Армирование ленточный фундамент: Как правильно армировать ленточный фундамент

Как армировать ленточный фундамент своими руками: инструкция

Армирование ленточного фундамента – процедура обязательная, без выполнения которой невозможно гарантировать качественное возведение будущей постройки. Работа по армированию фундамента очень важна, но в исполнении не очень сложна и если разобраться во всех тонкостях и нюансах, то сделать ее можно без проблем своими руками.

Материалы и инструмент

Для армирования ленточного фундамента используют, как стальные пруты, так и стеклопластиковую арматуру, мы остановимся на стальных прутах (как выбрать стальную арматуру читайте тут), потому как стеклопластик во – первых дорогое удовольствие, во – вторых его очень редко применяют для загородного домостроения по ряду причин.

Итак, с этим разобрались идем дальше, для работы нам нужно приобрести:

Материал	Параметры
Рабочая арматура	Диаметром 12мм.
Конструктивная арматура	Диаметром 8мм.
Вязальная проволока	Предназначенная для армирования
Цемент	Марки М – 250, 300.
Песок	Средней фракции

Из инструментов подготовим:

• Емкость для замешивания бетона или бетономешалку;
• Строительный миксер;
• Болгарку;
• Лопату;
• Плоскогубцы;
• Перчатки.

Подготовительные работы

Первое: Нужно рассчитать и приобрести арматуру и вязальную проволоку. В расчете необходимого количества арматуры нет ничего сложного. Горизонтальные направляющие, для которых используется арматура 12мм, обычно укладывается с шагом 30 — 60 см. Поперечные и вертикальные секций формируются арматурой 8мм, с шагом 40 – 70см. Зная эти данные очень легко прикинуть сколько погонных метров арматуры необходимо купить именно для ваших целей, плюс берите небольшой задел и приобретайте на 10% больше чем вам надо.

Важно: Для ленты высотой меньше 90 см обычно используется двухрядный каркас, при высоте более 90 см вяжется трех и более ярусный каркас.

Насчет вязальной проволоки все еще проще, ее на каждое соединение уходит примерно 25 – 30см.

Второе: После того, как материал доставили на место строительства, его нужно тщательно осмотреть и очистить от грязи и ржавчины. Многие данной операцией пренебрегают, но нужно помнить, что посторонние «включения» могут хоть несущественно, а все же ухудшить рабочие характеристики бетона.

Пошаговая инструкция по армированию ленточного фундамента

Шаг 1: Формируем бетонное основание. Для этого на дно траншеи, толщиной 20 -30 см насыпаем песок, трамбуем его и заливаем бетоном слоем 5 – 10см. Так мы защитим нижнюю арматуру от появления коррозии.

Совет: в целях экономии можно не «заморачиваться» с заливкой «подошвы», а гидроизолировать траншею обыкновенной плотной полиэтиленовой пленкой.

Шаг 2: Устанавливаем опалубку. На этом этапе останавливаться не будем потому, как у нас есть статья на тему «как поставить опалубку для фундамента», где все подробнейше расписано.

Шаг 3: Начинаем вязать арматуру. Проделать данную работу можно, как непосредственно в траншее, так и рядом с ней. Удобнее конечно же связать отдельные секции недалеко от места монтажа, а потом установить их в положенное место. Общая схема будет следующей.

Важно: Сварку для соединения арматуры между собой применять крайне не рекомендуется, при таком способе крепления места стыков очень быстро начнут ржаветь. 

Сборку конструкции следует начинать с нижних поперечных прутов (8мм), их выкладываем с шагом не более 80см друг от друга. Затем на них продольно укладываем рабочую арматуру (12мм), расстояние между продольными прутами не должно превышать 40 см, если же оно больше 40 см, то добавляем в конструкцию еще один стержень. Места соединений поперечных и продольных прутьев закрепляем вязальной проволокой.

Итак, ранее мы сформировали нижний уровень каркаса, далее следует закрепить вертикальные перемычки (8мм). Делается это так – в местах соприкосновения продольных и поперечных прутьев арматуры устанавливаем вертикально еще один прут и связываем его проволокой с основной конструкцией, таким образом производим монтаж всех необходимых вертикальных элементов.

Важно: Будьте внимательны и при установке следите чтобы вертикальная арматура была закреплена по отношению к продольной четко под 90 градусов.

Следующим этапом сборки каркаса будет установка верхних поперечных и продольных прутьев. Все действия те – же, к вертикально закрепленной арматуре с помощью вязальной проволоки с перехлестом по краям не менее 20см, крепим сначала поперечные, а затем продольные элементы арматуры.

Способом, описанным выше собираем необходимое количество секций, устанавливаем их в траншею если сборка проводилась не в ней и с помощью дистансеров жестко закрепляем каркас по отношению к опалубке, зазор между ними оставляем в 3 -5 см.

Основная часть работ на этом закончена, но остался самый важный этап, армирование ленточного фундамента по углам.

Шаг 4: Крепление арматуры по углам. Здесь нужно быть предельно внимательными и сделать работу максимально качественно, потому как углы фундамента принимают на себя наибольшее концентрированное напряжение. Для армирования фундамента по углам применяют П или Г- образные техники усиления. Как правильно сделать данную работу смотрите ниже.

Для прямых углов:

Для углов больше 160 градусов:

Ну и перекрестия армируются так:

Все на этом работа закончена, удачного вам строительства.

Видео:

Армирование ленточного фундамента: схемы армирования, ошибки

Ленточный фундамент можно назвать одним из самых распространенных типов оснований под возведение малоэтажных зданий и сооружений: частных и дачных домов, бань, беседок, заборов, складских помещений, гаражей, сараев, мастерских и времянок.

СодержаниеСвернуть

Учитывая высокие механические нагрузки на бетонную конструкцию фундамента зданий и сооружений, зачастую очень важно выполнять правильное армирование ленточного фундамента, которое эффективно защищает основание сооружения от воздействия разрушающих продольных и изгибающих механических напряжений.

Армирование под ленточный фундамент

Ленточный фундамент представляет собой замкнутую бетонную конструкцию, заливаемую в предварительно подготовленную траншею. В общем случае, на строительном участке, при помощи колышков и бечевки, в соответствии с имеющимся проектом, размечаются наружные и внутренние «обводы» будущего сооружения.

При этом имеющийся рабочий проект здания регламентирует ширину, глубину заделки и схему армирования ленточного фундамента конкретного здания или сооружения. Если здание возводится без проекта, правильное армирование ленточного фундамента будет рассмотрено дальше по тексту публикации.

Итак, габариты будущего фундамента и глубина его заделки известны по проекту либо по сведениям, полученным от заказчика. Далее следует операция рытья траншеи под конструкцию фундамента, и если по условиям строительства, фундамент возвышается над «нулевым уровнем» необходима установка опалубки. В том случае, если планируемая высота фундамента не выходит за габариты «нулевой» точки (уровня почвы), функцию опалубки выполняют стенки траншеи.

Стоит отметить, что практика возведения одноэтажных жилых домов позволяет использовать прямую заливку ленточного фундамента тяжелым бетоном марки М200-М250, без дополнительных затрат на армирование. В этом варианте дополнительное армирование ленточного фундамента арматурой можно назвать полезной, но не жизненно необходимой и более того – весьма затратной операцией.

схема армирования ленточного фундамента

Несмотря на многочисленные публикации в интернете рекомендующие производить арматурное усиление основание основы здания, одноэтажные частные дома, возведенные из кирпича, самана, пеноблока, массива древесины, тяжелого бетона и СИП панелей строятся на ленточных фундаментах без необходимости обустройства арматурного пояса в толще фундамента.

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Частные здания выше одного этажа характеризуются значительной массой, давящей на основание сооружения. Многоэтажные частные дома и сооружения нуждаются в усиленном фундаменте. Под понятием «усиленный фундамент» имеется ввиду фундамент усиленный поясом стального армирования.

Пояс армирования фундамента частного дома проектируется и монтируется в соответствии с конкретными условиями эксплуатации и этажностью конструкции. При этом существуют эмпирические зависимости проверенные годами эксплуатации частных зданий.

В общем случае, в углах строящегося фундамента двух-трех этажного здания, количество вертикальных армирующих стержней увеличивается в два или три раза. К примеру, если «трассовое» армирование ленточного фундамента шириной 500 миллиметров предусматривает количество вертикальных стержней 2 единицы на 70-80 см протяженности фундамента в продольном направлении, то в углах конструкции должно быть не менее 6-ти равномерно расположенных вертикальных стержней, к которым привязываются четыре продольных стержня.

Дело в том, что углы здания воспринимают значительные разнонаправленные механические нагрузки. Поэтому их усиливают не только армированием фундамента, но и в том числе специальной усиленной кладкой основных строительных материалов.

Если не сделать усиленное армирование углов ленточного фундамента, можно получить просадку углов дома, которую невозможно исправить. Указанная выше схема армирования углов ленточного фундамента перекрывает 90% конструкций возводимых малоэтажных зданий высотой два-три этажа.

Армирование ленточного фундамента своими руками

Вне всякого сомнения, частные застройщики, привыкшие все, что только возможно делать своими руками, задают вопрос: «Как сделать армирование ленточного фундамента без привлечения наемных работников?».

Чтобы не ошибиться, в расчете, необходимо взять листок бумаги и сделать нехитрый чертеж схемы армирования ленточного фундамента используя конкретные габариты конструкции.

На листке бумаги следует обозначить наружные и внутренние обводы будущего сооружения.

Далее, реперными точками обозначают вертикальные стержни армирования в углах и «трассе» стен в соответствии со стандартными расстояниями: два перпендикулярно расположенных стержня на трассе 80 см между стержнями, и не менее 6-ти равномерно расположенных арматуры в каждом углу возводимого здания.

Как показывает практика возведения малоэтажных зданий, оптимальный вариант арматуры, для усиления фундамента, являются стальные горячекатаные стержни диаметром 8 мм по ГОСТ 5781-82.

При наличии у застройщика стальных стержней общепромышленного направления указанного диаметра, допускается использование любого металла способного придать бетонному фундаменту прочность соответствующую нагрузке о т стен, кровли и других конструкций.

В общем, случае традиционная схема армирования заглубленного ленточного фундамента выполненная собственными силами, предусматривает забивку вертикальных стрежней в грунт. Отступив от наружной стенки траншеи фундамента на расстояние 70-80 мм, с помощью кувалды забивается первый вертикальный стержень армпояса.

Второй стержень забивается напротив первого стержня, отступив 70-80 мм от внутренней стенки траншеи фундамента. Забивка стержней ведется на глубину до 400 мм.

Последующие вертикальные стержни забиваются с шагом 80-100 мм периметру будущего фундамента. Как уже было сказано, в углах будущей конструкции количество вертикально-забитых стержней увеличивают до 6 на каждый угол. Только так можно гарантировать прочный поперечный и продольный результат.

Итак, вертикальные армирующие стержни забиты в грунт на определенную надежную глубину. Следующая операция, это перевязка вертикальных стержней продольной арматурой диаметром 6-8 мм. Суть технологии заключается в следующем.

Отступив от дна траншеи фундамента на 150-200 вверх, к стержням забитым в землю, по всему периметру траншеи фундамента, с помощью отожженной проволоки привязываются продольные арматурные стержни диметром 8-12 мм.

