Толщина песчаной подушки под ленточный фундамент: Подушка мелкозаглубленного ленточного фундамента дома

Содержание

Подушка мелкозаглубленного ленточного фундамента дома

Песчаная подушка играет несколько важных ролей в конструкции мелкозаглубленного ленточного фундамента: она отводит воду из-под основания фундамента, и тем самым снижает действие сил морозного пучения.  Песчаная подушка равномерно передает нагрузку от фундамента на подлежащий грунт, увеличивает расчетное сопротивление основания и служит для его выравнивания.  Очень важно предусмотреть укладку геотекстиля перед засыпкой песка или песчано-гравийной смеси. Геотекстиль предохранит материал подушки от заиливания окружающим пучинистым грунтом при высоком уровне грунтовых вод.

При наличии подвальных помещений следует предусмотреть связь бетонной подушки и тела мелкозаглубленного ленточного фундамента вертикальным армированием или устройством профилированного соединения «шип-паз» (для бетонных блоков)  между телом ленты фундамента и бетонной подушкой.

Верхняя поверхность ленточного фундамента также должна быть гидроизолирована. При устройстве сборного мелкозаглубленного ленточного фундамента на сильнопучинстых и чрезмернопучинистых почвах  поверх фундаментных блоков должно быть выполнено усиление конструкции армированным или железобетонным поясом.

При постройке каркасной стены, в мелкозаглубленный ленточный фундамент при бетонировании должны быть замоноличены анкера (шпильки с резьбой) для связи фундамента и каркасных конструкций стен. Также наличие анкеров с резьбой для крепления вертикальной арматуры, связывающей фундамент с межэтажным армпоясом,  может требоваться по некоторым технологиям постройки стен из ячеистых бетонов. Предварительно согнутые выпуски арматуры из тела фундамент необходимы для связи фундамента с монолитным перекрытием и монолитными стенами (если они планируются). Стена здания по британским нормам должна быть центрирована по центру фундаментной ленты [BR 2010 A1/2.2E2-a], что особенно актуально при центрировании плит перекрытий и мауэрлата стропильной системы. Отечественные нормативы допускают эксцентрическое положение стен.


Мелкозаглубленный ленточный монолитный фундамент на песчаной подушке. (Вариант «А» на схеме выше). Самый простой  и распространенный вариант ленточного монолитного фундамента на песчаной подушке. Поверх песчаной подушки укладывается слой гидроизоляции (толстая полиэтиленовая пленка или битумно-полимерный рулонный материал) и в опалубке, после выполнения армирования, отливается сама лента фундамента.  Хотя мы подробно будем говорить об особенностях армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента ниже, обратите внимание на толщину защитного слоя бетона ленты со стороны песчаной подушки. Требования отечественных норм [пункт 12.8.5 СП 50-101-2004] и американских норм Института цемента ACI 318 почти единодушны – толщина защитного слоя бетона со стороны песчаной подушки должна быть 70 мм (76 мм по ACI 318).   При использовании   бетонной подготовки  (или на скальном грунте) – толщина бетонного защитного слоя снижается в отечественных нормах [СП 52-101-2003] до 35-40 мм, а в американских [ACI 318] до 25мм.

Дальнейшие работы на мелкозаглубленном ленточном фундаменте начинаются после того, как бетон наберет 50% от марочной  прочности. При средней температуре воздуха +20 °С  такая марочная прочность бетона на портландцементе достигается на 3-4 сутки. (70% — в течение 6-10 суток и 100%  в течение 28 суток). Несмотря на бытующие в среде народных строителей предубеждения о необходимости выжидать 28 суток, при наборе 50% марочной прочности бетоном на нем можно начинать производить работы (в том числе и постепенно нагружать кладкой стен). Гарантированно безопасная отметка начала работ – набор бетоном 70% расчетной прочности.   Отметим, что при среднесуточной (а не дневной) температуре +10 °С срок набора 50% прочности бетоном растягивается до 5-6 суток. Подробнее мы рассмотрим особенности бетонирования мелкозаглубленных ленточных фундаментов ниже.

После того как бетон наберет марочную прочность как минимум 50%, ленту фундамента можно покрывать постоянной наружной вертикальной и горизонтальной битумно-полимерной гидроизоляцией. Вертикальную гидроизоляцию наружных стен следует во всех случаях поднимать выше на 0,5 м наибольшего прогнозируемого уровня подземных вод. Более подробно о нормативных безопасных сроках снятия опалубки написано разделе «Опалубка» . После проведения работ по гидроизоляции, фундамент утепляется со стороны улицы экструдированным пенополистиролом и вокруг фундамента устраивается кольцевой дренаж.  Продольные уклоны дренажей должны обеспечить скорость воды в трубах, при которой не происходит их заиливание. Для глинистых грунтов рекомендуется принимать уклон не менее 0,002, а для песков — не менее 0,003.  Для обеспечения фильтрационной способности трубчатых дренажей, а также дренажных галерей предусматривают обсыпку из дренирующих материалов (щебня, гравия, песка или их смесей) толщиной не менее 30 см, изолированной от грунтов геотекстилем.


А как устроить песчаную подушку на торфяном грунте? Надо выполнить постоянную пригрузку торфа песчаной подушкой.

Толщина песчаной подушки под фундамент (фото и видео)

Песок является уникальным природным сырьем, которое широко используется во многих отраслях промышленности, в том числе строительстве.

Отличные технические свойства и доступная стоимость позволяют его применять в качестве материала для создания подсыпки еще до момента возведения фундамента.

