Армирование ленточного фундамента: Армирование ленточного фундамента – основа прочности здания - Стройматериалы в Иркутске

Армирование ленточного фундамента – основа прочности здания

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

Для чего нужно армировать ленточный фундамент?

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

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

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

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

Особенности конструкции армирующего каркаса

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

Поэтому и армируются они в двух зонах балки:

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

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

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

Поперечные стержни арматуры предназначены:

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

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

Основные функции защитного слоя бетона:

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

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

Требования к арматуре для ленточного фундамента

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

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

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

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

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

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

Правильное армирование углов ленточного фундамента

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

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

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

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

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

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

Этапы строительства ленточного армированного фундамента

Этапы строительства такие:

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

Основные ошибки при армировании

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

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

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

Как правильно армировать ленточный фундамент? Схема и построение каркаса

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

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

Технология армирование
Схема армирования
Арматурный каркас
Видео

Содержание статьи:

Что же даст армирование такого ленточного фундамента?

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

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

Рассмотрим технологию армирования.

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

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

Важные моменты

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

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

Одна из самых распространенных схем армирования

Лучше, если армирование монолитного фундамента для деревянных домов упрощенных форм будет проводиться по каким-либо простым геометрическим фигурам: квадрату или прямоугольнику. В таком случае оси станут правильными, ну а основание будет крепким. Чтобы армировать монолитный ленточный фундамент, нужно соблюсти толщину подушки прямо в траншее. Операция гидроизоляции должна быть сделана достаточно аккуратно и очень тщательно, так как, засыпая траншею песком, гидроизоляционные свойства самого пенополистирола могут быть повреждены.

Тут нужно обратиться за помощью к профессионалу, а если вы решили сделать ленточный фундамент собственными руками, то прочтите данные рекомендации, чтобы весь процесс строительства и находился под контролем и вы без труда выполните его самостоятельно.

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

Арматурный каркас для ленточного фундамента

[ads1]Как известно, бетон не относится к пластичным материалам, и очень просто растрескивается при растягивающем действии. Когда на него действуют силы морозного пучения с грунта либо деформируется фундамент самого здания, с одной стороны появляется зона сжатия, а с противоположной появляется зона растяжения.

В зоне растяжения появляются обычно трещины. Для их предотвращения необходимо тщательное армирование фундамента.

Армирование фундамента в углах

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

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

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

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

Создание каркаса

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

Видео:

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

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

Калькулятор Армирование_Ленты_Онлайн v.1.0 — армирование ленточного фундамента

Калькулятор Армирование-Ленты-Онлайн v.1.0

Расчет продольной рабочей, конструктивной и поперечной арматуры для ленточного фундамента. Калькулятор основан на СП 52-101-2003 (СНиП 52-01-2003, СНиП 2.

03.01-84), Пособие к СП 52-101-2003, Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предв. напряжения).

Результаты

Параметры проектируемого фундамента

Ширина фундамента, м:

Высота фундамента, м:

Сечение ленты, м²:

Общая длина ленты, м:

Объем фундамента, м³:

Расчет арматуры

Продольная рабочая арматура

Диаметр арматуры, мм:

Расчитанная площадь сечения арматуры в верхнем (нижнем) поясе, мм²:

Подобранная площадь сечения арматуры в верхнем (нижнем) поясе, мм²:

Количество стержней арматуры в верхнем (нижнем) поясе, шт:

Количество стержней арматуры на сечение ленты, шт:

Общая площадь сечения арматуры, мм²:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м³:

Продольная конструктивная арматура (противоусадочная)

Диаметр арматуры не менее (оптимально 12мм), мм:

Количество стержней арматуры на сечение ленты, шт:

Количество горизонтальных рядов:

Расстояние между рядами (шаг), мм:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м³:

Поперечная арматура (хомуты)

Диаметр арматуры, мм:

Расстояние между хомутами (шаг), мм:

Количество хомутов на ленту, шт:

Длина одного хомута (с учетом крюков), м:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м³:

Общая масса и объем арматуры на ленту

Масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м³:

Алгоритм работы калькулятора

Конструктивное армирование

Если выбран данный пункт меню, калькулятор рассчитает минимальное содержание рабочей продольной арматуры для конструкции фундамента согласно СП 52-101-2003. Минимальный процент армирования для железобетонных изделий лежит в диапазоне 0.1-0.25% от площади сечения бетона, равной произведению ширины ленты на рабочую высоту ленты.

СП 52-101-2003 Пункт 8.3.4 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11, Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.8)

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11

В нашем случае минимальный процент армирования составит 0.1% для растянутой зоны. В связи с тем, что в ленточном фундаменте растянутой зоной может быть как верх ленты, так и низ, процент армирования составит 0.1% для верхнего пояса и 0.1% для нижнего пояса ленты.

Для продольной рабочей арматуры используются стержни диаметром 10-40мм. Для фундамента рекомендуется использовать стержни диаметром от 12мм.

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.17

Руководство по конструированию бетонных и ж/б изделий из тяжелого бетона пункт 3. 11

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.27

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.94

Расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.13 (СП 52-101-2003 Пункт 8.3.6)

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.14 (СП 52-101-2003 Пункт 8.3.7)

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.95

Конструктивная арматура (противоусадочная)

Согласно руководству по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5. 16) для балок высотой более 700мм предусматривается конструктивная арматура по боковым поверхностям (2 прутка арматуры в одном горизонтальном ряду). Расстояние между стержнями конструктивной арматуры по высоте должно быть не более 400мм. Площадь сечения одной арматуры должна составлять не менее 0,1% от площади сечения, равной по высоте расстоянию между этими стержнями, по ширине половине ширины ленты, но не более 200мм.

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 (Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.16)

По расчету получается, что максимальный диаметр конструктивной арматуры составит 12мм. По калькулятору может получаться и меньше (8-10мм), но все же, чтобы иметь запас прочности лучше использовать арматуру диаметром 12мм.

Пример

Исходные данные:

Размеры фундамента в плане: 10х10м (+одна несущая внутренняя стена )
Ширина ленты: 0.4м (400мм)
Высота ленты: 1м (1000мм)
Защитный слой бетона: 50мм (выбран по умолчанию)
Диаметр арматуры: 12мм

Расчет:

Рабочая высота сечения ленты [ho] = Высота ленты – (Защитный слой бетона + 0. 5 * Диаметр рабочей арматуры) = 1000 – (50 + 0.5 * 12) = 944 мм

Площадь сечения рабочей арматуры для нижнего (верхнего) пояса = (Ширина ленты * Рабочая высота сечения ленты) * 0.001 = (400 * 944) * 0.001 = 378 мм2

Подбираем кол-во стержней по СП 52-101-2003 приложения 1.

Сечение подбираем большее либо равное найденному сечению выше.

Получилось 4 стержня арматуры диаметром 12мм (4Ф12 А III) с площадью поперечного сечения 452мм.

Итак, мы нашли стержни для одного пояса нашей ленты (допустим нижнего). Для верхнего получится столько же. В итоге:

Кол-во стержней на нижний пояс ленты: 4

Кол-во стержней на верхний пояс ленты: 4

Общее кол-во продольных рабочих стержней: 8

Общее сечение продольной рабочей арматуры на ленту = Поперечное сечении одного стержня * Общее кол-во продольных стержней = 113.1 * 8 = 905мм2

Общая длина ленты = Длина фундамента * 3 + Ширина фундамента * 2 = 10 * 3 + 10 * 2 = 50м (47. 6м в калькуляторе с учетом ширины ленты)

Общая длина стержней = Общая длина ленты * Общее кол-во продольных стержней = 47.6 * 8 = 400м = 381м

Общая масса арматуры = Масса одного метра арматуры (находим по таблице выше) * Общая длина стержней = 0.888 * 381 = 339кг

Объем арматуры на ленту = Сечение одной продольной арматуры * Общую длину стержней / 1000000 = 113.1 * 381 / 1000000 = 0.04м3

Расчетное армирование

Если выбран данный тип меню, то расчет продольной рабочей арматуры для растянутой зоны будет выполнен по формулам пособия к СП 52-101-2003.

В нашем случае растянутая арматура устанавливается сверху и снизу ленты, поэтому у нас будет рабочая арматура и в сжатой и в растянутой зоне.

Пример

Исходные данные:

Ширина ленты: 0.4м
Высота ленты: 1м
Защитный слой бетона: 50мм
Марка (класс) бетона: М250 | B20
Диаметр арматуры: 12мм
Класс арматуры: А400
Макс. изгибающий момент в фундаменте: 70кНм

Расчет

Для нахождения Rb воспользуемся таблицей 2.2 пособия к СП 52-101-2003

Для нахождения Rs воспользуемся таблицей 2.6 пособия к СП 52-101-2003

Максимальный изгибающий момент [M] у нас был предварительно найден. Для его нахождения понадобится знать распределенную нагрузку от веса дома (включая фундамент). Для данных целей можно воспользоваться калькулятором: Вес-Дома-Онлайн v.1.0

Расчетная схема для нахождения изгибающего момента: балка на упругом основании.

