схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

Ленточный фундамент имеет нестандартную геометрию: его длинна в десятки раз больше глубины и ширины. Из-за такой конструкции почти все нагрузки распределяются вдоль ленты. Самостоятельно бетонный камень не может компенсировать эти нагрузки: его прочности на изгиб недостаточно. Для придания конструкции повышенной прочности используют не просто бетон, а железобетон — это бетонный камень с расположенными внутри стальными элементами — стальной арматурой. Процесс закладки металла называется армированием ленточного фундамента. Своими руками его сделать несложно, расчет элементарный, схемы известны. 

Количество, расположение, диаметры и сорт арматуры — все это должно быть прописано в проекте. Эти параметры зависят от многих факторов: как от геологической обстановки на участке, так и от массы возводимого здания. Если вы хотите иметь гарантированно прочный фундамент — требуется проект. С другой стороны, если вы строите небольшое здание, можно попробовать на основании общих рекомендаций все сделать своими руками, в том числе и спроектировать схему армирования.

Содержание статьи

Схема армирования

Расположение арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.

Армирование ленточного фундамента при высоте ленты не более 60-70 см

На ленточный фундамент действуют две основные силы: снизу при морозе давят силы пучения, сверху — нагрузка от дома. Середина ленты при этом почти не нагружается. Чтобы компенсировать действие этих двух сил обычно делают два пояса рабочей арматуры: сверху и снизу. Для мелко- и средне- заглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для лент глубокого заложения требуется уже 3 пояса: слишком большая высота требует усиления.

О глубине заложения фундамента прочесть можно тут.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

Чтобы рабочая арматура находилась в нужном месте, ее определенным образом закрепляют. И делают это при помощи более тонких стальных прутьев. Они в работе не участвуют, только удерживают рабочую арматуру в определенном положении — создают конструкцию, потому и называется этот тип арматуры конструкционным.

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

Как видно на схеме армирования ленточного фундамента, продольные прутки арматуры (рабочие) перевязываются горизонтальными и вертикальными подпорками. Часто их делают в виде замкнутого контура — хомута. С ними работать проще и быстрее, а конструкция получается более надежной.

Какая арматура нужна

Для ленточного фундамента используют два типа прутка. Для продольных, которые несут основную нагрузку, требуется класс АII или AIII. Причем профиль — обязательно ребристый: он лучше сцепляется с бетоном и нормально передает нагрузку. Для конструкционных перемычек берут более дешевую арматуру: гладкую первого класса АI, толщиной 6-8 мм.

В последнее время появилась на рынке стеклопластиковая арматура. По заверениям производителей она имеет лучшие прочностные характеристики и более долговечна. Но использовать ее в фундаментах жилых зданий многие проектировщики не рекомендуют. По нормативам это должен быть железобетон. Характеристики этого материала давно известны и просчитаны, разработаны специальные профили арматуры, которые способствуют тому, что металл и бетон соединяются в единую монолитную конструкцию.

Классы арматуры и ее диаметры

Как поведет себя бетон в паре со стеклопластиком, насколько прочно такая арматура будет сцепляться с бетоном, насколько успешно эта пара будет сопротивляться нагрузкам — все это неизвестно и не изучено. Если хотите экспериментировать — пожалуйста, используйте стекловолокно. Нет — берите железную арматуру.

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

Любые строительные работы нормируются ГОСТами или СНиПами. Армирование — не исключение. Оно регламентируется СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В этом документе указывается минимальное количество требуемой арматуры: оно должно быть не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента.

Определение толщины арматуры

Так как ленточный фундамент в разрезе имеет форму прямоугольника, то площадь сечения находится перемножением длин его сторон. Если лента имеет глубину 80 см и ширину 30 см, то площадь будет 80 см*30 см = 2400 см².

Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см². Теперь методом подбора определим, диаметр прутков и их количество.

Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Например, планируем использовать арматуру диаметром 12 мм. Площадь ее поперечного сечения 1.13 см² (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см²)  нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см², а это больше чем 2,8 см², которые рекомендует СНиП. Но три нитки на два пояса разделить не получится, а нагрузка будет и с той и с другой стороны значительной. Потому укладывают четыре, закладывая солидный запас прочности.

Чтобы не закапывать лишние деньги в землю, можно попробовать уменьшить диаметр арматуры: рассчитать под 10 мм. Площадь этого прутка 0,79 см². Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см², чего тоже хватает с запасом. Так что для данного варианта ленточного фундамента можно использовать ребристую арматуру II класса диаметром 10 мм.

Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиля

Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.

Шаг установки

Для всех этих параметров тоже есть методики и формулы. Но для небольших строений поступают проще. По рекомендациям стандарта расстояние между горизонтальными ветками не должно быть больше 40 см. На этот параметр и ориентируются.

Как определить на каком расстоянии укладывать арматуру? Чтобы сталь не подвергалась коррозии, она должна находится в толще бетона. Минимальное расстояние от края — 5 см. Исходя из этого, и рассчитывают расстояние между прутками: и по вертикали и по горизонтали оно на 10 см меньше габаритов ленты. Если ширина фундамента 45 см, получается, что между двумя нитками будет расстояние 35 см (45 см — 10 см = 35 см), что соответствует нормативу (меньше 40 см).

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

Если лента у нас 80*30 см, то продольная арматура находится одна от другой на расстоянии 20 см (30 см — 10 см). Так как для фундаментов среднего заложения (высотой до 80 см) требуется два пояса армирования, то один пояс от другого располагается на высоте 70 см (80 см — 10 см).

Теперь о том, как часто ставить перемычки. Этот норматив тоже есть в СНиПе: шаг установки вертикальных и горизонтальных перевязок должен быть не более 300 мм.

Все. Армирование ленточного фундамента своими руками рассчитали. Но учтите, что ни масса дома, ни геологические условия не учитывались.  Мы основывались на том, что на этих параметрах основывались при определении размеров ленты.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки.

Армирование подошвы ленточного фундамента

На грунтах с не очень высокой несущей способностью, на пучнистых почвах или под тяжелые дома, часто ленточные фундаменты делают с подошвой. Она передает нагрузку на большую площадь, что придает большую стабильность фундаменту и уменьшает величину просадок.

Чтобы подошва от давления не развалилась, ее также необходимо армировать. На рисунке представлены два варианта: один и два пояса продольной арматуры. Если грунты сложные, с сильной склонностью к зимнему печению, то можно укладывать два пояса. При нормальных и среднепучнистых грунтах — достаточно одного.

Уложенные в длину пруты арматуры являются рабочими. Их, как и для ленты, берут второго или третьего класса. Располагаются друг от друга они на расстоянии 200-300 мм. Соединяются  при помощи коротких отрезков прутка.

Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов

Если подошва неширокая (жесткая схема), то поперечные отрезки — конструктивные, в распределении нагрузки не участвуют. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутки. Привязывают ко всем при помощи вязальной проволоки.

Ели подошва широкая (гибкая схема), поперечная арматура в подошве тоже является рабочей. Она сопротивляется попыткам грунта «схлопнуть» ее. Потому в этом варианте подошвы используют ребристую арматуру того же диаметра и класса, что и продольную.

Сколько нужно прутка

Разработав схему армирования ленточного фундамента, вы знаете, сколько продольных элементов вам необходимо. Они укладываются по всему периметру и под стенами. Длинна ленты будет длиной одного прутка для армирования. Умножив ее на количество ниток, получите необходимую длину рабочей арматуры. Затем к полученной цифре добавляете 20%  — запас на стыки и «перехлесты». Вот столько в метрах вам и нужно будет рабочей арматуры.

Считаете по схеме сколько продольных ниток, потом высчитываете сколько необходимо конструктивного прутка

Теперь нужно посчитать количество конструктивной арматуры. Считаете, сколько поперечных перемычек должно быть: длину ленты делите на шаг установки (300 мм или 0,3 м, если следовать рекомендациям СНиПа). Затем подсчитываете, сколько уходит на изготовление одной перемычки (ширину арматурного каркаса складываете с высотой и удваиваете). Полученную цифру умножаете на количество перемычек. К результату добавляете тоже 20% (на соединения). Это будет количество конструктивной арматуры для армирования ленточного фундамента.

По похожему принципу считаете количество, которое необходимо для армирования подошвы. Сложив все вместе, вы узнаете, сколько арматуры нужно на фундамент.

О выборе марки бетона для фундамента прочесть можно тут. 

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента своими руками начинается после установки опалубки. Есть два варианта:

Оба вариант неидеальны и каждый решает, как ему будет легче. При работе непосредственно в траншее, нужно знать порядок действий:

• Первыми укладывают продольные прутки нижнего армопояса. Их нужно приподнять на 5 см от края бетона. Лучше использовать для этого специальные ножки, но у застройщиков популярны куски кирпичей. От стенок опалубки арматура также отстоит на 5 см.
• Используя поперечные куски конструкционной арматуры или сформованные контура, их фиксируют на необходимом расстоянии при помощи вязальной проволоки и крючка или вязального пистолета.
• Далее есть два варианта:
  • Если использовались сформованные в виде прямоугольников контура, сразу к ним вверху привязывают верхний пояс.
  • Если при монтаже используют нарезанные куски для поперечных перемычек и вертикальных стоек, то следующий шаг — подвязывание вертикальных стоек. После того как все они привязаны, привязывают второй пояс продольной арматуры.

Есть еще одна технология армирования ленточного фундамента. Каркас получается жесткий, но идет большой расход прутка на вертикальные стойки: их забивают в грунт.