Специальная песчаная подушка придает основе будущей постройки большую надежность и защиту от некоторых неблагоприятных особенностей залегающего грунта.

Толщина песчаной подушки под фундамент может быть различна и зависит от целого ряда факторов, однако создание прослойки является обязательным и способствует стабильности и надежности всего последующего строительства, будь то многоуровневый коттедж, одноэтажный дом или баня.

Для чего она нужна подушка

Использование песка позволяет решить многие проблемные вопросы, связанные с особенностями грунта и близко расположенной к поверхности земли грунтовой водой.

Для создания подушки следует использовать крупнозернистый песок, который обладает хорошим сопротивлением на сжатие и не позволит воде высоко подняться по капиллярам.

Схема строительства

Схема строительства

Что касаемо происхождения, но наиболее часто подсыпаются речные породы.

Правильно созданная песчаная подушка позволяет:

  • Выровнять дно траншеи или котлована, в котором будет размещаться фундамент;
  • Максимально равномерно воспринять нагрузки от фундамента и передать их на почву;
  • Предотвратить промерзание грунта;
  • Создать дренаж для отвода талой и дождевой воды;
  • Оградить основание фундамента от близко расположенной грунтовой воды;
  • Избежать негативных последствий от пучинистых почв (глины) во время морозов и весеннего оттаивания.

Помимо укладки песка слоем, в некоторых случаях может производиться полная замена проблемного грунта на песок.

Это позволяет избежать грунтовых подмывов и непредвиденных зимних подъемов фундамента.

Грунтовые подмывы

Грунтовые подмывы

К такому решению часто прибегают во время строительства на торфяниках и заболоченной местности, где решить проблему высокой воды достаточно проблемно.

Влияющие факторы

Поскольку песчаная подушка является промежуточным звеном между почвой и основанием строения, то учитываться должны особенности этих элементов, а именно:

  • Тип почвы и глубина ее промерзания;
  • Высота грунтовых вод на участке;
  • Разновидность фундамента;
  • Размеры и вес монтируемой конструкции.

Сооружая песчаную подушку должны учитываться все вышеприведенные показатели, однако основополагающим может являться тип фундамента, поскольку в основе его выбора лежит общая давящая масса всей будущей постройки и особенности существующей на участке почвы, в том числе уровень подземных вод.

Необходимая толщина песчаного слоя

Многие застройщики, не углубляясь в детали, утверждают, что необходимая толщина песчаной подушки под фундамент составляет 15 см, именно такой слой является оптимальным и не позволит подняться влаге до основания строения.

Создание основы

Создание основы

И действительно это верно, если речь идет об плитном или ленточном фундаменте в нормальных геологический условиях.

Основание строения

Основание строения

Если же использовать более тонкий подход к делу, то следует использовать следующую классификацию:

  • Подушка под ленточный фундамент. Этот самый распространенный вид фундамента используется, при отсутствии высокой воды и подразумевает засыпку песчаной прослойки в заранее подготовленную траншею. В данном случае достаточно слоя в 15 см песка при условии легковозводимого строения и 25 см, если строить планируется кирпичное здание в несколько этажей;
  • Плитное основание является широко применяемым вариантом на пучинистых почвах или при условии высоко расположенном уровне грунтовых вод. Песчаная подушка устраивается по всему основанию плиты и ширина ее слоя составляет от 10 до 15 см.;
  • Свайное или столбчатое основание требует подсыпки смесью песка с гравием, ширина которой составляет порядка 25-30 см. Помимо достаточно толстого слоя смеси в случае с таким типом основания нужно учесть, что подсыпка должна быть шире периметра опоры на 10-20 см.

При наличии сложных геологических условий на местности, связанных с заболоченностью или высокой водой, расчет толщины песчаной подушки должен проводить специалист.

В некоторых таких случаях обычное устройство прослойки не даст никакого эффекта без принятия дополнительных мер по отводу дренажу и водоотводу.

Процесс монтажа песчаной подушки

Для того чтобы песчаная конструкция выполняла свои функции, ее устройство должно выполняться в соответствии с технологией, которая подразумевает следующие этапы:

  • Дно выкопанного котлована или траншеи тщательно выравнивается с помощью лопаты;
  • При наличии высоко расположенных грунтовых вод устраивается дренаж из гравия или щебня. Эта мера позволит исключить размыв песка весенним паводком;
  • По периметру укладывается геотекстиль, для меньшего смешивания существующей почвы с песком;
  • Укладывается и выравнивается слой крупнозернистого песка, необходимой толщиной;
  • С помощью виброплиты слой песка многократно трамбуется. Для лучшего уплотнения песок периодически смачивается небольшими порциями воды;
  • Проверяется качество трамбовки. На плотно уложенном песке не должны оставаться следы от обуви прошедшего человека. Толщина окончательного слоя должна соответствовать необходимой.

Стоит отметить, что для достижения максимально надежной и плотной прослойки, необходимый песок засыпается поэтапно в несколько слоев, каждый из которых подвергается трамбовки и увлажнению.

Учтем нюансы

При создании песчаной подушки для фундамента следует учитывать не только ее толщину и плотность трамбовки, но и ровность, для проверки которой необходимо использовать строительный уровень, длиной не менее 1,5 метров.

Строительство дома

Строительство дома

Отсутствие ям и бугров обеспечит наибольшую жесткость и стабильность основанию постройки.

Идеально ровная поверхность песчаной прослойки покрывается гидроизоляцией, на которую устанавливается фундамент.

