, что предотвращает деформацию построенных объектов при движении грунта.

Толщина бетонной плиты может варьироваться от 8 до 12 дюймов.Укладка плит предполагает подготовку грунта и устройство песчаной «подушки».

Плотные фундаменты типов

Существует два типа этого типа фундамента: классический и плавающий.

1. Классический тип расположен ниже нормального уровня промерзания почвы. Таким образом можно дополнить вашу конструкцию цокольным этажом или цокольным этажом.
2. Плавучий тип укладывается на глубину 25-35 дюймов, что исключает возможность строительства цокольного этажа или подвала.

Также существуют следующие виды плотового фундамента:

1. Обычный.Его укладка возможна при обычной рытье котлована, который затем утрамбовывается и выравнивается. Минимальная толщина «подушки» должна быть не менее 6 дюймов.
2. Цельный (монолитный) или утепленный, что чаще всего используется в холодном климате.
3. Перекрытие решетчатое целиком. Он используется в основном для огромных помещений.

Область применения

Плотный фундамент считается лучшим вариантом при строительстве домов из различных материалов, как легких, так и тяжелых.Допускается на любых почвах, от песчаных до торфяных. Эта плита идеально выравнивает вертикальные и горизонтальные смещения грунта. Не боится грунтовых вод, которые оказывают довольно сильное воздействие. В частном строительстве фундамент из плит можно комбинировать с любыми материалами.

Технология укладки

Первоначально необходимо обследовать грунт места будущего строительства для определения толщины песчаной «подушки». Только тогда сделайте финальный сюжет.

Установка плотного фундамента включает следующие этапы:

1. Снимите верхний слой грунта и выкопайте яму.Его глубина должна превышать глубину промерзания почвы. Выровняйте и утрамбуйте дно ямы.
2. Установить песчаную подушку, также выровнять и утрамбовать.
3. Установить системы гидроизоляции и водоотвода.
4. Установить опалубку по всему периметру будущего здания.
5. Далее также по периметру установить фурнитуру и сделать арматуру.
6. Начало заливки бетона. Бетон следует заливать слоями по 6 дюймов каждый. Если вы используете готовые плоты, сделайте сверху бетонную стяжку.
7. Осуществляет вибрацию затвердевшего бетона для придания дополнительной прочности.

Плотный фундамент различается по типам используемых плит:

• Для строительства небольших конструкций обычно используются монолитные плиты, отличающиеся простотой технологии формования и небольшой глубиной укладки;
№
• Для промышленных и многоэтажных зданий используют фундаментные плиты с ребрами жесткости, собранные из отдельных скрепленных между собой деталей, или используют полностью монолитную конструкцию;
• Для сверхустойчивых конструкций, особенно в районах с повышенной сейсмической активностью, используют коробчатые конструкции, собранные из модульных или монолитных бетонных коробов, жестко скрепленных между собой.

Достоинства и недостатки

Основным преимуществом плотного фундамента является его большая опорная поверхность, которая значительно снижает давление на грунт. Как следствие, исключается дифференциальная осадка и деформация стен.

Среди других преимуществ можно отметить следующие:

• Легкость установки;
• Гарантия безопасности и долговременной прочности;
• Противостояние грунтовым и грунтовым водам;
• Предотвращение движения грунта;
• Создание подвала;
• Использование плотов в качестве основания первого этажа.

Существенным недостатком является его стоимость, более высокая по сравнению с другими вариантами. Однако они оправданы гарантированной надежностью к неблагоприятным природным условиям.

Рекомендовать:

Детальная инструкция по устройству и ремонту фундаментной плиты.

Утрамбовка песчаной подушки вручную. Подушка песочная под фундамент

На начальном этапе строительства, когда земляные работы закончены, переходят к подготовке основания основания фундамента.На дне делают выкопанные траншеи или котлованы. Для мелких предметов подушку лучше всего сформировать из песка. Возникает вопрос, как правильно выбрать песок для подушки фундамента?

Песок — универсальный природный строительный материал. Это осадочная порода, состоящая из зерен кварцевого минерала.