Вторая технология армирования ленточного фундамента — сначала вбивают вертикальные стойки, к ним привязывают продольные нитки, а потом все соединяют поперечными

• Сначала вбивают вертикальные стойки в углах ленты и местах соединения горизонтальных прутков. Стойки должны иметь большой диаметр 16-20 мм. Их выставляют на расстоянии не менее 5 см от края опалубки, выверяя горизонтальность и вертикальность, забивают в грунт на 2 метра.
• Затем забивают вертикальные прутки расчетного диаметра. Шаг установки мы определили: 300 мм, в углах и в местах примыкания простенков в два раза меньше — 150 мм.
• К стойкам привязывают продольные нитки нижнего пояса армирования.
• В местах пересечения стоек и продольных арматурин привязываются горизонтальные перемычки.
• Подвязывается верхний пояс армирования, который располагается на 5-7 см ниже верхней поверхности бетона.
• Привязываются горизонтальные перемычки.

Удобнее и быстрее  всего делать армирующий пояс с использованием сформованных заранее контуров. Прут сгибают, формируя прямоугольник с заданными параметрами. Вся проблема в том, что их необходимо делать одинаковыми, с минимальными отклонениями. И требуется их большое количество. Но потом работа в траншее движется быстрее.

Армирующий пояс можно вязать отдельно, а потом установить в опалубку и связать в единое целое уже на месте

Как видите, армирование ленточного фундамента — длительный и не самый простой процесс. Но справиться можно даже одному, без помощников. Потребуется, правда, много времени. Вдвоем или втроем работать сподручнее: и прутки переносить, и выставлять их.

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Содержание статьи1 Этапы возведения мелкозаглубленного ленточного фундамента1.1 Проектирование, расчёт1.2 Водоотведение с участка1.3 Планировка и разметка1.4 Организация строительной площадки1.5 Земляные работы1.6 […]

Содержание статьи1 Фундамент забора с кирпичными столбами2 Геология участка3 Промерзание грунта4 Материал фундамента4.1 Бетонирование с армированием4.2 Бутовый бетон5 Виды фундаментов […]

Содержание статьи1 Виды конструкций откатных ворот1.1 Консольные1.2 Подвесные1.3 Рельсовые2 Фундамент под откатные ворота2.1 Общие моменты технологии возведения фундамента2.2 Типы фундамента […]

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Содержание статьи1 Этапы возведения мелкозаглубленного ленточного фундамента1.1 Проектирование, расчёт1.2 Водоотведение с участка1.3 Планировка и разметка1.4 Организация строительной площадки1.5 Земляные работы1.6 […]

Содержание статьи1 Фундамент забора с кирпичными столбами2 Геология участка3 Промерзание грунта4 Материал фундамента4.1 Бетонирование с армированием4.2 Бутовый бетон5 Виды фундаментов […]

Содержание статьи1 Виды конструкций откатных ворот1.1 Консольные1.2 Подвесные1.3 Рельсовые2 Фундамент под откатные ворота2.1 Общие моменты технологии возведения фундамента2.2 Типы фундамента […]

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Содержание статьи1 Этапы возведения мелкозаглубленного ленточного фундамента1.1 Проектирование, расчёт1.2 Водоотведение с участка1.3 Планировка и разметка1.4 Организация строительной площадки1.5 Земляные работы1.6 […]

Содержание статьи1 Фундамент забора с кирпичными столбами2 Геология участка3 Промерзание грунта4 Материал фундамента4.1 Бетонирование с армированием4.2 Бутовый бетон5 Виды фундаментов […]

Содержание статьи1 Виды конструкций откатных ворот1.1 Консольные1.2 Подвесные1.3 Рельсовые2 Фундамент под откатные ворота2.1 Общие моменты технологии возведения фундамента2.2 Типы фундамента […]

Шаг арматуры в фундаменте

Какой шаг арматуры в плитном фундаменте

Расчет арматуры для плитного фундамента

Надежность плитного фундамента доказана и не раз. Чтобы несущее строение было действительно надежным, нужно делать все по технологии и неуклонно следовать ей. Для расчета толщины и глубины фундамента, нужно нанять профессиональных специалистов. А для того чтобы сделать расчет арматуры для плитного фундамента помощь в принципе и не нужна. В этом случае нужно знание математических основ.

Какая арматура нужна для плитного фундамента

Если дом будет легким, то можно обойтись диаметром в 12 мм. Если же дом состоит из тяжелых строительных материалов, то в этом случае диаметр арматуры для плитного фундамента должен быть 16 мм. В обоих случаях материал должен быть ребристым, чтобы сцепление с бетоном было максимально прочным.

Для дома 9х9 метров потребуется 90 арматурных прутье. То есть 9/0,2 = 45 штук. 0,2м это стандартный шаг параллельной укладки арматурных прутьев. Прибавляем еще столько же прутьев для укладки перпендикулярно, и получаем 90 прутьев длиной каждый по 9 м. Именно столько арматуры потребуется для создания одной сетки. А сеток из арматуры, как правило, в плитном фундаменте используют две, располагая параллельно в плоскости относительно друг друга. Между сетками должно быть расстояние 5-15 см в зависимости от планируемой толщины плиты. Для того чтобы арматуру соединить в сетку нужна вязка арматуры для плитного фундамента. Это занятие довольно трудоёмкое, поскольку связать нужно все пересечения арматурных прутьев обеих сеток. А это довольно объемная работа, если учесть, что делается она вручную.

Видео вязки арматуры для плитного фундамента.

Есть, конечно, различные способы вязки арматурных сеток, к примеру, как в этом видео.

довольно оригинально и быстро получается. Можно так же воспользоваться услугами сварщика, или сварить арматурные сетки самостоятельно, при наличии должных навыков.

Укладка арматуры в плитный фундамент

Создается сетка из арматуры, укладкой арматуры горизонтально, а затем перпендикулярно друг на друга, с шагом в 20 см. В итоге образуется сетка с ячейками 20х20. Далее вначале по углам и по периметру делают обвязку, а затем скрепляют внутренние соединения. Нижнюю сетку от утеплителя располагают на высоте в 5 см. Вторую сетку монтируют также и приподнимают над первой на 5 см или больше в зависимости от планируемой толщины плиты. Так проводятся работы по армированию фундамента.

Цена арматуры для плитного фундамента, в среднемварьируетсяв диапазоне от 20 до 25 руб за метр погонный, при диаметре прута 12 мм.При больших площадях плитный фундамент по цене только арматуры будет составлять сумму стоимости, к примеру, винтового фундамента равнозначной площади. Из безусловных плюсов этого дорогостоящего вида фундамента, среди прочих, можно отметить надёжность и долговечность, при правильной его закладке.

Еще публикации по теме

Плитный фундамент становится все популярней в нашей стране и все благодаря хорошей несущей способности. Если на участке грунт пучинистый и есть большая вероятность того, что в каком-нибудь месте. подробнее

При строительстве частного дома, люди часто задумываются о фундаменте. Как лучше сделать не дорогой, но все же безопасный и надёжный. При строительстве домов из легких материалов в принципе. подробнее

Плитный фундамент не похож на остальные. Его главный элемент – сплошное железобетонное изделие, которое размещается под постройкой единой плитой и берет на себя всю нагрузку. От этого и пошло. подробнее

Армирование монолитной плиты фундамента (преимущества и недостатки)

При строительстве домов особое внимание стоит уделить основанию здания, а выбор зависит от типа грунта и его особенностей.

Для пучинистых почв идеальным вариантом является монолитная плита.

Причем армирование монолитной плиты фундамента дополнительно укрепит основание и сделает дом прочным и устойчивым.

На сложных участках местности специалисты рекомендуют возводить монолитный фундамент, который обладает следующими преимуществами, к которым относится:

• Высокая устойчивость к пучению грунта и его движению;
• Несложное выполнение работ;
• Возможность строительства дома на участке с высоким залеганием грунтовых вод.

Несмотря на ряд преимуществ, существуют и некоторые минусы, а именно значительные материальные затраты на материалы по сравнению с другими видами фундаментов .

Устройство такого основания достаточно простое и представляет собой монолитную цельную плиту, которая укладывается на тщательно утрамбованную песчаную поверхность.

Плита может быть сплошной или решетчатой, но в большинстве случаев используют именно сплошную.

Необходимость армирования монолитного основания

Несмотря на то, что бетон обладает высокой устойчивостью на сжатие, его прочность на растяжение незначительная.

Распределение нагрузки происходит неравномерно, что в результате может привести к появлению трещин и преждевременному разрушению всего дома.

Исключить риск разрушения бетонной конструкции позволяет армирование, которое выполняется при помощи каркаса и арматуры.

Таким образом, достигается максимальная прочность и надежность основания, нагрузка распределяется равномерно по всей поверхности.

Схема армирования и ширина плиты

В местах расположения стен и по углам необходимо дополнительное армирование, а такие участки называются зонами продавливания.

Следует отметить, что, если толщина плиты составляет до 15 см, то арматуру укладывается в один слой, а если превышает это значение, то армирование монолитной плиты фундамента дома выполняется каркасами.

Согласно чертежу армирования плитного фундамента это ячеистая сетка с постоянным шагом. Причем расстояние между прутьями должно быть одинаковым во всех направлениях.

Как правило, исходя из расчетной нагрузки, расстояние составляет от 20 до 40 см. Для домов, построенных из кирпича, шаг должен быть не больше 20 см, а для более легких построек, это расстояние может быть больше.

Согласно установленным нормативам расстояние между прутьями не должно быть больше толщины плиты более, чем в 1,5 раза.

В большинстве случаев стержни устанавливают в два ряда, которые поддерживаются дополнительно вертикальными прутьями.