Второй пояс продольной арматуры привязывается, отступив от нулевой точки фундамента на расстояние 400-450 мм. Монтаж продольной арматуры второго пояса также ведется с помощью отожженной стальной вязальной проволоки.

Заключение

Армирование фундамента малоэтажного здания можно назвать «желательной» но не жизненно необходимой операцией. Тяжелый бетон, используемый в качестве основного строительного материала для возведения фундаментов способен выдерживать значительные статические и динамические нагрузки без дополнительного армирования.

Поэтому в каждом конкретном случае возведения здания и сооружения следует руководствоваться инженерными расчетами армирования и других фактор возведения сооружения.

Как правильно армировать ленточный фундамент? Схема и построение каркаса

Фундамент служит основой любого строительства и самой важной частью здания. На него идет нагрузка всего деревянного дома, которая передается на грунт. Есть некоторые виды фундаментов, однако мы расскажем про армирование ленточного фундамента.

Сначала разберемся в том, что такое ленточный фундамент и как происходит его армирование. Подобный тип называют ленточным из-за того, что он залегает в грунте железобетонной полоски, которая идет по периметру всего сруба дома, которое строится. Многие считают, что технология армирования подобного фундамента очень простая. Для строительства дома из бруса.

1. Технология армирование
2. Схема армирования
3. Арматурный каркас
4. Видео

Содержание статьи:

Что же даст армирование такого ленточного фундамента?

Рассмотрим армирование с точки зрения целесообразности его применения для домов из бруса или бревна. Фундамент будет прочным в том случае, если металл в железобетонных конструкциях, будет прочным. Благодаря своей технологии, ленточные фундаменты являются очень прочными и допускают даже строительство монолитных домов очень сложной конфигурации.

Имея бетонный вибратор, вы сможете получить очень крепкий фундамент. Независимо от толщины стены дома, вам необходимо ориентироваться на ширину фундамента.

Рассмотрим технологию армирования.

Одними из распространенных материалов для армирования служат арматура. Подготовительные работы заключаются в расчистке территории под строительство. Необходимо вырыть траншею по периметру фундамента. Такую работу можно сделать вручную либо с помощью специальной техники. Для того, чтобы стены были ровными, устанавливают опалубку. Каркасную арматуру монтируют вместе с опалубкой. После заливают бетон слоями, проводят гидроизоляцию при помощи битумных мастик и рубероида.

Можно армировать фундамент и самостоятельно, своими руками. Но не стоит забывать о том, что после того, как будет сделана гидроизоляция фундамента, необходимо пазухи фундамента засыпать песком. Для климатических зон, в которых холодно, желательно утеплить ленточный фундамент. Его можно просто обклеить пенополистиролом. При правильном армировании, подобный фундамент простоит много лет! Про сборные фундаменты такого не скажешь, их максимальный срок службы составляет 75 лет, а ремонт нужно проводить каждые 10 лет.

Важные моменты

Необходимо отметить несколько важных моментов армирования ленточного фундамента. Случается, что нет самого проекта постройки. При такой ситуации в основе находится опыт самой строительной бригады.
В любой ситуации металлический каркас, состоящий из арматуры, должен состоять как минимум из двух рядов вертикальных прутьев, а горизонтальные либо поперечные полосы, нужно определять, исходя из того, насколько глубоко залегает сам фундамент. Стоит отметить, что могут быть фундаменты, мелко заглубленные и такие, которые являются достаточно глубокими по сравнению с первым типом, или их называют глубоко заглубленными.

Для финансового расчета затрат на то, чтобы возвести фундамент, потребуется определенная схема. Большинство расчетов связано с двумя факторами: стоимости самих материалов и работы по строительству фундамента. Тут нужно подготовить грунт, вырыть траншеи, сделать опалубку, арматуру, произвести работу для подготовки бетонной заливки, обработать готовый фундамент. Также, не стоит забывать включить в расчет засыпку песка в саму траншею, который станет подушкой для дна.

Одна из самых распространенных схем армирования

Лучше, если армирование монолитного фундамента для деревянных домов упрощенных форм будет проводиться по каким-либо простым геометрическим фигурам: квадрату или прямоугольнику. В таком случае оси станут правильными, ну а основание будет крепким. Чтобы армировать монолитный ленточный фундамент, нужно соблюсти толщину подушки прямо в траншее. Операция гидроизоляции должна быть сделана достаточно аккуратно и очень тщательно, так как, засыпая траншею песком, гидроизоляционные свойства самого пенополистирола могут быть повреждены. Тут нужно обратиться за помощью к профессионалу, а если вы решили сделать ленточный фундамент собственными руками, то прочтите данные рекомендации, чтобы весь процесс строительства и находился под контролем и вы без труда выполните его самостоятельно.

Из тех видов фундаментов, которые существуют для строительства дома или дачи, именно постройка ленточного фундамента очень популярна, особенно для частного домостроения. Тут все зависит от очень разумных затрат на опалубку, на саму арматуру, на строительство бетонного фундамента для дачного дома или бани. Нужно просто выполнить расчет самого армирования фундамента и его строительства. Конечно же, построить ленточный фундамент для вашего дачного дома, правильно и надежно его армировать, залить можно собственными руками.

Арматурный каркас для ленточного фундамента

[ads1]Как известно, бетон не относится к пластичным материалам, и очень просто растрескивается при растягивающем действии. Когда на него действуют силы морозного пучения с грунта либо деформируется фундамент самого здания, с одной стороны появляется зона сжатия, а с противоположной появляется зона растяжения. В зоне растяжения появляются обычно трещины. Для их предотвращения необходимо тщательное армирование фундамента.

Армирование фундамента в углах

Оно состоит в том, что в бетонной конструкции есть каркас, состоящий из стальной арматуры. А все знают, что сталь намного устойчивей к растяжению способна принимать нагрузку на себя.

Армирование нужно делать там, где могут возникнуть зоны растяжения. Обычно это появляется на самой поверхности фундамента, и армирование необходимо делать прямо около поверхности. Для предотвращения коррозии арматурного каркаса, нужно защитить его слоем бетона. Поэтому, оптимальным расстоянием заложенной арматуры будет 3-5 см.

Арматурный каркас следует расположить в 5 см от самой поверхности. Ведь потом на фундамент будет крепиться брус или первый венец сруба бревна

Так как сложно предугадать направления деформации, Поэтому зоны растяжения следует ожидать как в верхней, так и в нижней части фундамента. Армирование фундамента следует проводить большой арматурой сверху и снизу, и она должна быть с ребристой поверхностью, для обеспечения хорошего контакта с бетоном. Оставшаяся часть каркаса может быть меньшего диаметра и с гладкой поверхностью.

Создание каркаса

Занимаясь армированием ленточного фундамента, возможно использование четырех прутков арматуры, которые соединяются между собой в определенный каркас с диаметром 6-8 мм. Между толстыми прутьями должно быть расстояние 30 см. Подобный фундамент достаточно длинный и не очень широкий, и в нем возможны продольные растяжения, и полное отсутствие поперечных. Поэтому горизонтальные прутья скорее понадобятся для того, чтобы создать каркас, а не потому, что нужно принятие какой-то нагрузки. Именно поэтому возможно использование тонких и гладких прутьев.

Видео:

Особенно важным является армированию самих углов фундамента, того места, где может появиться деформация. Его обязательно необходимо армировать арматурой, чтобы её согнутый конец заходил в стенку фундамента, а остальной конец — в противоположную (см. рисунок выше)

Часто строительство ленточного фундамента могут совместить со свайным, это также правильный вариант строительства фундамента. Такой, комбинированный вид бетонного фундамента для дома или бани также можно сделать собственными руками. А как это сделать, мы уже рассказали выше.

Как производится армирование ленточного фундамента своими руками

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

Конструкция подобных оснований достаточно проста.

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

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

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

Содержание статьи

Нужно ли армировать ленточный фундамент?

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

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

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

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

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

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

Как работает арматура

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

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

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

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

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

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

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

Как выбрать бетон

Требования СНиП к бетону достаточно жесткие.

Регламентируются все рабочие параметры материала:

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

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

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

Виды арматуры

Существует два вида арматуры:

• Металлическая.
• Композитная.

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

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

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

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

ВАЖНО!

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

Как правильно выбрать диаметр арматуры

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

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

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

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

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

Основные способы армирования

Существуют следующие способы:

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

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

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

Нормы СНиП ограничивают минимальное расстояние между соседними прутками в два диаметра, что позволяет собрать достаточно плотную решетку. Однако, такого никогда не делается, поскольку это нецелесообразно и создает непроизводительный расход арматуры.

Расчет количества арматуры

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

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

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

Основные правила армировки

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

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

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

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

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

Как правильно уложить арматуру

Сборка прямых участков каркаса производится в непосредственной близости от траншеи. Это важно, так как вес сооружения достаточно велик, а перемещать его чаще всего приходится вручную. Сборка производится одним из способов (сварка или вязка), из которых предпочтение отдается вязке.

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

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

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

Шаг армирования

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

Это опасное решение, так как сборка производится вне траншеи, отдельные части придется поднимать и укладывать в траншею, что для незаконченной конструкции является тяжелым испытанием. Если по каким-либо причинам каркас собирают прямо в траншее, то шаг можно несколько увеличить, но слишком ослаблять каркас не следует.

Вязка арматурной сетки

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

Процесс :

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

Вязальный крючок можно приобрести в магазине, но проще изготовить его самостоятельно. Надо взять кусок стальной проволоки толщиной 405 мм, несколько заострить и загнуть один конец примерно на 1,5-2 см.

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

Схема монтажа

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

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

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

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

Фото чертежа:

Армирование углов

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

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

Основными ошибками, часто встречающимися при армировании углов, являются:

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

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

Армирование подошвы

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

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

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

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

Полезное видео

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

Заключение

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

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

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Как армировать ленточный фундамент для газобетонного дома

Правильное армирование ленточного фундамента залог его жесткости и долговечности. Помимо самого арматурного каркаса, на долговечность фундамента влияет пучинисость грунта, правильная песчано-щебневая подушка, марка бетона и другие аспекты.

Из данной статьи вы узнаете конкретно про особенности создания каркаса из арматуры. О других важных элементах ленточного малозаглубленного фундамента вы можете узнать в нашей предыдущей статье по ссылке..

1. Минимальное сечение продольной арматуры в фундаменте должно составлять 0.1% от сечения фундамента.
2. Определить количество и диаметр арматуры можно по таблице. 
3. Основную нагрузку воспринимает продольная арматура.
4. Продольную арматуру нужно использовать от 12 до 16 мм.
5. Максимальное расстояние между рабочими стержнями продольной арматуры – 40 см.
6. Расстояние между (рамками) – 30-40 см, на углах по 20 см.
7. Рамки изготавливаются из арматуры 6-8 диаметра.
8. Весь каркас связывается вязальной проволокой.
9. Нахлест продольных прутков арматуры — 50 диаметров.
10. Для фундаментной ленты высотой более 70 см, должен добавляться конструктивный ряд продольной арматуры диаметром 8 мм. 
11. Расстояние между рядами конструктивной продольной арматуры должно быть менее 40 см.
12. Диаметр поперечной арматуры должен быть не менее ¼ от диаметра рабочей продольной арматуры, но не менее 6 мм.
13. Углы фундамента должны быть усилены дополнительными г-хомутами и загибами, смотрите схемы армирования углов.
14. Защитный слой бетона должен составлять 5 см со всех сторон.
15. Перед установкой каркаса в траншею, постелите снизу пленку, она будет служить дополнительной гидроизоляцией.
16. Если у вас проблемные грунты под фундаментом, то для большей жесткости, рекомендуется армировать ленту шестью рабочими прутками продольной арматуры, или увеличить их диаметр.
17. Если ширина основания составляет более 50 см, то лучше использовать схему армирования шестью прутами.
18. Чем выше марка бетона, тем лучше защищена арматура от воды.
19. Рекомендуется заливать ленту бетоном класса B20-B25, что соответствует марке М250-М350.
20. Бетон должен заливаться за один раз, монолитно, промежуток между заливками не должен превышать двух часов.