Расчет для наглядности будем производить в [см].

Рабочая высота сечения [ho] = Высота ленты – (Защитный слой бетона + 0.5 * Диаметр арматуры) = 100см – [5см + 0.6см] = 94.4см

Am = 700000кгс*см / [117кг/см2 * 40см * 94.4см * 94.4см] = 0.016

As = [117кгс/см2 * 40см * 94.4см] * [1 – кв. корень (1 – 2 * 0.016)] / 3650кгс/см2 = 2,06см2 = 206мм2

Теперь нам нужно сравнить площади сечения рабочей арматуры полученную по расчету и площадь сечения конструктивного армирования (0. 1% от сечения ленты). Если площадь конструктивного армирования окажется больше расчетного, то принимается конструктивное, если нет то расчетное.

Площадь сечения растянутой арматуры при конструктивном армировании (0.1%): 378мм2

Площадь сечения растянутой арматуры при расчете: 250мм2

В итоге выбираем площадь сечения при конструктивном армировании.

Поперечное армирование (хомуты)

Поперечное армирование рассчитывается по данным пользователя.

Нормативы поперечного армирования

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.18

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.21

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.23

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.20

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.105

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.106

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.107

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.109

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.111

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 2.14

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.24

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.22

Защитный слой бетона

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.6

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.8 (Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.4)

Полезное

Нормативная документация
СП 52-101-2003 Бетонные и жб конструкции без предв. напряжения арматуры
Пособие к СП 52-101-2003 по проектированию бетонные и жб конструкции без предв. напряжения арматуры
СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции
Руководство по конструированию бетонных и жб конструкций из тяжелого бетона (без предв. напряжения)

Книги
Армирование элементов монолитных железобетонных зданий И.Н. Тихонов 2007г.

Строительные калькуляторы

чертежи и схемы, технология по шагам, ошибки

Процессы, происходящие в грунте, например, морозное пучение, растягивают ленточный монолитный фундамент в разные стороны. Бетон без армирования не выдерживает такие нагрузки, так как он удлиняется без разрыва только на 0,2‒0,4 мм. Сталь растягивается на 4‒25 мм без ущерба, поэтому железобетонная конструкция гораздо прочнее. Для качественной работы этой системы важно рассчитать схему и правильно выполнить армировку. Сделать это можно самостоятельно, главное — не нарушать требований инструкции.

Оглавление:

Инструкция по армированию
Рекомендации специалистов
Распространенные ошибки

Пошаговое руководство по армированию

1. Рисуют чертеж.

Перед расчетом материалов составляют схему, которая соответствует строительным нормам. Арматура для фундамента делится на рабочую и конструкционную. Первая группа работает на растяжение, а вторая сохраняет форму каркаса во время заливки.

Для мелкозаглубленного ленточного фундамента хватит двух рядов продольной рабочей арматуры вверху и внизу, в середине вставляют для прочности при бетонировании. Заглубленную ленту армируют равномерно, максимальное расстояние между продольными стержнями — 40 см. В обоих случаях основная роль вертикального армирования — поддержка каркаса, поэтому для него выбирают пруты с меньшим диаметром. Если высота ленты двухэтажного дома больше 70 см, для прочности связывают бетонную подготовку и фундамент.

Минимальные расстояния между элементами:

Между вертикальными прутьями — не более 50 см.
Защитный слой бетона — 3‒5 см, если под основанием есть бетонная подготовка; 7 см, когда ее нет.
Расстояние между продольной арматурой — не менее 3‒6 см, в зависимости от количества стержней в ряду, и не более 20 см.

Углы и места соединения внешней и внутренней ленты испытывают большие нагрузки. Внимательно изучите чертежи и схемы армирования ленточного фундамента. Для углов используют П- и Г-образные схемы. Чтобы их выполнить, стержни предварительно сгибают, так как вязка отдельных элементов в этих местах приводит к расслаиванию бетона и сколам. Поперечную арматуру в таких зонах ставят в 2 раза чаще.

2. Выбирают и рассчитывают материалы.

Чаще всего используют класс A-III (А400‒А500) ребристой арматуры с диаметром 6‒16 мм, так как она лучше схватывается с бетоном. Для вертикальных хомутов в ленточном фундаменте иногда берут гладкие A-I‒A-II. Диаметр зависит от веса и конструкции фундамента, ниже приведены минимальные размеры сечений для каждой цели. Если вы делаете схему армирования тяжелого строения, поручите выполнение расчетов проектировщикам. Правильно рассчитать нагрузки и выбрать оптимальный диаметр и количество стержней самостоятельно сложно.

Вид арматуры	Минимальный диаметр, мм
Продольная до 3 м	10
Продольная больше 3 м	12
Поперечная до 0,8 м	6
Поперечная больше 0,8 м	8

3. Очищают поверхность основания от лишнего мусора, размечают месторасположение каркаса.

4. Сгибают стержни для хомутов и углов.

Нет единой последовательности укладки арматуры, выбор зависит от площади и количества работников. Для небольших оснований элементы сначала связывают, а потом частями размещают их в траншее. Но так устанавливать каркас своими силами тяжело, особенно если предстоит выполнить армирование ленточного фундамента большой площади. Поэтому дальше мы разберем порядок укладки, который часто используют небольшие строительные бригады.

5. Устанавливают хомуты на бетонные подставки или фиксаторы-лягушки. Чтобы каркас не смещался, через него пропускают туго натянутую веревку или привязывают каждый элемент к опалубке.

6. В конструкцию вставляют продольные стержни и фиксируют их на лягушках.

7. Выполняют армирование углов, если для этого используют дополнительные элементы.

8. Вяжут или спаивают всю конструкцию. Подробнее о способах соединения — в разделе рекомендации.

9. Устанавливают фиксаторы между стенками опалубки и арматурой.

10. Проверяют прочность и отклонения от осей, чтобы ленточный фундамент не покосился со временем.

Нюансы работ

1. Расчет материалов армирования.

Предусмотрите, чтобы арматуры хватило на нахлест (30‒50 мм). Стандартная длина стержня 11,7 м. Не заказывайте обрезки, так как трудоемкость работы повысится, а рассчитать нужное количество будет невозможно, ведь арматуру продают в килограммах.

2. Соединение.

Стержни спаивают, вяжут или скрепляют муфтами. Лучше вязать элементы армировки, а не паять, так как прочность каркаса падает, особенно если оставить его без бетона во влажную погоду. Чтобы сократить расход арматуры для ленточного фундамента, применяют муфты, так как для пайки рекомендуется соединять пруты с нахлестом 10‒15 см, в зависимости от диаметра. Если их вяжут, длина места скрепления составляет 10 диаметров для марок бетона от М300 и 15 — для М200.

Вязать можно с помощью крючка, специального пистолета и шуруповерта или дрели с насадкой из гвоздя. ПроцСхема усиления ленточного основанияесс ручной вязки крючком занимает много времени.

3. Сгибание стержней.

В продаже есть станки, чтобы согнуть арматуру, но они стоят дорого, поэтому мастера придумали разные способы для изготовления хомутов самому. Например, приваривают два уголка к ровной вертикальной поверхности, вставляют туда прут и гнут, надевая на него трубу. Арматуру с диаметром 6‒8 мм осилят тиски. Если у вас есть смекалка, реализовать идею с двумя параллельными уголками будет легко. Главное, чтобы все углы были прямые, а стороны хомутов находились в одной плоскости, иначе ленточное основание не будет надежным.

4. Подготовка элементов армировки.

Стержни слегка намачивают за пару дней до заливки, чтобы увеличить сцепление стали с бетоном, но перед этим обязательно удаляют отслоившуюся ржавчину металлической щеткой.

Возможные ошибки

Когда люди без опыта армируют конструкцию своими руками, часто они не смотрят руководство и совершают типичные просчеты, это приводит к печальному результату.

Ошибка	Почему нельзя
Нагревать стержни перед сгибом.	Армирование получается непрочным.
Паять арматуры без литеры «С».	Каркас не выдержит высоких температур и быстрее разрушается.
Вставлять поперечную арматуру в песчано-грунтовую подушку.	Сталь быстро ржавеет в таком положении.
Использовать в армировании одни обрезки.	Каркас не будет функционировать. Максимальная доля соединений в конструкции — 50 %.
Соединять параллельные стержни без разбежки.	Такая арматура не будет работать. Минимальная длина между скреплениями соседних стержней — 61 см.
Не загибать на углах.	Бетон быстро отслоится от этих мест, так как нагрузка на них выше.
Заливать кривой армокаркас.	Ленточный фундамент тоже со временем покосится.

Чтобы железобетон работал, обязательно выполнять армирование монолитного фундамента по правильно составленному чертежу. Это важно для ленточного мелкозаглубленного основания, так как она находится в зоне постоянного движения грунта.