Чтобы исключить коррозию арматуры, она должна быть утоплена в бетон на 3-4 мм со всех сторон и торца.

Зоны продавливания и особенности выбора арматуры

В местах, так называемых зон продавливания, следует уменьшить шаг расположения прутьев для обеспечения прочности и надежности всей конструкции.

Например, если шаг составлял 20 см, то в этих участках необходимо сократить его в два раза.

Конструкция плитного основания позволяет возводить ее непосредственно на поверхности земли, но в случае наличия подвала, глубина заложения зависит от высоты помещения.

Правильное и качественное армирование предполагает совместное связывание каркаса монолитной плиты и стен.

В качестве связующего звена служат выступающие стержни, а для более точного выполнения работ предварительно составляют схему расположения арматуру с определенным шагом.

Для армирования монолитной плиты фундамента важно правильно подобрать тип арматуры.

Производство стальных стержней регламентируется ГОСТом, а для данного типа основания оптимальным вариантом является арматура класса А400. Для нее характерен серповидный периодический профиль.

Варианты изготовления каркасов

Существует два способа соединения прутьев друг с другом, а именно:

Для связывания берется тонкая проволока, этот метод весьма сложный, но гарантирует высокую степень надежности.

Готовый сварной каркас ускоряет процесс выполнения работ, но их типы и размеры ограничены, что иногда затрудняет их выбор в зависимости от особенностей конструкции.

В том случае, если сварка будет выполняться непосредственно на строительной площадке, то арматура соединяется проволокой.

Применение готового шаблона упрощает процесс связывание арматуры. Если при укладке прутьев не хватает длины на всю плиту, то они укладываются внахлест.

Расчеты диаметра стрежней

При строительстве домов на монолитном плиточном фундаменте необходимо соблюдать точные замеры, поэтому доверить работу лучше профессиональным компаниям, так как от точности произведенных измерений зависит прочность и долговечность всей конструкции.

Посмотрите подробную инструкцию в видео:

В качестве исходных данных берется толщина монолитной плиты, а также ее общая площадь. На следующем этапе рассчитывается площадь поперечного сечения основания и минимальная площадь всей арматуры.

Необходимо заранее рассчитать нужное количество прутьев с определенным сечением и диаметром, учитывая толщину бетонного защитного слоя.

Ошибки при армировании плитного фундамента

В некоторых случаях при строительстве домов на монолитном фундаменте строители допускают следующие основные ошибки, к которым относится:

• Арматура, помещенная в грунт, ускоряет процессы коррозии и приводит к преждевременному разрушению плиты;
• Поверхность под основанием должна быть тщательно утрамбована, а в качестве покрытия лучше использовать смесь песка и щебня;
• Расстояние между прутьями не должно превышать 40 см, так как в противном случае это сведет качество армированию к нулю;
• Верхние и нижние уровни армирования должны быть связаны П-образными соединительными элементами. Такие хомуты располагаются по краям плиты и выполняют необходимую анкеровку.

Расскажите об этой статье друзьям в соц. сетях!

Как правильно армировать плитный фундамент

Для чего армируются плитные фундаменты. Правильный выбор схемы каркаса и арматуры. Порядок выполнения работ и распространенные ошибки

Плитный фундамент чаще всего используют в тех случаях, когда грунт обладает недостаточной несущей способностью, поэтому его и называют еще плавающим . У него множество преимуществ перечислим хотя бы некоторые:

• Небольшая толщина (даже Останкинская телебашня смонтирована на плите толщиной всего 4,6 метра).
• На таком основании невозможны просадки элементов здания.
• Устройство плитного фундамента дешевле, чем забивка свай .

Минус этого типа — под строением нельзя обустроить цокольный этаж и подвал.

Нужно отметить — если ленточные фундаменты иногда не армируются (особенно в зданиях старой постройки) то каркас для плитного обязателен. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Особенности армирования плитного фундамента

Назначение арматуры в железобетонных конструкциях — сопротивление нагрузкам на разрыв, при приложении которых в отличие от сжимающих сил бетонный камень менее устойчив. Если в ленточных фундаментах на растяжение чаще всего работает только нижний слой, то в плитном такие усилия могут возникнуть в любом месте, из-за небольшой толщины конструкции. Поэтому, несмотря на то, что другие основания иногда армируются только сетками в нижней части, то для плитного необходим каркас по всему объему. Проектируя каркас нужно учитывать — основные нагрузки на арматуру прилагаются к ней в горизонтальный плоскости, по обоим направлениям. По вертикали разрывные напряжения практически отсутствуют. Таким образом, армирование плитного фундамента представляет собой набор прочных сеток связанных между собой вертикальными стойками. Это похоже на конструкцию плит перекрытия, но из-за неравномерного распределения нагрузок по объему для фундамента, неприменим метод предварительного напряжения стержней, который широко используется для перекрытий.

Какая должна быть арматура для плитного основания?

Нагрузки на каркас могут достигать довольно больших величин, поэтому стоит выбирать качественную арматуру высоких марок. Естественно, сверхпрочный прокат, предназначенный для высотных зданий и мостов, укладывать не стоит, он только увеличит стоимость строительства, но желательна марка арматуры не ниже третьего класса. Исключение можно сделать только для вертикальных элементов, так как уже говорилось выше, нагрузки здесь меньше.

Можно использовать как готовые сетки промышленного производства, так и вязать или сваривать их на месте. Выбор способа монтажа не имеет значения, прочность железобетонного монолита не пострадает от выбора способа соединения. Стыки прутьев должны удержать конструкцию до и во время заливки бетонной смеси. В затвердевшем бетоне монолитной плиты то, какую прочность имеют соединения элементов каркаса между собой, не важно.

Точно выбрать марку проката, диаметр, шаг арматуры можно только путем расчета, требующего множества исходных данных, в том числе и исследований грунта на месте строительства. При самостоятельном возведении конструкции лучше всего оттолкнутся от похожих объектов или типовых проектов для данного региона.

Также отметим — любая конструкция имеющая контакт с почвой подвергается воздействию повышенной влажности. Хотя бетонный камень и защищает сталь от коррозии благодаря тому, что создает щелочную среду, а так же несмотря на то, что фундамент укладывают на гидроизоляцию. все равно необходимо позаботиться, чтобы металл был максимально защищен от коррозии. Поэтому следует отдавать предпочтение легированным сталям. Целесообразным можно считать и использование современных стеклопластиковых или полимерных стержней.

Этапы монтажа каркаса

На самом деле работы по армированию на столь сложны, их легко выполнить, самостоятельно имея минимальные навыки строительных работ. Перечислим этапы. При этом не будем уделять внимания тому, с помощью какой технологии проводится соединение, так как (что уже говорилось выше) нет разницы сварка это или вязка. Связывание занимает больше времени но не требует специального оборудования при сварных стыках затраты времени на устройство сокращаются. Перед началом монтажа каркаса выполняем все предварительные операции — устройство подушки и гидроизоляции, опалубки. Заготовку материала (нарезание по размеру) можно проводить как предварительно, так и в процессе работы. Второй вариант предпочтительнее, так как может потребоваться подгонка отдельных узлов. Затем собираем арматуру:

• Вначале укладываем и соединяем между собой нижнюю сетку, для того чтобы обеспечить необходимую толщину защитного слоя используем фиксаторы.
• К нижней сетке крепим вертикальные элементы. В местах их сближения с боковыми стенками плиты также устанавливаем фиксаторы.
• Крепим остальные ярусы горизонтальных сеток.
• При необходимости устанавливаем закладные детали.
• По окончании сборки проверяем соответствие размерам и прочность соединений. По необходимости устраняем огрехи.

После всего этого можно приступать к бетонированию.

От чего зависит расположение стержней?

Согласно СНиП расстояние между стержнями не может превышать 40 сантиметров. Шаг также зависит от диаметра и класса арматуры. Минимальный зазор, как и понятно, должен быть больше чем фракция самого крупного заполнителя, хотя мелкие ячейки применяют редко. При отсутствии проекта лучше всего взять расстояние не меньше чем 20 сантиметров. Также нужно учитывать, что в местах опоры на фундамент стен и колон расстояние между вертикальными элементами каркаса нужно уменьшать из-за увеличения нагрузок.

Самые распространенные ошибки

Хотя правильно смонтировать армирование плиты фундамента несложно, все-таки часто допускают ошибки при выполнении этой работы, приводящие к снижению прочности и долговечности. Перечислим наиболее распространенные недочеты.

• Соединение стержней встык. Для того чтобы арматурный прут работал как целый его необходимо (даже необязательно сваривать) соединять с предыдущим внахлест на длину не менее 15 диаметров.
• Несоблюдение защитного слоя бетона. Для фундаментов он должен быть не менее 30 миллиметров. Точно его выдержать помогают фиксаторы.
• Крепление стержней к опалубке или установку их в землю. Таким образом создается место для проникновения влаги к металлу, кроме того заглубление вертикальных элементов в грунт неизбежно повреждает гидроизоляцию. Требование по защитному слою относится не только к расстоянию от поверхности бетона до плоскости сетки, расстояние от торцов стержней должно быть не меньше.
• Использование вместо фиксаторов деревянных брусков или других нестандартных материалов. После заливки раствора они остаются внутри монолитного бетона и нарушают его целостность. Кроме того пористые материалы могут послужить мостом для проникновения воды к арматуре а дерево разбухнуть и разрушить фундамент. Поэтому для крепления арматуры нужны, использовать только стандартные фиксаторы.