Схемы армирования углов фундамента

Неправильные варианты армирования углов

Стоит отметить, что ленточный малозаглубленный фундамент обязательно нужно утеплять, также обязательно наличие утепленной отмостки, которая будет уменьшать глубину промерзания и отводить воду от подушки фундамента. Ведь самые главные враги фундамента – мороз и вода. Распирающая сила морозного пучения не должна деформировать фундамент, так как это приведет к раскрытию трещин в газобетонных стенах.

Армирование ленточного фундамента – основа прочности здания

Правильно построенный фундамент – гарантия прочного, сухого, теплого дома. Из разновидностей фундаментов ленточный средний по затратам материалов и трудоемкости. Использованный арматурный каркас делает из бетонной ленты жесткую раму, выдерживающую значительные нагрузки от стен, перекрытий, кровли, внутреннего наполнения дома.

Для чего нужно армировать ленточный фундамент?

Особенностью мелкозаглубленного облегченного ленточного фундамента является обязательность его армирования. Известно, что бетонные изделия очень прочные на сжатие, менее прочные на сдвиг, и малопрочные на изгиб и разрыв. Компенсируют такие недостатки бетона традиционным способом – созданием композитного материала, в котором одно вещество прекрасно работает на сжатие, а другое – на разрыв. Хорошо сжимаемое вещество дополняют волокнами или стержнями из материала плохо рвущегося и получают новый материал, свойства которого расчетом можно изменять в больших пределах.

Поэтому тонкий слой бетона, известного людям уже более 3 тыс. лет только в XIX веке придумали упрочнить стальной сеткой. Хотя строители знали, что хорошо разрывающаяся глина прекрасно армируется прочной на разрыв соломой.

В случаях, когда на участке неоднородные грунты, армирование ленточного фундамента обеспечит жесткость его рамной конструкции, берущей на себя всю нагрузку от здания и равномерно ее распределяющую.

Общая высота ленточного фундамента обычно от 0,7 – 0,8 м до 1,5 м при ширине от 0,3 до 0,5 м. При длине стены здания от 7 – 10 м такая полоса бетона рассматривается как бетонная балка. Она будет работать на прогиб, когда ее края нагрузить значительно больше, чем середину или наоборот. Т. е. бетон будет нагружен изгибающими усилиями. Защитить балку от разрушения можно поместив в ее толщу в верхней и нижней части продольные стальные или композитные стержни с регулярной профилировкой поверхности. Они за счет профилировки воспримут на себя разрывающие усилия и не дадут растрескаться бетону.

Особенности конструкции армирующего каркаса

Ленточный фундамент фактически состоит из монолитных длинных балок, работающих на изгиб при неравномерных нагрузках сверху от элементов здания и неравномерных просадок снизу от разной плотности грунта.

Поэтому и армируются они в двух зонах балки:

• сверху, под защитным слоем из бетона – от нагрузок на концах балки, когда середина находится на опоре;
• снизу, чуть выше нижнего защитного слоя – при нагрузке на середину полосы ленты и опорах под углами здания.

В схеме армирования ленточного фундамента несколько продольных стержней нижнего ряда удерживаются на определенном расстоянии от слоя стержней верхнего ряда вертикальными поперечными стержнями, идущими с шагом от 300 до 500 – 700 мм.

По ширине продольные пруты арматуры удерживаются горизонтальными поперечными стержнями, расположенными с тем же шагом, что и вертикальные.

Поперечные стержни арматуры предназначены:

• воспринимать поперечные усилия, прилагаемые к балке;
• ограничивать увеличение образовавшихся трещин;
• удерживать положение продольных стержней по требованиям чертежа;
• удерживать стержни от выпучивания в любую сторону.

Стержни связываются проволокой или свариваются в объемный каркас. Его высота и ширина меньше на удвоенную толщину защитного слоя бетона.

Основные функции защитного слоя бетона:

• сохранение арматуры от внешнего, в т. ч. и агрессивного воздействия, в основном, воды или водяного пара;
• передача нагрузок от бетона на арматуру;
• обеспечение анкеровки, т. е. «зацепляемости» арматуры в толще бетона;
• обеспечение стыка элементов арматуры;
• обеспечение стойкости арматуры в пламени пожара.

Обычно толщина защитного слоя от 25 – 30 мм до 50 – 60 мм.

Требования к арматуре для ленточного фундамента

В качестве продольной арматуры для мелкозаглубленных фундаментов используют стальную или композитную арматуру с профилированной поверхностью. Профили на стержнях обеспечивают передачу большей нагрузки от изгибающегося бетона на арматурный стержень, чем при гладкой поверхности стержня.

Обычно используют стержни диаметром от 10 до 16 – 18 мм.

Для поперечного армирования обычно берут гладкие стержни диаметром 6 – 8 мм.

Количество стержней, их диаметр, шаг арматуры при установке, толщину защитного слоя, способы и конструкции для армирования углов фундамента и мест пересечения с внутренними несущими стенами должен рассчитывать профессиональный строитель, имеющий высшее образование и практику в этом деле. Он же и отразит принятые решения в чертежах ленточного фундамента, в т. ч. и разработает схему армирования ленточного фундамента.

В СНиП 52-01-2003 по бетонным и железобетонным конструкциям в п. 5.3 изложены требования к арматуре как стальной, так и композитной.

Стальная арматура может быть гладкая и профилированная, горячекатаная, профилированная упрочненная термомеханически, холоднодеформированная, т. е. упрочненная механически без нагревания.

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Угловые участки ленточного фундамента – зоны концентрации разнородных напряжений. Две сходящиеся под углом «балки» монолитной конструкции могут иметь в этой зоне нагрузки противоположного направления. Кроме того может быть разная по величине нагрузка от разных стен. На угол могут действовать напряжения растяжения от одной стены и сжатия от другой. Разнородные напряжения должна выдерживать каркасная конструкция угла. Для этого должно быть обеспечено сопряжение каркасов.

Поэтому армирование производится усилением арматурного каркаса как минимум в 2 раза. Для этого поступают следующим образом:

• арматурный продольный стержень первого каркаса, являющийся внутренним по отношению к наружной части фундамента пропускается вперед и загибается под прямым углом, так, чтобы отогнутая длина была не менее 50 диаметров стержня;
• стержень передвигается, пока он не примкнет к наружному стержню перпендикулярного второго арматурного каркаса, образуется первый нахлест;
• наружный стержень перпендикулярного второго каркаса тоже сгибается и подводится к наружному стержню первого каркаса, образуется второй нахлест;
• внутренний стержень второго каркаса сгибается, сгиб передвигается к наружному стержню первого каркаса и прикладывается ко второму нахлесту;
• первый и второй нахлесты и перекрест внутренних стержней перевязываются проволокой или свариваются, обвязываются (свариваются) и вертикальные и горизонтальные поперечные стержни.

Как вариант – наружные стержни не сгибаются, а гнется кусок арматуры в виде Г-образного хомута, оба конца которого перевязываются с обоими наружными стержнями.

Для стыковки балок для несущих внутренних стен с наружными балками вязку делают так, как указано на рисунках.

Идея та же, что и при армировании в углах – перевязка или сварка внутренних стержней с наружными или с добавочными элементами в виде Г- или П-образных элементов или петель из арматуры. Ни в коем случае не делать простое пересечение стержней.

Этапы строительства ленточного армированного фундамента

Этапы строительства такие:

• Выкапывание котлована или траншей. Глубина должна учитывать глубину тела фундамента и противопучинистой подушки.
• Разметка. (см. статью «Как разметить ленточный фундамент своими руками»).
• Засыпать в траншею песчаную подушку и утрамбовать ее, потом – щебневую.
• Установить и закрепить щиты опалубки. Уложить на дно и стены слой гидроизоляции в виде полиэтиленовой пленки.
• Связать и подготовить продольные куски арматурных каркасов. Установить их в опалубку и проверить равенство расстояний от опалубки до каркаса с обеих сторон. В качестве дистанционных элементов использовать заранее заготовленные бруски из бетона или специальные пластиковые стойки-«стульчики». Те же расстояния обеспечить и в нижней части каркаса. Куски кирпича не использовать.
• Правильно связать угловые части каркасов и места пересечения с несущими стенами.
• Проверить установку каркасов – защитные расстояния, высоту, горизонтальность, правильность и полноту увязки, и другие требования, изложенные в чертеже фундамента.
• Залить бетонный раствор одним заходом и тщательно провибрировать его. Выждать 10 – 15 дней и можно снимать опалубку.
• Основа дома будет готова на 10 – 15 день после заливки, ее можно понемногу нагружать строительством стен. Полная готовность будет на 28 – 30 день после окончания бетонирования.

Основные ошибки при армировании

Ошибок делается много и разных, но главные из них такие:

1. Для арматурного каркаса не делается защитный слой бетона или делается недостаточной толщины. Как дистанционные прокладки используются куски керамического или даже силикатного кирпича, хорошо пропускающие воду.
2. Не используется пленка для предотвращения вытекания жидкого цементного «молочка» через деревянную опалубку. Или большие щели в опалубке – через них тоже течет.
3. Нет гидроизоляции между подошвой и стенками ленточного фундамента – при высокой водопроницаемости бетона коррозия его разрушит за 10 – 15 лет, в т. ч. его будет «рвать» ржавеющая арматура.
4. Песчано-щебневая смесь под подошвой имеет крупный щебень и не закрыта сверху гидроизоляцией от бетона.
5. Бетон при заливке подается порциями через день или реже – получают две или три балки с независимым армированием. Интервалы – не более 1,5 – 2 часов.
6. Укладка стержней в углах с обычным поворотом

наружных и внутренних стержней или, что еще хуже с их простым перекрещиванием.

Армирование ленточного фундамента — схема монтажа

Фундамент – это основа любой постройки. Именно от хорошего фундамента будет зависеть качество эксплуатации дома и его долговечность. Фундамент, как правило, состоит из затвердевшей бетонной смеси. Для придания жесткости бетонной основе, ее необходимо армировать специальными стальными прутьями по определенным правилам.

Существует схема армирования ленточного фундамента, следуя которой строитель заложит крепкую и долговечную основу для дома.

Что такое ленточный фундамент и зачем его армировать

Ленточный фундамент – это один из самых распространенных бетонных оснований. Он представляет собой ленточную конструкцию, выполненную по периметру и дома, а также в местах перегородок.