Порода подразделяется на несколько гранулометрических модулей породы:

• Крупная — от 2,5 до 3,5 мм;
• Средний — от 2 до 2,5 мм;
• Малый — от 1.От 5 до 2 мм;
• Очень мелкие — от 1,5 до 0,7 мм.

Действующее в России законодательство обязывает всех производителей строительных материалов, в том числе минерального песка, сертифицировать свою продукцию. Строительный материал делится на три класса:

• Сорт 1 объединяет песок с прочностью на сжатие до 30 МПа. Используется для изготовления бетонных и железобетонных конструкций;
• Ко 2 классу относятся материалы с прочностью на сжатие до 20 МПа.Используется для изготовления бетонных и железобетонных изделий и других конструкций;
• Песчаник специальный 3-го класса имеет прочность на сжатие до 40 МПа. Применяется для производства железобетонных изделий с высокой несущей способностью.

Пески по природному происхождению и способам добычи бывают нескольких видов:

Карьерный песок

Добывается минерал карьерным способом механизированным способом. В этой породе много вкраплений в виде камней и глины.Без дополнительной обработки его можно использовать как. Карьерный минерал просеивают или промывают. Посторонние примеси в виде камней, частиц глины просеивают через специальные сита.

Камень промывают большим количеством воды, вымывая глину и другие включения. Вымытый песок содержит мелкие частицы размером около 0,6 мм. Его можно использовать для оштукатуривания.

Я добываю речные полезные ископаемые с помощью плавучих грунтов со дна реки. Эта порода по своим качественным характеристикам лучше других видов песка.Высокое качество и чистота песка объясняется естественной очисткой речных вод.

Как и морская галька, песчинки речного песка имеют округлую форму. Поэтому при использовании речного песка в качестве фундаментной подушки потребуется усиленное уплотнение песчаного слоя.

Морской песок

Для использования морского песка в качестве строительного материала его подвергают двойной обработке. Сначала в процессе добычи песка из него удаляются посторонние примеси, затем порода подвергается гидромеханической обработке.

Морской минерал считается одним из самых качественных. Используйте его во всех сферах строительства.

Песочный щебень

Песочный щебень добывают путем дробления горных пород механическими мельницами. Стоимость его довольно высока, что сказывается на цене материала.

Достоинством материала является неправильная форма песчинок. Благодаря этому обеспечивается плотная связь частиц породы между собой. При утрамбовывании происходит небольшое уменьшение объема засыпки, что снижает расход песка.

Песочная подушка

Нижний слой основания фундамента многофункциональный по своему назначению:

• Заливка под основание фундамента выравнивает грунтовое основание траншеи или котлована. Под сборные железобетонные фундаментные блоки необходимо устройство песчаного подстилающего слоя.
• Слой песка помогает предотвратить смещение фундамента на слабых пучинистых грунтах. За счет добавки увеличивается несущая способность грунтового основания.
• При толщине песчаной подстилки более 30 см исключается возможность капиллярного проникновения влаги из почвы в основание конструкции.
• Песчаный камень отводит воду лучше, чем другие строительные материалы, тем самым защищая фундаментную конструкцию от пучения почвы. Без дополнительного дренажного устройства минерал может заилиться. Перед тем как приступить к строительству, необходимо определить, какой дренаж лучше для нижележащего слоя фундамента.

Для устройства нижележащего слоя стараются использовать песок только крупной и средней фракции. Слой песка защищает от заиливания грунтовыми водами за счет гидроизоляции. При заилении нижележащий слой может превратиться в пучину.

Во избежание этого, рубероид в два слоя, полимерный материал, геотекстиль или другой гидроизоляционный материал укладывают на землю в вырытых траншеях под монолитной лентой, на дно котлована под железобетонную плиту.Какой вид гидроизоляции применить — решает застройщик.

Если насыпь большая, то песок под фундамент насыпают слоями высотой 200 мм. Каждый слой смачивают для увеличения сцепления песчинок.

Обязательная утрамбовка очередного слоя песка. Для этого используется как электромеханическая виброплита, так и трамбовка из подручного материала.