Вопросы и ответы по теме

По материалу пока еще не задан ни один вопрос, у вас есть возможность сделать это первым

Источники: http://domzagorodniy.ru/armatura-dlya-plitnogo-fundamenta/, http://sdelai-fundament.ru/armirovanie-monolitnoj-plity-fundamenta.html, http://stroynedvizhka.ru/stroitelstvo-nedvighimosty/armirovanie-plitnogo-fundamenta/

Комментариев пока нет!

Шаг арматуры в ленточном фундаменте

Армирование ленточного фундамента — размещение, диаметр арматуры, видео

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

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

Устройство основания осуществляется в следующей последовательности:

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

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

Армирование ленточного фундамента по ГОСТ 5781

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

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

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

• технические требования;
• упаковка, маркировка;
• транспортировка и хранение.

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

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

Рефление может быть:

• кольцевое;
• серповидное;
• смешанное.

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

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

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

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

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

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

Как правильно разместить арматуру

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

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

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

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

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

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

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

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

Армирование подошвы

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

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

Как армировать углы

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

Армирование углов ленточного фундамента производится по определенным правилам:

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

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

Как рассчитать армирование

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

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

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

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

• гидроизоляция;
• утепление;
• отмостка;
• дренаж;
• ливневка.

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

Видео об армировании монолитных ленточных фундаментов

Зачем, как и какое количество арматуры потребуется для армирования ленточного фундамента

Главная задача фундамента состоит в передаче нагрузки здания (сооружения) на грунт. Очевидно, что бетон в фундаменте будет испытывать внутреннее усилие на сжатие – сверху давят стены, снизу отпор грунта. Бетон, в отличие от арматуры, на сжатие работает очень хорошо. Так зачем в ленточном фундаменте применяется армирование?

Зачем нужна арматура в ленточном фундаменте

В процессе эксплуатации здания неизбежно возникает осадка. Грунт под подошвой фундамента в условиях давления сверху уплотняется. Чем выше давление, тем сильнее происходит уплотнение. В том случае, если оно строго равномерно по всей протяженности ленточного фундамента, опасные внутренние усилия в фундаменте не возникают.

На практике такая ситуация встречается крайне редко. Не симметричность форм и нагрузок обуславливает неравномерное давление. С целью снижения неравномерности осадки в пределах одного здания обычно применяют фундаментные ленты разной ширины. Больше нагрузка – больше ширина. Но даже в этом случае полностью уравнять значения давлений под подошвой фундамента невозможно.

Кроме того, нельзя поручиться за абсолютную идеальность основания фундамента (грунта). Различные включения в грунтовой толще также формируют неравномерность осадок. Негативное влияние оказывает и неравномерная влажность. Протечка водонесущих коммуникаций, отсутствие отмостки с одной стороны, вероятность появления различных пристроек (дополнительная нагрузка дает дополнительную осадку) – всё это формирует неравномерность осадок.

Условно говоря, поверхность грунта под лентой фундамента стремится стать «кривой» по вертикальному направлению. Наиболее опасными участками становятся углы, а также места со значительными перепадами нагрузок (например, при переменной этажности, наличии колонн, дополнительно нагруженных пилонов и т.д.). Такая ситуация формирует в фундаментной ленте дополнительные внутренние напряжения в виде поперечных сил и изгибающих моментов. Для их восприятия в тело фундаментов вводят арматуру, так как без неё появятся трещины не только в ленте, но и в стенах.

Какая арматура нужна для фундамента

По материалу арматуру разделяют на два вида – стальную и композитную. Последняя появилась сравнительно недавно и, обладая рядом недостатков (как и преимуществ), на сегодняшний день редко применяется в частном строительстве.

Стальная арматура подразделяется на стержневую и проволочную. Для армирования ленточного фундамента применяется стержневая арматура периодического профиля в качестве основной (рабочей, ещё говорят «продольной») и гладкая в виде дополнительной (поперечной).

Рабочая арматура должна иметь хорошее сцепление с бетоном для обеспечения совместной работы. Такую арматуру делают с периодическим профилем, разделяя её на классы по прочности. По ГОСТу времён СССР для частного строительства применяется арматура класса A-III или её аналог по современному ГОСТу — A400. В качестве поперечной арматуры применяют гладкие стержни класса A-I или её современный аналог A240. Арматура по современному ГОСТу отличается несколько изменённым профилем (серповидный). Принципиальных отличий между ними нет.

Арматура периодического профиля.

Арматура гладкого профиля.

Конструктивные требования к ленточным фундаментам и их армированию

В виду некоторой непредсказуемости степени неравномерности осадки точный расчёт требуемого диаметра для ленточного фундамента едва ли возможен. Поэтому за десятилетия строительства и эксплуатации зданий были выработаны конструктивные требования к армированию ленточного фундамента.

• Диаметр рабочих стержней принимается не менее 12мм.
• Рабочие (продольные) стержни объединяются в пространственные каркасы посредством поперечной арматуры методом сваривания или вязания.
• Количество продольных стержней в каркасе не менее четырех (обычно шесть).
• Шаг поперечного армирования назначается в пределах 200-600мм. Диаметр стержней 6-8мм.
• Толщина ленточного фундамента обычно принимается равной 300мм.
• Уязвимые места в углах и Т-образных пересечениях усиливаются арматурными вутами или лапками. Их диаметр принимается равным диаметру продольных стержней.

Схема армирования ленточного фундамента. Продольное стыкование рабочей арматуры. Армирование углов.

Схему армирования ленточного фундамента рассмотрим на примере одноэтажного дома с мансардой размером в плане 10×6м.

Пример армирования ленточного фундамента.

Продольное армирование выполнено шестью стержнями арматуры класса A-III диаметром 12мм. Поперечное – хомутами из арматуры класса A-I диаметром 8мм. Шаг хомутов принят в области углов и Т-образных пересечений 200мм, в остальных местах 600мм.

Углы и места Т-образных пересечений усилены угловыми и диагональными вутами из арматурных стержней класса A-III диаметром 12мм. Нахлест вут в области примыкания к продольным стержням принят 50 диаметров (50х12мм=600мм).

Стыкование по длине рабочих стержней армирования в таком случае можно выполнить нахлёстом по длине идентичной протяженности (600мм). В таких местах также целесообразно ставить хомуты с учащенным шагом (200мм). Длина арматурных стержней достигает 11,7м. По возможности с целью сокращения объемов работ стоит избегать продольных соединений.

Армирование углов и Т-образных пересечений также допускается выполнять так называемыми лапками. Они представляют собой Г-образный загиб продольных стержней на всё ту же величину 50d.

Пример армирования угла ленточного фундамента лапками.

При армировании ленточного фундаменты следует выполнять требования по защитному слою арматуры – во избежание ржавления. Для фундаментов величина защитного слоя составляет 40мм у боковых и верхней граней. Для подошвы так же допускается принимать 40мм в случае устройства подготовки из бетона кл. В2,5…В10 толщиной 100мм. В противном случае защитный слой для подошвы придётся увеличить до 70мм.

Сколько нужно арматуры для ленточного фундамента

Важным вопросом перед началом строительства является его стоимость. Определить её в объёме фундамента без определения требуемого количества арматуры невозможно. Но для первоначальной оценки можно воспользоваться весовым коэффициентом армирования. За десятилетия проектирования и строительства был выведен показатель количества арматуры для зданий малой этажности. Он равен приблизительно 80 кг/м3. То есть если для Вашего ленточного фундамента требуется 20м3 бетона, арматуры в среднем понадобится 20х80=1600кг. Требуемый объём бетона при этом посчитать не сложно – нужно лишь знать периметр здания, протяжённость несущих внутренних стен, задаться высотой ленты 300мм и умножить на её ширину.

В условиях экономии перед покупкой арматуры целесообразно выполнить более точный расчёт. Для этого придётся нарисовать схему армирования, определить общий погонаж продольной и поперечной арматуры, вут, добавить 5-10% на обрезки и затем умножить полученные данные на вес погонного метра для каждого из диаметров.

Таблица веса 1 м.п. арматурного стержня в зависимости от диаметра

Армирование ленточного фундамента — вязать или варить?

Арматурные стержни объединяются в каркасы путём сваривания или вязания. Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки. Основным недостатком сварного соединения является невозможность (согласно действующим нормам и стандартам) выполнить качественное поперечное соединение ручным электродом.

Сварной арматурный каркас.

В заводских условиях каркасы и сетки варят контактной, а не дуговой, сваркой. На практике строители часто пренебрегают требованиями норм, и варят вручную. В результате очень часто возникает либо непровар (соединение не достаточно прочное), либо подрез (ослабление продольного стержня). Кроме того, арматуру класса A-III допускается изготавливать из стали марки 35ГС, имеющей проблемы по свариваемости. Если добавить необходимость наличия сварочного аппарата, умение владения им, значительный расход электроэнергии, то преимущества вязаного соединения становятся очевидны.

Вязаное соединение выполняется с помощью вязальной проволоки диаметром 0,8-3мм.

В качестве инструмента применяется вязальный крючок. (См. фото в начале работы.) Преимуществами такого соединения является отсутствие всех недостатков, характерных для сварного соединения, но есть и свои – высокая трудоёмкость, меньшая жёсткость в сравнении со сварным вариантом (устраняется посредством дополнительных диагональных стержней-распорок для придания каркасу жесткости на этапе бетонирования).

Вязаный по месту арматурный каркас.