Ленточный фундамент имеет такие преимущества:

• выдерживает большие нагрузки различных строений, выполненных из кирпича, камня, блоков;
• предусматривает обустройство подвального помещения;
• подходит для неоднородных грунтов, где существует риск проседания и вспучивания.

Таким образом, фундамент испытывает двойную нагрузку: сверху давят тяжелые стены, а снизу действует растяжение грунта. Последний факт особенно актуален для любой постройки. Ведь в результате зимнего промерзания, влажный грунт увеличивается в объеме. Если фундамент не достаточно жесткий, то его целостность может нарушиться, что приведет к появлению трещин на стенах и риску разрушения дома.

Но бетон сам по себе хорошо справляется с этими нагрузками. Так зачем надо еще дополнительно закладывать стальные прутья?

Это связано с тем, что нагрузка в разных точках фундамента – разная. Ведь состояние грунта неодинаково в различных местах, как и давление дома, то и нагрузка на фундамент будет отличаться.

Чтобы уравнять этот физический показатель, в бетонное основание закладывают стальные прутья, которые обеспечивают равномерное распределение нагрузки по всей площади фундамента.

к содержанию ↑

Тип и количество арматуры для укрепления фундамента

Армирующие прутья бывают 2 видов: стальные и композитные. Металлическая арматура применяется чаще, так как ее эффективность проверена годами.

Применение стеклопластика используется для тех строений, где повышены требования к ограничению радиопомех, магнитного поля, химического воздействия.

Металлическая арматура бывает стержневая и проволочная. Для ленточного фундамента берут стержневую арматуру периодического профиля класса А-3 или по ГОСТу А400. Этот стройматериал имеет хорошую адгезию с бетоном и из него вяжут нижнюю и верхнюю часть каркаса.

Из гладких прутьев, сечением до 1 см изготавливают вертикальную и поперечную часть каркаса. Гладкие прутья называют монтажными. Поперечную арматуру следует выбирать класса А-1 или по ГОСТу А240.

Чтобы рассчитать количество необходимых материалов, необходимо знать геометрические параметры фундамента и требования к каркасу.

Обычно каркас-сетку выполняют в 2-3 ряда. Шаг между вертикальными прутьями: 40-70 см, а горизонтальными – 30-60 см. Если заглубленный фундамент имеет высоту менее 1 м, то для него понадобиться 2-3 продольных уровня.

Для примера рассмотрим фундамент высотой 60 см, а шириной – 30 см. Данная основа заложена под строение, длина и ширина которого по 5 м.

В этом случае выполняют двухъярусную сетку с шагом 0,5 м. Для 4 продольных линий по 20 м, потребуется 80 погонных метров рабочей арматуры. Расчет монтажных вертикальных прутьев берут с учетом отступов от поверхности в 5 см. Если количество пересечений = 51, то получаем общую длину прутьев: 1,4 м * 51 = 71,4 м. Рекомендуется покупать материал с запасом в 10%.

Таким образом, путем сложения чисел, получаем общее количество необходимой арматуры: 80 + 71,4 + 10% ~ 170 погонных метров.

Видео о том как правильно армировать пространственный каркас мелкозаглубленного ленточного фундамента:

к содержанию ↑

Правила закладки стальных прутьев в бетонную основу

Перед выполнением металлического каркаса, железные прутья следует очистить и проверить их качество.

Технология армирования ленточной основы выполняют по такому алгоритму:

1. В вырытую траншею засыпают песчано-щебневую подушку, толщиной 5 см. Это надо для предупреждения коррозии железных прутков.
2. Выполняют опалубку и заливают тонкий бетонный слой.
3. Сверху укладывают поперечные прутья с шагом 80 см.
4. Формируя каркас, укладывают продольные прутки, перпендикулярно предыдущим стержням, в 2 ряда. Места пересечений связывают. Нижний уровень каркаса готов.
5. В местах стыков устанавливают вертикальные гладкие прутки. Важно соблюдать при этом перпендикулярность.
6. К вертикальным прутьям крепят верхний ярус каркаса. Он представляет собой рамку, прутья в которой закреплены с интервалом 20 см.
7. Верхний ярус комплектуют продольными прутками, которые скрепляются с остальными прутьями хомутами или проволокой.
8. Арматурный скелет жестко закрепляют к опалубке. Зазор между железной конструкцией и опалубкой должен составлять 3-5 см.
9. Контролируют качество креплений и убирают лишний мусор.

Самое важное при выполнении каркаса – это надежно закрепить прутья между собой, особенно в углах фундамента. Здесь важно соблюдать ровные углы и перпендикулярность. Существует 2 способа объединения стержней: сварка и вязание проволокой.

Сварка в частном строительстве нежелательна, так как данный метод не обеспечивает должного качества перпендикулярной конструкции. Строители часто пренебрегают требованиями норм и варят вручную контактной сваркой, а не дуговой.

Предпочтительным методом соединения стержней является вязание проволокой, диаметром 0,8-3 мм. Это осуществляется с помощью вязального крючка. Качество такого соединения гораздо выше, чем в предыдущем варианте. Недостатками метода являются: большая трудоемкость процесса и малая жесткость по сравнению со сварной конструкцией.

к содержанию ↑

Схема армирования ленточного фундамента

На рисунке 1 изображена схема усиления фундамента под одноэтажный дом, размером 10х6 м.

Рисунок 1. Схема армирования ленточного фундамента

В качестве продольных прутков берут стержни класса А-3, диаметром 12 мм; поперечными прутками выступает арматура, диаметром 8 мм, класса А-1.

Шаг перекрытий составляет 0,6 м, а в области углов – 0,2 м. Углы и Т-образные пересечения усиливают вутами – арматурой класса А-3, диаметром 12 мм. В области примыканий вуты кладут внахлест, который равен: 50*d, где d – диаметр прутка.

Армирование углов и Т-образных стыков можно выполнить с использованием специальных лапок. Они представляют собой своеобразные уголки, с длиной полочек, равных: 50*d, где d — диаметр арматуры. Например, если диаметра арматура 10 мм, то загиб лапок равен 500 мм. Пример такого крепления показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема армирования угла лапками

Подведя итог, можно выделить основные правила армирования фундамента:

1. Диаметр рабочих прутков должен быть не менее 12 мм.
2. Продольные (рабочие) прутья в совокупности с поперечной арматурой образуют каркас, элементы которого сваривают или связывают.
3. Для средней величины фундамента, необходимо 3-4 продольных прутка.
4. Диаметр поперечных стержней равен 6-8 см, которые укладывают с шагом 200-600 мм.
5. Толщина ленточной основы принимают не менее 300 мм.
6. Углы и Т-образные пересечения усиливают специальными вутами или лапками. Диаметр этих креплений должен быть равен диаметру рабочих прутков.

Металлический каркас в конструкции фундамента – залог крепкого дома и комфортного проживания в нем.

Как французы делают ленточный фундамент:

Инженер-строитель: Пример проектирования 3: Армированный ленточный фундамент.

Несущая стена одноэтажного дома должна опираться на широкий армированный ленточный фундамент.

Исследование участка выявило рыхлые и среднезернистые почвы от уровня земли до значительной глубины. Почва изменчива и имеет безопасную несущую способность от 75 до 125 кН / м2. Также были выявлены уязвимые места, где нельзя было рассчитывать на несущую способность.

Здание может опираться на грунтовые балки и сваи, снятые до прочного основания, но в этом случае выбрано решение — спроектировать широкий усиленный ленточный фундамент, способный перекрывать мягкую зону номинальной ширины.

Чтобы свести к минимуму дифференциальные осадки и учесть мягкие участки, допустимое давление в опоре будет ограничено до na = 50 кН / м2 на всем протяжении. Мягкие участки, встречающиеся во время строительства, будут удалены и заменены тощей бетонной смесью; Кроме того, основание будет спроектировано таким образом, чтобы охватить предполагаемые впадины шириной 2,5 м. Это значение было получено из руководящих указаний по местным впадинам, которые были даны позже на фундаментах плотов. Плита пола предназначена для подвешивания, хотя она будет залита с использованием земли в качестве несъемной опалубки.

Загрузки

Если фундамент и надстройка проектируются в соответствии с принципами предельного состояния, нагрузки должны храниться как отдельные необработанные характеристические мертвые и заданные значения (как указано выше), как для расчета давления на опору фундамента, так и для проверок работоспособности. Затем, как обычно, нагрузки следует учесть при расчете отдельных элементов конструкции в предельном состоянии.

Для фундаментов, подверженных только статическим и прилагаемым нагрузкам, коэффициент нагрузки для расчета арматуры лучше всего выполнять путем выбора среднего коэффициента частичной нагрузки, γP, для покрытия как статических, так и накладываемых нагрузок надстройки из Рис.11.22 (это копия Рис. 11.20 Условия расчета железобетонной полосы.).

Из Рис. 11.22 , комбинированный частичный коэффициент запаса прочности по нагрузкам надстройки составляет γP = 1,46.

Вес основы и засыпки, f = средняя плотность × глубина
= 20 × 0.9
= 18,0 кН / м2

Это все статическая нагрузка, таким образом, комбинированный коэффициент частичной нагрузки для нагрузок на фундамент, γF = 1,4.

Определение ширины фундамента
Новые уровни земли аналогичны существующим, поэтому (вес) нового фундамента не требует дополнительной оплаты и может быть проигнорирован.

Минимальная ширина фундамента равна

Принять армированный ленточный фундамент шириной 1,2 м и глубиной 350 мм из бетона марки 35 (, см.рис.11.23 ).

Рис. 11.23 Пример расчета усиленного ленточного фундамента — нагрузки и опорные давления.

Реактивное расчетное давление вверх для расчета боковой арматуры

Боковой изгиб и сдвиг b = 1000 мм.

Таким образом, vu

Нагрузка для перекрытия углублений
В местах локального углубления фундамент действует как подвесная плита.Предельная нагрузка, вызывающая изгиб и сдвиг в фундаменте, — это общая нагрузка, т.е. нагрузка надстройки + нагрузка на фундамент, которая определяется как

.

Продольный изгиб и сдвиг из-за углублений
Предельный момент из-за перекрытия фундамента — предполагается, что он просто поддерживается — в локальной депрессии 2,5 м составляет

Ширина для расчета арматуры b = B = 1200 мм.

Таким образом, vu

Впадина на углу здания
В предыдущих расчетах предполагалось, что впадина расположена под сплошным ленточным основанием.Углубление
может также возникнуть в углу здания, где две опоры встречаются под прямым углом. Затем следует выполнить аналогичный расчет, чтобы обеспечить верхнее усиление обеих опор до консоли в этих углах.

Рис. 11.24 Пример расчета армированной ленточной опоры — арматура.

Разница между ленточными и подкладными опорами

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

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

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

Ленточные опоры

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

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

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

Ленточные опоры, таким образом, могут обеспечивать непрерывную опору, которая обычно бывает ровной, но также может быть ступенчатой ​​для поддержки линейных конструкций, таких как несущие стены.

Источник изображения: DesigningBuildings.co.uk

Ленточные фундаменты — намного лучшее решение, чем плоские фундаменты, при работе с близко расположенными колоннами из-за способа их визуализации.