Подготовка почвы является самым началом монтажных работ по возведению строения, однако от них во многом зависит его последующая надежность и долговечность.

Посмотрите подробную инструкцию в видео:

Подойдя к вопросу создания песчаной подушки с грамотностью и ответственностью, каждый застройщик сможет исключить воздействие негативных факторов природы, защищая тем самым плоды своего труда.

Подушка под фундамент — под ленточный, толщина, какая должна быть, как залить. Песчаная подушка под фундамент

Один из необходимых слоев основания под дом – подушка под фундамент. Ее насыпают и под плиту, и под ленту, и на дно ям под столбы.

Выполняют подушку из песка и/или щебня. Ее назначение – компенсация усадки дома, защита основания от деформаций из-за подвижек грунта.

Какая должна быть подушка под фундамент

Различают подушки из гравия, бетона, песка. Если в процессе закладки котлована/траншеи строители доходят до подстилающего гравийного слоя, подушку можно не делать – ее функцию будет выполнять подстилающий слой.

Какая лучше подушка под фундамент – песок или щебень? Все материалы имеют свои преимущества и недостатки. Тип выбирают на этапе проектирования, учитывая следующие особенности объекта:

  • этажность дома;
  • общая нагрузка на основание;
  • тип грунта, его характеристики;
  • высота залегания подземных вод;
  • климат в регионе;
  • уровень промерзания и т.д.

Функции подушек:

  • выравнивающая. Если нужно вывести дно котлована или траншеи горизонтально, заполнить участки, где снято слишком много грунта;
  • компенсирующая. За счет пластичности выравнивается усадка, нивелируются последствия горизонтальных подвижек;
  • заменяющая. Фактически насыпной грунт. Когда на природном слое строить нельзя (например, это торфяной слой), его изымают и заменяют (чаще песком, это самый дешевый вариант).

Рассмотрим основные виды подушки под ленточный фундамент:

  1. Песчаная подушка под фундамент. Равномерно распределяет нагрузку на нижнюю часть основания, защищает его от подмыва грунтовыми водами, компенсирует сезонное вспучивание почвы. Позволяет уменьшить расходы на возведение, т.к. песок – дешевый и доступный материал. Если при устройстве траншеи обнаруживается неподходящий грунт, его изымают и заполняют пустоту крупнозернистым песком. Если траншея неровная по глубине или глубина превышает проектную, лишнее тоже засыпают песком. При закладке фундамента на участке с высокими грунтовыми водами или обильными весенними паводками под песчаную подушку насыпают слой дренажа. Чаще такой тип подушки применяют при глубоком залегании грунтовых вод под постройки из легких материалов (каркасные дома, пеноблоки), одноэтажные дома. Для тяжелых сооружений этот тип не подходит.
  2. Гравийная фундаментная подушка. Использование щебня позволяет увеличить нагрузку на основание. Этот тип подходит для частной застройки из любых материалов и с любой этажностью. Фактически гравийная подушка – смешанная, т.к. песок в составе используется тоже.
  3. Бетон. Это самый дорогой вариант, но его прочностные свойства и сопротивление усадке на порядки выше. Подходит в том числе и для высотных домов.

Как сделать подушку под фундамент

Общее требование к подушкам всех типов: ширина всегда несколько больше, чем у бетонной ленты, в каждую сторону делают отступ около 20 см. Что потребуется для устройства:

  • речной песок, глина, щебень;
  • маркировочный шнур;
  • штыковая и совковая лопата;
  • тачка, ведра;
  • шланг от колодца или скважины;
  • вибротрамбовка.

Рассмотрим технические особенности укладки разных подушек.

Какой песок подойдет под песчаную подушку?

Следует выбирать песок средней или крупной фракции. Пылевидный не подходит, т.к. он плохо трамбуется, легко насыщается влагой, слой получается нестабильным.

Второе условие – чистота материала. Крупные камни, органические примеси, глину следует исключить. Лучший вариант – промытый речной или карьерный песок. Чистоту фракции можно определить с помощью простого теста: насыпать в прозрачный сосуд, налить воду и перемешать. Чистый песок оседает на дно, глинистые включения образуют муть. Если вода осталась прозрачной или замутилась немного, песок можно использовать в строительных целях.

Толщина подушки под ленточный фундамент обычно 25 см. Для выравнивающей подушки на хорошем грунте достаточно 15-20. Насыпанный песок тщательно разравнивают, смачивают и утрамбовывают виброплитой. При смачивании масса слоя увеличивается, он осаживается под своим весом и уплотняется.

Какой щебень потребуется для гравийной подушки?

Разновидности щебня:

  • гравийный. Доступная стоимость, высокая прочность, низкий радиационный фон;
  • гранитный. Наиболее прочный, рассчитан на высокие нагрузки. Минус – накапливает радиацию, хотя и в неопасных для здоровья масштабах;
  • известковый. Самый дешевый, морозоустойчивый. По прочности проигрывает другим.

Бюджетный вариант: вместо щебня – битый кирпич, которого получается много при транспортировке материала для кирпичных домов и оград. Еще один способ рационального использования отходов – задействовать в устройстве подушки дробленый старый бетон.

Для подушек обычно используется фракция 20-40 миллиметров. В нижних слоях гравий более мелкий, в верхних – крупнее. В качестве подложки под гравий насыпают речной песок, до 15 сантиметров. Слой необходимо утрамбовать и выровнять. Далее – щебень, до 25 см. Тоже уплотняют виброплитой. Последний слой доходит до нулевой отметки бетона.