Если вы выполняете армирование своими руками, внимательно следуйте инструкции, даже если вам помогают специально нанятые работники. Контролируйте процесс, так как иногда компании нанимают людей, которые не знают элементарные стандарты строительства или просто халтурят.

Армирование ленточного фундамента — схема монтажа

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

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

Что такое ленточный фундамент и зачем его армировать

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

Ленточный фундамент имеет такие преимущества:

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

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

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

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

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

к содержанию ↑

Тип и количество арматуры для укрепления фундамента

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

к содержанию ↑

Правила закладки стальных прутьев в бетонную основу

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

Технология армирования ленточной основы выполняют по такому алгоритму:

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

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

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

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

к содержанию ↑

Схема армирования ленточного фундамента

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

Рисунок 1. Схема армирования ленточного фундамента

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

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

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

Рисунок 2. Схема армирования угла лапками

Подведя итог, можно выделить основные правила армирования фундамента:

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

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

Как французы делают ленточный фундамент:

Схема армирования ленточного фундамента — Всё про бетон

Армирование – это строительный процесс, который используется с целью усиления стойкости конструкции и повышения периода ее эксплуатации. Он представляет собой формирование сборного скелета, выступающего как защитный компонент, который противостоит воздействию почвы на стенки конструкции.

Чтобы добиться максимального результата следует четко рассчитать, сколько необходимо арматуры, а также точно провести армирование фундамента здания.

Правильное армирование ленточного фундамента своими руками

В основании фундамента первостепенным компонентом выступает бетонная смесь, сформированная из цемента, просеянного песка и чистой воды. Поскольку этот раствор не обладает достаточными физическими характеристиками, способными предоставить гарантию на отсутствие разнотипных деформаций в фундаменте конструкции, дополнительно используют металл.

Он позволяет увеличить степень противостояния сдвигам основания, резким изменениям температур и иным отрицательно воздействующим факторам. Сам по себе металл пластичен, но он способен обеспечить достойную фиксацию, поэтому армирование – важный и необходимый процесс во всем комплексе строительства.

Армирование следует проводить лишь в местах, где существует большая степень уязвимости к растяжениям. Чаще всего оно встречается на поверхности, поэтому следует в обязательном порядке армировать верхний уровень основания. В целях избежания коррозии материала, следует его защитить слоем бетонного раствора.

Допустимый показатель расстояния арматурного пояса от поверхности должен составлять около 5 см.

Зоны возможной деформации:

нижняя часть, когда наблюдается прогибание его середины вниз;
верхняя часть – выгибание каркаса вверх.

Для среднего уровня основания армирование проводить необязательно, поскольку в этой зоне практически не существует растягивания.

Учитывая возможные варианты деформации, следует обязательно выполнить армирование низа и верха, используя арматуру с ребристой поверхностью и диаметром в пределах 10–12 мм. В подобном варианте наблюдается наиболее тесный контакт с бетонным раствором. Иные элементы скелета могут быть небольшого диаметра и иметь сглаженную поверхность.

Если проводится армирование фундамента с шириной до 40 см, используются 4 прута арматуры диаметром 10–16 мм, которые соединены в каркас с диаметром 8 мм.

Ленточный тип основания большой длины имеет сравнительно незначительную ширину, из-за чего в нем могут присутствовать только продольные растяжения без поперечных. Поэтому в данной ситуации лучше всего использовать гладкие и тонкие прутья для формирования каркаса, а не для принятия на основание больших нагрузок.

Больше всего следует уделять внимание при армировании углов, поскольку во многих случаях деформации происходят именно в этой части конструкции. Армирование углов конструкции необходимо проводить так, чтобы один из концов согнутого металла уходил в одну стену, а другой – в иную. Поскольку не каждый материал арматуры поддается сварке, скреплять элементы между собой лучше, используя проволоку.

Правила верного армирования фундамента ленточного типа:

Работа начинается с установления опалубки, которая с внутренней стороны обкладывается пергаментом. Данная процедура в дальнейшем позволяет быстрее разобрать созданную конструкцию.
Затем следует вбить арматурные прутья в грунт траншеи на расстоянии 5 см от опалубки и с шагом в 40–60 см. Длина прутьев должна быть равной глубине фундамента.
На дно траншеи укладывается подставка размером в 8–10 см, а поверх нее формируется 2 или 3 нитки ряда арматуры. Как подставку можно применить обыкновенный кирпич, уложенный на ребро.
Верхний и нижний пояс из арматуры с поперечными соединениями прикрепляется к вертикальным стержням.
В местах, где происходит пересечение элементов, необходимо проводить крепление проволокой или сваркой.

Обязательно соблюдайте расстояние до будущей поверхности фундамента, для этого можно использовать кирпичи.

Установив арматуру, следует сделать вентиляционные отверстия и провести заливку бетона.

Наличие вентиляционных дыр и отверстий увеличивает амортизационные показатели и предотвращает возникновение гнили.

Идеальным вариантом считается использование схемы для ленточного фундамента, состоящей из примитивных геометрических фигур, таких как квадрат или прямоугольник, тогда каркас проще смонтировать правильно, а фундамент в результате получается более надежным и крепким.

Основные ошибки армирования ленточного фундамента

Самые известные и часто допускаемые ошибки:

Углы. Главная проблема и ошибка уложить стержни угла крест-накрест. Из-за подобной укладки в фундаменте очень часто возникают трещины.
Гидроизоляционный материал. Очень часто при создании опалубки забывают об использовании гидроизоляции, вследствие чего вода вымывает цемент и делает бетон менее устойчивым и прочным. Также это способствует возникновению усадочных трещин. Слой гидроизоляции следует очень хорошо и тщательно прикрепить к опалубке, чтобы устранить формирование нежелательных складок и впадин в фундаменте.
Заливка бетона. Заполнение ленточного фундамента бетонной смесью по высоте очень часто не доходит до краев, а долив, проводят лишь через пару дней. Технология подобного типа уже не являет собой конструкцию из монолита, она похожа на две обыкновенные балки с однослойным армированием, которые объединяет между собой скрепление слоев бетонной смеси и поперечной арматуры. Заливка бетона при создании фундамента должна быть беспрерывной, а максимально допустимый интервал для перерыва должен быть не более двух часов.
Вентиляция. Огромную ошибку совершают при установке и в процессе эксплуатации продухов необходимых для вентиляции холодного подполья. Они выполняются из труб диаметром 10 см. Самая минимальная площадь, требуемая для продуха, должна быть около 0,05 м² (приблизительно 20х25 см).

Запрещается закрывать продухи на зиму, поскольку это приводит к отсутствию вентиляции и загниванию конструкции.

Зачем нужна арматура в ленточном фундаменте?

Со временем у любого дома возникает просадка, поскольку грунт, находящийся под подошвой основания, поддается давлению сверху и уплотняется. Чем больше давления на него оказывают, тем сильнее и быстрее он уплотняется. Если возникающий напор распределен равномерно по всей площади ленточного фундамента, то в этом нет особой проблемы.

Как правило, в реальных условиях давление на основание не симметрично из-за чего здание оседает неравномерно. Чтобы избежать подобной проблемы в фундаменте применяются ленты различной ширины, но даже этот прием не всегда способствует устранению и уравнению давления на фундамент.

Неравномерному осадку фундамента способствует:

Разнообразные включения грунтовой почвы.
Неравномерная и непостоянная влажность.
Различные достройки и пристройки.
Протечка водонесущих коммуникаций.
Отсутствие с какой-либо стороны отмостки и т. п.

Под влиянием указанных причин осадки, поверхность грунта под фундаментом становится кривой относительно вертикального направления здания. Больше всего подвержены воздействию углы конструкции и места с большими перепадами нагрузки.

В подобной ситуации в фундаментной ленте возникает внутренне напряжение, которое способствует возникновению изгибающихся моментов и трещин. Чтобы устранить нежелательное давление на основание, снизить количество трещин и изгибов внутрь фундамента добавляют арматуру.

Какая арматура нужна для фундамента?

Существует два варианта, используемой в строительстве арматуры:

Стальная, которая подразделяется на:
- стержневую;
- проволочную.
Композитная арматура. Она применяется сравнительно редко из-за характерных для нее минусов.

Чтобы армировать фундамент ленточного типа используют стержневую арматуру в качестве основного (рабочего) материала и гладкую как дополнительного.

Главное свойство для рабочей арматуры способность быстро и хорошо сцепляться с бетоном. Подобный тип арматуры производят с периодическим профилем, подразделяя его по показателям прочности на классы.

Согласно ГОСТу, существовавшему в период СССР, для частного типа строительства применяется арматура класса А-ΙΙΙ или аналог А400 (по современному ГОСТу). Для поперечной арматуры используется гладкий стержень класса А-Ι или А240 (современный ГОСТ).

Между арматурой старого и современного образца существует отличие в виде измененного профиля серповидной формы, в остальных аспектах отличия отсутствуют.

