Армирование под фундамент: Ничего не найдено для Fundament Armirovanie Fundamenta Kak Pravilno Armirovat Lentochnyy Fundament %23Armirovanie Uglov Fundamenta

Содержание

Армирование ленточного фундамента монолитного, глубокого заложения и мелкозаглубленного

При возведении различных зданий и сооружений одним из популярных видов основы строительных объектов является ленточный фундамент, качество и надежность которого во многом зависят от соблюдения технологии армирования.

Правильное армирование ленточного фундамента

Основой ленточного фундамента является бетонный раствор, который из-за пластичности под действием нагрузки, перепадов температуры и других факторов может деформироваться. Для усиления и обеспечения монолитности фундамент в зонах растяжения армируется.

Для этого используются металлические прутки из горячекатанной стали, диаметр которых зависит от назначения арматуры и нагрузок, которые она испытывает. Стержни могут быть гладкими или ребристыми, на это также влияет их месторасположение в каркасе. Нижняя арматура выбирается большего диаметра, так как на нее воздействуют большие нагрузки.

Соединение всех стержней каркаса в единую конструкцию производят с помощью специального приспособления — вязального крючка и арматурной проволоки. Соединение элементов сваркой нежелательно, так как она ослабляет стальные прутья, конструкция жестко фиксируется и при заливке бетона возможно повреждение стыков.

Согласно СНиП на расстояние между прутьями арматуры влияют следующие факторы:

диаметр стержней;

расположение прутьев и конструкции по отношению к бетонированию;

размер заполнителя бетона;

вид уплотнителя;

способ укладки.

При этом, ограничивается минимальное и максимальное расстояние между стержнями арматуры, которое для продольных составляет от 25 до 40 см, а шаг поперечной — не более 30 см.

Армирование монолитного ленточно-ростверкового фундамента проводится по простой геометрической форме — прямоугольнику или квадрату. Каркас монтируется согласно следующим этапам:

укладка на дно траншей кирпичей или специальных приспособлений для создания зазора между каркасом и нижней поверхностью основания

на кирпичах располагают продольные стержни, используя цельные куски арматуры

для стоечной арматуры по шаблону определенного размера нарезают прутки

с помощью вязальной проволоки соединяют продольные стержни и горизонтальные перемычки, длина которых должна быть меньше толщины фундамента на 10 см

к углам полученных ячеек фиксируются вертикальные элементы каркаса, чей размер меньше высоты сооружения на 10 см

вертикальные прутья соединяются с верхними продольными стержнями, а к образовавшимся углам привязывают верхние поперечные элементы

При использовании в качестве продольных стержней арматуры разного диаметра в нижней части фундамента и в его углах располагают прутки большего размера.

Армирование монолитного ленточного фундамента

При армировании монолитного ленточного фундамента необходимо соблюдение следующих нюансов:

так как большие нагрузки воздействуют на продольные элементы, то чем больше периметр сооружения, тем большего диаметра используется арматура;

следует учитывать характеристики грунта;

целесообразнее применять прутки с ребристым профилем;

расстояние от края не должно быть меньше определенного значения;

не следует слишком заглублять каркас в бетоне;

сварка элементов каркаса возможна при использовании арматуры определенной марки, в иных случаях отдельные элементы связывают.

Армирование ленточного фундамента глубокого заложения

Выполнение армирования ленточного фундамента глубокого заложения проводится с применением металлических стержней периодического профиля, размер которых в поперечном сечении составляет 10-12 мм. Они закладываются двумя или тремя парами и связываются между собой с помощью коротких арматурных стержней меньшего диаметра.

Согласно СНиП ширина каркаса должна быть меньше его высоты минимум в два раза. В зависимости от размеров ленточного фундамента глубокого заложения количество продольных сеток может варьироваться от двух до трех. Для опоры нижней арматурной сетки подкладывают специальные детали или куски бетона и кирпичей.

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента проводится по той же технологии, что и заглубленного, за исключением различий по высоте основания. В результате чего при монтаже арматуры для мелкозаглубленного основания часто рекомендуют ограничиться армированием подошвы.

Армирование сборного ленточного фундамента

Возведение сборного ленточного фундамента производится с использованием стандартных железобетонных или бетонных изделий, изготовленных на заводе централизованным способом. В этом случае конструкция основы строительного объекта состоит из нижней ленты, представленной в виде сборных подушек, и вертикальной стенки, которая сооружается из фундаментных или универсальных блоков. В результате их укладки в несколько ярусов получаются вертикальные колодцы, в которые закладывается каркас из арматуры и заливается бетоном. Возведенный по этой технологии сборный ленточный фундамент отличается большей прочностью и высокой несущей способностью.

Армирование углов и подошвы ленточного фундамента

Одними из самых сложных участков при выполнении армирования являются углы будущего здания. Нарушение технологии их армирования чревато в дальнейшем разрушением бетона из-за чрезмерных нагрузок. Армирование углов ленточного фундамента и примыканий выполняют из заранее гнутой арматуры, концы которой должны заходить за боковые стены. После установки основного каркаса с помощью вязальной проволоки скрепляются угловые и продольные элементы. При этом необходимо, чтобы защитный слой бетона при последующей заливке составлял не менее 5 см. сверху и снизу и 3 см. — по бокам.

Если при строительстве объектов возводится несколько колонн на ленточном фундаменте, то для их устойчивости дополнительно требуется сооружение подошвы, которая может быть как одноступенчатой, так и многоступенчатой.

Армирование подошвы ленточного фундамента производится с использованием специальных арматурных сеток, сварных или вязанных. Возможно также применение готовых унифицированных каркасов, которые укладывают в два ряда таким образом, чтобы их рабочая арматура пересекалась под прямым углом. Толщина заливки бетона варьируется в зависимости от типа грунта и наличия бетонной подготовки основания.

Доверьте сложную работу профессионалам

Возведение фундамента — один из важных этапов в строительстве любых объектов. От соблюдения технологии его сооружения, в том числе и от правильного армирования, зависит надежность и долговечность эксплуатации зданий. Поэтому желательно доверить трудоемкий и технически сложный процесс возведения основы специалистам.

ООО «Проект» оказывает широкий спектр услуг по строительству в Москве и Подмосковье на профессиональном уровне. Мы работаем с учетом установленных законодательством норм и правил и способны справиться с самыми сложными задачами. Нашим клиентам гарантированы высокое качество на каждой стадии оказания услуг и приемлемые цены.

Армирование фундамента

Вопрос от клиента: «Здравствуйте, уважаемые инженеры. Планирую заняться строительством двухэтажного коттеджа из пеноблока площадью 8*8 м. Я столкнулся с вопросом выбора способа армирования фундамента. Дом будет возводиться на мелкозаглубленном ленточном фундаменте, все работы планирую выполнять собственноручно. Подскажите пожалуйста, по какой схеме лучше выполнить армирование и на что стоит особо обратить внимание. Заранее спасибо! Олег Лужин, Москва«

На данной странице представлены способы армирования железобетонных фундаментов, рассмотрены схемы укрепления оснований и приведена информация о укреплении армокаркасом ленточных, плитных и свайных фундаментов.

Способы армирования

Любой фундамент в процессе эксплуатации подвергается нагрузкам двух видов — на изгиб и на сжатие. Нагрузки на сжатие, исходящие от массы здания, передаются на верхний контур фундамента, нагрузки на изгиб действуют преимущественно ни нижнюю часть основания, исходят они от сил пучения грунта (расширившаяся почва давит на фундамент, выталкивая его наружу). Также выделяют боковые нагрузки на изгиб, которые испытывают фундаменты, расположенные в склонной к горизонтальным сдвигам почве.

Бетон — материал, который без дополнительного укрепления имеет высокую устойчивость лишь к нагрузкам на сжатия, тогда как сгибающие воздействия могут стать причиной трещин, приводящих к последующему разрушению фундамента.

Рис. 1.1: Последствия отсутствия армирования в ленточном фундаменте

С целью защиты бетонных фундаментов от нагрузок на изгиб производится их армирование, которое осуществляется посредством размещения арматурного каркаса внутри тела фундамента. Согласно требованиям СНиП, для создания армокаркасов должны использоваться горячекатаные арматурные стержни класса А1, А2 и А3, диаметром от 12 до 20 мм.

Важно: с целью экономии в частном строительстве металлическая арматура часто заменяется стеклопластиковыми аналогами, однако в сфере промышленного строительства композитные материалы не используются.

Классический арматурный каркас для укрепления ленточных и плитных фундаментов состоит из двух контуров арматуры — верхнего и нижнего, которые соединяются между собой поперечными перемычками. Необходимость в армировании средней части фундамента отсутствует, поскольку она практически не подвергается внешним нагрузкам.

Шаг элементов арматурного каркаса указан в нормативном документе СНиП №52-01-2003, согласно которому:

Между продольной арматурой шаг принимается не менее диаметра используемых стержней и не более 25 см;

Высота поперечных перемычек между продольными контурами — не более 50 см, если высота фундамента превышает 60 см, дополнительно обустраивается внутренний продольный ярус каркаса. Шаг между поперечными стержнями — 1/2 от высоты фундамента (не более 30 см).

Важно: выделяют два способа соединения арматурного каркаса — посредством сварки либо с помощью вязальной проволоки. Недостаток сварного соединения — увеличенная подверженность арматуры коррозии в местах сварки.

Способ сборки арматурного каркаса не влияет не итоговую механическую прочность фундамента, она обеспечивается за счет монолитности железобетонной конструкции после отвердевания смеси.

Рис. 1.2: Последовательность соединения армокаркаса проволокой

Армирование любого вида бетонных фундаментов выполняется с учетом следующих требований:

Между крайними участками арматурного каркаса и наружным контуром бетона оставляется расстояние в 40-50 мм;

Для поднятия каркаса над землей используются пластиковые «грибки», использование в качестве спейсеров кирпича не допускается;

Вертикальные арматурные прутья нельзя выткать в грунт, это чревато ускоренной коррозией металла;

Заливка опалубки с помещенным в нее армокаркасом выполняется за один заход, перерывы, при которых происходит частичное отвердевание бетона, негативным образом сказываются на итоговой прочности фундамента, поскольку внутри бетона образуются микротрещины.

Рис. 1.3: Пластиковые грибки под арматуру

Чертежи армирования фундаментов

Армирование подлежат следующие виды фундаментов:
Рассмотрим детальнее чертежи и технологию армирования каждого из них.

Ленточный фундамент

Наиболее подверженными деформационным нагрузкам местами в армокаркасе ленточного фундамента являются угловые и примыкающие соединения арматуры.

Важно: для стыковки углов армокаркаса применяются гнутые арматурные стержни, согласно строительным нормам не допускается соединение отдельных прутьев перекрестным способом.

Пространственная схема соединения прямых участков арматурного каркаса приведена на изображении 1.5.

Рис. 1.4: Схема армокаркаса ленточного фундамента

Армирование изгибов фундамента со сложной конфигурацией выполняется двумя цельными продольными стержнями (внешним и внутренним), повторяющими форму сгиба.

Рис. 1.5: Схема соединения арматуры в ленточном фундаменте на углах свыше 160 градусов

При укреплении углов фундамента с отклонением менее 160 градусов, на внешнем контуре каркаса используется цельный стержень, внутренний пояс изготавливается из двух выгнутых по очертаниям угла прутьев.

Рис. 1.6: Армирование углов ленты до 160 градусов

При армировании угловых соединений применяется два способа — нахлеста и Г-образной стыковки.

Рис. 1.7: Соединение угловых частей армокаркаса

Примыкания фундаментной ленты в местах стыковки внутренних и внешний стен зданий армируются П-образным либо Г-образным соединением прутьев.