Строение смешанной песчано-гравийной подушки

  1. Дно котлована или траншеи прокладывают бутовым камнем – булыжником небольшого размера (от 15 см в диаметре). В зависимости от ожидаемой нагрузки на фундамент и глубины котлована может быть два бутовых слоя.
  2. Насыпают гравийный слой от 10 сантиметров толщиной (оптимально 20 см).
  3. Насыпают песок так, чтобы он полностью закрывал гравий.
  4. Проливают водой.
  5. При необходимости досыпают еще песок и снова поливают. Процедуру повторяют до тех пор, пока после пролива на поверхности не останется сплошная песчаная «корка».
  6. Трамбуют виброплитой. В ее отсутствие можно воспользоваться самодельным инструментом: стальной плитой с приваренным к ней прутом с ручками для удобства работы.
  7. После трамбовки участок заливают водой еще раз.

В некоторых случаях перед укладкой первого (булыжного) слоя на дно кладут слой глины до 10 см и трамбуют. Глинистый слой – водонепроницаемый, служит дополнительной преградой для грунтовых вод (но не отменяет необходимость проектной гидроизоляции).

Как залить бетонную подушку фундамента?

На первом этапе тщательно трамбуют грунт. Потом насыпают щебень слоем до 10 см и тоже трамбуют. Далее устанавливают опалубку и заливают бетон.

Как и основной фундамент, подушку для прочности можно армировать. Подойдет пруток 8 миллиметров. Основные правила заливки:

  • площадь должна быть больше площади основного фундамента примерно на 15 см со всех сторон;
  • арматурные прутья вертикально выступают из подушки на 20-30 сантиметров, они связывают конструкцию с основным фундаментом.

Обновлено: 17.10.2016

подготовка бетонная или песчаная, ширина

Подушка под ленточный фундаментЛюбое капитальное строение возводится на фундаменте. Фундамент выполняет главную функцию обеспечения надежности и прочности всего строения. От того, насколько качественно сделан фундамент вашего дома, будет зависеть длительность эксплуатации самого дома, нормальное открывание и закрывание дверей и окон, соблюдение геометрических размеров крыши и всего строения.

Фундаменты различаются по форме и несущей способности, по применению относительно вида грунта и другим параметрам. Это могут быть сборные и монолитные фундаменты, свайные с ростверком и отдельно стоящие для колонн и прочие. Но для строительства частного дома обычно применяются ленточные фундаменты, которые в полной мере обеспечивают прочность и надежность всего дома.

Что такое подушка под ленточный фундамент?

Важно понимать необходимость устройства песчаной или гравийной подушки под ленточные фундаменты, её роль заключается:

  • в отводе грунтовых вод от основания фундамента, тем самым предохраняя его от вспучивания в зимний период;
  • в равномерной передаче нагрузок от фундамента на нижележащий грунт;
  • в выравнивании основания для последующей заливки фундамента.

Если на участке строительства наблюдаются высокие грунтовые воды, то необходимо перед тем, как устраивать песчаную подушку, проложить на дно траншеи геотекстиль, который предотвратит заиливание песка окружающим грунтом.

Ленточный фундаментПри устройстве ленточного фундамента главным параметрами являются:

  • его глубина, которая зависит от уровня промерзания в данном регионе грунта и веса самого здания, т. е. расчетных нагрузок на фундамент,
  • ширина, которая зависит от выбранного материала для стен и их толщины и определяется зимними температурами в данном регионе.

Но при устройстве любого фундамента его ширина должна быть больше толщины стены на  10-15 см или, в крайнем случае,  быть равной ей.

Совокупность всех условий дает возможность выбора вида фундамента – заглубленного или мелкозаглубленного. Но в любом случае первым делом проводится подготовка ленточного фундамента, которая заключается в расчетах, рытье траншеи и устройстве подушки.

Иногда фундамент делают в виде трапеции (когда основание шире верха), что позволяет сократить расход бетона и арматуры при сохранении несущих способностей фундамента.

Материалы для устройства подушки

В качестве материала для подушки ленточного фундамента используются:

  • крупный речной песок,
  • щебень,
  • галька,
  • а также бетон или железобетон.

Устройство подушки для фундамента

Устройство подушки для фундамента

Если для устройства подушки используется песок, то он не должен быть пылеватым и мелкой фракции, а также не должен содержать в своем составе глинистых примесей.

Если на участке строительства грунты слабые, то для устройства подушки лучше использовать песчано-щебеночную или песчано-гравийную смесь, где  40% крупного песка и 60% гравия или щебня.

Такие подушки для легких строений (каркасные или деревянные дома) не нуждаются в трамбовании и увлажнении. Для более мощных сооружений послойное увлажнение и трамбование обязательно и для этого вида подушек, несмотря на то, что они дают наименьшую усадку по сравнению с песчаными подушками после их укладки.

Не рекомендуется устраивать подушку для ленточного фундамента из глинистых грунтов под тем предлогом, что глина будет препятствовать проникновению грунтовых вод под основание фундамента. Вода, задерживаясь в слое глины, не доходит до основания фундамента, но тем самым увеличивает пучинистость грунта в зимний период.

Способ устройства подушки под фундамент

Укладка песка на дно траншеи происходит слоями толщиной 10-20см, каждый из которых увлажняется и трамбуется.

Электрическая виброплита для трамбовки

Электрическая виброплита для трамбовки

Для трамбования песка:

  • при строительстве фундаментов большой площади используются: катки или площадочные вибраторы,
  • в частном домостроении пользуются самодельными трамбовками в виде обрезка бревна с поперечной ручкой наверху.