Чтобы правильно выбрать арматуру для фундамента в магазине следует просто обратить внимание на обозначения:

Индекс С указывает на то, что арматурный прокат свариваемый;
Индекс К свидетельствует о том, что арматура обладает стойкостью к процессам коррозийного растрескивания, возникающих в связи с давлением на фундамент.

Если эти индексы отсутствуют на упаковке лучше не покупать такой подобный материал.

Конструктивные требования к ленточным фундаментам и их армированию

В связи с отсутствием возможности провести точный расчет диаметра для ленточного фундамента были разработаны специальные конструктивные требования к его армированию:

У рабочих стержней должен быть диаметр минимум 12 мм.
Количество продольных прутьев должно быть минимум 4, а лучше 6.
Продольные прутья соединяются между собой в пространственный каркас при помощи вязания проволоки или сваривания.
Шаг для поперечного армирования должен быть 20–60 см, а диаметр арматуры 6–8 мм.
Места с наиболее высоким уровнем возможной осадки, а также Т-образные пересечения требуют усиленного армирования с помощью арматурных лапок или вутов с диаметром равным тому, который используется для продольных стержней.
Толщина ленточного типа основания, как правило, составляет около 30 см.

Сколько нужно арматуры для ленточного фундамента?

Для фундамента используется арматура с небольшим диаметром, например, для малоэтажного строительства употребляется арматура с диаметром 10–12 мм, несколько реже – 14 мм.

В независимости от высоты основания для армирования понадобится сделать два пояса из ребристой арматуры класса А3 на расстоянии 5 см от нижней и верхней части фундамента. Поперечные и вертикальные прутья могут быть выполнены из гладкого типа арматуры класса А1.

Для ширины фундамента около 40 см достаточно применить 4 продольных стержня арматуры, из которых два находится внизу и два вверху. Если ширина фундамента больше 40 см или строительство ведется на подвижных грунтах, следует применить больше стержней приблизительно 3 – 4 для верхнего и столько же для нижнего пояса.

Чтобы провести расчет количества необходимой арматуры существует два метода:

Самостоятельный подсчет

Пример. Длина фундамента под здание 6 на 10 м с двумя стенами будет равна 48 метрам (6+10+6+10+6+10=48м).

Если ширина основания 60 см, а армирование состоит из 6 продольных прутьев, то их длина составит 288 метров (6*48=248м).

Шаг между поперечными и вертикальными стержнями соблюдается в 0,5 м, ширина фундамента – 60 см, высота – 1,9 м, отступы стержней от каркаса по 5 см.

В этом случае длина гладкой арматуры с диаметром 6 мм на каждое соединение составляет 640 см или 6,4 м. ((60-5-5)*2+(190-5-5)*3=640 см), а соединений будет 97 штук (48/0,5+1=97 шт.), на них потребуется 620,8 метров арматуры (97*6,4=620,8м).

Для каждого соединения необходимо 6 пересечений для вязки арматуры и приблизительно 12 частей вязальной проволоки. На одну связку требуется 30 см проволоки. Исходя из этих данных, общий расход проволоки составит 349,2 м (0,3*12*97=349,2 м).

Использование коэффициента армирования

Для зданий с небольшой этажностью существует уже выведенный строителями показатель количества арматуры, который составляет 80 кг/м³.

Пример. Если для фундамента необходимо 20 м3 бетонного раствора, значит, арматуры понадобится 20*80=1600 кг. Подсчет бетона делать несложно, необходимо лишь знать периметр дома, длину внутренних стен, задать высоту ленты 30 см и помножить ее на ширину.

Чтобы расчет был более экономным лучше всего сделать более точный подсчет необходимого количества арматуры, нарисовав схему армирования. А затем, просчитав погонаж на продольную и поперечную арматуру, вут, а также добавив к этому приблизительно 10 %, которые уйдут на обрезки, умножить полученный результат на вес погонного метра для каждого из используемых диаметров арматуры.

Армирование ленточного фундамента — вязать или варить?

Прутья из металла можно соединять между собой в каркас с помощью вязания или сваривания. Каждый вариант обладает своими положительными и отрицательными качествами.

Главным недостатком сваривания выступает, отсутствие возможности провести качественное поперечное соединение, используя ручной электрод. На заводах каркасы и сетки соединяют, применяя контактный, а не дуговой тип сварки.

В связи с этим очень часто наблюдаются недостаточно прочные соединения (непровар) или ослабление продольного стержня (подрез). Также большим недостатком сваривания является то, что не все материалы поддаются сварке, например, арматура класс А3 делается из стали марки 35ГС, которая не сваривается.

Также если учесть, что для сваривания необходим сам аппарат, наличие знаний, умение им пользоваться, а также расход электричества, то больше преимущества в строительстве отдают вязанию.

Вязание проводится с использованием проволоки диаметром 0,8–3 мм, а в качестве инструмента выступает специальный вязальный крючок. Единственным недостатком такого варианта соединения является высокая трудоемкость.

Какие материалы применяются для армирования?

Для армирования необходимы следующие материалы:

Стальная либо композитная арматура, стержни которой выполненные из стеклопластика или металла.
Зажимной инструмент (вязальный крючок).
Стальная проволока (стяжные хомуты) для вязки. Для металла с индексом С, можно использовать сварку. В этом случае необходим сварочный аппарат.
Ножовка по металлу и т. д.

Правильное армирование ленточного фундамента на долгие годы укрепит здание, снизит количество трещин в основании и на стенах, а также убережет конструкцию от осадки.

Основные этапы армирования ленточного фундамента частного дома

Большинство людей предполагают, что фундамент это просто бетонная глыба, на определенную глубину закопанная в землю и вместе с тем не все осознают, что для улучшения эксплуатационных характеристик такого фундамента, главным образом его прочности и надежности его необходимо армировать.

Еще 150 лет назад стали дополнительно армировать ленточный фундамент, создавая тем самым не что иное, как железобетонную конструкцию. Такая конструкция вполне способна выдержать серьезные нагрузки, порой возникающие даже на уже возведенных объектах.

Проще говоря, армирование предназначено для того чтобы фундамент здания мог противостоять нагрузкам имеющим место в любом возведенном здании. Эти нагрузки обычно возникают либо из-за неоднородности грунта, либо из-за различной массы отдельных элементов сооружения, в результате чего разные участки фундамента испытывают разные нагрузки и в то время как металл пытается противостоять нагрузкам растяжения, бетон противостоит нагрузкам сжатия.

При этом стоит учитывать, что именно растяжение чаще всего становится причиной образования трещин в фундаменте и в связи с этим армирование играет важную роль в долговечности всей конструкции.

Материалы и инструменты для армирования ленточного фундамента

Для того чтобы армирование ленточного фундамента не доставляло никаких неудобств необходимо заранее позаботится о заготовке нужных материалов, а это:

арматура;
вязальная проволока;
крючок для вязки.

При этом стоит учитывать, что из опыта для строительства частного дома вполне достаточно арматуры диаметром от 6 до 10 мм.
Естественно что, чтобы заготовить необходимый материал необходимо предварительно произвести кое-какие расчеты и для это не нужно упускать из виду вот что:

для изготовления продольных элементов каркаса необходимо использовать арматуру большего диаметра, так как эти элементы испытывают большие нагрузки;
при этом использовать необходимо арматуру, имеющую ребра, что позволит добиться максимального сцепления с грунтом, а толщина прута зависит от изменения характеристик грунта по периметру здания;
также, выполняя армирование ленточного фундамента, во избежание начала процессов коррозии характерных для большинства металлов арматуру необходимо минимум на 50 мм утопить в бетон со всех сторон, но при этом не нужно ее утапливать слишком глубоко в верхней части, ведь именно эта часть воспринимает основные нагрузки;
для изготовления поперечных и вертикальных стоек, соединяющих продольные элементы каркаса можно использовать прутья толщиной от 6 мм, которые могут быть гладкими;
расстояние между этими элементами должно быть в пределах 100-300 мм.

Используя эти размеры можно примерно рассчитать необходимое количество метров арматуры, для этого достаточно подсчитать, сколько необходимо одинаковых прутков для создания каркаса и умножить это число на их длину. Как правило, такие расчеты оказываются довольно точными.

Этапы армирования ленточного фундамента

Рассчитав и заготовив необходимое количество арматуры можно переходить к созданию каркаса, который обычно подгоняется под размеры фундамента. Исходя из того, что обычно фундамент имеет ширину равную 400 мм и высоту не более 1200 мм лучше всего делать каркас трех уровневым, используя для этого арматуру толщиной 10 мм, а соединять основание с верхним и промежуточным уровнем лучше 8 мм арматурой.

При этом если не отходить от технологии армирования ленточного фундамента, то результатом должен стать каркас, высота которого вдвое больше ширины. Из-за того что фундамент имеет малую ширину и большую длину основные нагрузки возникают именно продольной проекции, поэтому вертикальные и поперечные элементы являются в большей степени конструктивными и на них можно немного сэкономить.

Также технология армирования подразумевает армирование углов фундамента изогнутыми прутьями, хотя большинство предпочитает не заморачиваться и просто устанавливает перпендикулярно друг другу два каркаса, ни одно здание, так построенное, еще не упало, и не упадет.