Рис. 1.8: Соединение армокаркаса на стыках стен

Вышеуказанные способы армирования углов обеспечивают требуемую пространственную жесткость армокаркаса ленточного фундамента в наиболее подверженных деформации местах.

На размещенном ниже изображении приведены недопустимые способы армирования.

Рис. 1.9: Неправильное армирование углов ленточного фундамента

Гибку арматуры для угловых соединений армокракаса можно производить вручную, посредством самостоятельно изготовленного станка. При работе с прутьями большого диаметра металл в местах перегиба, для придания ему пластичности, имеет смысл прогревать паяльной лампой.

Рис. 2.0: Станок для гибки арматуры

Плитный фундамент

Армирование плитных фундаментов сопровождается большим расходом материалом и трудоемкостью процесса, однако фундаментная плита не имеет угловых и примыкающих соединений, что облегчает технологию выполнения работ.

Рис. 2.1: Схема армирования плитного фундамента

Боковые контуры армокаркаса плиты выполняются из цельных арматурных стержней, которые на углах соединяются посредством перекрестного стыка.

Важно: при собственноручном армировании, без выполнения предварительных расчетов, во избежание недостаточного укрепления плиты, шаг между прутьями арматуры рекомендуется делать не более 20 мм.

При армировании плитных фундаментов важно не допускать следующих ошибок:

Рис. 2.2: «1» — стенки опалубки обязательно нужно покрывать клеенкой, которая предотвращает утечку цементного молочка из бетона; «2» — подсыпка из бетона должна уплотняться ручной трамбовкой; «3» — щели в опалубке недопустимы.

Рис. 2.3: Крайние контуры армокаркаса необходимо утапливать вглубь опалубки на 4-5 см., таким образом формируется защитный слой бетона, предотвращающий коррозию арматуры.

Столбчатые и буронабивные фундаменты

При армировании опорных столбов обустраивается продольно-поперечный армокаркас, состоящий из 4-ех продольных прутьев диаметром 12-15 мм. и соединяющих их поперечных перемычек, расположенных на расстоянии 30 см. друг от друга. В качестве соединяющих перемычек используется гладка арматура диаметром 6-8 мм.

Рис. 2.4: Схема армирования буронабивных свай

Для укрепления столбчатых фундаментов собираются армокаркасы квадратной формы, для бурнабивных свай — круглой.

Рис. 2.5: Схема армирования столбчатого фундамента

Важно: при обвязке опорных столбов и буронабивных свай деревянным брусом либо металлопрокатом (балкой или швеллером), между верхним краем продольной арматуры и внешним контуром бетона выдерживается расстояние в 5 см. При обвязке опор железобетонным ростверком, арматурный каркас формируется на 20-30 см. выше бетонного тела опоры, впоследствии к выступам арматуры приваривается армокаркас ростверка.

Полезные материалы

Арматурный каркас для фундамента

Арматурный каркас — это остов фундамента, собираемый из стальных прутьев, воспринимающих растягивающие нагрузки и препятствующий деформациям.

Армирование ленточного фундамента

Армирование необходимо для того, чтобы бетон стал железобетоном. Для этого в фундаментную опалубку устанавливается пространственный каркас из арматуры.

Армирование свай

На данной странице представлена информация о армировании свай. Вы узнаете, какие сваи подлежат армированию и какие виды укрепления железобетонных изделий существуют.

Как грамотно армировать ленточный фундамент: технология, расчеты и схема построения каркаса — Фундамент своими руками

Ленточный фундамент состоит из бетона и армирующего его металлического каркаса, который повышает эксплуатационные характеристики всей конструкции и обеспечивает ее прочность. Данная технология изготовления позволяет фундаменту выдерживать очень большие нагрузки и обеспечивает прочность даже монолитным домам сложной формы. Поскольку основную несущую функцию выполняет именно армирующий каркас, то при строительстве дома очень важно знать, как армировать ленточный фундамент, и выполнять все этапы этого процесса в соответствии с технологией.

Технология армирования

Чаще всего для создания каркаса ленточного фундамента используется арматура. Ее монтируют на стадии установки опалубки, а затем послойно заливают бетон и выполняют гидроизоляцию, используя рубероид и мастику.

По сути, все кажется довольно простым и понятным. Однако существует несколько важных моментов, без знания и соблюдения которых новый ленточный фундамент не будет соответствовать заявленным требованиям. Основные сложности и нюансы связаны именно с армированием. Поэтому вопрос о том, как правильно армировать ленточный фундамент, следует рассмотреть более детально.

Расчет армирования

Перед началом работ должен быть произведен расчет армирования с учетом нагрузки на фундамент. Поскольку от полученных показателей в значительной мере зависит прочность всей несущей конструкции, то желательно, чтобы к этим работам были привлечены профессионалы. Очень важно определить соответствующее сечение прутьев и монтировать их на установленном расстоянии. Так, для сооружения небольшой хозяйственной постройки вполне подойдет проволока диаметром до 12 мм, а для армирования ленточного фундамента дома она абсолютно не подходит. Очень важно под каждое конкретное строение произвести индивидуальные расчеты, проведя предварительный анализ грунта и установив глубину закладки фундамента.

Специалисты рекомендуют использовать для армирования фундамента ленточного типа стальной прут А-III с периодическим профилем и сечением 10-22 мм. Вспомогательные пруты могут иметь диаметр 4-10 мм. Они устанавливаются вертикально для поддержания нижнего и верхнего рядов арматуры, а также для обеспечения прочности на срез. Вертикальные пруты устанавливаются с шагом 0,5-0,8 м.

Для защиты металлической арматуры от воздействия негативных внешних условий она должна быть погружена в бетон: верхний ярус – на 50-60 мм, нижний – на 70 мм и более. Минимальное расстояние между горизонтальными рядами арматуры составляет 30 см. При армировании заглубленного ленточного фундамента обычно используется по 2-4 прута в каждом ряду.

Схема армирования

Оптимальным вариантом основания для дома является монолитный ленточный фундамент, армированный по квадрату или прямоугольнику. При таком исполнении оси становятся правильно, а сам каркас получается очень прочным.

По правилам армирования, ширина каркаса должна составлять не более половины его высоты. По причине того, что полоса фундамента довольно длинная и относительно неширокая, она больше подвергается продольным и меньше поперечным растяжениям. Поэтому все вертикальные и поперечные пруты – это преимущественно конструктивные элементы, служащие для создания формы каркаса, что позволяет существенно сэкономить именно на них.

Вязка арматуры

Чтобы армирующий каркас был более прочным, прутья необходимо соединять «клеточкой», располагая ряды под углом 90°. Оптимальный способ соединения и закрепления прутьев каркаса – вязка специальным крючком с использованием проволоки.

Вязка выполняется следующим образом. От проволоки отрезается небольшой кусок (примерно 30 см), складывается пополам, накладывается на место соединения прутьев и в образовавшуюся петлю продевается крючок. Затем в него заводятся два других конца проволоки, и все вместе проворачивается до образования прочного соединения.

Помимо такого способа вязки можно использовать электрические крючки или шуруповерт со специальной насадкой. Сварка для соединения элементов армирующего каркаса не подходит, поскольку при этом он утрачивает свои функциональные характеристики. Это обусловлено тем, что электросварка воздействует на физические свойства металла, из-за чего в местах сварочных стыков он становится менее крепким, а сами швы получаются довольно тонкими.

Армирование углов

Сложнее всего армировать углы ленточного фундамента. В идеале армирование углов выполняется гнутыми арматурными прутьями, соединяющими примыкающие части каркаса. Именно на этом этапе строительства многие застройщики начинают сомневаться, нужно ли армировать ленточный фундамент гнутой арматурой по углам. И поэтому просто укладывают прутья под прямым углом, что абсолютно неправильно.

При таком перекрестии невозможно создать единую жесткую раму, которая обеспечит прочность фундамента. Здание на таком основании может оказаться недолговечным, поскольку данный вид армирования способствует отколам слоев и образованию трещин на углах фундамента.

Грамотное армирование угла должно обеспечивать жесткую связку лент фундамента. Для этого прутья соединяются в единый каркас посредством хомутов, а в местах стыка на углах устанавливаются специальные усиления П- или Г-образной формы.

Если в средней части фундамента хомуты рекомендуется располагать на расстоянии не менее 25 см друг от друга (примерно 3/8 от высоты фундамента), то по углам это расстояние должно быть уменьшено вдвое. Очень эффективным способом повышения прочности ленты фундамента является именно загибание углов и их соединение внахлест при помощи хомутов на расстоянии 0,7 м от угла. Такое армирование углов придаст абсолютную монолитность и очень высокую прочность всему фундаменту.

Заглубление фундамента

Ленточные фундаменты бывают двух видов: глубокого заложения и мелкозаглубленные. Они имеют разную высоту основания. Кроме того у глубоко заложенных фундаментов имеется более развитая боковая стенка и подошва.

С учетом этого в невысоких фундаментах (до 1 м) допускается армирование только подошвы, а в глубоких фундаментах требуется укрепление и наружной части. Для усиления каркаса мелкозаглубленного фундамента рекомендуется устанавливать дополнительную проволочную сетку с ячейками 100х100 мм.

Фундамент – основа дома. При его создании необходимо учитывать множество факторов и всегда помнить, что его строительство не терпит пренебрежительного отношения. Особенно при армировании ленточного фундамента, который зачастую несет очень высокие нагрузки. Только соблюдение технологии армирования позволит создать такой фундамент, который обеспечит длительную и надежную эксплуатацию всего здания.

Фундамент забора: арматура и армирование

Обустройство фундамента забора

Все без исключения заборы, даже металлические с проволокой, всегда устанавливаются на прочных фундаментах, способных выдерживать большие нагрузки. Понятно, что никто не строит мощные конструкции, ведь это затратное дело и далеко не всегда оправдано.

Необходимость основы под ограждение

Армирование фундамента и столбов ограждения

Но основной этап возведения любого забора – это закладка фундамента, причем огромной популярностью пользуются именно ленточные основания. А, чтобы они были более прочными и долговечными, активно применяется армирование. Зачем делается армирование фундамента для забора:

увеличение несущей способности оснований;
снижение влияния вертикальных и горизонтальных подвижек почвы, а также стабилизация положения ленты;
усиление прочности за счет дополнительного связывания бетонного раствора и блоков;
снижение воздействия неоднородного грунта, а также различной массы отдельных конструкций;

Арматура препятствует растяжению, в результате которого возникают трещины, разрывы и локальные деформации.

Технология возведения фундамента для забора

Подготовка траншеи для установки армированного пояса ограждения

Для начала необходимо сделать выбор типа фундамента, материала столбов и перемычек, а также необходимо проведение геодезической разведки территории с целью определиться с типом грунтов и глубиной их промерзания:

Затем проводится разметка мест расположения будущего забора с точностью до полуметра, устанавливаются вехи и направляющие.
При необходимости, проводится выравнивание строительной площадки.
После установки всех вех и направляющих, нужно выкопать траншею на всей протяженности забора и засыпать дно песчано-гравийной подушкой.
Глубина траншеи, а также ширина опалубки, зависит от устойчивости почвы, климатических условий, глубины промерзания почвы и высоты расположения грунтовых вод. Также важную роль играет масса конструкции, ведь монолитные кирпичные заборы на бетонном основании весят намного больше, чем столбчатые ограды с проволочным ограждением.
Затем нужно сделать армирование будущего фундамента. Как правило, используются ряды продольной и вертикальной арматуры, которые связываются между собой. Арматуру нужно устанавливать таким образом, чтобы она была закрыта бетонным раствором и не контактировала с открытым воздухом или водой.

Затем возводится опалубка. Для этого используются деревянные доски, готовые щиты или листы рубероида. Устанавливается опалубка на высоту более 30 см от уровня грунта, укрепляется распорными брусьями и с внешней стороны засыпается грунтом или песком. Готовую опалубку вместе с арматурой нужно залить бетоном.