Проливать водой песок можно, если грунт под основанием строящегося фундамента позволяет это делать.  Если же грунт слабый, поддающийся размывке водой, лучше укладывать уже влажный песок в траншею для последующего трамбования.

Увлажнять песок до его укладки в траншею полезно еще и тем, что при этом вымываются все глинистые включения в него.

Общая высота песчаной подушки под ленточный фундамент может составлять до 60см, в зависимости от состояния грунтов. По рекомендациям зарубежных строителей, толщина подушки должна быть 20 см, но российские специалисты рекомендуют делать высоту подушки равной трем размерам ширины фундамента. Для сильнопучинистых грунтов толщина подушки может достигать и 80 см.

Ширина подушки ленточного фундамента должна быть больше, чем сам фундамент, как минимум,  на 10-15 см в обе стороны.

Бетонная подготовка под фундаментИногда делается бетонная подготовка для монтажа сборного ленточного фундамента.

Такое конструктивное решение обуславливается особенностью грунтов и удобством при сооружении арматурного каркаса:

  • Бетонная поверхность позволяет установить арматурные каркасы или сетки с максимальной жесткостью.
  • По бетонной подготовке легче работать с установкой опалубки и арматурой в зимнее время.

После геодезической разметки осей будущего фундамента устраивается песчаная подушка толщиной 10-15см и шириной на 30-40 см больше чем основание фундамента, после чего  делается бетонная подготовка под ленточный фундамент из бетона низкой  марки, называемым еще «тощим бетоном»  или цементно — песчаного раствора.

Размеры бетонной подготовки выдерживаются для установки двух-трех фундаментных блоков, затем процесс повторяется до окончания монтажа всего сборного фундамента.

При устройстве песчаной подушки или бетонной подготовки необходимо учитывать их высоту, чтобы готовый фундамент не выступал за проектные отметки по горизонтали. Копать траншею или котлован следует, исходя из размеров подушки и высоты самого фундамента.

Устройство бетонного основания под ленточный фундамент позволяет уменьшить величину защитного слоя бетона над арматурным каркасом.

Если при песчаной подушке защитный слой должен составлять не менее 5-7см, то при бетонной подготовке его величина снижается до 3-4 см.

Если в проекте дома запланировано подвальное помещение, то песчаная подушка под ленточный фундамент распространяется на всю площадь подвала, так как особенности грунта будут действовать одинаково и на фундамент, и на пол подвала, который всегда выполняется из бетона.

Нужно помнить, что чем большую толщину имеет подушка под фундамент и пол подвала, тем меньше проблем создастся с пучинистыми грунтами. И фундамент, и пол будут надежно защищены величиной слоя песка или гравия.

Ленточный фундамент на песчаной подушке требует обязательно гидроизоляции, для защиты от грунтовых вод. Гидроизоляция проводится путем наклейки рулонных материалов на битумной основе или горячим битумом в один-два слоя. Кроме этого, верх ленточного фундамента также подвергается гидроизоляции, чтобы влага, присутствующая в бетоне не передавалась материалу стен.

Если ленточный фундамент делается для дальнейшего строительства каркасного дома, необходимо  при заливке бетона в тело фундамента вставлять закладные детали, к которым крепятся детали каркаса дома.

Испытания на месте квадратной опоры на гравийной подушке, армированной геобельтом, на мягком иле

На мягком иле была проведена серия статических нагрузочных испытаний квадратной опоры на гравийной подушке, армированной геобельтом, на мягком иле. Усиленная гравийная подушка была тонкой с отношением глубины к ширине 0,2. Исследование параметров проводилось с учетом количества слоев геополосы, глубины первого слоя геопояса под основанием, вертикального расстояния между двумя слоями геопояса, линейной плотности армирования и типа материала геополосы.Было измерено распределение давления на дне подушки. Результаты испытаний показали, что несущая способность усиленной гравийной подушки была значительно выше, чем у неармированной гравийной подушки, а эффект диффузии напряжений усиленной гравийной подушки был также более выражен, чем у неармированной подушки. Распределение давления на дне усиленной гравийной подушки имело седловидную форму. Согласно расчетам и анализу, все углы диффузии напряжений усиленных подушек были больше 20 °.

1. Введение

Для использования в качестве фундамента необходимо обработать мягкий илистый грунт из-за его низкой несущей способности и большой осадки. Эффективная обработка заключается в замене небольшой глубины верхнего мягкого ила геосинтетической гравийной подушкой, которая является рентабельной по сравнению с другими традиционными методами [1, 2]. Было продемонстрировано, что геосинтетическое армирование может улучшить несущую способность и уменьшить неравномерную осадку фундамента [3–5]. Проведя 65 групп модельных испытаний, Бинке и Ли [6, 7] впервые сообщили, что за счет усиления песчаного слоя под ленточным фундаментом полосами из алюминиевой фольги оседание и предельная несущая способность фундамента были значительно улучшены.В литературе [8–14] аналогичные результаты сообщаются исследователями. Следует отметить, что определить предельную несущую способность квадратного фундамента на армированном грунте сложно. Кроме того, было проведено ограниченное количество исследований по изучению эффекта диффузии напряжений усиленной подушки.