Одним из этапов армирования ленточного фундамента будет вязка арматуры для чего необходимо запастись собственно арматурой, проволокой и специальным крючком. При этом не нужно для создания каркаса использовать сварку, такой каркас может лопнуть, не выдержав нагрузок, хотя будет несколько жестче вязанного. Изготовив каркас можно переходить к очередному этапу строительных работ, который еще больше приблизит к финалу.

ИНЖЕНЕР-СТРОИТЕЛЬ: Пример проектирования 3: Армированный ленточный фундамент.

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

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

Здание может поддерживаться на грунтовых балках и сваях, снятых до прочного основания, но в этом случае выбранное решение состоит в том, чтобы спроектировать широкий усиленный ленточный фундамент, способный перекрывать мягкий участок номинальной ширины.

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

Загрузки

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

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

Рис. 11.22 Комбинированный частичный коэффициент безопасности для статических + приложенных нагрузок.

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

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

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

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

Минимальная ширина фундамента равна

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

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

Реактивное расчетное давление вверх для расчета боковой арматуры
Боковой изгиб и сдвиг b = 1000 мм.

Таким образом, vu

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

.
Продольный изгиб и сдвиг из-за углублений
Предельный момент из-за перекрытия фундамента (предполагается, что он просто поддерживается) в локальной депрессии 2,5 м составляет Ширина для расчета арматуры b = B = 1200 мм.
Таким образом, vu

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

Рис. 11.24 Пример расчета армированной ленточной опоры — арматура.

Проектирование фундаментов зданий

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

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

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

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

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

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

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

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

Автор текста: указан в исходном документе указанного текста

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

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

Проектирование фундаментов зданий

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

Вся информация на нашем сайте предназначена для некоммерческих образовательных целей

Проектирование фундаментов зданий

Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой

Adams, M.T. и Коллин, Дж. К. (1997) Испытания нагрузок на большие модели на геосинтетических армированных грунтах, Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, ASCE , 123 (1), 66–72.

Google ученый

Akinmusuru, J.O. и Akinbolande, J.A. (1981) Стабильность нагруженных опор на усиленном грунте, Журнал геотехнической инженерии, ASCE , 107 (6), 819–827.

Google ученый

Дас, Б.М. и Омар М. (1994) Влияние ширины фундамента на модельные испытания на несущую способность песка с усилением георешетки, Геотехническая и геологическая инженерия , 12 (2), 133–141.

Google ученый

Fragaszy, R.J. и Лоутон, E.C. (1984) Несущая способность укрепленных песчаных грунтов, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE , 110 (10), 1500–1507.

Google ученый

Гвидо, В.А., Чанг, Д.К. и Суини, М.А. (1986) Сравнение плит земли, армированных георешеткой и геотекстилем, Canadian Geotechnical Journal , 23 (4), 436–440.

Google ученый

Гуидо В.А., Кнёпель Дж.Д. и Суини М.А. (1987) Испытания под нагрузкой плит на земляных плитах, армированных георешеткой, Proceedings, Geosynthetics ’87 , стр. 216–225.

Хансен, Дж. Б. (1970) Пересмотренная и расширенная формула несущей способности, Бюллетень 28 , Датский геотехнический институт, Копенгаген.

Google ученый

Хуанг, К.К. и Тацуока, Ф. (1988) Прогнозирование несущей способности ровного песчаного грунта, усиленного полосовой арматурой, В: Труды Международного геотехнического симпозиума по теории и практике укрепления грунта , Фукуока, Кюсю, Япония, стр. 191 –196.

Khing, KH, Das, BM, Puri, VK, Cook, EE и Yen, SC (1993) Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой, Геотекстиле и геомембранах , 12 (4 ), 351–361.

Google ученый

Mandal, J.N. и Манджунатх В. (1990) Несущая способность однослойного геосинтетического песчаного земляного полотна, В: Труды Индийской геотехнической конференции , стр. 7–10.

Омар, М.Т., Дас, Б.М., Йен, С.С., Пури, В.К. и Кук, E.E. (1993) Максимальная несущая способность прямоугольных фундаментов на песке, армированном георешеткой, Geotechnical Testing Journal, ASTM , 15 (2), 246–252.

Google ученый

Reissner, H. (1924) Zum erddruckproblem, In: Proceedings of the 1st International Congress of Applied Mechanics , Delft, pp. 259–3 11.

Shin, E.C. and Das, B.M. (1999) Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой, В: Труды XI Азиатской региональной конференции по механике грунтов и инженерно-геологическому проектированию, , Сеул, Корея, стр. 189–192.

Vesic, A.S. (1973) Анализ предельных нагрузок на фундаменты мелкого заложения, журнал , Отдел механики грунтов и фундаментов, ASCE , 99 (1), 45–73.

Google ученый

Yetimoglu, T., Wu, J.T.H. и Сагламер А. (1994) Несущая способность прямоугольных опор на песке, армированном георешеткой, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE , 120 (12), 2083–2099.

Google ученый

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

Ленточная опора: Опора, которая в одном направлении длиннее, чем в другом. Обычно под стенами.
Стартерные стержни: Стальные арматурные стержни, отлитые в две отдельные заливки бетона. При соединении внахлест с основными стержнями они продолжают армирование через бетонное соединение.
Засыпка: Заливочный материал или процесс засыпки и уплотнения котлована после завершения работы.

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

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

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

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

На фото 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 теперь конструктивно в них нет необходимости, но они все еще использовались из соображений безопасности.Представьте, что кто-то на них падает.

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

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

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

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

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

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

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

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

Abstract

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

Образец цитирования: Хасан Н.И., Мохд Тайб А., Мухаммад Н.С., Мат Язид М.Р., Муталиб А.А., Абанг Хасболлах Д.З. (2020) Эффективность ленточного фундамента с армированием георешеткой для различных типов почв в Мосуле, Ирак.PLoS ONE 15 (12): e0243293. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0243293

Редактор: Цзяньго Ван, Китайский 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.Геосинтетические материалы, которые используются в армированных грунтах, бывают разных типов, включая геосетки, геотекстиль, геомембраны, геосинтетические глиняные облицовки, геосетки и геоячейки [30]. Георешетка — один из строгальных геосинтетических материалов, обычно изготавливаемых из полимеров; В настоящее время различные разновидности геосеток изготавливаются из полипропилена или полипропилена высокой плотности (HDPP), что способствует эффективному использованию различных геотекстильных материалов.

Фундамент с системой армирования грунтом называется фундаментом с грунтовым покрытием (РПГ).Рис. 1 иллюстрирует типичный геосинтетический армированный грунт фундамент и описание различных геометрических параметров. Параметры армирования георешетки 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 ) равно 0.33 (где B — ширина опоры). Во многих исследованиях были выбраны разные размеры основания и георешетки, но все результаты указывают на различное поведение в зависимости от классификации почвы. Можно понять, что разные географические районы имеют разные типы почвы и условия, поэтому правильная конструкция используемой георешетки важна для улучшения грунтовых оснований. Более того, фундаменты из армированного грунта могут быть экономичной альтернативой обычным фундаментам мелкого заложения с большими размерами фундамента, которые, в свою очередь, увеличивают осадку фундамента из-за увеличения глубины зоны влияния под фундаментом или замены слабых слоев грунта подходящими материалами [31] .

В течение последних тридцати лет было проведено множество экспериментальных, численных и аналитических исследований для изучения поведения RSF для различных типов почв. Все исследования показали, что использование арматуры может значительно увеличить несущую способность и уменьшить осадку грунтовых оснований [33]. Чен и Абу-Фарсах и др. . В работе [34] для оценки преимуществ фундамента с усиленным грунтом использовались две концепции, например коэффициент несущей способности (BCR) и коэффициент уменьшения осадки (SRR).BCR определяется как отношение несущей способности фундамента из армированного грунта к несущей способности фундамента из неармированного грунта, тогда как SRR определяется как отношение уменьшения осадки основания на основе армирования к осадке основания из неармированного грунта при постоянном поверхностном давлении [ 35]. BCR представлен как: (1)

Где:

( q _ult) _r — предельная несущая способность фундамента из армированного грунта.

( 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 et al . [37], Хаджезаде и др. . [38], Joh и др. . [39], Чик и др. . [40], Ли и др. . [41], Азриф и др. . [42] и Zhanfang et al . [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 при увеличении u / B ; улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 0B для u / B , h / B и b / B соотношения 0,5, 0,25 и 3. Незначительное улучшение BCR наблюдалось при увеличении отношения длин ( b / B ) арматуры сверх трех с двумя армирующими слоями и отношениями u / B и h / B , равными 0.25 и 0,25 соответственно. Кроме того, Ли и др. . [44] провели испытание лабораторной модели с использованием жесткой ленточной опоры, опирающейся на плотный песок, покрывающий мягкую глину, со слоем геотекстиля на границе раздела. Они обнаружили, что слой армирования на границе раздела песок-глина привел к дополнительному увеличению несущей способности и уменьшению осадки основания; Эффективная ширина арматуры, которая привела к оптимальным характеристикам основания, оказалась примерно в пять-шесть раз больше ширины основания.