Особенности армирования ленточного фундамента для забора

Вязка арматуры для ленточного фундамента забора

Учитывая особенности конструкции ленточного основания, армировать нужно всю полезную площадь конструкции. Поэтому выбор арматуры, в каждом отдельном случае делается индивидуально с учетом множества факторов. При армировании ленты нужно помнить о ряде правил:

Выбирать металлическую арматуру диаметром 10 мм или больше, устанавливать ее горизонтально.
Вертикальная сетка может быть сечением и 8 мм, но соединять ее с продольной сеткой нужно только скрутками. Использовать сварку не рекомендуется, ведь после нагревания разрушается структура металла.
Металлический каркас должен иметь размеры, где ширина должна составлять половину высоты. Крайние грани прутьев должны быть спрятаны в бетоне, поэтому устанавливаются на расстоянии до 5 см от края опалубки.
Первые два прута ложатся на опоры, отступ от стены опалубки составляет 5 см. затем проводится укрепление горизонтальных и вертикальных прутьев с интервалом 40 см. На верхнюю кромку устанавливают горизонтальные ряды и тоже связывают между собой поперечинами.
Для связывания арматуры лучше использовать специальную гибкую проволоку и вязальный крючок. Лучше использовать проволоку длиной до 30 см, ее нужно сложить пополам и обвернуть по диагонали крестовины. Затем крючком соединить края и поворот, прочно закрутить.

Можно также использовать специальные завязочные насадки на шуруповерты или электрические крючки. Сварку использовать категорически запрещено.

Армирование столбчатых и каменных фундаментов

Обустройство арматурой столбчатого фундамента забора

Учитывая специфическую конструкцию таких заборов, армирование столбов проводится редко. Для этого нужно в готовое углубление установить вертикальные и продольные прутья арматуры диаметром 8 мм, обвязать их между собой и затем залить конструкцию бетоном.

Для получения большей жесткости, пруты рекомендуется приварить в верхней кромке к металлическим столбам, затем покрыть специальной гидроизоляцией типа жидкой резины. Тогда получается более жесткая конструкция, способная выдержать значительные нагрузки.

Но такое армирование нельзя использовать, если к столбам крепятся большие металлические листы. Ведь, если на листы воздействует сильный ветер, то их вырвет из земли вместе с бетоном, поэтому используется только ленточная конструкция.

Альтернативные виды арматуры для фундаментов

Вязка композитной арматуры для фундамента ограждения

Кроме металлической арматуры, также активно используется композитная арматура. В большинстве случаев, это стеклопластиковое волокно, которое обладает рядом ключевых преимуществ:

стекловолокно прочнее металла, поэтому и меньше его нужно для армирования фундамента;
композиты стойкие к атмосферному влиянию, не подвержено коррозии;
они гибкие и легкие, поэтому легко транспортируются и быстро укладываются;
обвязывается такая арматура пластиковыми стяжками;
учитывая, что производители продают композитную арматуру в бухтах, то прямо на строительной площадке не составит труда порезать ее на куски необходимой длины. Таким образом, количество отходов будет минимальным.

Армировать также можно и подручными материалами, ведь к фундаментам для заборов предъявляется значительно меньше требований по прочности и надежности. Но лучше все сделать изначально правильно, чтобы получить максимально надежное и долговечное основание.

Статья о правильном армировании ленточного фундамента своими руками

К рассмотрению предлагаем монолитный ленточный фундамент, т.к. сборный менее распространен.

Основные ошибки армирования ленточного фундамента.

Фундамент в процессе эксплуатации подвергается различным нагрузкам от веса самого дома, от движения грунтов и от морозного пучения. При давлении дома нижняя часть испытывает нагрузку на растяжения, верхняя на сжатие. Так же необходимо помнить о силах морозного пучения, подъемная сила которых может превысить вес дома и вызвать растяжение в верхней части ленточного фундамента. Неправильное армирование ленточного фундамента может привести к его разрушению, и, как следствие, разрушению стен и всего здания. Поэтому к армированию ленточного фундамента надо подойти очень серьезно, фундамент — основа всего здания. В этой статье мы приведём подробные чертежи и схемы армирования ленточного фундамента.

Чертёж 1. Нагрузки действующий не фундамент дома

Основную нагрузку на сжатие воспринимает бетон, а на растяжение арматура. Поэтому необходимо армировать нижнюю и верхнюю части фундамента. Армирование средней части фундамента смысла не имеет, так как он почти не испытывает нагрузок.

Чертёж. 2 Схема армирования каркаса ленточного фундамент; 1 — продольные стержни, 2 — хомуты

Продольная арматура, воспринимает основные нагрузки, она укладывается в нижней и верхней части фундамента. Для продольных стержней используется горячекатаная стержневая арматура класса А3. Если высота фундамента больше 150 мм, то необходимо установить вертикальную и поперечную арматуру. Для нее обычно используется горячекатаная стержневая гладкая арматура класса А1 диаметром 6-8мм. Поперечное и вертикальное армирование лучше выполнить единим хомутом, который свяжет армирование в единый каркас. Продольная арматура должна быть расположена внутри каркаса. Связка арматуры в единый каркас ограничивает распространение трещин в бетоне и закрепляет арматурные стержни в нужном положении. Расстояния между прутами продольного армирования и шаг поперечного армирования ленточного фундамента определяется СНиП 52-01-2003:

7.3.4 Минимальное расстояние между стержнями арматуры в свету следует принимать в зависимости от диаметра арматуры, размера крупного заполнителя бетона, расположения арматуры в элементе по отношению к направлению бетонирования, способа укладки и уплотнения бетона.

Расстояние между стержнями арматуры следует принимать не менее диаметра арматуры и не менее25 мм.

Продольная арматура

7.3.6 Расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры следует принимать с учетом типа железобетонного элемента (колонны, балки, плиты, стены), ширины и высоты сечения элемента и не более величины, обеспечивающей эффективное вовлечение в работу бетона, равномерное распределение напряжений и деформаций по ширине сечения элемента, а также ограничение ширины раскрытия трещин между стержнями арматуры. При этом расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры следует принимать не более двукратной высоты сечения элемента и не более400 мм, а в линейных внецентренно сжатых элементах в направлении плоскости изгиба — не более500 мм.

Поперечное армирование

7.3.7 В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более величины, обеспечивающей включение в работу поперечной арматуры при образовании и развитии наклонных трещин. При этом шаг поперечной арматуры следует принимать не более половины рабочей высоты сечения элемента и не более300 мм.

Для соединения арматуры не рекомендуется использовать сварку, так как при высокой температуре свойства металла ухудшаются. Сваривать допускается только арматуру, которая в своей маркировке имеет букву «С», например А500С. Все другие марки арматуры связываются между собой при помощи вязальной проволоки.

Чертёж 3. Схема армирования ленточного фундамента, связка арматуры

Так же при армировании ленточного фундамента надо помнить, что арматура не должна соприкасаться с грунтом и опалубкой, чтобы не допустить ее ржавления. Защитный слой для фундамента должен быть 50-80мм.

Следует уделить повышенное внимание армированию углов примыканий ленты фундамента, ведь угол железобетонной конструкции испытывает концентрированное напряжение. Для армирования углов и перекрестий требуется гнуть из арматуры класса А3 специальные углы. Нельзя армировать углы железобетонных лент простым перекрестием. При таком армировании фундамент будет представлять собой не единую жесткую раму, а набор отдельных не связанных друг с другом балок.

В народном строительстве родилась и прочно закрепилась недопустимая форма армирования углов и стыков лент фундамента при помощи простых связанных перекрестий. На рисунке ниже нарисованны чертежи армирования углового премыкания каркаса. Сверху — неправильный вариант (продольная арматура просто перекрещивается, дополнительных усилений, нет дополнительной поперечной и вертикальной арматуры). Снизу — изображен правильный вариант армирования.

Чертёж. 4 Неправильное армирование углов фундамента

Чертёж. 5 Схема армровния углов фундамента

При армировании премыканий лент фундамента («Т» образных перекрестий) так же не допускается простых перекрестий, требуются дополнительные усиления (рис 6-7).

На чертеже стыки продольной арматуры (1) выполнены «перекрестиями», без дополнительных усилений. В зоне перекрестия нет дополнительных хомутов.

Чертёж. 6 Неправильная схема армирования примыканий каркасов

Чертёж. 7 Правильная схема армирования примыканий каркасов

Для украшения дома часто используют эркер — выступающая из плоскости фасада часть помещения. В каркесе фундамента под эркер сгибается тупой угол. При армировании тупых углов лент надо внутреннюю продольную арматуру пропускать через каркас и подвязывать к наружной, ставить дополнительное «Г» — образное усиление и дополнительные поперечные хомуты (рис 8).

Чертёж. 8 Армирование тупого угла фундамента. Слева — неправильное, Справа — правильное

Наверное, каждый, кто сталкивался с заливкой фундамента, видел неправильные схемы армирования стыков каркаса. На строительных форумах много мастеров и советчиков. Люди не сведующие в строительстве строят так свои дома, есть даже фотографии с примерами такого армирования. Но все эти советы не соответствуют строительным нормам. Неизвестно сколько простоит такое здание, так как такое «армирование» со временем приводит к отколам слоев фундамента по ширине и образованием трещин у углов.

Общий смысл правильного армирования угла – это обеспечение жесткой связи лент фундамента. Для этого требуется связать арматуру в единый каркас, при помощи хомутов. В местах стыка арматуры и на углах устанавливаются дополнительные П-образные или Г-образные усиления. Поперечное и вертикальное армирование (хомуты) для ленты фундамента рекомендуется ставить не реже 3/8 от высоты сечения фундамента, но не реже 25 см. В зоне угловой анкеровки арматуры хомуты ставится в два раза чаще, чем для средней части ленты.

P.S. Фундамент — основа Вашего дома. Существует множество факторов, таких как конфигурация здания, грунты, технология стоительства стен, этажность, тип перекрытий и пр., которые необходимо учитывать при выборе типа фундамента и его конфигурации. Настоятельно рекомендуем перед началом строительства проконсультироваться со специалистами! Если вы планируете строительство дома по технологии несъёмной опалубки Техноблок, обратитесь к нам до начала строительства. Мы поможем Вам не допустить ошибок, разработаем конфигурацию фундамента, сделаем проект, проведём контроль качества на всех этапах строительства и всё это совершенно бесплатно!

Статья выполненна специалистами компании «ТЕХНОБЛОК».

армирование фундамента, арматура, технология

Армирование применяется для увеличения прочности фундамента, что также положительно сказывается на сроке эксплуатации строения. При армировании осуществляется закладка «скелета» — основы, одновременно играющей роль своеобразного демпфера и анкерной опоры. Дело в том, что почва отличается нестабильностью — яркий пример этого заключается в сезонном движении грунта, вызванным перепадом температур. Это приводит к динамическому давлению на стенки фундамента, провоцирующему его разрывы, поэтому заливка фундамента частного дома с армированием прочно защитит строение от негативного воздействия.

Бетон, вне зависимости от марки, показывает крайне низкую степень пластичности. При растяжении для него характерно раскрашивание и появление сквозных трещин.

Не усиленный армированием фундамент в течение 2–3 сезонных изменений температур может быть подвергнут частичному разрушению, делающему дальнейшую эксплуатацию здания невозможной.

С целью обеспечения защиты фундамента применяется его армирование, позволяющее компенсировать создаваемые почвой неравномерные нагрузки.

Как выполняется армирование

Подготовка является одним из важнейших этапов. Она заключается в установке опалубки, представляющей собой собранные из досок щиты. Во избежание выхода бетона во время заливки за границы опалубки, рекомендуется скрепить между собой щиты при помощи саморезов.