Ленточные фундаменты также считаются лучшим вариантом для легких нагрузок, например, в жилых домах с низкой и средней этажностью, поскольку ленточные фундаменты могут использоваться в качестве массивных бетонных оснований.

Размер и положение ленточных фундаментов обычно пропорциональны ширине конструкции стены.

Глубина полосы обычно равна ширине стены или превышает ее.

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

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

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

Подушечки для ног

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Опоры, помимо самых маленьких, могут быть усилены, чтобы уменьшить потребность в выемке грунта.

Подушки-опоры за счет их образования могут использоваться в нескольких вариантах исполнения.

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

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

Какие еще существуют типы фундаментов?

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

Глоссарий по графическому строительству >> Бетон и бетон. >> >> Ленточная опора

Ленточная опора

Опора, которая в одном направлении длиннее, чем в другом. Обычно под стенами.

Стартерные стержни

Стальные арматурные стержни, отлитые в две отдельные заливки бетона. При соединении внахлест с основными стержнями они продолжают армирование через бетонное соединение.

Засыпка

Заливочный материал или процесс засыпки и уплотнения котлована после завершения работы.

Этот тип фундамента имеет то преимущество, что он может быть ступенчатым в кирпичной или блочной кладке, так что его можно легко адаптировать к наклонным участкам.

Выше — деталь железобетонной опоры в разрезе, показывающая некоторые требования к конструкции.Любой подобный рисунок рассказывает только часть истории. В спецификациях также будут указаны такие детали, как: —

• Удаление растительности и верхнего слоя почвы.
• Минимальная несущая способность земляного полотна.
• Уплотнение засыпки внутри здания и засыпки снаружи.
• Прочность бетона и заполнителя.

В спецификации контракта, в свою очередь, будут указаны нормативные стандарты, такие как строительные нормы и правила, касающиеся бетона, арматурной стали, пароизоляции, метода защиты от термитов и т. Д.

На фотографии выше показан ленточный фундамент, залитый так, чтобы его было легко увидеть. Часто в таких ситуациях можно было увидеть стартовые стержни диаметром 12 мм с крючком на конце.

Отчасти это было пережитком тех дней, когда крюки использовались в простых стержнях для обеспечения сцепления с бетоном, но с использованием деформированных стержней и правильных нахлестов в них теперь нет необходимости конструктивно, но они все еще использовались по соображениям безопасности.Представьте, что кто-то на них падает.

Теперь с использованием этих дешевых пластиковых колпачков крючки можно не снимать, а стержни по-прежнему в безопасности.

Блоки начинают укладываться на работу, аналогичную той, которая показана на эскизе вверху страницы.

Когда все блоки уложены на высоту плиты, они заполняются сердцевиной ПЕРЕД ЗАПОЛНЕНИЕМ. Используется промытый песок, который поливают водой, чтобы добиться хорошего уплотнения. Следует проявлять осторожность с оборудованием для механического уплотнения, чтобы не повредить блочную конструкцию.

Связка стартовых планок N12 для использования в конструкции из армированных блоков.

Если вы не нашли именно то, что искали, попробуйте этот инструмент поиска, который будет выполнять поиск на сайте и в Интернете.

«Что можно добавить к счастью человека, который здоров, не имеет долгов и имеет чистую совесть?»
Адам Смит 1723-1790

«Когда мы строим, давайте думать, что мы строить навсегда.» Иоанн Рескин 1819-1900

Фундамент из полос и подкладок — AMERICAN GEOSERVICES

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 изменения 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 горно-технологический университет, 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, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Методы улучшения грунта с помощью геосинтетических материалов были широко разработаны за последние несколько десятилетий, особенно в области строительства дорожных покрытий и фундаментов.Хотя было проведено множество экспериментальных исследований для определения эффекта геосинтетического армирования, анализ различается в отношении свойств геотекстиля, таких как форма и размеры, расстояние и толщина [1–13]. Кроме того, в исследованиях также анализируется влияние различных типов грунтов и конструкций основания. Что касается поведения грунта с классификацией песчаных грунтов, многочисленные аналитические исследования внесли свой вклад в изучение взаимодействия грунта и конструкции, проведенного несколькими исследователями в отношении несущей способности оснований из грунта, армированного георешеткой [13–17].Кроме того, бесчисленные численные модели, позволяющие сэкономить время и средства, были выполнены для исследования несущей способности и осадки армированного грунта [9, 18–29]. Концепция армированного грунта как строительного материала, основанная на существовании взаимодействий между грунтом и арматурой за счет прочности на разрыв, фрикционных и адгезионных свойств арматуры, была впервые представлена ​​французским архитектором и инженером Анри Видалем в 1960-х годах [29]. С тех пор этот метод широко используется в инженерно-геологической практике.Геосинтетика, которая используется в армированных грунтах, бывает многих 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 (РПГ).На рис. 1 показан типичный геосинтетический армированный грунт фундамент и описание различных геометрических параметров. Параметры армирования георешеткой включают расстояние между верхними слоями ( х ), вертикальное расстояние ( х или х ), 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 определяется 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 снижается с увеличением ед. / B ; улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 0B для u / B , h / B и b / B соотношения 0,5, 0,25 и 3. Незначительное улучшение BCR наблюдалось при увеличении отношения длин ( b / B ) 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 произошло на относительном расстоянии ( x / B ) примерно 0,5 от центра основания, а напряжение, развиваемое в арматуре, было максимальным в центре и постепенно уменьшалось к концу. арматуры.С другой стороны, Махарадж [19] выполнил численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом армированной глиной, с использованием модели грунта Друкера – Прагера. Он пришел к выводу, что в случае однослойной арматуры оптимальное соотношение расстояния между верхним слоем ( u / B ) оказалось около 0,125 в армированной глине. Он также обнаружил, что эффективное отношение длины ( b / B ) арматуры было около 2,0, глубина воздействия зависела от жесткости арматуры, а увеличение геосинтетической жесткости уменьшило оседание основания.

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

Механизм армирования георешеткой

Во многих случаях при строительстве неглубокие фундаменты возводятся поверх существующего слабого грунта, что приводит к низкой несущей способности и чрезмерным проблемам осадки.Недостатки могут вызвать структурное повреждение, снижение срока службы и ухудшение уровня производительности [50]. В этих условиях методы улучшения почвы использовались в течение долгого времени для решения проблемы, связанной с этими типами почв. Несколько исследователей разработали различные методы улучшения почвы для повышения прочности почвы с помощью различных методов стабилизации. Для решения вышеупомянутых проблем с почвой было разработано несколько типов методов улучшения почвы, включая цементацию, вертикальные дренажи, замену грунта, укладку свай и геосинтетическое армирование [51–54].Полимерная природа геосинтетического материала делает геосинтетические изделия долговечными в различных условиях грунта и окружающей среды. Общие применения геосинтетики в области 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 фундаментами. Высокая растягивающая способность геосеток позволяет слоям армирования принимать на себя значительную часть растягивающих напряжений, возникающих в массиве грунта из-за действия внешней нагрузки. Таким образом, георешетки действуют как армирующие элементы и усиливают нагрузочно-деформационные характеристики армированного грунтового массива.

В ходе некоторых экспериментальных исследований Бинке и Ли [14] оценили несущую способность грунта, армированного металлическими полосами; Результаты испытаний показали, что несущая способность может быть улучшена в 2–4 раза за счет усиления грунта. Результаты их испытаний также показали, что арматура, размещенная ниже глубины воздействия, которая составляла приблизительно 2B , оказала незначительное влияние на увеличение несущей способности и размещение первого слоя на ( u / B = 0.3) ниже подошвы фундамента привело к максимальному улучшению. Акинмусуру и Акинболаде [57] исследовали влияние использования канатных волокон в качестве армирующих элементов на песчаный грунт; их результаты показали, что предельная несущая способность может быть увеличена до трех раз по сравнению с неармированным грунтом; Оптимальное расстояние между верхними слоями ( и ) было определено равным 0 . 5B , и они показали, что улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 75Б . Сакти и Дас [2] провели экспериментальное исследование фундамента из глинистого грунта, армированного геотекстилем. Результаты их испытаний показали, что большинство преимуществ геотекстильной арматуры было получено при соотношении расстояния между верхними слоями ( u / B ) 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, армированной геоячейками, на мягкой почве. Результаты показали, что произошло существенное уменьшение осадки нижележащего мягкого грунта, а коэффициент реакции земляного полотна K30 был улучшен на 3000%; деформация уменьшилась на 44%.Более того, Рафтари и др. . [24] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом усиленным откосом, с использованием модели грунта Мора – Кулона. Результаты испытаний показали, что осадка фундамента на неармированном склоне более сильная, чем на усиленном. Так как осадка в армированной ситуации с тремя слоями арматуры уменьшилась примерно на 50%. Они сообщили, что для достижения наименьшей осадки оптимальное вертикальное расстояние между георешетками ( х ) должно быть эквивалентно ширине фундамента ( B ).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 минимальный коэффициент длины ( b / B ) георешетки должен быть равен 6. BCR, рассчитанный при ограниченном коэффициенте осадки ( s / B ), равном 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 затвердевающего грунта.Они сообщили, что для геометрических параметров u / B = h / B = 0,5 и b / B = 4, эффект увеличения количества слоев георешетки ( N ) на несущую способность армированных георешеткой грунтов увеличили несущую способность и немного увеличили общую жесткость армированного песка. Увеличение жесткости георешетки также привело к увеличению BCR. Несмотря на то, что исследования грунтового основания, армированного георешеткой, проводились широко, поведение грунта не отражено полностью, особенно с учетом оптимизированного применения георешетки.Численное моделирование в этом исследовании способствует более глубокому пониманию грунтового основания за счет определения арматуры в моделях грунта.

Численное моделирование

Численное моделирование поведения армированного и неармированного грунтового основания проводилось с использованием программного обеспечения Plaxis. Plaxis — это программа конечных элементов, специально разработанная для анализа деформации и устойчивости в инженерно-геологических задачах [59]. В этом исследовании процесс испытаний 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 упругости ( 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 .Чтобы смоделировать взаимодействие элементов георешетки с окружающей почвой, часто бывает удобно комбинировать эти элементы георешетки с интерфейсами. Назначенные интерфейсы почва-георешетка показаны на рис. 2. Каждому интерфейсу присвоена виртуальная толщина, которая является воображаемым размером, используемым для определения свойств материала границы раздела. Модель упруго-идеально пластическая используется для описания поведения границ раздела при моделировании взаимодействия грунт-георешетка. Кулоновский критерий используется для различения упругого поведения, при котором небольшие смещения могут происходить внутри границы раздела, и пластического поведения границы раздела, когда происходит постоянное скольжение.Параметры границы раздела рассчитываются из параметров окружающей почвы с использованием коэффициента взаимодействия R _inter , определяемого как отношение прочности на сдвиг границы раздела к прочности почвы на сдвиг [59]. В этом исследовании используются 15-узловые элементы грунта, а прочность 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, R _inter предполагается равным 0,9 в настоящем исследовании.