Кроме того, исследование методом конечных элементов, проведенное Курианом и др. . [45] на ленточном основании, поддерживаемом армированным песком, с использованием модели грунта Дункана-Чанга показали явное уменьшение осадки в армированном песке при более высоких нагрузках, чем в случае неармированного песка. Численные результаты также показали, что небольшое увеличение осадки произошло в армированном песке на начальной стадии процесса нагружения. Возможное объяснение этого явления дано Курианом и др. .[45] было то, что нормальная нагрузка была слишком мала, чтобы мобилизовать достаточное трение между грунтом и арматурой. Относительное движение между грунтом и арматурой увеличивалось с увеличением нагрузки и уменьшалось с увеличением глубины армирования. Максимальное напряжение сдвига на границе раздела грунт-арматура произошло на относительном расстоянии ( x / B ) примерно 0,5 от центра основания, а напряжение, развиваемое в арматуре, было максимальным в центре и постепенно уменьшалось к концу. арматуры.С другой стороны, Махарадж [19] выполнил численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом армированной глиной, с использованием модели грунта Друкера – Прагера. Он пришел к выводу, что в случае однослойной арматуры оптимальное соотношение расстояния между верхним слоем ( u / B ) оказалось около 0,125 в армированной глине. Он также обнаружил, что эффективное отношение длины ( b / B ) арматуры было около 2,0, глубина воздействия зависела от жесткости арматуры, а увеличение геосинтетической жесткости уменьшило оседание основания.

Хотя многие исследования показали много интересных особенностей механизма взаимодействия грунт-геосинтетика, методы, используемые для проектирования геосинтетических грунтовых систем, все еще различаются и в большинстве случаев озадачивают инженеров. В основном использовался расчет системы армированного грунта с использованием методов предельного равновесия, который считался очень консервативным [46–48]. В последнее время внедрение метода конечных элементов для моделирования и анализа системы армированного грунта обеспечило соответствующие проектные характеристики, низкую стоимость и скорость, с использованием различных систем армирования грунта и граничных условий [49].Однако необходимость численного и аналитического исследования, учитывающего основные факторы механизма взаимодействия армированного грунтового основания, остается актуальной. В этой статье анализ несущей способности и осадки фундамента из армированного и неармированного грунта георешеткой 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 описано в Han et al . [55] и Ван и др. . [56] работают. Георешетка используется для улучшения механических характеристик подземного грунта при внешних нагрузках.Таким образом, он широко применяется в качестве армирующих слоев в стенах из механически стабилизированного грунта (MSE) и геосинтетического армированного грунта (GRS), в качестве меры стабилизации откосов и в качестве армирования подземного грунта под тротуарами и основаниями. Высокая растягивающая способность геосеток позволяет слоям армирования принимать на себя значительную часть растягивающих напряжений, возникающих в массиве грунта из-за действия внешней нагрузки. Таким образом, георешетки действуют как армирующие элементы и усиливают нагрузочно-деформационные характеристики армированного грунтового массива.

В ходе некоторых экспериментальных исследований Бинке и Ли [14] оценили несущую способность грунта, армированного металлическими полосами; Результаты испытаний показали, что несущая способность может быть улучшена в 2–4 раза за счет усиления грунта. Результаты их испытаний также показали, что арматура, размещенная ниже глубины воздействия, которая составляла приблизительно 2B , оказала незначительное влияние на увеличение несущей способности и размещение первого слоя на ( u / B = 0.3) ниже подошвы фундамента привело к максимальному улучшению. Акинмусуру и Акинболаде [57] исследовали влияние использования канатных волокон в качестве армирующих элементов на песчаную почву; их результаты показали, что предельная несущая способность может быть увеличена до трех раз по сравнению с неармированным грунтом; Оптимальное расстояние между верхними слоями ( и ) было определено равным 0 . 5B , и они показали, что улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 75Б . Сакти и Дас [2] провели экспериментальное исследование фундамента из глинистого грунта, армированного геотекстилем. Результаты их испытаний показали, что большинство преимуществ геотекстильной арматуры было получено при соотношении расстояния между верхним слоем ( u / B ) от 0,35 до 0,4. Для u / B 0,33 и h / B 0,33, BCR увеличился с 1,1 до 1,5, когда количество слоев увеличилось с 1 до 3, и после этого оставался практически постоянным. Затем была определена глубина воздействия при укладке геотекстиля, равная 1.0 В . Наиболее эффективная длина геотекстиля равнялась четырехкратной ширине ленточного фундамента

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

Адамс и Коллин [11] выполнили несколько серий крупномасштабных полевых испытаний. Испытания проводились в бетонном боксе с четырьмя квадратными опорами различных размеров. Для испытаний был выбран мелкодисперсный песок для бетонного раствора с плохой сортировкой. Результаты испытаний показали, что три слоя армирования георешеткой могут значительно увеличить несущую способность и что коэффициент предельной несущей способности (BCR) может быть увеличен до более чем 2.6 для трех слоев армирования. Однако величина осадки, необходимая для этого улучшения, составляла 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 составляет менее 0,25 B . В качестве альтернативы, Араб и др. . [27] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом песчаным грунтом, с использованием модели затвердевающего грунта.Они сообщили, что для геометрических параметров u / B = h / B = 0,5 и b / B = 4, эффект увеличения количества слоев георешетки ( N ) на несущую способность армированных георешеткой грунтов увеличили несущую способность и немного увеличили общую жесткость армированного песка. Увеличение жесткости георешетки также привело к увеличению BCR. Несмотря на то, что исследования грунтового основания, армированного георешеткой, проводились широко, поведение грунта не отражено полностью, особенно с учетом оптимизированного применения георешетки.Численное моделирование в этом исследовании способствует более глубокому пониманию грунтового основания за счет определения арматуры в моделях грунта.

Численное моделирование

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

Анализ модели

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

Детали армированных георешеткой грунтов, рассмотренных в модельных испытаниях, показаны в Таблице 1. В Plaxis армирование георешетки представлено с помощью специальных элементов растяжения (пятиузловых элементов георешетки). Георешетки имеют только нормальную жесткость и не имеют жесткости на изгиб, которая может выдерживать только растягивающие усилия. Единственное свойство материала георешетки — упругая осевая жесткость EA .Для моделирования взаимодействия элементов георешетки с окружающей почвой часто бывает удобно комбинировать эти элементы георешетки с интерфейсами. Назначенные интерфейсы почва-георешетка показаны на рис. 2. Каждому интерфейсу назначена виртуальная толщина, которая является воображаемым размером, используемым для определения свойств материала границы раздела. Модель упруго-идеально пластическая используется для описания поведения границ раздела при моделировании взаимодействия грунт-георешетка. Кулоновский критерий используется для различения упругого поведения, при котором небольшие смещения могут происходить внутри границы раздела, и пластического поведения границы раздела, когда происходит постоянное скольжение.Параметры границы раздела рассчитываются из 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 _inter предполагается равным 0,9 в настоящем исследовании.

После того, как геометрическая модель полностью определена и свойства материала назначены слоям грунта и структурным объектам, сетка применяется для расчетов методом конечных элементов (КЭ). Plaxis включает в себя процедуру полностью автоматического создания сетки, в которой геометрия дискретизируется на элементы базового типа элемента и совместимые структурные элементы, как показано на рис. 3. Основным типом элемента в сетке, использованной в настоящем исследовании, является треугольный элемент со средним размером 0.5–2 м, что обеспечивает точный расчет напряжений и разрушающих нагрузок. Plaxis предлагает пять различных плотностей ячеек, от очень крупной до очень мелкой. Предварительные расчеты проводились с использованием пяти доступных уровней глобальной грубости сетки, чтобы получить наиболее подходящую плотность сетки и минимизировать влияние зависимости сетки на моделирование методом конечных элементов. В ходе анализа количество треугольных элементов и точек напряжения в модели для каждого участка было изменено в зависимости от плотности сетки и расположения арматуры.В таблице 2 показано изменение количества элементов и точек напряжений в зависимости от плотности сетки моделей трех участков для случая пяти слоев георешетки. Как видно на рис. 4, размер сетки оказывает минимальное влияние на результаты после примерно 240 элементов для участка Башика и 400 элементов для участков как Аль-Хамедат, так и Аль-Рашидиа. Для Ba’shiqa это соответствует крупной сетке с уточнением вокруг элементов георешетки и фундамента модели, где ожидаются большие концентрации напряжений, и средней сетке с уточнением как для Аль-Хамедат, так и для Аль-Рашидиа.