В случае сварных соединений поперечная арматура выполняется отдельными стержнями, привариваемыми к продольным. Их расположение при этом должно быть как по вертикале, так и по горизонтали. При вязаном варианте по шаблону гнутся хомуты замкнутого сечения, которые опоясывают рабочие стержни. Шаблон представляет собой прочный стол с вбитыми в него арматурными коротышами. Их расположение на столе соответствует положению продольных стержней в сечении фундаментной ленты. Загибая вокруг коротышей стержни посредством куска трубы в качестве рычага, можно изготовить хомуты самостоятельно.



🔨 подробное, пошаговое описание процесса

В процессе эксплуатации бетонный фундамент подвергается не только давлению веса строения, но и разнонаправленным нагрузкам, вызванным множеством причин. Например:

• неравномерное изменение объема грунта, вызываемое замерзающей водой;
• перемещение слоев грунта относительно друг друга;
• неравномерная нагрузка из-за особенностей строения и пр.

Решение простое — это значительно усилить фундамент внедрением металлического каркаса.

Что даёт внедрение металлического каркаса

• Устойчивость обычного бетона на сжатие в 50 раз больше, чем на растяжение или изгиб. Внедрение в фундамент силового каркаса усиливает сопротивление растяжению и изгибу;
• Использование каркаса делает из бетона железобетон — материал, который с одинаковым успехом держит нагрузки на сжатие, растяжение и изгиб.

Тонкости при армировании фундаментного основания

Силовой металлический каркас собирается из гладкой и ребристой арматуры Ø7÷32 мм. Как и в любой работе, при армировании фундамента есть ряд секретов и тонкостей, которые не только усилят его прочность, но и помогут сэкономить:

• Обычно для создания горизонтального каркаса используют арматуру А3 Ø10÷16 мм. Данная маркировка говорит о ребристой поверхности прутка, которая обеспечит лучшее сцепление с бетоном.
• При высоте бетонной ленты более 150 мм горизонтальные элементы рекомендуется укрепить вертикальными. Чтобы снизить расходы, эти соединения можно выполнить обычной арматурой А1 Ø6÷8 мм с гладкой поверхностью.
• Расположение горизонтальных слоев силового армирования в верхнем и нижнем слое фундамента эффективно компенсирует нагрузки на всех направлениях. В отдельных случаях требуется добавление дополнительного горизонтального армирующего слоя внутри бетонной отливки.
• Укрепление горизонтальных слоев может проводиться горизонтальными перемычками, частоту и диаметр которых рассчитывают исходя из расчетных нагрузок вдоль поперечной оси. Это предотвращает появление в отливке дополнительных трещин и фиксирует продольную арматуру горизонтальных силовых секций.
• Эффективность крепления горизонтальными и вертикальными соединяющими перемычками можно значительно увеличить, сгибая их в рамку вокруг направляющих прутов.

О расстоянии между элементами каркаса

Вычисление необходимого расстояния между элементами каркаса проводится согласно СНиП 52-01-2003:

1. Минимальный шаг между прутами арматуры зависит от ее сечения и диаметра наполнителя в бетоне (например, щебня или бутового камня), расположения и направления силовых элементов, способа уплотнения бетона. Он должен быть не менее сечения прутка, но и не более 25 мм.

2. Перед определением расстояние между арматурой в продольном направлении, определяем, назначение и геометрические размеры будущей бетонной отливки, но оно не должно быть меньше двойного сечения самой арматуры, но и не более 400 мм.

Армирующий каркас

3. Для поперечных элементов, фиксирующих горизонтальные слои, расстояние друг от друга должно быть больше половины высоты элемента, но и не более 300 мм.

4. Схемы армирования ленточного или монолитного плиточного фундамента должны предусматривать, чтобы арматура не касалась опалубки и не доходила до верхней и нижней поверхности отливки не менее 50 мм.

Крепление армирующего пояса

Фиксацию прутов армирующего пояса выполняют:

• вязальной проволокой — отрезками около 300 мм, сложенными вдвое, обвязывают место соединения и стягивают при помощи крюка или специального механического устройства;
• точечной электросваркой — способ подходит только для арматуры с наличием в маркировке буквы «С»;
• пластиковыми строительными хомутами.

Схема армирования различных узлов

На представленных ниже рисунках показаны схемы вязки углов и примыканий, где:
• d — диаметр армирующего прута;
• L — длина прута.

Важно! В углах и примыканиях пруты должны не просто пересекаться, а их надо загибать, заводя друг на друга с нахлестом. Тогда каркас станет единой пространственной конструкцией, обеспечивающей необходимую жесткость фундамента, защищая его от разрушения при разнонаправленных нагрузках.

Заказать забивку свай под строительство фундаментов

Мы занимаемся забивкой свай для строительства фундамента и готовы провести работы по погружению Ж/Б свай

Схемы армирования ленточного фундамента – Ваш надёжный дом

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

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

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

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

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

            На рисунке показана примерная схема армирования ленточного фундамента.

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

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

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

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

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

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

 Продольная арматура

 –

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

 Поперечное армирование

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

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

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

Схемы армирования углов и примыканий ленточного фундамента

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

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

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

Схема армирования угла с помощью нахлеста и лапки

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

 Схема армирования углов ленточного фундамента с помощью Г-образного хомута

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

 Схема армирования ленточного фундамента в местах примыканий

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

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

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

Об утеплении фундамента читайте в этой статье…

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 фундаменты на сегодняшний день являются наиболее распространенными решениями, что означает, что они должны быть первыми в вашей повестке дня.

Вот все, что вам нужно
знать как о ленточных, так и о подушечных фундаментах, включая
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 опоры — гораздо лучшее решение, чем опорные площадки, 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.

Подкладки

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

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

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

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

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

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

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

Это также делает подкладочные опоры хорошим вариантом для опоры 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, а это означает, что 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 знаете, какие фундаменты можно использовать для поддержки стеновой конструкции, обратитесь к инженеру.

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

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

Реферат

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

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

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0243293

Редактор: Цзяньго Ван, Китайский университет горного дела и технологий, КИТАЙ

Поступила: 17 июня 2020 г .; Одобрена: 19 ноября 2020 г .; Опубликовано: 17 декабря 2020 г.

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

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе.

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

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, 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 растяжение, фрикционных и адгезионных свойств арматуры, была впервые введена французским архитектором и инженером Анри Видалем в 1960-х годах [29]. С тех пор этот метод широко используется в инженерно-геологической практике. 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 ( и ), расстояние по вертикали ( s или h ), количество слоев армирования ( N ), общую глубину армирования ( d ) и ширину. арматуры ( б ).Как указано в литературе, оптимальное значение для параметров ( u / B ) и ( h / B ) составляет 0,33 (где B — ширина основания). Во многих исследованиях были выбраны разные размеры основания и георешетки, но все результаты указывают на различное поведение в зависимости от классификации почвы. Можно понять, что разные географические районы имеют разные типы почвы и условия, 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 уменьшалась с увеличением u / B ; улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 0B для u / B , h / B и b / B соотношения 0,5, 0,25 и 3. Незначительное улучшение BCR наблюдалось при увеличении отношения длин ( b / B ) армирования сверх трех с двумя армирующими слоями и отношениями u / B и h / B , равными 0,25 и 0,25, соответственно. Кроме того, Ли и др. . [44] провели испытание лабораторной модели с использованием жесткой ленточной опоры, опирающейся на плотный песок, покрывающий мягкую глину, со слоем геотекстиля на границе раздела.Они обнаружили, что армирующий слой на границе раздела песок-глина привел к дополнительному увеличению несущей способности и уменьшению осадки основания; Эффективная ширина арматуры, которая привела к оптимальным характеристикам основания, оказалась примерно в пять-шесть раз больше ширины основания.

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

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

Механизм армирования георешеткой

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

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

.

Чжоу и Вэнь [58] провели экспериментальное исследование, чтобы изучить эффект использования однослойной песчаной подушки, армированной геоячейками, на мягкой почве.Результаты показали, что произошло существенное уменьшение осадки нижележащего мягкого грунта, а коэффициент реакции земляного полотна K30 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.Поскольку осадка в армированной ситуации с тремя слоями арматуры уменьшилась примерно на 50%. Они сообщили, что для достижения наименьшей осадки оптимальное вертикальное расстояние между георешетками ( х ) должно быть эквивалентно ширине фундамента ( B ). Хинг и др. . [5] провели серию модельных испытаний ленточных фундаментов, поддерживаемых песком, армированным георешеткой. Результаты испытаний показали, что размещение георешетки на глубине ( d / B ) больше 2.25 не привел к улучшению несущей способности ленточного фундамента. Для достижения максимальной выгоды минимальное отношение длины ( b / B ) георешетки должно быть равно 6. BCR, рассчитанное при ограниченном соотношении осадки ( s / B ) 0,25, 0,5 и 0,75, составляло приблизительно 67 % –70% от окончательного BCR.