Важно! При сборке щитов гвозди необходимо забивать с внутренней стороны, полностью утапливая шляпки в доски. С наружней стороны щита острия гвоздей можно просто загнуть.

Когда сборка щитов будет закончена, можно устанавливать их в предназначенную для заливки фундамента траншею, укрепляя при помощи колышков и распорок. Высота опалубки должна превышать предполагаемую высоту заливки фундамента, это важно.

После установки опалубки можно приступать к армированию. Для этого в грунт с шагом в 200 мм забиваются прутья арматуры диаметром 10–12 мм. Длина прутьев должна быть идентичной высоте будущего фундамента. Затем, используя прутья в качестве основы, устанавливается основная часть бетонной арматуры.

При монтаже важно соблюдать глубину залегания арматуры — она должна находится не менее чем в 8 см над землёй.

Укладывать армирующую конструкцию на землю запрещается!

Для удобства монтажа рекомендуется уложить в основание фундамента кирпичи, положив их ребром, а затем на них укладывать арматуру. Прутья арматуры должны связываться между собой при помощи проволоки или специальных скрепок. Сварка при армировании фундамента не применяется.

Порядок армирования

Для армирования бетона понадобится следующий набор инструментов:

болгарка;

станок для сгибания арматуры. Можно приобрести в строительном магазине или сделать его самостоятельно;

специальный крючок для вязания проволоки;

специальные пластиковые подкладки, используемые вместо кирпичей;

фиксаторы;

кусачки и плоскогубцы;

молоток;

проволока для вязки арматуры диаметром от 0,8 до 1,2 мм.

Существует несколько способов вязки армирующей конструкции. Наиболее распространённым способом, применяемом в частном строительстве, является ручная вязка. Её преимущество заключение в отсутствии необходимости использования специального инструмента и сложного оборудования — армирование легко может быть выполнено подручными средствами.

Применяется несколько основных приёмов вязания арматуры, которые объединяет одна особенность — при монтаже первой петли необходимо надеть её вдоль спиральных канавок на арматуре — это обеспечит надёжное соединение прутьев и убережёт их от расшатывания.

Основные приёмы вязки следующие:

с использованием проволоки. Наиболее простой и распространённый способ. Стальная проволока нарезается на прутки длиной 180–200 мм, которые затем сгибаются пополам. Затем при помощи проволоки охватываются скрепляемые элементы, её свободные концы заводятся за крючок и круговыми движениями крючка скручиваются;

с использованием специальных скрепок. Сегодня они доступны практически в любом строительном магазине. С помощью скрепок можно соединять как всю арматуру фундамента, так и использовать их только в труднодоступных местах;

соединение внахлёст. Обычно используются в местах, где требуется удлинить армирующий каркас либо в узловых точках стенок фундамента. Длина нахлеста должны превышать диаметр арматуры приблизительно в 30 раз.

Правила сгибания арматуры

При сгибании прутков необходимо соблюдать важное условие — они не должны после этого снизить своих прочностных характеристик. Именно поэтому сгибание должно выполняться исключительно механическим способом, без нагревания. Для этого можно использовать как специальные станки, так и подручные приспособления. При сгибании важно следить за углом изгиба — он не должен быть острым, минимальный радиус закругления составляет от 10 до 15 диаметров прутка арматуры.

Важно знать! Арматурный прут может сгибаться без потери прочностных качеств под углом не более 90 градусов. При больших углах сгиба прочность прутка значительно падает.

При монтаже и подготовке арматуры важно соблюдать следующие правила:

не делать при помощи болгарки или полотна по металлу распил на прутке, позволяющий облегчить гибку;

не нагревать место сгиба при помощи паяльной лампы, газовой горелки и пр.;

не применять к прутку резких динамических воздействий (ударов молотком, кувалдой и пр.).

После монтажа армирующей конструкции можно приступать к заливке фундамента. Не рекомендуется экономить на бетоне, приобретая более дешёвые марки цемента и некачественные компоненты для приготовления смеси. Минимальная допустимая марка используемого при заливке фундамента бетона должна быть не ниже М200. И не стоит забывать про монтаж вентиляционных отверстий — они не только улучшают амортизационные свойства фундамента, но и эффективно отводят лишнюю влагу из цоколя.

Зачем армировать фундамент? | Сетка стальная от производителя по низким ценам

Чтобы дом стоял века, его стены должны опираться на надежное основание. Бетон для фундамента – наиболее подходящий материал. Зачем же нужна арматура для фундамента, ведь ее цена сделает основание дороже? Все просто. Дело в том, что фундамент превосходно держит нагрузку на сжатие по вертикали и горизонтали, но не в состоянии работать на изгиб. Такого рода нагрузка возникает на пучинистых грунтах во время их промерзания. Грунт – субстанция неравномерная по плотности. В местах, где влаги больше, он вспучивается интенсивнее, нагружает фундамент, который дает трещину.

Бетон + арматура = железобетон

Чтобы придать основанию дома способность противостоять изгибающим нагрузкам, необходим металл. Он прочен и пластичен, в отличие от хрупкого бетона. Арматура для фундамента имеет рифленую и гладкую поверхности. Рифление обеспечивает необходимое сцепление бетона и металлических прутьев. В результате образуется материал с новыми эксплуатационными свойствами – железобетон. Он одинаково хорошо работает на сжатие и на изгиб.

Диаметр арматуры рассчитывается, исходя из планируемой величины нагрузки на фундамент. Это позволяет избежать ее разрыва и чрезмерного перерасхода металла.

При армировании ленточного фундамента, рифленая арматура расчетного диаметра продольно укладывается в нижней и верхней его части. С помощью вертикальных и поперечных отрезков гладкой арматуры, верхний и нижний пояса увязываются между собой. Армирование устанавливается с таким расчетом, чтобы между металлом и наружной поверхностью бетона был зазор 8 см. Следующий этап – заливка жидким бетоном. Когда он застынет – фундамент готов.

Арматуру для фундамента вы можете купить в компании «Сетка стальная», связавшись с нами по телефону или приехав в офис. На нашем сайте можно ознакомиться с ценами и ассортиментом предлагаемой продукции. Мы гарантируем высокое качество предлагаемой продукции и оказываем услуги по протяжке арматуры. Если вам необходима монтажная проволока для увязывания арматуры – вы найдете ее в соответствующем разделе.

Армирование, дренаж необходимы для прочного фундамента дома

Поздравляем с новым домом. Строить дом — это увлекательно. Я помню, как строил новый дом для своей жены; было увлекательно видеть, как наши мечты каждый день воплощаются в реальность.

Вы очень мудры, когда фотографируете каждый этап процесса. С помощью цифровой фотографии вы можете делать тысячи фотографий бесплатно. Делайте бесчисленные фотографии, многие из которых крупным планом, каждой детали работы. Даже если вы можете не знать, на что смотрите, позже профессионал сможет собрать очень важные данные из ваших фотографий.

По возможности включите что-нибудь на фото для увеличения масштаба. Это может быть небольшая пластиковая линейка, набор ключей от машины или баночка с содовой или бутылка воды. Это очень важно при фотографировании дефектов, таких как трещина в бетонной плите или царапина на сайдинге или двери.

Давайте поговорим о нижних колонтитулах фонда. Они получили свое название от нашей собственной анатомии. Подумай об этом. Ваши ступни — это части вашего тела, которые обычно контактируют с землей в часы бодрствования. Они помогают поддерживать вас и распределять вес тела на земле или полу.

Вот что делает нижний колонтитул дома. Его задача — обеспечить плоскую и ровную поверхность, на которой можно установить стеновые панели фундамента и распределить вес всего дома на землю. Представьте себе нож и масло. Если вы попытаетесь разрезать масло с помощью лезвия ножа, уложенного поперек масла, вы не уйдете далеко. Если вы положите лезвие ножа на масло и надавите на него, вы прорежете его насквозь.

Представьте, что узкие фундаментные стены шириной 8 дюймов залиты прямо на землю.Вполне вероятно, что фундамент со временем начнет прорезать почву. Это было бы очень плохо.

Трубы, которые вы видите, — это очень хорошо. Это говорит мне, что строитель или архитектор знает, как облегчить крохотные артезианские колодцы в подвале вашего дома. Эти трубы позволят любой грунтовой воде, которая может скапливаться под плитой подвала, стекать под действием силы тяжести в почву вокруг вашего дома. Трубы не повлияют на прочность нижнего колонтитула или его способность переносить вес вашего дома на землю.

Если строитель установит отличную дренажную плитку для фундамента за пределами нижнего колонтитула после того, как он залит, и эта труба продолжится за пределами дома до нижней точки на вашем участке, где она выходит на поверхность, когда земля падает, любые грунтовые воды вокруг и под ваша плита будет стекать естественным путем и не попадет в подвал.

Вот почему я всегда старался покупать и строить участки, где хотя бы одна часть участка была ниже по высоте, чем нижний колонтитул. Я хотела, чтобы мать-природа бесплатно обеспечила часть гидроизоляции моего подвала.Когда вы можете слить воду в низкую точку участка, используя силу тяжести, вместо того, чтобы откачивать ее из отстойника, вам намного лучше.

Стальные стержни, которые вы видите, должны быть заключены в бетон. Сталь обеспечивает прочность на разрыв в несколько десятков тысяч фунтов для нижних колонтитулов. Бетон очень прочен, когда вы его сжимаете, но когда вы сгибаете или пытаетесь растянуть его, он имеет только 10 процентов прочности при сжатии.

Если земля под нижним колонтитулом осядет, стальные стержни помогут удержать нижний колонтитул вместе.Сам нижний колонтитул не предназначен для перекрытия больших пустот или мягких участков в земле или почве. Подумайте, как делают стальные двутавры и балки перекрытия. Вертикальная стенка стальной двутавровой балки — это то, что позволяет ей поддерживать вещи. То же самое и с балкой перекрытия. Если уложить балку пола ровно, она легко прогнется.

Ваши высокие бетонные фундаментные стены подобны стенкам стальной двутавровой балки. Вот почему очень важно, чтобы внутри залитого бетона находились сплошные стальные стержни на расстоянии примерно 16 дюймов от низа фундаментной стены и на 12 или 16 дюймов от верха стены.

Эта сталь в большинстве случаев скрепляет фундаментную стену в случае разрушения грунта под ней. Я надеюсь, что в ваших планах в фундаменте должно быть четыре стальных стержня. Я бы тоже хотел, чтобы они были 5/8 дюйма в диаметре.

Судя по фотографии, которую вы мне прислали, кажется, что подрядчик по строительству фундамента никуда не годится. Бьюсь об заклад, он закладывает необходимую сталь в фундамент, но спросите его, что он запланировал, на всякий случай.

Тим Картер — обозреватель Tribune Media Services.Свяжитесь с ним через его веб-сайт: www.askthebuilder.com .

Не отставайте от некоторых из предыдущих колонок Тима :

ПРОЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТЕНОК ФУНДАМЕНТА

ВВЕДЕНИЕ

Хотя стены фундамента из бетонной кладки могут быть построены без арматуры, может потребоваться армирование стен, выдерживающих большие нагрузки засыпки грунтом. Положения по расчету прочности, содержащиеся в Главе 3 Строительных норм и правил для каменных конструкций (см.1) обычно обеспечивает большую экономию по сравнению с методом расчета допустимого напряжения, поскольку более тонкие стенки или большие расстояния между арматурными стержнями часто возникают в результате расчетного расчета на прочность. Критерии расчета прочности подробно представлены в TEK 14-4A, Расчет прочности бетонной кладки (ссылка 2).

РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ

Грунт создает боковые нагрузки на фундаментные стены. Предполагается, что нагрузка увеличивается линейно с глубиной, что приводит к треугольному распределению нагрузки на стену.Эта боковая нагрузка на грунт выражается как эквивалентное давление жидкости в фунтах на квадратный фут на фут глубины (кН / м² / м). Для расчета прочности это поперечное давление грунта увеличивается путем умножения на коэффициент нагрузки, который обеспечивает коэффициент безопасности в условиях перегрузки. Максимальный момент на стене зависит от общей высоты стены, высоты засыпки грунта, условий опоры стены, учтенной нагрузки на грунт, наличия каких-либо дополнительных нагрузок на грунт и наличия насыщенных грунтов.

Фундаментные стены также служат опорой для конструкции над фундаментом, передавая вертикальные нагрузки на фундамент. Вертикальное сжатие противодействует растяжению на изгиб, увеличивая сопротивление стены изгибу. В малоэтажном строительстве эти вертикальные нагрузки обычно невелики по сравнению с прочностью бетонной кладки на сжатие. Эффекты вертикальной нагрузки в данном TEK не рассматриваются.

ДИЗАЙН-ТАБЛИЦЫ

В таблицах с 1 по 4 представлены графики армирования для 6, 8, 10 и 12 дюймов.(152, 203, 254 и 305 мм) стенки соответственно. Дополнительные варианты армирования могут быть подходящими и могут быть проверены с помощью инженерного анализа. Включены стены от 8 до 16 футов (от 2,4 до 4,9 м) и давление грунта 30, 45 и 60 фунтов на квадратный фут (4,7, 7,0 и 9,4 кН / м² / м).

Эффективная глубина армирования d , принятая для анализа, представляет собой практические значения с учетом вариаций толщины лицевой оболочки, диапазона размеров арматурных стержней, минимально необходимого покрытия цементным раствором и строительных допусков для размещения арматуры.

Следующие допущения также применимы к значениям в таблицах с 1 по 4:

Нет доплат на прилегающий к стене грунт,
на стену незначительны осевые нагрузки,
стена просто поддерживается сверху и снизу,
стена залита в ячейках с арматурой (хотя допускается заливка сплошным раствором),

Свойства сечения

основаны на минимальных требованиях к толщине лицевой оболочки и толщины стенки ASTM C 90 (см.3),
указанная прочность кладки на сжатие, f ’ м , составляет 1500 фунтов на квадратный дюйм (10,3 МПа),
Арматура класса 60 (413 МПа),

Приведенные требования к армированию

учитывают коэффициент нагрузки грунта 1,6 (ссылка 6),
максимальная ширина зоны сжатия ограничена шестикратной толщиной стенки или расстоянием между вертикальными стержнями 72 дюйма (1829 мм), в зависимости от того, что меньше,

Арматурная сталь

размещается по направлению к натяжной (внутренней) поверхности стены (как показано на рисунке 1), а
Почва хорошо дренирована, чтобы исключить наличие насыщенной почвы.

Таблица 1 — Армирование для 6-дюймовых (152 мм) бетонных стен фундамента из кирпича

Таблица 2 — Армирование для 8-дюймовых (203-мм) бетонных стен фундамента

Таблица 3 — Армирование для 10-дюймовых (254 мм) бетонных стен фундамента

Таблица 4 — Армирование для 12-дюймовых (305 мм) бетонных стен фундамента из кирпича

Примечания к таблицам 1–4:

^(a) засыпка зернистым грунтом
^(b) осушенная засыпка илистым песком или илистой глиной
^(c) засыпка глинистым грунтом
^(d) превышает максимально допустимую прочность на растяжение (см.2)
^(e) не может быть выполнено с помощью стержней № 6 (M # 19)
^(f) метрические эквиваленты: дюймы x 25,4 = мм; № 3 = М № 10; № 4 = М № 13; № 5 = М № 16; № 6 = М № 19; № 7 = М № 22; № 8 = М № 25; № 9 = М № 29

ПРИМЕР КОНСТРУКЦИИ

Стена: 12 дюймов Стена фундамента из бетонной кладки толщиной 305 мм, высота 12 футов (3,66 м)

Почва: эквивалентное давление жидкости составляет 45 фунтов на квадратный дюйм / фут (7.0 кН / м² / м) (без учета факторов нагрузки на грунт), высота засыпки 10 футов (3,05 м)

Используя Таблицу 4, стена может быть надлежащим образом усилена с помощью стержней № 9 при 72 дюйма. (M # 29 на высоте 1829 мм).

ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

В этом разделе обсуждаются вопросы, которые напрямую связаны с допущениями при проектировании конструкций. См. TEK 3-11, Конструкция стены фундамента из бетонной кладки и TEK 5-3A, Детали стены из бетонной кладки (см.4, 5) для более полной информации о строительстве стен из бетонной кладки.

На рис. 1 показаны условия крепления стен, дренаж и защита от воды. Перед засыпкой необходимо установить диафрагму пола или укрепить стену, чтобы выдержать нагрузку грунта. В идеале засыпка должна состоять из гранулированного материала со свободным дренажем, без обширных почв или других вредных материалов.

Предположение об отсутствии дополнительных сборов на почве означает, что тяжелое оборудование не должно эксплуатироваться непосредственно рядом с какой-либо системой стен подвала.Кроме того, засыпку следует укладывать и уплотнять несколькими подъемниками. При укладке засыпных материалов следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить дренажную, гидроизоляционную или внешнюю изоляционную систему.

Рисунок 1 — Типовая армированная стена подвала

Список литературы

Требования строительных норм для каменных конструкций, ACI 530-02 / ASCE 5-02 / TMS 402-02.Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 2002 г.
Расчет прочности бетонной кладки, ТЭК 14-4А. Национальная ассоциация бетонщиков, 2002.
Стандартные спецификации для несущих бетонных блоков, ASTM C 90-03. ASTM International, 2003.
Строительство бетонных стен подвала, ТЭК 3-11. Национальная ассоциация бетонщиков, 2001.
Детали стены фундамента из бетонной кладки, TEK 5-3A. Национальная ассоциация бетонных кладок, 2003 г.
Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций, ASCE 7-02. Американское общество инженеров-строителей, 2002 г.

Заявление об ограничении ответственности: Несмотря на то, что прилагаемая информация была максимально точной и полной, NCMA не несет ответственности за ошибки или упущения, возникшие в результате использования данного TEK.

Если проделать в фундаменте отверстие диаметром 4 дюйма, приведет ли разрезание арматуры к трещине в фундаменте?

Если говорить о типичном для фундамента дома на даже сорта с Crawlspace (без подвала) и не удерживаемой стены, то игнорировать другой ответ здесь.Вы, вероятно, не собираетесь ничего испортить или вызвать серьезную проблему.

Если вы просверлите один кусок арматуры в фундаментной стене, он не вызовет трещин, хотя существующие трещины, даже если они еще не видны глазу, могут расшириться. Он подвергнет обрезанные концы арматуры воздействию воздуха и, следовательно, больше не будет защищен от ржавчины. В более длительные сроки это может стать проблемой.

Обычно для этого типа фундамента армирование просто используется для удержания бетона как единого целого, пока бетон не затвердевает и не создает микротрещин.Это называется арматурой растяжения и усадки (T&S).

Армирование T&S действительно придает фундаменту базовую прочность, которая часто учитывается при проектировании в ветреных или сейсмических районах. Например, при удерживании стен со сдвигом силы часто приходится преодолевать на некотором расстоянии от фундамента, и часто это использует некоторую дополнительную способность арматуры T&S.

Я предполагаю, что вам нужно просверлить отверстие в фундаменте как единственное реальное решение в вашей ситуации.Лучше всего не бить арматуру при сверлении фундамента. Для коммерческого строительства стена должна быть подвергнута рентгеновскому облучению или сканированию другим способом, чтобы определить место армирования и найти свободное от него место для просверливания отверстия. Вы можете сделать некоторые обоснованные предположения, чтобы помочь расположить отверстие по вертикали, так как верхний кусок арматуры, скорее всего, находится примерно на 3 дюйма от вершины стены, а следующий кусок на 12 дюймов, 15 дюймов или 18 дюймов ниже (15 дюймов, 18 «или 21» сверху). Расположение отверстия по горизонтали, чтобы пропустить вертикальное армирование, — это скорее игра в угадывание.Скорее всего, это 15 или 18 дюймов (максимально допустимый), и раскладка, вероятно, начинается примерно в 3 дюймах от внешней стороны одного из соседних углов (но какой из двух является наилучшим предположением).

Общие сведения об армировании и растрескивании бетона

Армирование бетонного фундамента может быть расположено как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Армирование НЕ предназначено для предотвращения растрескивания, это то, что обеспечивает прочность на растяжение бетона / армирующего композита (бетон (обычно) обеспечивает прочность на сжатие). Бетон имеет очень низкую прочность на растяжение без трещин и абсолютно отсутствует при растрескивании. При проектировании предполагается, что бетон имеет трещины и арматура принимает на себя все силы натяжения.

Бетон дает усадку при отверждении (высыхании), что само по себе может вызвать растрескивание. В других случаях он трескается под нагрузкой. Само по себе растрескивание бетона не всегда или даже часто является проблемой или отказом конструкции, если растрескивание находится в определенных пределах.

Хотя это может и не быть проблемой прочности, она все же может быть проблемой при эксплуатации, если трещина позволяет воде попадать на арматуру, которая затем может окисляться (ржаветь), а затем становиться проблемой прочности.Минимальное покрытие бетоном арматуры составляет 1-1 / 2 дюйма для ее надлежащей защиты.

Иногда трещины видны, а часто трещины не видны невооруженным глазом.

Армирование бетона — зачем это делать, как это делать и когда это нужно

размещено на 5 октября, 2017

Связанные темы: [Что такое цемент] [Что такое бетон] [Изготовление бетонной плиты]

О стальной арматуре в бетоне

Иногда в бетон кладут стальную арматуру, чтобы усилить его, помочь скрепить бетон и ограничить растрескивание.

Во многих случаях для более крупных бетонных работ, требующих арматурной стали, обычно также требуется разрешение на строительство определенного вида, и в этом случае требования к арматурной стали будут задокументированы на планах. Бетон, несущий большие нагрузки (например, опоры, фундаментные стены и колонны), почти всегда требует армирующей стали.

Однако не все бетонные работы требуют армирования. Бетонные конструкции, такие как дорожки, некоторые проезды и полы небольших сараев или игровых домов, как правило, вообще не требуют армирования сталью.

Однако стоит отметить, что, хотя для некоторых более крупных работ (таких как проезды с интенсивным движением, полы навесов для автомобилей и полы больших навесов) может не потребоваться разрешение, вполне может быть хорошей идеей включить стальную арматуру. А иногда меньшие рабочие места также выигрывают от армирования стали, особенно если грунт менее твердый, чем должен быть, или есть участки рыхлого грунта. Фактически, даже для пола сарая меньшего размера не помешает бросить стальной стержень (арматуру) по периметру пола, чтобы придать ему большую дополнительную прочность.

Средний армированный пол обычно представляет собой сплошную опору (траншею, заполненную бетоном) по периметру, а остальная часть бетонной плиты имеет толщину 100 мм (4 дюйма). Стальные стержни арматуры огибают фундамент, а сварная проволочная сетка входит в основную плиту. Сетка должна располагаться в верхней половине толщины (немного выше середины) бетонной плиты. В местах соединения стержней арматуры они должны перекрываться и быть связаны проволокой.

Арматура (сокращенно от арматурного стержня) представляет собой стержень из мягкой стали различной толщины.Арматура обычно изготавливается с деформацией, т.е.ребристой. Это означает, что он не гладкий и поэтому будет лучше сцепляться. Чаще всего используется арматурный стержень № 3, который составляет 10 мм (3/8 дюйма), и арматурный стержень № 4, который имеет толщину 12 мм (1/2 дюйма).