После того, как геометрическая модель полностью определена и свойства материала назначены слоям грунта и структурным объектам, сетка применяется для расчетов методом конечных элементов (КЭ). Plaxis включает в себя процедуру полностью автоматического создания сетки, в которой геометрия дискретизируется на элементы базового типа элемента и совместимые структурные элементы, как показано на рис. 3. Основным типом элемента в сетке, использованной в настоящем исследовании, является треугольный элемент со средним размером 0.5–2 м, что обеспечивает точный расчет напряжений и разрушающих нагрузок. Plaxis предлагает пять различных плотностей ячеек, от очень крупной до очень мелкой. Предварительные расчеты проводились с использованием пяти доступных уровней глобальной грубости сетки, чтобы получить наиболее подходящую плотность сетки и минимизировать влияние зависимости сетки на моделирование методом конечных элементов. В ходе анализа количество треугольных элементов и точек напряжения в модели для каждого участка было изменено в зависимости от плотности сетки и расположения арматуры.В таблице 2 показано изменение количества элементов и точек напряжений в зависимости от плотности сетки моделей трех участков для случая пяти слоев георешетки. Как видно на рис. 4, размер сетки оказывает минимальное влияние на результаты после примерно 240 элементов для участка Башика и 400 элементов для участков как Аль-Хамедат, так и Аль-Рашидиа. Для 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 была смоделирована с возрастающей величиной нагрузки, пока почва не достигла невозможности исследовать осадку под воздействием приложенной нагрузки. После создания геометрической модели и создания сетки конечных элементов необходимо указать начальное напряженное состояние. Начальные условия состоят из двух различных режимов: один режим для создания начального давления воды, а другой режим для задания начальной геометрической конфигурации и создания начального эффективного поля напряжений.Поскольку слои почвы для Аль-Хамедат и Башика сухие, а уровень грунтовых вод на участке Аль-Рашидиа достаточно глубок, чтобы не влиять на поведение фундамента, состояние грунтовых вод было принято как незначительное. Начальные напряжения в грунте генерируются с использованием формулы Джаки, выраженной уравнением 3 (в программном обеспечении Plaxis процедура создания начальных напряжений в грунте часто известна как процедура K ₀ ).
(3)
где K ₀ — коэффициент бокового давления грунта, а φ — угол внутреннего трения грунта.

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

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

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

Свойства материала

Почвы были собраны с трех разных участков в Мосуле, Ирак: Аль-Хамедат, Башика и Аль-Рашидия. Мосул расположен в северной части Ирака. Район отличается обширными равнинами и антиклиналями. Возле реки Тигр расположены три уровня накопленных террас аллювиальных почв. Большая часть почвы в этом районе умеренно экспансивного типа. Плоские участки между антиклиналями покрыты слоистыми наносами стока, которые включают глину, песок, ил, а иногда и покрыты рассыпным гравием.В таблице 3 показаны механические и физические свойства почвы, а в таблице S1 показаны пределы Аттерберга и размер зерна для каждого задействованного участка. В данном исследовании использовался бетонный ленточный фундамент шириной B = 600 мм. Свойства основания показаны в Таблице 4. Двухосные георешетки (Tensar BX1500), показанные на Рис. 5, использовались для укрепления почвы на всех трех участках. Различные свойства армирования георешеткой, использованные при моделировании методом конечных элементов 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 для армированных и неармированных грунтов трех упомянутых участков, в то время как результаты аналитического анализа Уравнение Мейерхофа [63] и метод, полученный Ченом и Абу-Фарсахом [17], были значениями BCR для этих грунтов с усилением георешеткой.

Грунты неармированные

Три моделирования методом конечных элементов были проведены с использованием программного обеспечения Plaxis для оценки предельной несущей способности неармированного грунта для каждого участка. На рис. 6 показана деформированная сетка (увеличенная до 15 раз) грунта под действием разрушающей нагрузки. На рис. 6 можно увидеть небольшой 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 смещения в горизонтальном направлении представлены на рисунках 9 и 10 соответственно. Максимальные горизонтальные напряжения на рис. 9 были сосредоточены непосредственно под основанием на глубине B и по горизонтали шириной B ; кроме того, по штриховке горизонтальных напряжений было ясно, что грунт разрушился под действием местного сдвига.

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

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

Сайт Аль-Хамедат:

Сайт Башики:

Сайт в Аль-Рашидии:

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

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

Армированные грунты

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

На рис. 20 показано распределение горизонтальных смещений в армированном грунте. Понятно, что смещение уменьшено до 8,68 мм из-за ограничения слоев арматуры, стрелки почти одинаково распределены по слоям арматуры и небольшие значения смещения, вызванные на поверхности почвы по сравнению с неармированным состоянием, когда большая часть горизонтального смещения произошла на верхняя часть почвы, вызывающая вспучивание почвы. Следовательно, разрушение грунта при сдвиге предотвращается 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-Рашидиа и Башика, соответственно.Из рисунков 24–26 видно, что увеличенная ширина георешетки (b) и номер георешетки (N) приводит к увеличению BCR для всех трех участков. Кроме того, грунт на Аль-Рашидиа способствует более высокому повышению предельной несущей способности, чем на двух других участках. Улучшение может быть связано с различием свойств почвы и размера зерна, как показано в Таблице 3 и Таблице S1. Почва Аль-Рашидиа песчаная и имеет угол трения ( φ = 28 °), больший, чем на двух других участках, в которых пассивные силы и силы трения между почвой и георешеткой будут выше, чем на двух глинистых участках [8].Что касается участков Аль-Хамедат и Башика с глинистыми почвами, то почва участка Башика с глинистостью от низкой до средней лучше улучшается, чем грунт участка Аль-Хамедат, который представляет собой твердую глину с точки зрения предельной несущей способности. Следовательно, используя армирование георешетки слабой глиной, можно улучшить почву до более жесткой глины. Однако максимальное улучшение предельной несущей способности может быть получено при b / B = 5 для любого номера георешетки на этих трех участках, поэтому оптимальная ширина георешетки (b) для трех участков составляет 5 B хотя не было оптимального номера 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 осадки (SRR%) в зависимости от ширины георешетки ( b ) с числом слоев георешетки от 1 до 5 ( N ) показан на рисунках 27–29 для почв Аль-Хамедат, Аль-Рашидия, и Ba’shiqa соответственно. Из этих рисунков видно, что увеличение ширины слоя георешетки (b) и числа георешетки ( N ) приводит к уменьшению осадки основания для трех участков.На рисунках 27–29 наблюдалось уменьшение осадки фундамента (SRR%), полученное на этих трех участках в результате увеличения ширины арматуры георешетки (b) и количества слоев георешетки ( N ). Показано, что большее уменьшение осадки фундамента при увеличении ширины георешетки (b) достигается за счет грунта участка Башика для первых трех слоев георешетки ( N = от 1 до 3), за которым следует грунт Сайты Аль-Рашидиа и Аль-Хамедат соответственно.В то время как при с.ш. = 4 и 5 почва Аль-Рашидиа начала демонстрировать более высокие улучшения, чем почва участка Башика, в отличие от почвы участка Аль-Хамедат, которая демонстрирует наименьшее улучшение.

Разница в SRR% может быть вызвана 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 котором значение мобилизованного натяжения слоев георешетки в усиленной зоне будет выше, чем это два участка из-за попадания частиц песка в отверстия георешетки.Более того, может возникнуть более высокое сопротивление трению в зоне контакта между почвой и слоями георешетки. С другой стороны, грунт Аль-Хамедат имеет угол трения ( φ = 20 °) ниже, чем у двух других участков, что приводит к меньшему трению в зоне контакта грунта с георешеткой и меньшим пассивным силам на краях ребра георешетки. Таким образом, небольшое улучшение отображается на оседании фундамента, даже несмотря на то, что эффект глубокого залегания может иметь место в этой почве.

Из рисунков 27–29 также можно увидеть, что почва Аль-Хамедат демонстрирует лучшее улучшение опоры основания, 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 у почвы Ba’shiqa ( c = 15 кПа ), где на нее могут повлиять количество слоев георешетки ( N ) больше ширины георешетки ( b ). Оптимальная ширина георешетки ( b ) для трех участков при любом номере георешетки также составляет 5 B , в то время как не было получено оптимальное число георешетки ( N ), N = 5 все три почвы показали хорошее улучшение опоры основания.

Коэффициент улучшения (IF)

Коэффициент улучшения (IF) определяется как отношение несущей способности армированного грунта ( q _{усиленного} ) к неармированному грунту ( q _{неармированного} ) при определенных сек / B соотношения. Где s / B — отношение осадки основания к ширине основания. IF при различных соотношениях s / B был рассчитан для сравнения предельной несущей способности грунтов с различным номером георешетки ( N ) на разных уровнях осадки.Вариация IF с соотношениями s / B трех сайтов показаны на фиг. 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 номера георешетки ( N ), увеличение количества слоев георешетки приводит к увеличению IF, таким образом, уменьшая начальную осадку, необходимую для мобилизации натяжения слоя георешетки и обеспечения устойчивости армированного грунта. сопротивление приложенным нагрузкам даже при очень высокой осадке без обрушения.

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

Сравнение численного и аналитического анализа

BCR численного анализа с использованием Plaxis и аналитического анализа с 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 точно, как в действительности. Однако общий аналитический анализ показал почти хорошие результаты, близкие к численному анализу.