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

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

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

Существует несколько процедур для решения задач нелинейной пластичности. Все процедуры основаны на автоматическом выборе размера шага в зависимости от применяемого алгоритма. Предельный уровень продвижения нагрузки — одна из таких процедур, которая используется в текущем анализе. Процедура автоматического определения размера шага используется в основном для этапов расчета, 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, прежде чем 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 армированного 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 смещения в горизонтальном направлении представлены на рисунках 9 и 10 соответственно. Максимальные горизонтальные напряжения на рис. 9 были сосредоточены непосредственно под основанием на глубине B и по горизонтали шириной B ; кроме того, по штриховке горизонтальных напряжений было ясно, что грунт разрушился под действием местного сдвига.

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

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

Сайт Аль-Хамедат:

Сайт Башики:

Сайт в Аль-Рашидии:

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

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

Армированные грунты

Девяносто расчетов методом конечных элементов было проведено на армированном грунтовом основании для изучения влияния армирования георешеткой на предельную несущую способность и осадку ленточного 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 неупрочненном грунте. На рис. 18 показаны горизонтальные напряжения, возникающие в массиве укрепленного грунта. Видно, что горизонтальные напряжения были немного увеличены до значения 228,96 кН / м ² из-за передачи части вертикальной нагрузки на горизонтальную нагрузку, которую несет арматура и, в свою очередь, на окружающий грунт. Кроме того, горизонтальные напряжения были распределены по слоям арматуры шириной 5 B , что указывало на сцепление и взаимодействие слоев почвы и георешетки; в результате силы растяжения внутри арматуры были мобилизованы, как показано на рис.19.

На рис. 20 показано распределение горизонтальных смещений в армированном грунте. Понятно, что смещение уменьшено до 8,68 мм из-за ограничения слоев арматуры, стрелки почти равномерно 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

(b) и количества слоев георешетки (N) на предельную несущую способность

На рис. 24–26 показано изменение BCR с шестью различными значениями ширины георешетки (b) для от 1 до 5 слоев георешетки ( N ) для трех участков Аль-Хамедат, Аль-Рашидия и Башика, соответственно.Из рисунков 24–26 видно, что увеличенная ширина георешетки (b) и номер георешетки (N) приводит к увеличению BCR для всех трех участков. Кроме того, грунт на Аль-Рашидиа способствует более высокому повышению предельной несущей способности, чем на двух других участках. Улучшение может быть связано с различием свойств почвы и размера зерна, как показано в Таблице 3 и Таблице S1. Почва Аль-Рашидиа песчаная и имеет угол трения ( φ = 28 °), больший, чем на двух других участках, в которых пассивные силы и силы трения между почвой и георешеткой будут выше, чем на двух глинистых участках [8].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 номера георешетки (N) , полученного как N = 5, все три почвы показывают хорошее улучшение несущей способности основания.

Влияние ширины георешетки

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

Коэффициент уменьшения осадки (SRR%) в зависимости от ширины георешетки ( b ) с числом слоев георешетки от 1 до 5 ( N ) показан на рисунках 27–29 для почв Аль-Хамедат, Аль-Рашидия, и Ba’shiqa соответственно. Из этих рисунков видно, что увеличение ширины слоя георешетки (b) и номера георешетки ( N ) приводит к уменьшению осадки основания для трех участков.На рисунках 27–29 наблюдалось уменьшение осадки фундамента (SRR%), полученное на этих трех участках в результате увеличения ширины арматуры георешетки (b) и количества слоев георешетки ( N ). Показано, что большее уменьшение осадки фундамента при увеличении ширины георешетки (b) достигается за счет грунта участка Башика для первых трех слоев георешетки ( N = от 1 до 3), за которым следует грунт Сайты Аль-Рашидиа и Аль-Хамедат соответственно.В то время как при 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 которых значение мобилизованного натяжения слоев георешетки в усиленной зоне будет выше, чем это два участка из-за попадания частиц песка в отверстия георешетки.Более того, может возникнуть более высокое сопротивление трению в зоне контакта между почвой и слоями георешетки. С другой стороны, грунт Аль-Хамедат имеет угол трения ( φ = 20 °) ниже, чем у двух других участков, что приводит к меньшему трению в зоне контакта грунта с георешеткой и меньшим пассивным силам на краях грунта. ребра георешетки. Таким образом, небольшое улучшение отображается на оседании фундамента, даже несмотря на то, что эффект глубокого залегания может иметь место в этой почве.

Из рисунков 27–29 также можно увидеть, что почва Аль-Хамедат демонстрирует лучшее улучшение осадки основания, поскольку число георешетки ( N ) увеличивалось, чем приращение ширины георешетки ( b ), в то время как почва Башики была противоположной. .Увеличение может быть связано с более высокой прочностью почвы на участке Аль-Хамедат ( c = 40 кПа ), чем почва Башика ( c = 15 кПа ), где на нее могут повлиять количество слоев георешетки ( N ) больше ширины георешетки ( b ). Оптимальная ширина георешетки ( b ) для трех участков при любом номере георешетки также составляет 5 B , в то время как не было получено оптимальное число георешетки ( N ), N = 5 все три почвы показали хорошее улучшение опоры основания.

Коэффициент улучшения (IF)

Коэффициент улучшения (IF) определяется как отношение несущей способности армированного грунта ( q _{усиленный}) к неармированному грунту ( q _{неармированный}) при определенных s / B соотношения. Где s / B — отношение осадки фундамента к ширине фундамента. 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 трех сайтов 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 номера георешетки ( N ), увеличение количества слоев георешетки приводит к увеличению IF, таким образом, уменьшая начальную осадку, необходимую для мобилизации натяжения слоя георешетки и обеспечения устойчивости армированного грунта. сопротивление приложенным нагрузкам даже при очень высокой осадке без обрушения.

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

Сравнение численного и аналитического анализа

BCR численного анализа с использованием Plaxis и аналитического анализа с использованием метода, разработанного Ченом и Абу-Фарсахом [17] для армированных грунтов трех участков, сравниваются на рис. 33–35.Эти рисунки показывают изменение BCR численного и аналитического анализа с номером георешетки ( N ) для почв Аль-Хамедат, Аль-Рашидиа и Башика, соответственно.