Трамбовка

Ручная трамбовка проста в изготовлении. К верхней части подушки прибивается двусторонняя ручка, а к нижнему срезу бревен крепится широкая доска толщиной 25 — 30 мм.Высота устройства должна быть удобной для работы.

Герметизация считается качественной, когда на поверхности подушки не остается следов обуви. Посмотрите видео, как правильно утрамбовать песчаную подушку.

Толщина песчаной подушки рассчитывается с учетом характеристик будущего сооружения, качества грунтового основания. В поперечном сечении подушка имеет вид трапеции. Его нижнее основание должно быть на треть шире, чем его верхняя часть. Исходя из длины периметра фундаментной ленты и площади сечения, определите, сколько потребуется песка.Крайняя граница нижележащего слоя должна выступать на 100-200 мм от вертикальной поверхности монолитного основания.

На каменистых, твердых почвах небольшие хозяйственные постройки не требуют строительства специального фундамента. Утрамбованный вручную трамбовкой песчаный фундамент выдерживает небольшие нагрузки.

Из всего вышесказанного можно понять, что за песок и сколько его потребуется для устройства фундамента на песчаной подушке.

В качестве нижележащего слоя основания фундамента можно использовать: карьерные, речные, морские и щебеночные породы песка средней и крупной зернистости, первого и второго класса прочности на сжатие.

А также фундаменты из железобетонных блоков под их основание принято делать подушку из песка и / или гравия. Такая подушка выполняет две важные функции:

1. Равномерное распределение веса фундамента по всей поверхности .
   При подготовке котлована или траншеи под ленту поверхность никогда не бывает идеально ровной. Устройство песчаной подушки под фундамент выравнивает поверхность, сглаживая все неровности в почве.
2. Отсечение капиллярной влаги от основания фундамента .
   Благодаря грунту они могут «поднимать» влагу вверх: глину на 1-1,5 м, песок не более чем на 30 см. Влага у основания фундамента нежелательна, так как она также может капиллярно проникать в бетон, достигать арматуры и вызывать ее коррозию. Песочная подушка (а особенно подушка из мелкого гравия) защищает от капиллярного подъема.

Толщина подушки под фундамент

Минимальная толщина песчаной подушки под фундамент 20-30 см.Это просто из соображений защиты от капиллярной влаги. Для равномерного распределения достаточно толщины 5-10 см.

Как сделать подушку под фундамент?

Для устройства подушки необходимо использовать только крупный песок или мелкий щебень (фракции 20-40 мм). Мелкий и пыльный песок не подходит из-за его склонности к вспучиванию.

Подушка должна служить хорошей основой, поэтому ее нужно тщательно утрамбовать: насыпать мокрый песок небольшими пластами толщиной 10-15 см и утрамбовать виброплитой.Когда слой нужно сделать тоньше — 5-10 см. Для улучшения утрамбовки рекомендуется залить песок водой, но делать это перед заливкой в ​​траншею под фундамент, потому что в этом случае вода может размыть грунт под подушкой, а это снизит несущую способность и приведет к неравномерной усадке. . Кроме того, промывка песка водой перед заливкой удалит с него мелкие частицы глины, которые совершенно не нужны под основанием фундамента.

Они помещают его в вырытую траншею, которая играет роль фильтра между песчаной подушкой и окружающей почвой и не позволяет мельчайшим частицам глины попадать в песок, что приводит к заилению и дальнейшему набуханию.

Затем песок укладывается слоями и уплотняется. Затем собирают, укладывают слой гидроизоляции, ставят арматурный каркас и заливают бетоном.

В целом песчаная подушка под ленточным фундаментом показана на рисунке.

Когда нужна подушка под фундамент?

Несмотря на то, что необходимость в песчаной подушке редко ставится под сомнение, оказывается, что она нужна не всегда, а в некоторых случаях даже будет вредной.

Во-первых, в окружении плотных грунтов с плохой водопроницаемостью (глина, суглинок) песчаная подушка будет менее плотной и вся вода в почве вокруг нее будет накапливаться в ней.Таким образом, подушка действительно защищает от подъема к основанию основы капиллярной влаги, но способствует скоплению дождевой или талой воды. В результате это приводит к переувлажнению почвы под основанием фундамента и снижает его несущую способность. Чтобы этого не случилось, нужно сделать дренажную систему, которая будет сливать всю эту воду.