Заключение

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

Список литературы

1. 1.
   Гвидо В. А., Чанг Д. К. и Суини М. А. Сравнение земляных плит, армированных георешеткой и геотекстилем.Канадский геотехнический журнал, 1986, 23 (4): 435–440.
2. 2.
   Сакти Дж. П. и Дас Б. М. Модельные испытания ленточного фундамента на глине, армированной слоями геотекстиля. Совет по исследованиям в области транспорта, 1987 г. Получено с https://trid.trb.org/view/289088
3. 3.
   Хуанг К. и Тацуока Ф. Несущая способность укрепленного горизонтального песчаного грунта. Геотекстиль и геомембраны, 1990, 9 (1): 51–82.
4. 4.
   Мандал Дж. Н. и Сах Х. С. Испытания несущей способности глины, армированной георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 1992, 11 (3): 327–333.
5. 5.
   Хинг К. Х., Дас Б. М., Пури В. К., Кук Э. Э., Йен С. С. Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 1993, 12 (4): 351–361.
6. 6.
   Омар М. Т., Дас Б. М., Пури В. К. и Йен С. С. Максимальная несущая способность фундаментов мелкого заложения на песке с армированием георешеткой. Канадский геотехнический журнал, 1993, 30 (3): 545–549.
7. 7.Шин Э., Пинкус Х., Дас Б., Пури В., Йен С. и Кук Э. Несущая способность ленточного фундамента на глине, армированной георешеткой. Журнал геотехнических испытаний, 1993, 16 (4): 534.
8. 8.
   Дас Б. М. и Омар М. Т. Влияние ширины фундамента на модельные испытания на несущую способность песка с армированием георешеткой. Геотехническая и геологическая инженерия, 1994, 12 (2): 133–141.
9. 9.
   Етимоглу Т., Ву Дж. Т. Х., Сагламер А. Несущая способность прямоугольных фундаментов на песке, армированном георешеткой.Журнал геотехнической инженерии, 1994, 120 (12): 2083–2099.
10. 10.
    Дас Б. М., Шин Э. К. и Сингх Г. Ленточный фундамент на глине, усиленной георешеткой: предварительная процедура проектирования. Международное общество морских и полярных инженеров. Шестая Международная конференция по морской и полярной инженерии, 1996 г., 26–31 мая, Лос-Анджелес, Калифорния, США.
11. 11.
    Адамс М. Т. и Коллин Дж. Г. Испытания под нагрузкой на большую модель разбросанного фундамента на геосинтетических основаниях из армированного грунта.Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (1).
12. 12.
    Зайни М. И., Каса А. и Наян К. А. Прочность на сдвиг границы раздела геосинтетической глиняной облицовки (GCL) и остаточного грунта. Международный журнал передовых наук, инженерии и информационных технологий, 2012. 2 (2): 156–158.
13. 13.
    Xie L., Zhu Y., Li Y. и Su T. C. Экспериментальное исследование давления кровати вокруг геотекстильного матраса с наклонной пластиной. PLoS ONE, 2019, 14 (1): e0211312.pmid: 30682145
14. 14.
    Бинке Дж. И Ли К. Л. Испытания несущей способности армированных земляных плит. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1975, 101 (Протокол ASCE № 11792).
15. 15.
    Уэйн М. Х., Хан Дж. И Акинс К. Проектирование геосинтетических армированных фундаментов. геосинтетика в системах усиления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., Источник: https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113604
16. 16.
    Михаловски Р.L. Предельные нагрузки на грунты с усиленным фундаментом. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 2004, 130 (4): 381–390.
17. 17.
    Чен К. и Абу-Фарсах М. Анализ предельной несущей способности ленточных фундаментов на армированном грунтовом фундаменте. Почвы и фундаменты, 2015, 55 (1): 74–85.
18. 18.
    Лав Дж. П., Берд Х. Дж., Миллиган Г. У. 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. 19.
    Махарадж Д. К. Нелинейный конечно-элементный анализ опор полосы на армированной глине. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2003, 8.
20. 20.
    Эль Савваф М. А. Поведение ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой, над мягким глиняным откосом. Геотекстиль и геомембраны, 2007, 25 (1): 50–60.
21. 21.
    Ахмед А., Эль-Тохами А. М. и Марей Н. А. Двумерный конечно-элементный анализ лабораторной модели насыпи.В геотехнической инженерии для смягчения последствий стихийных бедствий и реабилитации, 2008 г., https://doi.org/10.1007/978-3-540-79846-0_133
22. 22.
    Аламшахи С., Хатаф Н. Несущая способность ленточных фундаментов на песчаных склонах, усиленных георешеткой и анкерной сеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (3).
23. 23.
    Чен К., и Абу-Фарсах М. Численный анализ для изучения масштабного эффекта неглубокого фундамента на укрепленных грунтах. Рестон, Вирджиния: Материалы конференции ASCE Geo-Frontiers 2011, 13–16 марта 2011 г., Даллас, Техас | г 20110000.
24. 24.
    Рафтари М., Кассим К. А., Рашид А. С. А., Моайеди Х. Осадка мелкого фундамента возле укрепленных склонов. Электронный журнал геотехники, 2013, 18.
25. 25.
    Аззам У. Р. и Наср А. М. Несущая способность основания из оболочек на армированном песке. Журнал перспективных исследований, 2015, 6 (5). pmid: 26425361
26. 26.
    Хусейн М.Г. и Мегид М.А. Трехмерный метод конечных элементов для моделирования двухосной георешетки с применением к почвам, усиленным георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 2016, 44 (3): 295–307.
27. 27.
    Араб М. Г., Омар М. и Тахмаз А. Численный анализ фундаментов мелкого заложения на грунте, армированном георешеткой. Сеть конференций MATEC, 2017, 120.
28. 28.
    Каса А., Чик З. и Таха М. Р. Глобальная устойчивость и оседание сегментных подпорных стен, армированных георешеткой. ТОЖСАТ, 2012, 2 (4): 41–46.
29. 29.
    Видаль, М. Х. Развитие и будущее армированного грунта. Труды симпозиума по укреплению грунта на ежегодном съезде ASCE, Питтсбург, Пенсильвания, 1978, стр. 1–61.
30. 30.
    Кернер Р. М., Карсон Д. А., Дэниел Д. Э. и Бонапарт Р. Текущее состояние испытательных участков Цинциннати GCL. Геотекстиль и геомембраны, 1997, 15 (4–6), 313–340.
31. 31.
    Бушехриан А. Х., Хатаф Н. и Гахрамани А. Моделирование циклического поведения неглубоких фундаментов, опирающихся на геомеш и песок, армированный якорями. Геотекстиль и геомембраны, 2011, 29 (3): 242–248.
32. 32.
    Рен Ю. Мгновенная реакция на нагрузку и оседание ленточных фундаментов, опирающихся на глину, армированную георешеткой, 2015 г., Получено с https: // etda.библиотеки.psu.edu/catalog/25223
33. 33.
    Габр М. А., Додсон Р. и Коллин Дж. Г. Исследование распределения напряжений в песке, армированном георешеткой. Геосинтетика в системах укрепления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., взято с https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113608
34. 34.
    Чен К., Абу-Фарсах М. Ю., Шарма Р., Чжан Х. Лабораторное исследование поведения фундаментов на геосинтетически армированных глинистых почвах. Отчет об исследованиях в области транспорта: Журнал Совета по исследованиям в области транспорта, 2004 г., 2007 г., (1): 28–38.
35. 35.
    Алаваджи Х. А. Испытания модели пластиной нагрузкой на складной грунт. Журнал Университета Короля Сауда — Технические науки, 1998, 10 (2).
36. 36.
    Аббас Дж. М., Чик З. Х. и Таха М. Р. Моделирование и анализ одной сваи, подвергшейся воздействию поперечной нагрузки. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2008, 13 (E): 1–15.
37. 37.
    Росьиди С. А., Таха М. Р. и Наян К. А. М. Эмпирическая модельная оценка несущей способности осадочного остаточного грунта методом поверхностных волн.Jurnal Kejuruteraan, 2010, 22 (2010): 75–88.
38. 38.
    Хаджезаде М., Таха М. Р., Эль-Шафи А. и Эслами М. Модифицированная оптимизация роя частиц для оптимального проектирования опор и подпорной стены. Журнал Чжэцзянского университета: Science A, 2011, 12 (6): 415–427.
39. 39.
    Джох С. Х., Хванг С. К., Хассанул Р. и Рахман Н. А. Построение поперечного сечения модуля упругости железнодорожного полотна под балластом для определения потенциальной осадки. Журнал Корейского общества железных дорог, 2011, 14 (3): 256–261.
40. 40.
    Чик З., Альджанаби К. А., Каса А. и Таха М. Р. Моделирование искусственной нейронной сетью с перекрестной проверкой десятикратной проверки поведения оседания каменной колонны под насыпью шоссе. Арабский журнал наук о Земле, 2013, 7 (11): 4877–4887.
41. 41.
    Ли Ю. П., Янг Ю., Йи Дж. Т., Хо Дж. Х., Ши Дж. Й. и Го С. Х. Причины проникновения самоподъемных оснований со спудканом в глины после монтажа. PLoS ONE, 2018, 13 (11): e0206626. pmid: 30395581
42. 42.Азриф М., Закиран М. Н. Ф., Сякира М. Р. Н., Азуан С. М., Нур Р. К., Ли Э. К. и др. Применение геофизических исследований к возникновению поселений — тематическое исследование. На 2-м Азиатско-Тихоокеанском совещании EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии (2-е Азиатско-Тихоокеанское совещание EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии). Европейская ассоциация геологов и инженеров, EAGE, 2019.
43. 43.
    Чжаньфан Х., Сяохун Б., Чао Ю. и Яньпин В. Вертикальная несущая способность фундамента из свайного разжижаемого песчаного грунта при горизонтальной сейсмической силе.PLoS ONE, 2020, 15 (3): e0229532. pmid: 32191717
44. 44.
    Ли К., Манджунатх В. и Дэвайкар Д. Численные и модельные исследования ленточного фундамента, поддерживаемого системой армированного гранулированного грунта и мягкого грунта. Канадский геотехнический журнал, 2011 г., 36: 793–806.
45. 45.
    Куриан Н. П., Бина К. С. и Кумар Р. К. Осадка армированного песка в фундаменте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (9): 818–827.
46. 46.
    Зорнберг Дж.Г., Лещинский Д. Сравнение международных критериев проектирования геосинтетических армированных грунтовых конструкций. В: Ochiai et al. (ред.) Ориентиры в укреплении земли, 2003, 2: 1095–1106.
47. 47.
    Лещинский Д. О глобальном равновесии при проектировании геосинтетической армированной стены. J. Geotech. Geoenviron. Англ. ASCE, 2009, 135 (3): 309–315.
48. 48.
    Ян К.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. 49.
    Sieira A.C.F. Вытягивание геотекстиля: численный прогноз. Int. J. Eng. Res., 2016, Appl. 6 (11–4): 15–18.
50. 50.
    Шарма Р., Чен К., Абу-Фарсах М. и Юн С. Аналитическое моделирование грунтового основания, армированного георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (1): 63–72.
51. 51.
    Лю С. Ю., Хан Дж., Чжан Д. В. и Хун З. С. Комбинированный метод DJM-PVD для улучшения мягких грунтов. Geosynthetics International, 2008, 15 (1): 43–54.
52. 52.
    Rowe R. K. и Taechakumthorn C. Комбинированное воздействие PVD и армирования на насыпи на чувствительных к скорости грунтов. Геотекстиль и, 2008, 26 (3): 239–249.
53. 53.
    Ван К., Ли X., Сюн З., Ван К., Су К. и Чжан Ю. Экспериментальное исследование влияния цементирующей арматуры на прочность на сдвиг трещиноватого массива горных пород. PLoS ONE, 2019, 14 (8): e0220643. pmid: 31404074
54. 54.
    Ван Ю., Гэ Л., Ченди С., Ван Х., Хан Дж.И Го З. Анализ гидравлических характеристик улучшенных песчаных грунтов с мягкими породами. PLoS ONE, 2020, 15 (1): e0227957. pmid: 31978135
55. 55.
    Хан Дж., Покхарел С. К., Ян Х., Манандхар К., Лещинский Д., Халахми И. и др. Характеристики оснований из RAP, армированных геоячейками, на слабом грунтовом полотне при полномасштабных движущихся колесных нагрузках. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2011, 23 (11): 1525–1534.
56. 56.
    Ван Дж. К., Чжан Л. Л., Сюэ Дж. Ф. и Йи Т. Реакция на осадку неглубоких квадратных фундаментов на песке, армированном георешеткой, при циклической нагрузке.Геотекстиль и геомембраны, 2018, 46 (3): 586–596.
57. 57.
    Акинмусуру Дж. О. и Акинболаде Дж. А. Устойчивость нагруженных опор на армированном грунте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1981, 107 (ASCE 16320 Proceeding).
58. 58.
    Чжоу Х. и Вэнь X. Модельные исследования песчаной подушки, армированной георешеткой или геоячейками, на мягком грунте. Геотекстиль и геомембраны, 2008, 26 (3): 231–238.
59. 59.
    Бринкгрев Р. Б. Дж. И Вермеер П.A. Конечноэлементный код для анализа грунтов и горных пород. A. A. Balkema, Роттердам, Нидерланды, 1998.
60. 60.
    Гольдшейдер М. Истинные трехосные испытания на плотном песке. Практикум по определяющим отношениям для почв, 1982, 11–54. Получено с https://ci.nii.ac.jp/naid/10007804852/
61. 61.
    Бринкгрев, Р. Б. Дж., Кумарсвами, С., Свольфс, В. М., Уотерман, Д., Чесару, А., Бонньер, П. Г. и др., 2014 г., Plaxis 2014. PLAXIS bv, Нидерланды.
62. 62.
    NAUE GmbH & Co.KG, 2012. https://www.naue.com/naue-geosynthetics/geogrid-secugrid/ (веб-сайт) [10 июня 2020 г.]
63. 63.
    Мейерхоф, Г.Г. Предельная несущая способность фундаментов. geotecniadecolombia.com 1963, Получено с http://geotecniadecolombia.com/xtras/ Максимальная несущая способность фундаментов.pdf
64. 64.
    Буссинеск, Дж. Применение потенциалов равновесия и движения твердых эластичных материалов, Готье-Виллар, Париж, (1883).
65. 65.Траутманн К. Х. и Кулхави Ф. Х. Поведение при подъеме и перемещении насыпных фундаментов. Журнал геотехнической инженерии, 1988, 114 (2): 168–184.