Сварная проволочная сетка — это стальная проволока, сваренная вместе в плоский лист с квадратной сеткой. Обычный размер сетки составляет 150 мм x 150 мм (6 ″ x 6 ″), а обычная толщина стальной проволоки составляет 4 мм (1/8 ″).

Несмотря на то, что арматурная сталь изготовлена из «мягкой» стали, она не ржавеет внутри бетона.Это связано с тем, что сталь нуждается в кислороде для ржавчины, а после того, как бетон затвердел, сталь испытывает недостаток кислорода. Вот почему особенно важно обеспечить достаточное количество бетона вокруг арматурной стали.

Что такое Mat Foundation? Функции, использование и конструкция

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

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

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

Функции матового основания

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

Использование матового основания

Применяется для строительства коммерческих зданий. В этом случае обычно большие нагрузки. Фундаменты из циновок популярны там, где часто встречаются подвалы.
Матовый фундамент также используется для грунтов с низкой несущей способностью, чтобы распределить нагрузку на здание и, следовательно, построить устойчивый фундамент.
Используется для уменьшения дифференциальной осадки зданий.
Плотный или матовый фундамент используется при нестабильном слое почвы. В этом случае ленточный фундамент покроет более 70% площади земли под зданием. Также обычно в районах добычи полезных ископаемых могут возникнуть смещения слоя почвы.

Рис.1: Мат Фундамент

Строительство фундамента из циновки или плота

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

Рис. 2: Земляные работы для строительства фундамента на плоту или циновке

Рис. 3: Установленное армирование для фундамента на плоту или мате

Рис. 4: Заливка бетона для плотного фундамента

Подробнее:

Плотный фундамент — проектные требования и применимость

Каковы требования к конструкции фундамента?

Безопасные значения несущей способности для различных грунтов

Фундаменты на плотах — типы и преимущества

Испытания грунта, необходимые для фундаментов мелкого заложения и фундаментов

УСИЛЕНИЕ В ГЛУБОКИХ ФУНДАМЕНТАХ ПРОБЕРИТЕЛЬНОГО ВАЛА

John B.Тернер , P.E.

Фундамент здания или другого сооружения спроектирован и сконструирован таким образом, чтобы передавать силы от конструкции к грунту. В типичных условиях эти силы являются результатом силы тяжести — веса здания, людей и материалов внутри здания — а также результатом ветра, землетрясений, текущей воды и других воздействий окружающей среды.

При проектировании всех фундаментов учитывается нагрузка на элемент фундамента, направленная вниз, и способность почвы выдерживать эту нагрузку.В фундаменте с просверленным валом эта передача нисходящих усилий обычно происходит за счет сжатия вала фундамента, часто с уменьшением напряжения в опоре с глубиной, поскольку окружающий грунт принимает нагрузку за счет поверхностного трения. В случаях подъема на глубокое основание опора сопротивляется движению вверх за счет комбинации устойчивых нагрузок надстройки, собственного веса сваи и за счет трения вала сваи о прилегающий грунт. В некоторых почвах большая часть или вся направленная вниз сила сопротивляется нижней части заделанного конца вала (наконечника).Расчетная мощность этого сопротивления называется концевой подшипник . Если просверленный вал для опоры расширяется на дне буровой скважины, считается, что опора имеет форму с недоработкой или с выступом . Колокол может быть предназначен для увеличения возможности опускания за счет увеличения площади вершины опоры или может быть предназначен для противодействия подъему на опоре, действуя как якорь за счет зацепления с окружающей почвой.

При отсутствии поврежденных элементов фундамента опоры должны также противостоять горизонтальной составляющей боковых сил за счет изгиба вала опоры и опоры вдоль сторон опоры на грунт.Программное обеспечение (такое как LPILE от Ensoft, Inc.) обычно используется для расчета изгибающих сил в опоре и взаимодействия опоры с окружающей почвой.

В экспансивных почвах — тех, которые расширяются при влажности и сжимаются при высыхании — вал может также требоваться для противодействия поднятию, создаваемому, когда верхние слои почвы проходят через циклы влажности. В этих почвах по мере высыхания почвы она может сморщиваться от вала и опускаться вниз. Осадки на почве могут затем стекать в пространство вокруг вала, впитываться в почву, вызывая набухание почвы.Когда почва расширяется, она может захватить вал, а затем, когда почва продолжает расширяться, почва оказывает восходящее усилие на поверхность просверленного вала. Эти циклы влажности могут быть сезонными колебаниями осадков или многолетними засухами. Инженер-геолог обычно оценивает глубину этого колебания влажности почвы и определяет глубину, на которой проектировщик игнорирует поверхностное трение. Затем проектировщик предполагает, что указанная длина сваи не обеспечивает сопротивления трения силам в свае.Кроме того, инженер-геолог может указать величину направленной вверх силы, которую следует ожидать, чтобы вал был спроектирован таким образом, чтобы выдерживать эту восходящую силу (подъем).

Степень усиления монолитной опоры зависит от нагрузки на опору и характера окружающего грунта. В простом случае проектировщик может определить, что только часть опоры подвергается сетному натяжению, исходя из веса здания и опоры и способности поверхностного трения передавать нагрузку на Землю.В таком случае может потребоваться глубокая опора, потому что некоторые комбинации нагрузок приводят к большей направленной вниз силе, чем направленной вверх. В некоторых ситуациях постоянные нагрузки могут потребовать более глубокого фундамента для уменьшения / предотвращения долгосрочной осадки. В таких случаях проектировщик может указать, что площадь армирования уменьшается с глубиной или прекращается ниже указанной глубины.

Если грунты не способны обеспечить адекватное поперечное сопротивление при продольном изгибе по длине сваи, может потребоваться усиление, чтобы ограничить бетон и предотвратить его раскалывание при сжатии.Армирование может также потребоваться по всей глубине пирса, если грунт потенциально подвержен сейсмическому разжижению. Для опор, которые просверлены, чтобы противостоять подъему, потребуется существенное усиление, которое должно быть непрерывным от верха до низа опоры.

В сильно нагруженных опорах может потребоваться армирование для увеличения прочности опоры, как и в случае надземных бетонных колонн.

Бетонное покрытие
Во всех случаях, когда требуется армирование, бетонное покрытие необходимо вокруг всех стержней по всей длине арматуры. ACI 318 Строительные нормы и правила для конструкционного бетона, издание 2014 г. (ACI 318-14) и Спецификации ACI 301 для конструкционного бетона, издание (ACI 301-16), 2016 г., оба указывают, что требуется трехдюймовое бетонное покрытие между крайними арматура и грунт, на который укладывается бетон в качестве формирующей поверхности. Эта указанная крышка имеет допуск, который обычно снижает его до минимального требования к крышке в два дюйма. Спецификация допусков для бетонных конструкций и материалов ACI 117, издание (ACI 117-10), 2010 г., содержит допустимые допуски на бетонное покрытие и другие переменные, которые могут повлиять на толщину покрытия.В разделе 5.2.1 отчета ACI 336.3R о проектировании и строительстве пробуренных опор указывается, что арматура должна быть «точно размещена и закреплена в правильных местах» и защищена от воздействия почвы при снятии обсадных труб.

Основные требования к конструкции для надежного размещения арматуры внутри опалубки или на грунте перед укладкой бетона указаны в ACI 301-16:

3.3.2 Размещение
3.3.2.1 Допуски:
Разместите, поддержите и закрепите арматуру для сохранения ее местоположения во время укладки бетона в соответствии с Контрактной документацией.Перед укладкой бетона не превышайте допуски, указанные в ACI 117.

ACI 318-14 Строительные нормы и правила для конструкционного бетона содержат следующее положение, устанавливающее аналогичное требование:

26.6.2.2 Соответствие требованиям:
Арматура, включая пучки стержней, должна быть размещена в пределах требуемых допусков и поддерживаться для предотвращения смещения сверх требуемых допусков во время укладки бетона.

ACI 301 раздел 3.3.2.4 ссылается на ANSI / CRSI RB4.1 Опора для армирования, используемая в бетоне , и требует соблюдения ее положений.

Институт арматурной стали (CRSI) первоначально выпустил CRSI RB4.1 в 2014 году. Это обязательный (кодовый) языковой документ, который формализовал положения Руководства по стандартной практике CRSI . В этом документе описаны требования к материалам и использованию для опор арматурных стержней. RB4.1 устанавливает основное требование в следующем положении:

3.1.1.
Вся арматура должна быть точно расположена по форме или относительно земли и прочно удерживаться на месте до и во время укладки бетона с помощью арматурных опор.

В отношении просверленных валов CRSI содержит следующее положение:

3.2. Боковые распорки
3.2.1. При необходимости следует использовать распорки боковой формы для защиты бокового бетонного покрытия арматуры от вертикальной формы или выемки грунта, включая просверленные валы.

ACI 336.В разделе 4.4.3 «Проектирование и строительство буровых опор» R3-93 (2006) говорится, что арматура не должна касаться боковой стенки котлована и минимальное бетонное покрытие в 3 дюйма должно поддерживаться за счет использования распорок.

ACI 336.1-01 Технические условия для строительства буровых опор 3.4.6 определяют, что минимальная длина бокового покрытия опор должно составлять 3 дюйма от почвы и не менее 4 дюймов в обсаженных опорах, где обсадная колонна должна быть снята. Ухаживать за крышкой следует с помощью роликовых боковых распорок.

В соответствии с этими отраслевыми нормами, стандартами и спецификациями арматура, необходимая по конструктивным причинам в просверленном стволе, независимо от того, размещается ли она напротив обсадной колонны или с открытым грунтом, должна располагаться с использованием распорок боковой формы. Кроме того, поскольку коррозия арматуры может отрицательно повлиять на целостность ствола сваи, даже если арматура не требуется для конструктивных целей, вся арматура должна поддерживаться для поддержания требуемого покрытия.

Цели бетонного покрытия включают:

Защита арматуры от возникновения и развития коррозии,
Ограничьте арматуру для улучшения сцепления с бетоном, а
Ограничение стыков деформированной арматуры на стыках внахлест

Защита арматуры от коррозии бетонным покрытием является результатом двух характеристик бетона: pH бетона и низкой проницаемости бетона для воздуха и воды.

Свежий бетон является щелочным (основным) с pH выше 12. Когда бетон сначала кладут на стальную арматуру, поверхность стали считается пассивированной . Эта пассивация препятствует коррозии, эффективно предотвращая коррозию до тех пор, пока рН бетона не снизится с возрастом. Этот процесс известен как карбонизация, потому что он обычно является результатом реакции углекислого газа, переносимого по воздуху, внутри бетонной матрицы. Скорость этого снижения pH за счет карбонизации является функцией среды использования, толщины бетонного покрытия и пористости бетона.Бетон обычно защищает стальную арматуру, заключенную в оболочку, до тех пор, пока pH на поверхности стали не достигнет примерно 10-12. Этот порог pH для инициирования коррозии снижается из-за присутствия хлоридов, причем коррозия начинается, как только уровень хлоридов достигает достаточной концентрации. .

Когда начинается коррозия, относительно низкая скорость проникновения воздуха и влаги через матрицу бетона ограничивает скорость коррозии стали внутри бетона. Чем толще и плотнее покрытие, тем медленнее будет происходить коррозия после того, как она начнется.Если какая-либо часть арматурного каркаса подвергнется воздействию почвы, коррозия со временем снизит эффективность арматуры.

Коррозия стержней, заключенных в бетон, приводит к расширению объема стали по мере появления ржавчины. Этой силы расширения достаточно для растрескивания бетона и открытия дополнительных путей для проникновения влаги и кислорода в арматуру, ускоряя процессы коррозии. Если коррозия происходит в свае выше уровня, на котором армирование требуется для прочности, пропускная способность сваи может быть снижена.В тех случаях, когда ожидается землетрясение или подъем, или опрокидывание является фактором, например, для дорожных конструкций, поддержание прочности опоры имеет решающее значение для безопасности и производительности. Из-за относительной повсеместности хлоридов вокруг автомагистралей бетонное покрытие является важной защитой фундаментов под этими конструкциями.