Во-вторых, влага в почве не только в виде воды, но и в виде пара. Пар легко пройдет через песчаную подушку и конденсируется на фундаменте.Поэтому с точки зрения защиты от влаги песочная подушка не нужна, потому что не решает всех проблем. В любом случае придется использовать либо гидроизоляцию, либо влагостойкий бетон.

В-третьих, равномерное распределение всей массы по поверхности, выравнивание неровностей грунта необходимо только для сборных фундаментов, например ленты из блоков ФБС. Поверхность траншеи имеет небольшие неровности, из-за чего блок не полностью лежит на земле, под ним остаются пустоты.

Размер таких пустот разный, при нагрузке на фундамент будет происходить усадка, и у каждого блока будет разная. Из-за этого блоки могут раздвигаться.

Чтобы этого не происходило под такими фундаментами, действительно нужно сделать подушку из песка: она заполнит все неровности и равномерно распределит вес каждого блока.

Однако в случае монолитного ленточного фундамента подушка больше не нужна: при заливке бетоном она сама заполнит все неровности грунта, пустот под монолитным фундаментом не будет, она перенесет нагрузка на почву всей ее поверхностью, поэтому песочная подушка ему не нужна.

Для защиты от влаги целесообразнее использовать в бетон либо добавки, повышающие его влагостойкость, либо.

выводы

1. Песочная подушка нужна при строительстве фундаментов из блоков.
2. При заливке монолитного фундамента подушка не нужна.
3. При установке песчаной подушки в глинистых грунтах необходима дренажная система для отвода воды.
4. Сама подушка не защищает фундамент от влаги; для этого необходима гидро- и пароизоляция.
№

Песчано-гравийные или просто гравийные подушки по-прежнему подходят для всех типов фундаментов, но смысл их другой — при уплотнении грунта щебнем. Опять же, щебень, засыпанный под фундамент фундамента, сам по себе ничего не дает, но при его уплотнении каждый камень вбивается в землю и дополнительно уплотняет его.

Если в ваши планы на обозримую перспективу входит строительство, следует внимательно рассмотреть все без исключения детали, в том числе самые мелкие и на первый взгляд несущественные.Песочная подушка под фундамент — не исключение из общего правила. В этих отношениях нужно понимать, что далеко не всем подойдет песок для фундамента. Любой строитель прекрасно знает, что этот материал отличается маркировкой. Соответственно, каждый вид строительных работ предполагает использование определенного вида песка.

Если вы ищете ответ на вопрос, какой тип песка использовать для получения песчано-гравийной подушки высочайшего качества, будьте готовы к тому, что конкретного ответа быть не может.И выбор во многом зависит не столько от того, какой материал используется, карьера или река, сколько от ряда других факторов. В частности, по месту его добычи и качественным характеристикам.

В настоящее время добыча песка не представляет особой сложности. Количество компаний, в которых его можно купить без проблем и сколько вам нужно, достаточно велико. Но прежде чем сделать выбор в пользу того или иного продавца, примите во внимание некоторые рекомендации, которые позволят выбрать наиболее подходящий речной или карьерный природный материал.

Как показывает практика, далеко не всегда участок, на котором планируется фундамент под здание или сооружение, имеет устойчивый грунт. И в этом случае подушка нужна для того, чтобы необработанный фундамент был прочнее и, соответственно, лучше. Кроме того, песчано-гравийная подушка под фундамент выполняет еще несколько важных функций:

• защищает фундамент здания от разрушительного воздействия грунтовых вод;
• выравнивает площадь предстоящего строительства;
• позволяет сэкономить за счет невысокой стоимости такого стройматериала, как песок.

Какой песок лучше использовать

Как нам уже удалось выяснить, песок (как карьерный, так и речной) можно разделить на несколько разных фракций. Самые маленькие из них при выполнении таких работ, как устройство фундамента, вообще не используются. Даже если вы делаете неглубокий вариант цоколя под светлую веранду или беседку. Это связано с тем, что мелкий материал быстро оседает, из-за чего подушка за короткое время потеряет форму, в результате чего готовая конструкция перекосится.