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

Численное моделирование

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

Анализ модели

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

Детали армированных георешеткой грунтов, рассмотренных в модельных испытаниях, показаны в Таблице 1. В Plaxis армирование георешетки представлено с помощью специальных элементов растяжения (пятиузловых элементов георешетки). Георешетки имеют только нормальную жесткость и не имеют жесткости на изгиб, которая может выдерживать только растягивающие усилия. Единственное свойство материала георешетки — упругая осевая жесткость EA . Для моделирования взаимодействия элементов георешетки с окружающей почвой часто бывает удобно комбинировать эти элементы георешетки с интерфейсами.Назначенные интерфейсы почва-георешетка показаны на рис. 2. Каждому интерфейсу присвоена виртуальная толщина, которая является воображаемым размером, используемым для определения свойств материала границы раздела. Модель упруго-идеально пластическая используется для описания поведения границ раздела при моделировании взаимодействия грунт-георешетка. Кулоновский критерий используется для различения упругого поведения, при котором небольшие смещения могут происходить внутри границы раздела, и пластического поведения границы раздела, когда происходит постоянное скольжение.Параметры границы раздела рассчитываются на основе параметров окружающего грунта с использованием коэффициента взаимодействия R _inter , определяемого как отношение прочности на сдвиг границы раздела к прочности почвы на сдвиг [59]. В этом исследовании используются 15-узловые элементы грунта, а прочность границы раздела установлена ​​вручную. Для реального взаимодействия грунт-конструкция граница раздела слабее и гибче, чем связанный грунт, а это означает, что значение R _inter должно быть меньше 1.Следовательно, R _между 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 типа базового элемента и совместимые структурные элементы, как показано на рис. 3. Основным типом элемента в сетке, использованной в настоящем исследовании, является треугольный элемент со средним размером 0.5–2 м, что обеспечивает точный расчет напряжений и разрушающих нагрузок. Plaxis предлагает пять различных плотностей ячеек, от очень крупной до очень мелкой. Предварительные расчеты проводились с использованием пяти доступных уровней глобальной грубости сетки, чтобы получить наиболее подходящую плотность сетки и минимизировать влияние зависимости сетки на моделирование методом конечных элементов. В ходе анализа количество треугольных элементов и точек напряжения в модели для каждого участка было изменено в зависимости от плотности сетки и расположения арматуры.В таблице 2 показано изменение количества элементов и точек напряжений в зависимости от плотности сетки моделей трех участков для случая пяти слоев георешетки. Как видно на рис. 4, размер сетки оказывает минимальное влияние на результаты после примерно 240 элементов для стоянки Башика и 400 элементов для стоянок Аль-Хамедат и Аль-Рашидиа. Для Ba’shiqa это соответствует крупной сетке с уточнением вокруг элементов георешетки и фундамента модели, где ожидаются большие концентрации напряжений, и средней сетке с уточнением как для Аль-Хамедат, так и для Аль-Рашидиа.

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

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

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

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

Свойства материала

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

Результаты и обсуждения

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

Грунты неармированные

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

Максимальная часть горизонтального смещения, представленная на Рис. 10, приходилась на поверхность почвы, и это было причиной вспучивания почвы по краям основания. Однако эти горизонтальные напряжения и смещения значительно повлияли на поведение георешетки, как будет обсуждаться позже в разделе с усиленным грунтом. Напряжения сдвига и деформации, связанные с разрушением, показаны на рисунках 11 и 12 соответственно. Обратите внимание, что максимальные касательные напряжения и деформации или зона сильного сдвига были расположены под краями 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 уравнений (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 Башика показывает промежуточную несущую способность. ( q _u = 365 кПа ), а почва Аль-Рашидия представляет собой самое низкое ( q _u = 67 кПа ) среди почв.Это различие может быть связано с характеристиками и свойствами почвы, указанными в Таблице 3 и Таблице S1. Считается, что почва на участке Аль-Хамедат представляет собой твердую глину с высоким сцеплением ( c = 40 кПа ), Аль-Рашидиа — песчаный грунт с большим углом трения ( φ = 28 °) с нулевым сцеплением ( c = 0 кПа), в то время как почва на участке Башика классифицируется как глинистая от низкой до средней с относительно низким сцеплением ( c = 15 кПа ) по сравнению с почвой Аль-Хамедат.

Армированные грунты

Девяносто расчетов методом конечных элементов было проведено на армированном грунтовом основании для изучения влияния 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, переносимую арматурой и, в свою очередь, на окружающий грунт. Кроме того, горизонтальные напряжения были распределены вдоль слоев арматуры до ширины 5 B , что указывало на взаимосвязь и взаимодействие слоев почвы и георешетки; в результате силы растяжения внутри арматуры были мобилизованы, как показано на рис.19.

На рис. 20 показано распределение горизонтальных смещений в армированном грунте. Понятно, что смещение уменьшено до 8,68 мм из-за ограничения слоев арматуры, стрелки почти одинаково распределены по слоям арматуры и небольшие значения смещения, вызванные на поверхности почвы, по сравнению с неармированным состоянием, когда большая часть горизонтального смещения произошла на верхняя часть почвы, вызывающая вспучивание почвы. Следовательно, разрушение грунта при сдвиге предотвращается путем передачи приложенной вертикальной нагрузки к силам растяжения в арматуре георешетки за счет поверхностного трения и опоры между грунтом и арматурой.На рисунках 21 и 22 показаны напряжения сдвига и деформации армированного грунта и их распределение вдоль арматуры георешетки, соответственно. Замечено, что области концентрации касательных напряжений и деформаций под фундаментом уменьшаются за счет распределения напряжений и деформаций вдоль и через слои арматуры, что приводит к изменению плоскости разрушения и предотвращает разрушение в армированной зоне. 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 разной шириной георешетки. (b) для от 1 до 5 слоев георешетки ( N ) для трех участков Аль-Хамедат, Аль-Рашидия и Башика, соответственно.Из рисунков 24–26 видно, что увеличенная ширина георешетки (b) и номер георешетки (N) приводит к увеличению BCR для всех трех участков. Кроме того, грунт на Аль-Рашидиа способствует более высокому повышению предельной несущей способности, чем на двух других участках. Улучшение может быть связано с различием свойств почвы и размера зерна, как показано в Таблице 3 и Таблице S1. Почва Аль-Рашидиа песчаная и имеет угол трения ( φ = 28 °), больший, чем на двух других участках, в которых силы пассивного трения и трения между почвой и георешеткой будут выше, чем на двух глинистых участках [8].Что касается участков Аль-Хамедат и Башика с глинистыми почвами, то почва участка Башика с глинистостью от низкой до средней лучше улучшается, чем грунт участка Аль-Хамедат, который представляет собой твердую глину с точки зрения предельной несущей способности. Следовательно, используя армирование георешеткой со слабой глиной, почва может улучшиться до более жесткой глины. Однако максимальное улучшение предельной несущей способности может быть получено при b / B = 5 для любого номера георешетки на этих трех участках, поэтому оптимальная ширина георешетки (b) для трех участков составляет 5 B в то время как не было оптимального числа георешетки (N) , полученного как N = 5, все три почвы показывают хорошее улучшение несущей способности основания.

Влияние ширины георешетки

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

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

Разница в SRR% может быть 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 отражается на оседании фундамента, даже несмотря на то, что в этой почве может происходить эффект глубокого залегания.

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

Коэффициент улучшения (IF)

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

Более того, использование георешетки в почве на участке Аль-Хамедат демонстрирует меньший коэффициент улучшения и достигает очень большого поселения для улучшения несущей способности основания по сравнению с двумя другими участками. Это большое поселение связано с тем, что почва Аль-Хамедат представляет собой очень прочную глину ( c = 40 кПа) с низким углом трения ( φ = 20 °), чем на двух других участках, и, следовательно, требует высокой осадки для мобилизации напряжения в георешетке. слоев грунт Башика также глинистый ( c = 15 кПа) с углом трения ( φ = 25 °) лучше, чем грунт Аль-Хамедат, поэтому он показал лучшее улучшение предельной несущей способности и меньшее оседание для мобилизации напряжение в слоях георешетки, чем в почве Аль-Хамедат.В то время как почва Аль-Рашидиа показала самое высокое улучшение предельной несущей способности и самую низкую осадку в 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 так, как они есть в действительности. Однако общий аналитический анализ показал почти хорошие результаты, близкие к численному анализу.