Бетонное покрытие также обеспечивает изоляцию, необходимую для функционирования стыков внахлест, и стержней для создания комбинированного взаимодействия с бетоном. В ACI 318 и ACI 301 указывается, что требуется трехдюймовый слой бетонного покрытия между самой внешней арматурой и почвой, на которую кладется бетон в качестве формирующей поверхности.Для большинства применений указанная крышка подлежит допускам, указанным в ACI 117. Эти допуски обычно уменьшают указанную трехдюймовую крышку до минимального требования к крышке около двух дюймов. В рамках этого требования подразумевается, что почва будет иметь неровную поверхность и бетонное покрытие будет различным. Подрядчик несет ответственность за поддержание толщины покрытия в пределах указанного допуска.

Использование проставок боковой формы требуется для поддержания этой боковой крышки и уменьшения тенденции клетки к сопротивлению о просверленные стенки вала, когда арматура вставляется в вал.Если вал не имеет футеровки для предотвращения попадания воды или управления потоком влажной или рыхлой почвы в вал, волочение клетки по почве может втолкнуть почву в вал и в конечном итоге привести к покрытию стяжек или спиралей влажной почвой.

Позиционирование арматуры
Помимо защиты арматуры, использование боковых распорок на арматуре просверленного вала помогает поддерживать выравнивание арматуры внутри вала. В большинстве случаев вал просверливается вертикально, и арматура должна быть вертикальной.Арматурные каркасы могут показаться жесткими, но длинные арматурные каркасы, установленные в просверленные опоры, имеют тенденцию к короблению, потому что каждый стержень относительно слабо соединен с каркасом. Как и в случае с отдельными стержнями, стержни в связанных клетках, которые опираются только на нижнюю часть вала, следуют изгибу Эйлера с небольшой корректировкой для нахождения в клетке. В большинстве случаев продольные стержни будут стремиться все изгибаться / изгибаться в одном направлении, а не поддерживать друг друга. В поврежденных валах еще более важно адекватно поддерживать арматуру вдали от внутренней части просверленного вала, поскольку стержни имеют тенденцию отклоняться от оси под действием силы тяжести.

Хотя необходимость держать стержни прямо в просверленной опоре на первый взгляд кажется тривиальной, следует учитывать, что боковое расположение арматурного каркаса без опоры может варьироваться до шести дюймов (трех дюймов покрытия с каждой стороны). Поскольку клетка пытается изгибаться, она также может скручиваться, что еще больше усложняет последующую работу. Помимо возможности взаимодействия арматуры с окружающей почвой (и влагой), изгиб или скручивание арматуры приводит к сокращению надземной протяженности арматуры.Размещение с использованием правильно расположенных боковых распорок / опор помогает поддерживать правильное размещение.

Помимо боковых опор, в большинстве случаев для армирования требуется опора в нижней части сваи. Опоры, установленные на нижних концах продольной арматуры, уменьшают проникновение влаги и помогают распределять вес арматурных стержней в почву, не позволяя им погружаться в почву.

Если арматура не доходит до нижней части вала, она обычно подвешивается на опоре поперек просверленного вала.В этом состоянии опоры сохраняют соосность со стенкой шахты, обеспечивая надлежащие прикрытия.

Качество опор и использование
CRSI RB4.1 также определяет тестирование опор, чтобы убедиться, что они функционируют должным образом. Согласно требованиям к испытаниям, материалы, используемые в опорах, и конфигурация опор должны быть оценены, чтобы гарантировать, что они сохраняют положение стержня во время укладки бетона и не снижают долговечность бетонного покрытия.

Хотя это не является частью требований CRSI, проставки боковой формы, используемые в просверленных валах, должны противостоять смещению или поломке при установке арматурного каркаса в просверленный вал. В настоящее время нет стандартного метода испытаний для оценки этих аспектов. Опыт показывает, что опоры салазок должны быть прикреплены к вертикальным арматурным стержням и должны быть соединены стяжками или спиралями, чтобы уменьшить тенденцию к вращению или скольжению по вертикальным стержням, что становится неэффективным.Опоры салазок были сняты с производства большинством производителей, потому что они сложны в использовании, а опоры колесного типа стали предпочтительной опорой.

Прокладки колесные крепятся вокруг поперечной арматуры (стяжек или спиралей). Эти опоры превосходят салазки, поскольку вращение колеса приводит к меньшему трению о стенку вала, уменьшая смещение почвы в местах контакта распорки со стенкой вала. Это вращение также снижает силы, действующие на распорку, и может способствовать размещению гибких арматурных каркасов, особенно там, где арматура может тянуться по неровностям вдоль вала.

Несмотря на эти требования и преимущества, арматура просверленного вала часто размещается без использования проставок боковой формы. Хотя выбор арматурных опор часто зависит от «средств и методов строительства», для инженеров важно указать в строительной документации, какие опоры будут использоваться. В CRSI RB4.1 номинальная грузоподъемность опор дает проектировщикам и подрядчикам инструмент, который хочет убедиться, что окончательная конструкция соответствует Контрактной документации.Включение спецификаций арматурных опор в строительную документацию гарантирует, что подрядчик получил уведомление об использовании правильных опор для стержней. Затем во время торгов подрядчики могут включить соответствующую компенсацию за покупку и установку этих опор. Поскольку во время строительства были указаны опоры, маловероятно, что они будут опущены из-за недосмотра.

ОБ АВТОРЕ:
Джон Б. Тернер — профессиональный инженер с многолетним опытом работы в качестве инженера-проектировщика конструкций с почти двадцатилетним опытом расследования аварий, анализа отказов, образования, промышленных операций и безопасности строительства. .В качестве дизайнера он работал в проектных группах школ, больниц, складов, офисных зданий и государственных учреждений. Г-н Тернер недавно работал с производителями стальной арматуры, поскольку они добивались изменений в кодексах для использования высокопрочной стальной арматуры и других новых технологий. Он имеет степень магистра наук в области гражданского строительства Техасского технологического университета и степень бакалавра техники безопасности Техасского университета A&M. Г-н Тернер профессионально связан с Американским институтом бетона, ASTM International, Ассоциацией инженеров-строителей Техаса — членом правления и бывшим президентом отделения, а также бывшим региональным менеджером Большого Юго-запада Института железобетонной стали.Он работал в нескольких технических комитетах, в том числе ACI 301 — Спецификации для конструкционного бетона, ACI 117 — Допуски, ASTM A1.05 — Стальная арматура, SEI — Стандарты несоразмерного смягчения последствий обрушения строительных конструкций и Техасский университет коммерции A&M — Консультативный совет строительной индустрии.

Эта статья была произведена под эгидой Pieresearch, производителя качественных бетонных аксессуаров, исключительно для структурных и геотехнических инженерных, архитектурных и строительных сообществ и защищена авторским правом Pieresearch 2018.

Была ли эта информация полезной?

Да Нет

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 ) не было получено. 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 Хасболлах 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 .; Одобрена: 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 введена французским архитектором и инженером Анри Видалем в 1960-х годах [29]. С тех пор этот метод широко используется в инженерно-геологической практике.Геосинтетические материалы, которые используются в армированных грунтах, бывают разных типов, включая геосетки, геотекстиль, геомембраны, геосинтетические глиняные облицовки, геосетки и геоячейки [30]. Георешетка — один из строгальных геосинтетических материалов, обычно изготавливаемых из полимеров; В настоящее время различные разновидности геосеток изготавливаются из полипропилена или полипропилена высокой плотности (HDPP), что способствует эффективному использованию различных геотекстильных материалов.

Фундамент с системой армирования грунтом называется фундаментом с грунтовым покрытием (РПЗ).На рис. 1 показан типичный геосинтетический армированный грунт фундамент и описание различных геометрических параметров. Параметры армирования георешеткой включают расстояние между верхними слоями ( и ), расстояние по вертикали ( s или h ), количество армирующих слоев ( N ), общую глубину армирования ( d ) и ширину. арматуры ( б ). Как указано в литературе, оптимальное значение для параметров ( u / B ) и ( h / B ) равно 0.33 (где B — ширина опоры). Во многих исследованиях были выбраны разные размеры основания и георешетки, но все результаты указывают на различное поведение в зависимости от классификации почвы. Можно понять, что разные географические районы имеют разные типы почвы и условия, 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] .

В течение последних тридцати лет было проведено множество экспериментальных, численных и аналитических исследований для изучения поведения RSF для различных типов почв. Все исследования показали, что использование арматуры может значительно увеличить несущую способность и уменьшить осадку грунтовых оснований [33]. Чен и Абу-Фарсах и др. . В работе [34] 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 дается как:
(2)

Где:

s _R — осадка армированного грунтового основания.

s 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 уменьшалась с увеличением u / 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 ) арматуры 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 возникло 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 верхним слоем ( u / B ) оказалось около 0,125 в армированной глине. 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.

Несмотря на то, что многие исследования показали много интересных особенностей механизма взаимодействия грунта и геосинтетики, методы, используемые для проектирования геосинтетических систем грунта, 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 долгого времени для решения проблемы, связанной с этими типами почв. Несколько исследователей разработали различные методы улучшения почвы для повышения прочности почвы с помощью различных методов стабилизации. Для решения вышеупомянутых проблем с почвой было разработано несколько типов методов улучшения почвы, включая цементацию, вертикальные дренажи, замену почвы, 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, укрепленного 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 подошвы фундамента привело к максимальному улучшению. Акинмусуру и Акинболаде [57] исследовали влияние использования канатных волокон в качестве армирующих элементов на песчаную почву; их результаты показали, что предельная несущая способность может быть увеличена до трех раз по сравнению с неармированным грунтом; Оптимальное расстояние между верхними слоями ( и ) было определено как 0 . 5B , и они показали, что улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 75Б . Сакти и Дас [2] провели экспериментальное исследование фундамента из глинистого грунта, армированного геотекстилем. Результаты их испытаний показали, что большинство преимуществ геотекстильной арматуры было получено при соотношении расстояния между верхними слоями ( u / B ) от 0,35 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. Затем была определена глубина воздействия при укладке геотекстиля, равная 1.0 В . Наиболее эффективная длина геотекстиля равнялась четырехкратной ширине ленточного фундамента

Чжоу и Вэнь [58] провели экспериментальное исследование, чтобы изучить эффект использования однослойной песчаной подушки, усиленной геоячейками, на мягкой почве. Результаты показали, что произошло существенное уменьшение осадки нижележащего мягкого грунта, а коэффициент реакции земляного полотна K30 был улучшен на 3000%; деформация уменьшилась на 44%.Более того, Рафтари и др. . [24] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом усиленным откосом, с использованием модели грунта Мора – Кулона. Результаты испытаний показали, что осадка фундамента на неармированном склоне более сильная, чем на усиленном. Так как осадка в армированной ситуации с тремя слоями арматуры уменьшилась примерно на 50%. Они сообщили, что для достижения наименьшей осадки оптимальное вертикальное расстояние между георешетками ( х ) должно быть эквивалентно ширине фундамента ( B ).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 ) более 2,25 не привело к улучшению несущей способности ленточного основания. Для достижения максимальной выгоды минимальное соотношение длины ( b / B ) георешетки должно быть равно 6. BCR, рассчитанный при ограниченном соотношении осадки ( s / B ) 0,25, 0,5 и 0.75 составляло примерно 67–70% от окончательной BCR.