Соответственно, чтобы подушка под фундамент прослужила как можно дольше, лучше использовать более крупный песок.

Многие специалисты в области строительства сходятся во мнении, что речной песок среднего размера лучше всего подходит в качестве подушки под недостроенный фундамент. Однако если использовать крупный песок, это никак не отразится на качестве строительных работ.

Что касается карьерного песка, то его использование в принципе тоже вполне приемлемо. Но по своим качественным характеристикам он существенно отличается от речного.Поэтому многие предпочитают действовать по принципу: зачем покупать некачественный материал, если лучшего качества нельзя купить намного дороже.

При выборе песка для изготовления амортизирующего устройства для фундамента следует обратить внимание на следующие моменты:

• если материал имеет большое количество глинистых включений, раствор такого песка будет недостаточно крепким;
• нужно выбирать не слишком рыхлыми, но и не слишком влажными;
• песок перед использованием необходимо просеять.

Зачем нужен песок под основание

Установка песчаных подушек под фундамент чаще всего необходима в следующих случаях:

1. В условиях проблемной почвы. Например, если строительство планируется на пучинистой почве или торфяном болоте, всегда существует опасность того, что незаполненный фундамент за короткое время обрушится или перекосится. Устройство песчаной подушки позволяет основанию длительное время стоять в том месте, где оно необходимо, сохраняя при этом собственную прочность и целостность.
2. Использование подушки позволяет прервать капиллярное сообщение, благодаря чему полностью прекращается контакт влаги с фундаментом.

Как уплотнить песок

Утрамбованный песок — это материал, который отлично выдерживает как растяжение, так и сжатие. Соответственно, такому процессу, как уплотнение песка, следует уделять особое внимание. Чтобы необработанный фундамент получился качественным и долговечным, перед тем, как приступить к таким работам, как установка песчаной подушки, нужно произвести тщательные расчеты, определить, сколько песка вам нужно, и определить, какой толщины должна быть подушка. в вашем конкретном случае.

Для выполнения работы вам понадобится строительный уровень и обычная рулетка. Первым делом нужно сделать разметку и вырыть траншею или котлован под фундамент.

Дно нужно очень тщательно выровнять, а почву тщательно утрамбовать.

После этого можно переходить к самому процессу устройства подушки. Чтобы все сделать правильно, нужно насыпать слой песка, толщина которого соответствует технологии укладки того или иного типа фундамента. Материал предварительно необходимо смочить водой.Это нужно для того, чтобы плотность песка при утрамбовке была как можно большей.

В отдельных случаях допускается использование не чистого песка, а смешанного с гравием. При этом толщина слоя не должна изменяться. Самый простой способ добиться утрамбовки материала — пройти в обуви по слою песка и аккуратно его растоптать. Кроме того, можно использовать ручной вибратор. Из специального оборудования можно использовать виброплиту. Это значительно ускорит процесс.

Толщина каждого слоя песка должна быть не более 200 мм. Минимальная толщина не может быть менее 100 мм. И в этом случае подушка используется для выравнивания основания.

Максимальная толщина песчаной подушки для фундамента стандартно рассчитывается на основе ширины самой фундаментной ленты.

Бетонная подушка для перекрытий

В некоторых случаях песчаная подушка под основанием заменяется бетонной. Подушка под плиту имеет повышенную несущую способность, что позволяет использовать ее на самых разных почвах.Недостатком этого слоя можно назвать только один — довольно высокая стоимость. Но во многих ситуациях вопрос: «Зачем переплачивать, если можно использовать более бюджетный песчаный вариант» не возникает из-за отсутствия альтернативы.

Бетонная подушка под плитой может быть дополнительно усилена арматурой. Для этих целей понадобится металлический стержень, который будет использоваться в качестве арматуры.

Если вы планируете закладывать недостроенный фундамент, но не знаете, зачем нужна подушка, и в какой последовательности проводить необходимые действия, лучше воспользоваться помощью опытных специалистов.