Для определения несущей способности и способности рассеивания напряжений в большинстве исследований использовались тесты на мелкомасштабных моделях, которые имели бы размерный эффект и ограничения, отражающие фактическое поведение деформации и несущей способности фундамента [15–17].Таким образом, необходимо провести полномасштабные испытания на месте для изучения эффектов усиления геосинтетических материалов. В литературе геотекстиль, включая георешетку [17–19], геосетку [20], геоячейку [21, 22] и волокно [23, 24], обычно используется в качестве армирующих материалов, в то время как геобельта, относительно новый материал, редко используется используется. Более того, большинство предыдущих исследований было сосредоточено на оседании и несущей способности фундамента [1, 6, 9, 12, 15, 25], в то время как мало внимания уделялось углу диффузии напряжений усиленной подушки.На практике, из-за наличия геообинта, общая жесткость и способность рассеивать напряжения усиленной подушки может быть значительно улучшена даже для тонких подушек. Поэтому, основываясь на теории диффузии напряжений двухслойного фундамента, данное исследование направлено на изучение несущей способности и распределения давления грунта квадратного фундамента, опирающегося на тонкую гравийную подушку, посредством серии испытаний на статическую нагрузку на месте. Также было изучено влияние геобельта на усиленную гравийную подушку по диффузии напряжений.

2. Эксперимент
2.1. Разработка и установка испытаний

Испытательный полигон размером 30 м × 17 м расположен в юго-западной части города Тайюань, Китай. На испытательном полигоне естественный грунт под гравийной подушкой представлял собой насыщенный мягкий илистый грунт. Свойства илового грунта приведены в таблице 1.


γ (кН / м 3 ) γ D (кН / м 3 ) G S e ω (%) ω L (%) ω p (%) E S (МПа) f (МПа)

18.9 14,5 2,69 0,881 31,8 32,9 23,7 3,93 70

Каждое испытание на статическую нагрузку проводилось в полевой испытательной яме с длина 2,3 м и ширина 2,3 м в пределах полигона. На рисунке 1 показана схема тестовой установки. Стальная квадратная жесткая плита длиной 1,5 м, шириной 1,5 м и глубиной 0,3 м использовалась в качестве основания для приложения нагрузки.Перед каждым испытанием на нагрузку была подготовлена ​​гравийная подушка размером 2,3 м × 2,3 м × 0,3 м с армированием гео поясом или без него. Нагрузка была приложена механической системой погрузки домкрата-балки к гравийной подушке через квадратный фундамент.

Семь индикаторов часового типа были развернуты в каждом испытании, как показано на рисунке 2. Четыре индикатора были прикреплены к четырем углам квадратной жесткой пластины для измерения общей осадки основания. Остальные три датчика были прикреплены к дну гравийной подушки для контроля оседания илистой почвы.Затем можно рассчитать деформацию гравийной подушки по измерениям семи датчиков. Как показано на Рисунке 3, на дне гравийной подушки было развернуто двадцать две ячейки давления с измерительной способностью 0,6 МПа для измерения давления подушки, лежащей на илистом грунте во время загрузки.


В общей сложности было проведено 10 испытаний на месте на неармированных и армированных геолентой гравийных подушках над насыщенным илом грунтом. Программы тестирования приведены в таблице 2.


Номер испытания N U (мм) H (мм) LDR (%) Тип материала

A0 Неармированный —-
A1-1 1 50 33.3 TG
A1-2 1 100 50,0 TG
A1-3 1 100 33,3 TG
A1-4 1 100 25,0 TG
A1-5 1 200 33,3 TG
A2-1 2 50 100 33.3 TG
A2-2 2 50 150 33,3 TG
B2-1 2 50 100 33,3 CPE
B2-2 2 50 150 33,3 CPE

N представляет собой слои геобельта, установленные в гравийной подушке, U — это глубина первого слоя геополосы под основанием, H относится к вертикальному расстоянию между двумя слоями геополосы, а LDR — это линейная плотность армирования, которая означает отношение ширины геопояса к расстоянию между центрами. двух геобельтов.

2.2. Материалы
2.2.1. Geobelts

В данном исследовании использовались два типа геосинтетических материалов: геобельт TG и геобельт CPE. Геопояс TG, как показано на Рисунке 4 (а), в основном изготовлен из стекловолокна, покрытого полиолефином. Как показано на Рисунке 4 (b), геобелт CPE — это высокопрочная проволока из оцинкованного железа, покрытая хлорированным полиэтиленом. Эти два геобинта имеют высокую прочность на разрыв, низкое расширение и небольшую ползучесть, а также устойчивы к усталости при изгибе, растрескиванию под напряжением, подшипникам и продавливанию.Кроме того, геообтяжка обладает такими свойствами, как защита от старения, устойчивость к кислотам / щелочам и пригодность для закапывания в почву. С точки зрения строительства геобельты обладают преимуществами легкого веса, простой конструкции и более короткого периода строительства. На поверхности двух типов материалов геоленты имеются грубые детали и ребра для улучшения сцепления между геобокями и гравием. Их технические характеристики приведены в Таблице 3.


Геопояс TG Геопояс CPE

Геометрический размер (мм × мм) 25 × 2 .5 25 × 2,0
Предел прочности при растяжении (МПа) 95,4 139,4
Модуль при деформации = 2% (МПа) 10,373 15,064
Длина на килограмм (м / кг) > 16 > 12
Деформация разрушения (%) 0,85 1,89
Разрывная нагрузка (кН) 5,96 6,97
Оберточный материал Полиолефин Хлорированный полиэтилен
Внутренний материал Стекловолокно Оцинкованная стальная проволока

Для обеспечения прочного сцепления геобельтов с гравием геобельты являются согните с обоих концов с помощью мешка с песком размером около 550-600 мм, а затем закрепите двумя зажимами, как показано на рисунке 5.Таким образом, эффективная длина гео пояса, используемого в подушке, составляет около 3,5 м, включая ширину подушки и длину крепления на обоих концах.