Как это сделать правильно: использование арматуры в фундаменте

Один из наших геодезистов недавно испытал некоторый шок, когда посетил участок для пристройки дома.

Их вызвали для осмотра арматуры перед бетонированием фундамента, но они не были на месте ранее для проведения земляных работ или осмотра начала работ.«Строитель» гордо отступил и сообщил офицеру, что он выкопал 450 мм, но все еще находится в засыпанной земле, поэтому вместо этого решил построить усиленный фундамент плота.

Более того, он помогал окружающей среде, перерабатывая тележки для покупок в качестве арматуры.

«Каждая мелочь помогает», — ответил ошеломленный офицер, прежде чем объяснить, что случилось. Впоследствии от проекта отказались из-за дополнительных затрат на его правильное выполнение, и он вернулся в патио.

Если вы участвуете в строительстве фундамента на плоту, необходимо учитывать несколько ключевых факторов, чтобы обеспечить правильную установку армирующей ткани. Это альтернатива, если вы не можете использовать традиционный ленточный или траншейный фундамент, но важно отметить, что фундаменты на плотах подходят не во всех случаях и обычно требуют проектирования инженером-строителем.

В отличие от ленточных фундаментов подвесных полов, где сетка просто помещается в нижнюю часть бетона, чтобы действовать на растяжение, плоты обычно имеют сетку вверху, чтобы противостоять сжатию от тяжелых точечных нагрузок, таких как внутренние стены, и внизу для растяжения, чтобы распределять нагрузку по более широкая поверхность.

Ключевые точки армирования

• Армирование бывает разных размеров и классов , но чаще всего используются тканевое армирование A и B. В таблице ниже показаны размеры и центры стержней для наиболее часто используемых стержней:

• Армирующая ткань должна быть без рыхлой ржавчины, масла, жира, грязи и любых других загрязнений , которые могут повлиять на долговечность бетона.
• Сталь должна быть покрыта достаточным покрытием, чтобы защитить ее внутри бетона.40 мм — это минимальное покрытие, необходимое для всех поверхностей бетонной плиты. Внизу это может быть достигнуто с помощью запатентованных табуретов / сеток / пенополистирола / подъемников (не лишних кирпичей) по 20 на лист с гистулом или проволочными прокладками между любыми слоями по 5 на лист, чтобы гарантировать, что верхний слой останется там, где должен, а не нет. просто просачивайтесь сквозь бетон (особенно когда он заливается или утрамбовывается и по нему ходят) и удерживает минимальное покрытие на поверхности.
• Ткань B класса можно определить по размеру продольных и поперечных стержней, при этом продольные стержни расположены с шагом 100 мм по центру и всегда расположены в направлении пролета.Поперечные стержни расположены на расстоянии 200 мм по центру, как указано в таблице 1 в руководстве по техническим стандартам LABC Warranty.
• Там, где армирующая ткань перекрывает, практическое правило — это минимальное перекрытие из двух стержней плюс 50 мм, то есть 200 + 200 + 50 = 450 мм, но иногда это можно уменьшить с помощью инженерной конструкции в соответствии с Еврокодом 2 Таблица 2 в руководстве по техническим стандартам LABC Warranty обеспечивает минимальные размеры нахлеста для ткани B.

Перемычки должны быть связаны проволочной обвязкой.

Обратите внимание: LABC не поддерживает использование корзины для покупок / тележки в фундаменте!

Дополнительная информация

Основание плотного фундамента

Руководство по техническим стандартам, версия 9 или специальный раздел «Основы».

Обратите внимание: были приняты все меры, чтобы информация была верной на момент публикации. Предоставленные письменные инструкции не заменяют профессионального суждения пользователя. Ответственный за выполнение работ или лицо, выполняющее работы, обязаны обеспечить соблюдение соответствующих строительных норм и правил или применимых технических стандартов.

Проектирование фундаментов зданий

Проектирование фундаментов зданий

Проектирование фундаментов зданий

Основное назначение фундамента здания или другого сооружения — безопасная передача нагрузки на грунт. Собственная нагрузка на крышу, пол и несущие стены, а также действующая на эти элементы нагрузка передаются сначала на фундамент, а затем на слои грунта, поддерживающие здание.Чтобы обеспечить устойчивость и безопасность конструкции, безопасная несущая способность грунта должна быть больше, чем напряжение в грунте из-за нагрузки здания.
Для жилых, промышленных и коммерческих зданий используются несколько типов фундаментов, выбор конкретного типа зависит от таких факторов, как:

• Форма строительства здания
• Строительная нагрузка
• Тип недр
• Близость существующих построек, если таковые имеются.
• Экономика

Самыми распространенными типами фундаментов для жилых и легких коммерческих зданий являются ленточный и блочный фундамент соответственно. В этом разделе будет обсуждаться конструкция этих двух фундаментов.
На рис. 4-1 показан узкий ленточный фундамент, представляющий собой длинную полосу бетона, поддерживающую стены малоэтажного жилого дома. Его также можно использовать для других построек, если факторы благоприятствуют такому выбору. От стены нагрузка распределяется на фундамент под углом 45º, как показано на Рисунке Приложение7.1а. Плоскости, по которым распределяется нагрузка, называются плоскостями сдвига. Фундамент должен быть спроектирован таким образом, чтобы плоскости среза проходили через нижние углы полосы. Если расчетная ширина фундамента слишком велика, как в случае более слабых грунтов, обычная бетонная полоса может прогнуться и потрескаться, как показано на рисунке Приложение 7.1b. Бетон можно сделать более прочным при растяжении, обеспечив стальную арматуру в зоне растяжения.

Согласно СНиП конструкция ленточного фундамента должна удовлетворять следующим условиям *:
i) Выступы бетонной полосы по обе стороны от стены должны быть одинаковыми.
ii) Толщина бетонной полосы должна быть равна выступу (D = P) или 150 мм, в зависимости от того, что больше. Это означает, что минимальная толщина ленточного фундамента составляет 150 мм.
Пример 1:
Проектировать ленточный фундамент жилого дома с учетом следующих условий:
i) Стены представляют собой полые стенки толщиной 275 мм.
ii) Строительная нагрузка, включая статическую нагрузку на фундамент, составляет 40 кН / м.
iii) Безопасная несущая способность грунта 80 кН / м2
Решение:
Поскольку стены и фундамент очень длинные, расчеты основаны на длине стены / фундамента 1 м.Площадь фундамента можно определить по формуле:
Площадь фундамента здания =
= = 0,5 м2
Площадь ленточного фундамента = ширина × 1 м длина = 0,5 м2
Следовательно, ширина фундамента = 0,5 м2
Это минимальное требование.
Обычно используется фундамент шириной 600 мм. Каждая проекция будет:
(600 — 275) ÷ 2 = 162,5 мм
Плоскости сдвига нанесены под углом 45º из точек c и d, как показано на Рисунке App7.2, и вертикальные линии, проведенные из точек a и b. Эти линии пересекаются в точках e и f, которые соединяются для завершения проектирования фундамента.
Толщина бетонной полосы в этом случае составляет 162,5 мм, которую можно увеличить до 170 мм.
Падовый фундамент
Падовый фундамент, также известный как изолированный фундамент, используется для колонн мало- и среднеэтажных каркасных зданий. Для легких конструкций можно использовать простой или железобетон, а для более тяжелых — железобетон.

Неармированные опорные площадки рассчитаны на то, чтобы в бетоне не возникало напряжения. Толщина определяется, как указано в конструкции ленточного фундамента. Номинальное армирование по-прежнему требуется для контроля термического растрескивания бетона.
Пример 2:
Разработайте подушечный фундамент для колонны 300 × 300 мм, выдерживающей нагрузку 500 кН. Безопасная несущая способность грунта — 200 кН / м2.
Раствор:
Площадь подушечного фундамента =
= = 2.5 кв.м
Квадратная площадка обычно предусмотрена для квадратной колонны.
Сторона квадратной площадки = 1,6 м или 1600 мм
Толщина подушки может быть определена путем нанесения плоскостей сдвига под углом 45º, как показано на рисунке Приложение7.3. Чтобы плоскости среза проходили через нижние углы подушки, толщина D должна быть равна выступу P.
Выступ P = (1600 — 300) ÷ 2 = 650 мм.
Толщина подушечного фундамента D = P = 650 мм.

* Выдержка воспроизведена из Строительных норм (2000 г.), Утвержденный документ A — Структура, Департамент по делам сообществ и местного самоуправления в соответствии с Лицензией открытого правительства v 1.0. Веб-сайт: www.nationalarchives.gov.uk

Источник: http://www.wiley.com/legacy/wileychi/virdi/supp/others/design_of_building_foundations.doc

Веб-сайт для посещения: http://www.wiley.com/

Автор текста: указан в исходном документе указанного текста

Если вы являетесь автором приведенного выше текста и не соглашаетесь делиться своими знаниями для обучения, исследований, стипендий (для добросовестного использования, как указано в авторских правах США), отправьте нам электронное письмо, и мы удалим ваши текст быстро.Добросовестное использование — это ограничение и исключение из исключительного права, предоставленного законом об авторском праве автору творческой работы. В законах США об авторском праве добросовестное использование — это доктрина, которая разрешает ограниченное использование материалов, защищенных авторским правом, без получения разрешения от правообладателей. Примеры добросовестного использования включают комментарии, поисковые системы, критику, репортажи, исследования, обучение, архивирование библиотек и стипендии. Он предусматривает легальное, нелицензионное цитирование или включение материалов, защищенных авторским правом, в работы других авторов в соответствии с четырехфакторным балансирующим тестом.(источник: http://en.wikipedia.org/wiki/Fair_use)

Информация о медицине и здоровье, содержащаяся на сайте , носит общий характер и цель, которая является чисто информативной и по этой причине не может ни в коем случае заменять совет врача или квалифицированного лица, имеющего законную профессию.

Проектирование фундаментов зданий

Тексты являются собственностью соответствующих авторов, и мы благодарим их за предоставленную нам возможность бесплатно делиться среди студентов, преподавателей и пользователей Интернета, их тексты будут использоваться только в иллюстративных образовательных и научных целях.