Заключение

Что касается комплексного анализа методом конечных элементов и аналитического анализа, включение арматуры может улучшить несущую способность основания и уменьшить осадку.Несущая способность и уменьшение осадки усиленного грунтового основания для трех участков увеличились с увеличением ширины слоев георешетки ( b ). Степень улучшения несущей способности и осадки фундамента для каждого участка была разной. Почва участка Аль-Хамедат показала меньшее улучшение, чем два других участка, в то время как почва участка Аль-Рашидиа показала более высокое улучшение. Оптимальная ширина георешетки для всех трех участков составила (5 B ).Увеличение количества слоев георешетки ( N ) привело к повышению несущей способности и уменьшению осадки армированного грунтового основания на всех трех 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 оснований на песке, армированном георешеткой.Журнал геотехнической инженерии, 1994, 120 (12): 2083–2099.
10. 10.
    Дас Б. М., Шин Э. К. и Сингх Г. Ленточный фундамент на глине, усиленной георешеткой: предварительная процедура проектирования. Международное общество морских и полярных инженеров. Шестая Международная конференция по морской и полярной инженерии, 1996 г., 26–31 мая, Лос-Анджелес, Калифорния, США.
11. 11.
    Адамс М. Т. и Коллин Дж. Г. Испытания под нагрузкой на большие модели на геосинтетических 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. В. Э. и Хоулсби Г. Т. Аналитические и модельные исследования армирования слоя зернистой насыпи на мягком глиняном грунте.Канадский геотехнический журнал, 1987, 24 (4): 611–622.
19. 19.
    Махарадж Д. К. Нелинейный конечно-элементный анализ опор 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. и Хатаф Н. Несущая способность ленточных фундаментов на песчаных склонах, армированных георешеткой и анкерной сеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (3).
23. 23.
    Чен К., и Абу-Фарсах М. Численный анализ для изучения масштабного эффекта неглубокого фундамента на укрепленных грунтах. Рестон, Вирджиния: Материалы конференции ASCE Geo-Frontiers 2011, 13–16 марта 2011 г., Даллас, Техас | г 20110000.
24. 24.
    Рафтари М., Кассим К. А., Рашид А. С. А., Моайеди Х. Осадка мелкого фундамента возле укрепленных склонов. Электронный 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 армированной земли. Труды симпозиума по укреплению грунта на ежегодном съезде ASCE, Питтсбург, Пенсильвания, 1978, стр. 1–61.
30. 30.
    Кернер Р. М., Карсон Д. А., Дэниел Д. Э. и Бонапарт Р. Текущее состояние тестовых участков Цинциннати GCL. Геотекстиль и геомембраны, 1997, 15 (4–6), 313–340.
31. 31.
    Бушехриан А. Х., Хатаф Н. и Гахрамани А. Моделирование циклического поведения неглубоких фундаментов, опирающихся на геомеш и песок, армированный якорями. Геотекстиль и геомембраны, 2011, 29 (3): 242–248.
32. 32.
    Рен Й. Мгновенная реакция на нагрузку и оседание ленточных фундаментов, опирающихся на глину, армированную георешеткой, 2015 г., Получено с https: // etda.библиотеки.psu.edu/catalog/25223
33. 33.
    Габр М. А., Додсон Р. и Коллин Дж. Г. Исследование распределения напряжений в песках, армированных 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, 2007, (1): 28–38.
35. 35.
    Алаваджи Х. А. Испытания модели пластиной нагрузкой на складной грунт. Журнал Университета Короля Сауда — Технические науки, 1998, 10 (2).
36. 36.
    Аббас Дж. М., Чик З. Х. и Таха М. Р. Моделирование и анализ одной сваи, подвергшейся воздействию поперечной нагрузки. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2008, 13 (E): 1–15.
37. 37.
    Росьиди С. А., Таха М. Р. и Наян К. А. М. Эмпирическая модельная оценка несущей способности осадочного остаточного грунта методом поверхностных волн.Jurnal Kejuruteraan, 2010, 22 (2010): 75–88.
38. 38.
    Хаджезаде М., Таха М. Р., Эль-Шафи А. и Эслами М. Модифицированная оптимизация роя частиц для оптимального проектирования опор и подпорной стены. Журнал Чжэцзянского университета: Science A, 2011, 12 (6): 415–427.
39. 39.
    Джох С. Х., Хванг С. К., Хассанул Р. и Рахман Н. А. Построение поперечного сечения модуля упругости железнодорожного полотна под балластом для определения потенциальной осадки. Журнал Корейского общества железных дорог, 2011, 14 (3): 256–261.
40. 40.
    Чик З., Альджанаби К. А., Каса А. и Таха М. Р. Моделирование искусственной нейронной сетью с перекрестной проверкой десятикратной проверки поведения оседания каменной колонны под насыпью шоссе. Арабский журнал наук о Земле, 2013, 7 (11): 4877–4887.
41. 41.
    Ли Ю. П., Янг Ю., Йи Дж. Т., Хо Дж. Х., Ши Дж. Й. и Го С. Х. Причины проникновения самоподъемных оснований с грунтовкой в ​​глины после монтажа. PLoS ONE, 2018, 13 (11): e0206626. pmid: 30395581
42. 42.Азриф М., Закиран М. Н. Ф., Сякира М. Р. Н., Азван С. М., Нур Р. К., Ли Э. К. и др. Применение геофизических исследований к возникновению поселений — тематическое исследование. На 2-м Азиатско-Тихоокеанском совещании EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии (2-е Азиатско-Тихоокеанское совещание EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии). Европейская ассоциация геологов и инженеров, EAGE, 2019.
43. 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. Утомо П. и Лю Т.Л. Оценка подходов к расчету на основе равновесия сил и деформации для прогнозирования нагрузок на арматуру в геосинтетических конструкциях из армированного грунта.j.GeoEng, 2013, 8 (2): 41–54.
49. 49.
    Sieira A.C.F. Вытягивание геотекстиля: численный прогноз. Int. J. Eng. Res., 2016, Appl. 6 (11–4): 15–18.
50. 50.
    Шарма Р., Чен К., Абу-Фарсах М. и Юн С. Аналитическое моделирование грунтового основания, армированного георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (1): 63–72.
51. 51.
    Лю С. Ю., Хан Дж., Чжан Д. В. и Хун З. С. Комбинированный метод DJM-PVD для улучшения мягких грунтов. Geosynthetics International, 2008, 15 (1): 43–54.
52. 52.
    Rowe R.K. и Taechakumthorn C. Комбинированное воздействие PVD и армирования на насыпи на чувствительных к скорости грунтов. Геотекстиль и, 2008, 26 (3): 239–249.
53. 53.
    Ван К., Ли X., Сюн З., Ван К., Су К. и Чжан Ю. Экспериментальное исследование влияния цементирующей арматуры на прочность на сдвиг трещиноватого массива горных пород. PLoS ONE, 2019, 14 (8): e0220643. pmid: 31404074
54. 54.
    Ван Ю., Гэ Л., Ченди С., Ван Х., Хан Дж.И Го З. Анализ гидравлических характеристик улучшенных песчаных грунтов с мягкими породами. PLoS ONE, 2020, 15 (1): e0227957. pmid: 31978135
55. 55.
    Хан Дж., Покхарел С. К., Ян Х., Манандхар К., Лещинский Д., Халахми И. и др. Характеристики оснований из RAP, армированных геоячейками, на слабом грунтовом полотне при полномасштабных движущихся колесных нагрузках. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2011, 23 (11): 1525–1534.
56. 56.
    Ван Дж. К., Чжан Л. Л., Сюэ Дж. Ф. и Йи Т. Реакция на осадку неглубоких квадратных фундаментов на песке, усиленном георешеткой, при циклической нагрузкеГеотекстиль и геомембраны, 2018, 46 (3): 586–596.
57. 57.
    Акинмусуру Дж. О. и Акинболаде Дж. А. Устойчивость нагруженных опор на армированном грунте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1981, 107 (ASCE 16320 Proceeding).
58. 58.
    Чжоу Х. и Вэнь X. Модельные исследования песчаной подушки, армированной георешеткой или геоячейками, на мягкой почве. Геотекстиль и геомембраны, 2008, 26 (3): 231–238.
59. 59.
    Бринкгрев Р. Б. Дж. И Вермеер П.A. Конечноэлементный код для анализа грунтов и горных пород. A. A. Balkema, Роттердам, Нидерланды, 1998.
60. 60.
    Гольдшейдер М. Истинные трехосные испытания на плотном песке. Практикум по определяющим отношениям для почв, 1982, 11–54. Получено с https://ci.nii.ac.jp/naid/10007804852/
61. 61.
    Бринкгрев, Р. Б. Дж., Кумарсвами, С., Свольфс, В. М., Уотерман, Д., Чесару, А., Бонньер, П. Г. и др., 2014 г., Plaxis 2014. PLAXIS bv, Нидерланды.
62. 62.
    NAUE GmbH & Co.KG, 2012. https://www.naue.com/naue-geosynthetics/geogrid-secugrid/ (веб-сайт) [10 июня 2020 г.]
63. 63.
    Мейерхоф, Г.Г. Предельная несущая способность фундаментов. geotecniadecolombia.com 1963, Получено с http://geotecniadecolombia.com/xtras/ Максимальная несущая способность фундаментов.pdf
64. 64.
    Буссинеск, Дж. Применение потенциалов равновесия и движения твердых эластичных материалов, Готье-Виллар, Париж, (1883).
65. 65.Траутманн К. Х. и Кулхави Ф. Х. Поведение при подъеме и перемещении насыпных фундаментов. Журнал геотехнической инженерии, 1988, 114 (2): 168–184.

Таблица

для расчета конструкции ленточных опор в Excel

Проектирование ленточного фундамента

Ленточный фундамент здесь определяется как длинный и узкий бетонный фундамент, который выдерживает нагрузки от ряда линейных колонн или точек нагрузки. Иногда это называют балкой уклона. Эту таблицу нельзя использовать для проектирования опор стен, выдерживающих линейную универсально распределенную нагрузку.Для этого можно использовать нашу таблицу проектирования настенных опор.

Ленточный фундамент очень часто используется для складов и других длинных сооружений с большим количеством близко расположенных или слабо нагруженных колонн или точек погрузки. В этих случаях колонны расположены так близко друг к другу, что отдельные опоры все равно начнут сливаться, поэтому более подходящим является сплошной длинный узкий ленточный фундамент.

Ленточный фундамент работает так же, как и любой другой бетонный фундамент.Сосредоточенные нагрузки от небольших колонн передаются на бетонный ленточный фундамент, который распределяет эту нагрузку на большую площадь. Ленточный фундамент должен быть достаточно широким, чтобы достаточно распределять нагрузку, чтобы не превышалась несущая способность нижележащих грунтов.

Таблица

CivilWeb для проектирования опор в виде полос в Excel — исходные данные

Сначала проектировщик должен ввести детали загрузки. Сюда входят размер и расстояние между колоннами или точками нагрузки, действующими по длине ленточного фундамента.Эти расстояния и нагрузки обычно определяются как часть проекта надстройки и не могут быть легко изменены проектировщиком фундамента. Таблицу можно использовать для анализа до 16 различных точек нагрузки, например столбцов. Эти 16 точек нагрузки могут быть размещены в любом месте ленточного фундамента и могут быть любого размера. Они могут включать осевые, горизонтальные и моментные нагрузки в обоих направлениях для анализа любых возможных условий нагружения.