2.2.2. Гравийная подушка

Тонкая подушка состояла из гравия диаметром от 10 до 30 мм. Гранулометрический состав гравия показан на рисунке 6. Физические параметры, полученные в лабораторных испытаниях, перечислены в таблице 4, в которой максимальная плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание влаги были определены стандартным тестом Проктора.По классификации USCS и AASHTO гравий был отнесен к категории слабосернистых (GP).


ρ dmax (кг / м 3 ) c c c u D 10 (мм) D 50 (мм) ω op (%)

1800 1.92 1,02 15 22 6,8

2.3. Процедура тестирования

Чтобы убедиться, что каждый тест проводился в одинаковых условиях, необходимо выполнить следующие приготовления. Сначала были вырыты, очищены и выровнены испытательные ямы, чтобы убедиться, что их размеры соответствуют требованиям. Во-вторых, отсортированный мелкий песок был вымощен, уплотнен и разровнен на дне ям толщиной 10-15 мм для снижения концентрации напряжений в ячейке давления.Затем датчики давления были поставлены в заданные положения. Ячейки давления должны быть водонепроницаемыми и откалиброванными перед каждым испытанием. На ячейку давления было засыпано шесть слоев гравия толщиной около 50 мм каждый. Каждый слой гравия в рыхлом состоянии имел одинаковый вес и затем был уплотнен до одинаковой плотности с помощью деревянного молотка. Геобельты укладывались в указанном месте в гравийной подушке с необходимой линейной плотностью армирования (LDR) в двух измерениях. Геобельты следует подтянуть и выпрямить.Слой мелкого песка толщиной 10-20 мм был вымощен сверху и снизу геобоксов для защиты их от пробоя гравием. Геобельты и гравий укладывались поочередно в соответствии с требованиями до тех пор, пока высота подушки не достигла 300 мм. Затем на усиленную гравийную подушку положили загрузочную пластину, выровняли и отцентрировали должным образом, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки на гравийной подушке.

Статическая нагрузка была приложена с помощью гидравлического домкрата.Метод нагружения и критерии устойчивости соответствовали Кодексу для проектирования фундамента здания (GB 50007-2011) [26]. Нагрузка применялась с шагом 20 кПа. Если за два часа она была меньше 0,1 мм / ч, оседание признавалось соответствующим критериям, и можно было применить следующее приращение нагрузки. Испытание было прекращено, когда общая осадка достигла 0,06 B , то есть 90 мм в этой программе.

После того, как одно испытание было завершено, в соседних местах на полигоне была вырыта новая испытательная яма.Для выполнения каждого теста использовались идентичные процедуры тестирования.

3. Результаты испытаний и анализ
3.1. Влияние арматуры на несущую способность фундамента

На рис. 7 показаны кривые зависимости давления от оседания фундаментов с геобинтами и без них. Видно, что оседание увеличивалось с увеличением давления как для усиленных, так и для неармированных подушек. Тем не менее, подушка, армированная двумя слоями геополосы, показала самую медленную скорость увеличения осадки, в то время как неармированная подушка показала самую быструю скорость увеличения.Результаты показывают, что несущая способность может быть эффективно улучшена за счет армирования геолентой. Причина в том, что поперечное закрепление геообвязки на гравийной подушке может уменьшить осадку гравийной подушки и, таким образом, улучшить несущую способность фундамента по сравнению с неармированной подушкой. На ранней стадии оседание линейно увеличивалось с давлением. По мере увеличения давления в игру вступает геобельт, который эффективно снижает осадку.

Поскольку во всех испытаниях не наблюдалось резкого увеличения осадки, предельную несущую способность фундамента определяли, когда оседание фундамента достигло 0.06 B ( B — длина квадратного основания).

Чтобы учесть размерный эффект основания, коэффициент несущей способности (BCR), рекомендованный Бинке и Ли, был рассчитан следующим образом: где и — несущая способность для усиленного и неармированного грунта, соответственно. Для удобства результаты испытаний были проанализированы в соответствии с BCR, рассчитанными при различных коэффициентах осадки ( с / B ). Коэффициент осадки рассчитывается путем деления осадки опоры ( s ) на ширину опоры ( B ).Значения BCR при коэффициентах осадки ( s / B ) 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05 и 0,06 приведены в таблице 5. BCR для однослойного армирования геополосы находился между 1,22 и 1,37, и постепенно уменьшалась с увеличением коэффициента расчетности; BCR двухслойной арматуры геополосы находился между 1,34 и 1,70 и постепенно увеличивался с увеличением коэффициента осадки. В текущем исследовании значения BCR ниже, чем предложенные Adams и Collin [27], а также Chen et al.[28]. Это может быть связано с относительно небольшой толщиной подушки, использованной в этом исследовании.


Номер теста с / B = 0,01 с / B = 0,02 с / B = 0,03 с / B = 0,04 с / B = 0,05 с / B = 0,06
q (кПа) BCR q (кПа ) BCR q (кПа) BCR q (кПа) BCR q (кПа) BCR q (кПа) BCR

А0 43.4 1,00 86,2 1,00 117,7 1,00 140,6 1,00 156,7 1,00 172,6 1,00
A1-1 59,5 1,37 115 1,34 150,5 1,28 174,2 1,24 192,5 1,23 210,3 1,22
A1-2 58.2 1,34 114,3 1,33 157,4 1,34 185,2 1,32 204,2 1,30 218,2 1,26
A1-3 56,6 1,30 1,31 153,0 1,30 180,0 1,28 198,4 1,27 213,4 1,24
A1-4

.