Адамс и Коллин [11] выполнили несколько серий крупномасштабных полевых испытаний. Испытания проводились в бетонном боксе с четырьмя квадратными опорами различных размеров. Для испытаний был выбран мелкодисперсный песок для бетонного раствора с плохой сортировкой. Результаты испытаний показали, что три слоя армирования георешеткой могут значительно увеличить несущую способность и что коэффициент предельной несущей способности (BCR) может быть увеличен до более чем 2.6 для трех слоев армирования. Однако величина осадки, необходимая для этого улучшения, составляла приблизительно 20 мм ( s / B = 5%) и могла быть неприемлемой для некоторых применений фундамента. Результаты также показали, что положительные эффекты армирования при низком коэффициенте осадки ( s / B ) могут быть максимально достигнуты, когда расстояние между верхними слоями меньше 0,25 B . В качестве альтернативы Араб и др. . [27] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом песчаным грунтом, с использованием модели твердого 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 оптимального применения георешетки.Численное моделирование в этом исследовании способствует более глубокому пониманию грунтового основания за счет определения арматуры в моделях грунта.

Численное моделирование

Численное моделирование поведения армированного и неармированного грунтового основания проводилось с использованием программного обеспечения Plaxis. Plaxis — это программа конечных элементов, специально разработанная для анализа деформации и устойчивости в инженерно-геологических задачах [59]. В этом исследовании процесс тестирования включает в себя полное моделирование грунта, усиления георешетки, установки фундамента и приложения нагрузки, как показано на рисунке 1.Реальные сценарии можно смоделировать 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, рассмотренных 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 присвоена виртуальная толщина, которая является воображаемым размером, используемым для определения свойств материала границы раздела. Модель упруго-идеально пластическая используется для описания поведения границ раздела при моделировании взаимодействия грунт-георешетка. Кулоновский критерий используется для различения упругого поведения, при котором небольшие смещения могут происходить в пределах границы раздела, и пластического поведения границы раздела, когда происходит постоянное скольжение.Параметры границы раздела рассчитываются из параметров окружающего грунта с использованием коэффициента взаимодействия R _inter, определяемого как отношение прочности на сдвиг границы раздела к прочности на сдвиг грунта [59]. В этом исследовании используются 15-узловые элементы грунта, а прочность границы раздела установлена вручную. Для реального взаимодействия грунт-конструкция граница раздела слабее и гибче, чем связанный грунт, а это означает, что значение R _inter должно быть меньше 1.Следовательно, в данном исследовании значение R _между принимается равным 0,9.

После того, как геометрическая модель полностью определена и свойства материала назначены слоям грунта и структурным объектам, сетка применяется для расчетов методом конечных элементов (КЭ). Plaxis включает в себя процедуру полностью автоматического создания сетки, в которой геометрия дискретизируется на элементы 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 стоянки Башика и 400 элементов для стоянок Аль-Хамедат и Аль-Рашидиа. Для Башика это соответствует крупной сетке с уточнением вокруг элементов георешетки и фундамента модели, где ожидаются большие концентрации напряжений, и средней сетке с уточнением как для Аль-Хамедат, так и для Аль-Рашидиа.

Смоделированные граничные условия предполагались такими, что вертикальные границы были свободными по вертикали и ограничены по горизонтали, 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 грунта 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 снижения Phi-c и динамический расчет. Для текущего исследования был выбран пластический расчет. Для проведения анализа упругопластической деформации следует выбрать пластический расчет. Этот тип расчета подходит для большинства практических геотехнических приложений. В инженерной практике проект делится на фазы проекта. Точно так же процесс расчета в Plaxis также разделен на этапы расчета.В данном исследовании рассматриваются два этапа расчета. Первый — это начальная фаза, которая представляет начальную ситуацию проблемы. Второй этап включает в себя усиление георешетки и приложение нагрузки на внешние линии.

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

Существует несколько процедур для решения нелинейных задач 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.Поэтапная конструкция была выбрана в качестве варианта ввода нагрузки, где можно определить значение и конфигурацию нагрузки, а также состояние отказа, которое необходимо достичь. Поскольку поэтапное строительство выполняется с использованием процедуры предельного уровня увеличения нагрузки, оно контролируется общим множителем (∑Mstage). Этот множитель обычно начинается с нуля и достигает конечного уровня 1,0 в конце фазы расчета. Временной интервал фазы расчета считается нулевым, поскольку анализ модели является пластическим и не включает консолидацию или использование модели ползучести мягкого грунта.

Свойства материала

Почвы были собраны с трех разных участков в Мосуле, Ирак: Аль-Хамедат, Башика и Аль-Рашидия. Мосул расположен в северной части Ирака. Район 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 вовлеченного участка. В данном исследовании использовался бетонный ленточный фундамент шириной B = 600 мм. Свойства основания показаны в Таблице 4. Двухосные георешетки (Tensar BX1500), показанные на Рис. 5, использовались для укрепления почвы на всех трех участках. Различные свойства армирования георешеткой, использованные при моделировании методом конечных элементов данного исследования, показаны в Таблице 5.

Результаты и обсуждения

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

Грунты неармированные

Три моделирования FEM 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 пучок 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 располагались 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, возникающие 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:

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

Армированные грунты

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

На рис. 20 показано распределение горизонтального смещения в армированном грунте. Понятно, что смещение уменьшено до 8,68 мм из-за ограничения слоев арматуры, стрелки почти одинаково распределены по слоям арматуры и небольшие значения смещения, вызванные на поверхности почвы, по сравнению с неармированным состоянием, когда большая часть горизонтального смещения произошла на верхняя часть почвы, вызывающая вспучивание почвы. Следовательно, разрушение грунта при сдвиге предотвращается за счет 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

(б) и количества слоев георешетки (Н) на предельную несущую способность

На рис. 24–26 показано изменение BCR с шестью различными значениями ширины георешетки. (b) для от 1 до 5 слоев георешетки ( N ) для трех участков Аль-Хамедат, Аль-Рашидия и Башика, соответственно.Из рисунков 24–26 видно, что 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].Для участков Аль-Хамедат и Башика с глинистыми почвами почва участка Башика с глинистостью от низкой до средней лучше улучшается, чем почва на участке Аль-Хамедат, которая 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

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

Коэффициент уменьшения оседания (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 Ба’шика соответственно. Из этих рисунков видно, что увеличение ширины слоя георешетки (b) и числа георешетки ( N ) приводит к уменьшению осадки фундамента для трех участков.На рисунках 27–29 наблюдалось уменьшение осадки фундамента (SRR%), полученное на этих трех площадках 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 N = 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 связана с двумя причинами: хорошим углом трения грунта Башика ( φ = 25 °) и возникновением эффекта глубокой опоры [50] в почве участка Башика, который делает общее разрушение грунта сдвигом развито ниже армированной зоны.В этом случае натяжение всех слоев георешетки в усиленной зоне будет мобилизовано, поскольку основание выйдет из строя с точки зрения предельной несущей способности после пробивки слоев георешетки. Почва участка Аль-Рашидиа показывает второе более высокое улучшение и при N = 4 и 5, что указывает на более высокое улучшение грунтового поселения. Как указывалось ранее, грунт на участке Аль-Рашидиа песчаный и имеет самый высокий угол трения ( φ ) между двумя другими участками, в которых значение мобилизованного натяжения слоев георешетки в усиленной зоне будет выше, чем это два участка из-за попадания частиц песка в отверстия георешетки.Кроме того, может возникнуть более высокое сопротивление трению в зоне контакта между почвой и слоями георешетки. С другой стороны, грунт Аль-Хамедат имеет угол трения ( φ = 20 °) ниже, чем у двух других участков, что приводит к меньшему трению в зоне контакта грунта с георешеткой и меньшим пассивным силам на краях ребра георешетки. Таким образом, небольшое улучшение отражается на оседании фундамента, даже несмотря на то, что эффект глубокого залегания может происходить в пределах этой почвы.

Из рисунков 27–29 также можно увидеть, что почва Аль-Хамедат демонстрирует лучшее улучшение осадки фундамента, поскольку число георешетки ( N ) увеличивалось, чем приращение ширины георешетки ( b ), в то время как почва Башика 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 она может подвергаться воздействию 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 _{усиленный}) к неармированному грунту ( q _{неармированный}) при определенных s / 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 разным числом георешеток ( N ) на разных уровнях осадки.Вариации IF с соотношениями s / B для трех участков показаны на рис. 30–32. Из этих цифр очевидно, что при увеличении осадки основания 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 числа 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 грунт Башика также глинистый ( c = 15 кПа) с углом трения ( φ = 25 °) лучше, чем грунт Аль-Хамедат, поэтому он показал лучшее улучшение предельной несущей способности и меньшее оседание для мобилизации напряжение в слоях георешетки, чем в почве Аль-Хамедат.В то время как почва Аль-Рашидиа показала наибольшее улучшение предельной несущей способности и наименьшее оседание при мобилизации напряжения в слоях георешетки, что связано с почвой Аль-Рашидиа, 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 использованием метода, разработанного Ченом и Абу-Фарсахом [17] для армированных грунтов трех участков, сравниваются на рис. 33–35.Эти рисунки показывают изменение BCR численного и аналитического анализа с номером георешетки ( N ) для почв Аль-Хамедат, Аль-Рашидиа и Башика, соответственно.

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

Заключение

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

Ссылки

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

Армирование ленточного фундамента монолитного, глубокого заложения и мелкозаглубленного

Правильное армирование ленточного фундамента

Армирование монолитного ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента глубокого заложения

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента

Армирование сборного ленточного фундамента

Армирование углов и подошвы ленточного фундамента

Доверьте сложную работу профессионалам

Армирование фундамента

Способы армирования

Чертежи армирования фундаментов

Ленточный фундамент

Плитный фундамент

Столбчатые и буронабивные фундаменты

Полезные материалы

Арматурный каркас для фундамента

Армирование ленточного фундамента

Армирование свай

Как грамотно армировать ленточный фундамент: технология, расчеты и схема построения каркаса — Фундамент своими руками

Технология армирования

Расчет армирования

Схема армирования

Вязка арматуры

Армирование углов

Заглубление фундамента

Читайте также:

Фундамент забора: арматура и армирование

Необходимость основы под ограждение

Технология возведения фундамента для забора

Особенности армирования ленточного фундамента для забора

Армирование столбчатых и каменных фундаментов

Альтернативные виды арматуры для фундаментов

Статья о правильном армировании ленточного фундамента своими руками

Основные ошибки армирования ленточного фундамента.

армирование фундамента, арматура, технология

Как выполняется армирование

Порядок армирования

Правила сгибания арматуры

Зачем армировать фундамент? | Сетка стальная от производителя по низким ценам

Бетон + арматура = железобетон

Армирование, дренаж необходимы для прочного фундамента дома

ПРОЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТЕНОК ФУНДАМЕНТА

ВВЕДЕНИЕ

РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ

ДИЗАЙН-ТАБЛИЦЫ

ПРИМЕР КОНСТРУКЦИИ

ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

Список литературы

Если проделать в фундаменте отверстие диаметром 4 дюйма, приведет ли разрезание арматуры к трещине в фундаменте?

Общие сведения об армировании и растрескивании бетона

Армирование бетона — зачем это делать, как это делать и когда это нужно

Что такое Mat Foundation? Функции, использование и конструкция

УСИЛЕНИЕ В ГЛУБОКИХ ФУНДАМЕНТАХ ПРОБЕРИТЕЛЬНОГО ВАЛА

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

Abstract

Введение

Механизм армирования георешеткой

Численное моделирование

Анализ модели

Свойства материала

Результаты и обсуждения

Грунты неармированные

Армированные грунты

Влияние ширины георешетки

Влияние ширины георешетки

Коэффициент улучшения (IF)

Сравнение численного и аналитического анализа

Заключение

Ссылки

Добавить комментарий Отменить ответ