Затем проектировщик должен ввести пробную длину и ширину предлагаемого ленточного фундамента.Электронная таблица Excel для проектирования опор CivilWeb проанализирует размер пробного фундамента и определит, действительный он или нет. Этот пробный размер дизайнер может взять из аналогичных проектов или из собственного опыта. Его можно изменить после проведения первоначального анализа для оптимизации конструкции. Электронная таблица также создает полезный динамический чертеж предлагаемого ленточного фундамента, который показывает проектировщику, что именно анализируется. Это позволяет избежать любого риска путаницы по поводу назначения входных данных.

Затем проектировщик должен ввести расчетные параметры грунта. В электронной таблице Excel для расчета конструкции ленточных опор CivilWeb выполняется простой анализ фундамента с учетом максимально допустимой несущей способности нижележащих грунтов. Несущая способность грунта может быть получена из типовых значений или из опыта предварительного проектирования. Перед окончательным проектированием необходимо проверить максимально допустимую несущую способность грунта с помощью испытаний грунта на месте. Простая в использовании электронная таблица, такая как таблица несущей способности грунта CivilWeb, может использоваться для завершения подробного анализа несущей способности почвы для использования в окончательном проекте.

Максимально допустимая несущая способность обычно ограничивает максимальное оседание 25 мм. Однако некоторые глинистые почвы могут оседать больше, чем это, даже если несущее давление под фундаментом не превышает несущую способность почвы. Ленточные фундаменты также могут быть подвержены неравномерной осадке, если длинная полоса перекрывает участки с разными почвами. В этих случаях можно провести отдельный анализ расчетов с помощью простой таблицы расчетов, такой как таблица расчета расчетов CivilWeb Foundation.

После того, как проектировщик ввел данные о нагрузке, геометрической конструкции и расчете грунта, в электронной таблице CivilWeb Strip Footing Design Excel рассчитываются опорные давления под фундаментом и проверяется, превышают ли они несущую способность грунта. Электронная таблица завершает анализ в соответствии с BS EN 1997 или BS 8004. Электронная таблица также представляет результаты анализа с использованием уникальных инструментов анализа, которые показывают разработчику, где именно можно оптимизировать конструкцию.

После того, как проектировщик оптимизировал размеры ленточного фундамента, электронная таблица проектирования ленточных опор CivilWeb спроектирует необходимое армирование. В электронной таблице рассчитываются максимальные изгибающие моменты и поперечные силы, действующие на фундамент. Затем это можно использовать для проектирования армирования. В электронную таблицу включены уникальные инструменты выбора арматуры, которые показывают проектировщику, какая именно комбинация размеров и расстояний арматурных стержней лучше всего подходит для данного конкретного фундамента.

Таблица проектирования опор CivilWeb, наконец, представляет дизайнеру удобную сводку проектной информации, выделяя те области, в которых конструкции недостаточно. В электронной таблице также нарисован динамический чертеж армирования фундамента, который можно использовать в проекте на этапе строительства.

Расчетная таблица опор для полос CivilWeb в Excel

Таблица Excel для проектирования ленточных опор CivilWeb выполняет все расчеты, необходимые для завершения проектирования ленточного фундамента в соответствии с BS EN 1997 или BS 8004.Электронная таблица включает ряд уникальных инструментов проектирования, которые позволяют проектировщику выполнить полную оптимизацию конструкции за считанные минуты, сэкономив много часов работы над каждой конструкцией ленточного фундамента.

Таблицу Excel для проектирования опор CivilWeb можно приобрести всего за 20 фунтов стерлингов.

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время

Логотип Public.Resource.Org На логотипе изображен черно-белый рисунок улыбающегося тюленя с усами.Вокруг печати находится красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения создания», а в нижней половине — «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круг. серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.

Public.Resource.Org

Хилдсбург, Калифорния, 95448
США

Этот документ в настоящее время недоступен для вас!

Уважаемый гражданин:

В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.

Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законе. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:

.

Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA),
и Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) против Public.Resource.Org (общедоступный ресурс),
DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]

Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за
ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.

Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата.
на имя и адрес продавца. Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах гражданина в соответствии с нормами закона ,
пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов.
Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на общедоступных ресурсах.
в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]

Спасибо за интерес к чтению закона.Информированные граждане — фундаментальное требование для работы нашей демократии.
Благодарим вас за усилия и приносим извинения за неудобства.

С уважением,

Карл Маламуд
Public.Resource.Org
7 ноября 2015 г.

Банкноты

[1] http://www.archive.org/download/gov.uscourts.dcd.161410/gov.uscourts.dcd.161410.docket.html

[2] https://public.resource.org/edicts/

[3] https://public.resource.org/pro.docket.2015.html

Фундаменты для недорогих зданий

Основные моменты

•

В анализе используются две различные системы фундаментов, а именно; прямоугольные ленточные фундаменты и гнутые ленточные фундаменты соответственно.

•

Программное обеспечение для анализа методом конечных элементов ADINA используется для моделирования и анализа структурных и геотехнических характеристик обоих типов оснований с акцентом на влияние изменения формы основания и типа почвы (Ks) на напряжения и грунт. урегулирование.

•

Результаты показали, что максимальное значение контактного давления снизилось примерно на 38% для гнутого ленточного фундамента по сравнению с традиционным ленточным фундаментом в жестком глинистом грунте и примерно на 25% в плотном песчаном грунте при увеличении вертикальной статики. нагрузки до пикового значения.

•

Уменьшение степени армирования между двумя типами опор составляет около 26% в пользу гнутых ленточных опор. При этом общая стоимость бетона для гнутого ленточного фундамента меньше прямоугольного примерно на 18%.Таким образом, сложенная форма экономичнее обычного прямоугольного ленточного фундамента.

Реферат

Достижение экономичного и безопасного проектирования конструкций рассматривается как необходимое условие для инженера-строителя. Рыночные цены на арматурную сталь за последние годы на международном уровне резко выросли. Таким образом, целью данной статьи является не просто снижение доли арматурной стали в фундаментах каркасных конструкций, а, скорее, минимизация этого соотношения за счет выбора наиболее эффективной формы опор (гнутых ленточных опор).Складчатые опоры использовались как альтернатива обычным прямоугольным ленточным опорам. Высота исследуемой модели — десять этажей. В анализе используются две различные системы фундамента, а именно: прямоугольные ленточные фундаменты и гнутые ленточные фундаменты соответственно. Обе формы фундаментов будут спроектированы как сплошные фундаменты с решетчатой ​​формой под зданием. Также представлено сравнение между двумя системами в отношении бетонных секций и коэффициента армирования при одинаковых приложенных нагрузках.Программное обеспечение для анализа методом конечных элементов ADINA используется для моделирования и анализа структурных и геотехнических характеристик обоих типов фундаментов с акцентом на влияние изменения формы фундамента на напряжения в бетонном теле фундамента и подстилающих грунтах. В результатах исследований представлены внутренние напряжения в области основания и грунта, а также распределение контактного давления для усиленного гнутого ленточного фундамента, опирающегося на различные типы грунта. Также изучается влияние угла наклона складывания и типа почвы на результаты.Результаты показали, что гнутые ленточные опоры эффективны для уменьшения количества необходимого армирования, и такая эффективность в уменьшении требуемой стальной арматуры в опорах зависит от приложенных нагрузок на опоры и в некоторой степени от типа и свойств почвы. Уменьшение степени армирования между прямоугольными и фальцевыми типами фундаментов составляет около 26% в пользу гнутых ленточных фундаментов. Сравнительное экономическое исследование показывает, что общая стоимость железобетонного профиля для гнутых ленточных фундаментов меньше традиционного примерно на 18%.Эта разница в стоимости обоих типов опор в основном связана с относительно меньшей степенью армирования сталью, необходимой для складчатого типа по сравнению с прямоугольными. Таким образом, гнутый ленточный фундамент экономичнее прямоугольного ленточного фундамента.

Графический реферат

Ключевые слова

ADINA

Конечный элемент

Гнутый ленточный фундамент

Напряжение

Расчетный

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Посмотреть аннотацию

© 2016 Общество компьютерного проектирования и инженерииИздательские услуги Elsevier.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Как сделать это правильно: использование арматуры в фундаменте

Один из наших геодезистов недавно был немного шокирован, когда посетил участок для расширения дома.

Их вызвали для проверки арматуры перед бетонированием фундамента, но ранее они не были на площадке 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 стержней и центры наиболее часто используемых стержней:

• Армирующая ткань должна быть очищена от рыхлой ржавчины, масла, жира, грязи и любых других загрязнений , которые могут повлиять на долговечность бетона.
• Необходимо обеспечить достаточное покрытие вокруг стали , 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 верхний слой оставался там, где должен, а не просто просачивайтесь сквозь бетон (особенно когда он заливается или утрамбовывается и по нему ходят) и удерживает минимальное покрытие на поверхности.
• Ткань класса B 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, т.е. 200 + 200 + 50 = 450 мм, но это иногда может быть уменьшено с помощью инженерной конструкции в соответствии с Еврокодом 2 Таблица 2 в руководстве по техническим стандартам гарантии LABC предоставляет 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.

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.

Преимущество этого типа фундамента состоит в том, что он может быть ступенчатой ​​кирпичной или блочной кладкой, так что его можно легко адаптировать к наклонным участкам.

Выше — деталь железобетонной опоры в разрезе, показывающая некоторые требования к проекту. 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 из соображений 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 сердечником ПЕРЕД ЗАПОЛНЕНИЕМ. Используется промытый песок, который поливают водой, чтобы добиться хорошего уплотнения. Следует проявлять осторожность с оборудованием для механического уплотнения, чтобы не повредить блокировку.

Связка стартовых планок N12, используемых при строительстве 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 построить навсегда ». Джон Рескин 1819-1900

.