Толстошлифовальная машина Пэта Хоули

Пэт Хоули написал мне по электронной почте в начале 2011 года.
предлагая мне приложить часть своей энергии к изготовлению приспособлений для сборки гитары.
Видя, что мы оба живем в одном городе, я зашел к нему в магазин, чтобы получить
лучшее понимание того, что входит в создание гитар.

Изготовление гитар — это искусство, о котором я мало что знаю,
поэтому я нашел некоторые творения Пэта очень аккуратными.

Мне понравился дизайн шлифовальной машины Пэта. Это такая простая машина, просто прикрученная
вместе из 2х4, но он выполняет свою работу.Люди время от времени спрашивали меня
написать о строительной шлифовальной машине. Но мне не нужна шлифовальная машинка,
так что я вряд ли когда-нибудь построю свой собственный. Поэтому я решил, что имеет смысл
напишу про машину Пэта.

Машина приводится в действие двигателем 1750 об / мин 1/2 л.с. На двигателе установлен шкив диаметром 2 дюйма, ведущий
шкив 5 дюймов на шлифовальном барабане.

Шлифовальный барабан закреплен на месте. Стол можно наклонить, чтобы приблизить
и дальше от барабана с помощью болта 1/2 дюйма на стороне подачи.

Выходная сторона стола шарнирно прикреплена к раме шлифовальной машины.

Сам стол сделан из двух склеенных между собой кусков фанеры 3/4 дюйма (19 мм) (для большего торсионного
жесткости), а затем немного ламината, прикрепленного к верху. Полы из ламината делают
для гладкой поверхности, которая легко скользит.

Ложа проталкивается через шлифовальную машину вручную.
Преимущество этого в том, что можно немного отступить, если вы слышите
шлифовальная машина начинает глохнуть.

Пылесос, прикрепленный к пылезащитной крышке, на удивление эффективен для улавливания
пыль от шлифовальной машины.

Шлифовальный барабан имеет диаметр 12,5 см (5 дюймов). Он состоит из множества дисков МДФ, установленных на
Полый вал 5/8 дюйма. Снаружи барабан покрыт липучкой (со стороны крючка). Наждачная бумага
имеет петлевую сторону липучки. Сменить бумагу так же просто, как снять одну бумагу
и накатываю новую бумагу.

Липучка также обеспечивает небольшую набивку. Пэт говорит, что изначально у него была бумага
крепится двусторонним скотчем, но по мягкости липучка намного лучше.

Чтобы сначала выровнять барабан, Пэт запустил его без наждачной бумаги на барабан и сдвинул кусок
из фанеры грубой наждачной бумагой вверх под барабан. Это отшлифовал барабан
идеально круглый, чтобы соответствовать столу. Очень умное решение. Пэт говорит, что ему пришлось использовать
этот метод, чтобы время от времени обновлять его.

Пэт также использует шлифовальную машину для шлифования не по толщине. Например,
он формирует стороны своих гитарных мостов, проталкивая их частично под барабан.Это
нужно сделать без пылезащитной крышки, поэтому он улавливает пыль с помощью вакуумного шланга
поднес к барабану.

У Пэта есть еще несколько интересных мне приманок. Вот его полка изгиба гитары
приспособления. Для того, кто занимается изготовлением струнных инструментов (мастером), это было бы
знакомое зрелище, но лично я считаю их новыми.

Вот одна из приманок Пэта, которая мне показалась особенно интересной.

По краю частично собранного корпуса гитары нужно вырезать паз, чтобы нанести
«привязка».Если бы верх и низ гитары были плоскими, это было бы так же просто, как запустить
маршрутизатор с бородкой вокруг гитары. Но передняя и задняя часть гитары
на самом деле они имеют небольшую кривизну, поэтому проведите маршрутизатор по верхней поверхности
сделал бы для неточного сокращения.

Это приспособление дает фрезеру свободу передвижения в трех измерениях, при этом всегда
удерживая его ось вертикальной.

Здесь Пэт показывает, как будет использоваться приспособление. Он будет использоваться на корпусе гитары
на более ранней стадии завершения, чем эта.Корпус гитары все равно был бы
зажимается по форме, но этот почти полный корпус гитары показывает, где
гитара была бы.

Пэт делает гитары на заказ — посетите его сайт:
Hawley Guitars.
Он также иногда делает укулеле. Это теноровая укулеле, довольно приятный звук
к нему. Загвоздка в том, что люди не относятся к укулеле так серьезно, как к гитарам, но
это почти столько же работы, сколько и полноценная гитара.
Так что рынка нестандартных укулеле не так много.

Мне очень понравилась эта гавайская гитара, так что очень заманчиво попробовать построить ее самому.Так много проектов, так мало времени!

Я нарисовал несколько бесплатных чертежей шлифовальной машины на основе шлифовальной машины Пэта:

Планы на эту шлифовальную машинку

Тема на том же форуме о том, кто построил шлифовальный станок по чертежам.
А вот еще одна шлифовальная машина на основе этих планов.

Обновление за октябрь 2012 г .: куплена б / у шлифовальная машинка

См. Также:

Еще шлифовальные станки и ридеры проекты

Вернуться на мой сайт деревообрабатывающий

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

*

*