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

Заключение

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

Список литературы

1. Гвидо В. А., Чанг Д. К. и Суини М. А. Сравнение земляных плит, армированных георешеткой и геотекстилем.Канадский геотехнический журнал, 1986, 23 (4): 435–440.
2. Сакти Дж. П. и Дас Б. М. Модельные испытания ленточного фундамента на глине, армированной слоями геотекстиля. Совет по исследованиям в области транспорта, 1987 г. Получено с https://trid.trb.org/view/289088
3. Хуанг К. и Тацуока Ф. Несущая способность укрепленного горизонтального песчаного грунта. Геотекстиль и геомембраны, 1990, 9 (1): 51–82.
4. Мандал Дж. Н. и Сах Х. С. Испытания несущей способности глины, армированной георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 1992, 11 (3): 327–333.
5. Хинг К. Х., Дас Б. М., Пури В. К., Кук Э. Э., Йен С. С. Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 1993, 12 (4): 351–361.
6. Омар М. Т., Дас Б. М., Пури В. К. и Йен С. С. Максимальная несущая способность фундаментов мелкого заложения на песке с армированием георешеткой. Канадский геотехнический журнал, 1993, 30 (3): 545–549.
7.Шин Э., Пинкус Х., Дас Б., Пури В., Йен С. и Кук Э. Несущая способность ленточного фундамента на глине, армированной георешеткой. Журнал геотехнических испытаний, 1993, 16 (4): 534.
8. Дас Б. М. и Омар М. Т. Влияние ширины фундамента на модельные испытания на несущую способность песка с армированием георешеткой. Геотехническая и геологическая инженерия, 1994, 12 (2): 133–141.
9. Етимоглу Т., Ву Дж. Т. Х., Сагламер А. Несущая способность прямоугольных фундаментов на песке, армированном георешеткой.Журнал геотехнической инженерии, 1994, 120 (12): 2083–2099.
10. Дас Б. М., Шин Э. К. и Сингх Г. Ленточный фундамент на глине, усиленной георешеткой: предварительная процедура проектирования. Международное общество морских и полярных инженеров. Шестая Международная конференция по морской и полярной инженерии, 1996 г., 26–31 мая, Лос-Анджелес, Калифорния, США.
11. Адамс М. Т. и Коллин Дж. Г. Испытания под нагрузкой на большую модель разбросанного фундамента на геосинтетических основаниях из армированного грунта.Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (1).
12. Зайни М. И., Каса А. и Наян К. А. Прочность на сдвиг границы раздела геосинтетической глиняной облицовки (GCL) и остаточного грунта. Международный журнал передовых наук, инженерии и информационных технологий, 2012. 2 (2): 156–158.
13. Xie L., Zhu Y., Li Y. и Su T. C. Экспериментальное исследование давления кровати вокруг геотекстильного матраса с наклонной пластиной. PLoS ONE, 2019, 14 (1): e0211312.pmid: 30682145
14. Бинке Дж. И Ли К. Л. Испытания несущей способности армированных земляных плит. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1975, 101 (Протокол ASCE # 11792).
15. Уэйн М. Х., Хан Дж. И Акинс К. Проектирование геосинтетических армированных фундаментов. геосинтетика в системах усиления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., взято с https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113604
16. Михаловски Р.L. Предельные нагрузки на грунты с усиленным фундаментом. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 2004, 130 (4): 381–390.
17. Чен К. и Абу-Фарсах М. Анализ предельной несущей способности ленточных фундаментов на армированном грунтовом фундаменте. Почвы и фундаменты, 2015, 55 (1): 74–85.
18. Лав Дж. П., Берд Х. Дж., Миллиган Г. У. Э. и Хоулсби Г. Т. Аналитические и модельные исследования армирования слоя зернистой засыпки на мягком глиняном грунте.Канадский геотехнический журнал, 1987, 24 (4): 611–622.
19. Махарадж Д. К. Нелинейный конечно-элементный анализ опор полосы на армированной глине. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2003, 8.
20. Эль Савваф М. А. Поведение ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой, над мягким глиняным откосом. Геотекстиль и геомембраны, 2007, 25 (1): 50–60.
21. Ахмед А., Эль-Тохами А. М. и Марей Н. А. Двумерный конечно-элементный анализ лабораторной модели насыпи.В геотехнической инженерии для смягчения последствий стихийных бедствий и реабилитации, 2008 г., https://doi.org/10.1007/978-3-540-79846-0_133
22. Аламшахи С., Хатаф Н. Несущая способность ленточных фундаментов на песчаных склонах, усиленных георешеткой и анкерной сеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (3).
23. Чен К. и Абу-Фарсах М. Численный анализ для изучения масштабного эффекта неглубокого фундамента на укрепленных грунтах. Рестон, Вирджиния: Материалы конференции ASCE Geo-Frontiers 2011, 13–16 марта 2011 г., Даллас, Техас | г 20110000.
24. Рафтари М., Кассим К. А., Рашид А. С. А., Моайеди Х. Осадка мелкого фундамента возле укрепленных склонов. Электронный журнал геотехники, 2013, 18.
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. Хусейн М.Г. и Мегид М.А. Трехмерный метод конечных элементов для моделирования двухосной георешетки с применением к почвам, усиленным георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 2016, 44 (3): 295–307.
27. Араб М. Г., Омар М. и Тахмаз А. Численный анализ фундаментов мелкого заложения на грунте, армированном георешеткой. Сеть конференций MATEC, 2017, 120.
28. Каса А., Чик З. и Таха М. Р. Глобальная устойчивость и оседание сегментных подпорных стен, армированных георешеткой. ТОЖСАТ, 2012, 2 (4): 41–46.
29. Видаль, М. Х. Развитие и будущее армированной земли. Труды симпозиума по укреплению грунта на ежегодном съезде ASCE, Питтсбург, Пенсильвания, 1978, стр. 1–61.
30. Кернер Р. М., Карсон Д. А., Дэниел Д. Э. и Бонапарт Р. Текущее состояние тестовых участков Цинциннати GCL. Геотекстиль и геомембраны, 1997, 15 (4–6), 313–340.
31. Бушехриан А. Х., Хатаф Н. и Гахрамани А. Моделирование циклического поведения неглубоких фундаментов, опирающихся на геомеш и песок, армированный якорями. Геотекстиль и геомембраны, 2011, 29 (3): 242–248.
32. Рен Й. Мгновенная реакция на нагрузку и оседание ленточных фундаментов, опирающихся на глину, армированную георешеткой, 2015 г., Получено с https: // etda.библиотеки.psu.edu/catalog/25223
33. Габр М. А., Додсон Р. и Коллин Дж. Г. Исследование распределения напряжений в песке, армированном георешеткой. Геосинтетика в системах укрепления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., взято с https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113608
34. Чен К., Абу-Фарсах М. Ю., Шарма Р., Чжан Х. Лабораторное исследование поведения фундаментов на геосинтетически армированных глинистых почвах. Отчет об исследованиях в области транспорта: Журнал Совета по исследованиям в области транспорта, 2004 г., 2007 г., (1): 28–38.
35. Алаваджи Х. А. Испытания модели пластиной нагрузкой на складной грунт. Журнал Университета Короля Сауда — Технические науки, 1998, 10 (2).
36. Аббас Дж. М., Чик З. Х. и Таха М. Р. Моделирование и анализ одной сваи, подвергшейся воздействию поперечной нагрузки. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2008, 13 (E): 1–15.
37. Росьиди С. А., Таха М. Р. и Наян К. А. М. Эмпирическая модельная оценка несущей способности осадочного остаточного грунта методом поверхностных волн.Jurnal Kejuruteraan, 2010, 22 (2010): 75–88.
38. 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. Джох С. Х., Хванг С. К., Хассанул Р. и Рахман Н. А. Построение поперечного сечения модуля упругости железнодорожного полотна под балластом для определения потенциальной осадки. Журнал Корейского общества железных дорог, 2011, 14 (3): 256–261.
40. Чик З., Альджанаби К. А., Каса А. и Таха М. Р. Моделирование искусственной нейронной сетью с перекрестной проверкой десятикратной проверки поведения оседания каменной колонны под насыпью шоссе. Арабский журнал наук о Земле, 2013, 7 (11): 4877–4887.
41. Ли Ю. П., Янг Ю., Йи Дж. Т., Хо Дж. Х., Ши Дж. Й. и Го С. Х. Причины проникновения самоподъемных оснований со спудканом в глины после монтажа. PLoS ONE, 2018, 13 (11): e0206626. pmid: 30395581
42.Азриф М., Закиран М. Н. Ф., Сякира М. Р. Н., Азуан С. М., Нур Р. К., Ли Э. К. и др. Применение геофизических исследований к возникновению поселений — тематическое исследование. На 2-м совещании EAGE-GSM в Азиатско-Тихоокеанском регионе по наукам о приповерхностной геологии и инженерии (2-е совещание EAGE-GSM в Азиатско-Тихоокеанском регионе по приповерхностной геонауке и инженерии). Европейская ассоциация геологов и инженеров, EAGE, 2019.
43. Чжаньфан Х., Сяохун Б., Чао Ю. и Яньпин В. Вертикальная несущая способность фундамента из свайного разжижаемого песчаного грунта при горизонтальной сейсмической силе.PLoS ONE, 2020, 15 (3): e0229532. pmid: 32191717
44. Ли К., Манджунатх В. и Дэвайкар Д. Численные и модельные исследования ленточного фундамента, поддерживаемого системой армированного гранулированного грунта и мягкого грунта. Канадский геотехнический журнал, 2011 г., 36: 793–806.
45. Куриан Н. П., Бина К. С. и Кумар Р. К. Осадка армированного песка в фундаменте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (9): 818–827.
46. Зорнберг Дж.Г., Лещинский Д. Сравнение международных критериев проектирования геосинтетических армированных грунтовых конструкций. В: Ochiai et al. (ред.) Ориентиры в укреплении земли, 2003, 2: 1095–1106.
47. Лещинский Д. О глобальном равновесии при проектировании геосинтетической армированной стены. J. Geotech. Geoenviron. Англ. ASCE, 2009, 135 (3): 309–315.
48. Ян К.Х. Утомо П. и Лю Т.Л. Оценка подходов к расчету на основе равновесия сил и деформации для прогнозирования нагрузок на арматуру в геосинтетических конструкциях из армированного грунта.j.GeoEng, 2013, 8 (2): 41–54.
49. Sieira A.C.F. Вытягивание геотекстиля: численный прогноз. Int. J. Eng. Res., 2016, Appl. 6 (11–4): 15–18.
50. Шарма Р., Чен К., Абу-Фарсах М. и Юн С. Аналитическое моделирование грунтового основания, армированного георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (1): 63–72.
51. Лю С. Ю., Хан Дж., Чжан Д. В. и Хун З. С. Комбинированный метод DJM-PVD для улучшения мягких грунтов. Geosynthetics International, 2008, 15 (1): 43–54.
52. Rowe R. K. и Taechakumthorn C. Комбинированное воздействие PVD и армирования на насыпи на чувствительных к скорости грунтов. Геотекстиль и, 2008, 26 (3): 239–249.
53. Ван К., Ли Х., Сюн З., Ван К., Су К. и Чжан Ю. Экспериментальное исследование влияния цементирующей арматуры на прочность на сдвиг трещиноватого массива горных пород. PLoS ONE, 2019, 14 (8): e0220643. pmid: 31404074
54. Ван Ю., Гэ Л., Ченди С., Ван Х., Хан Дж.И Го З. Анализ гидравлических характеристик улучшенных песчаных грунтов с мягкими породами. PLoS ONE, 2020, 15 (1): e0227957. pmid: 31978135
55. Хан Дж., Покхарел С. К., Ян Х., Манандхар К., Лещинский Д., Халахми И. и др. Характеристики оснований из RAP, армированных геоячейками, на слабом грунтовом полотне при полномасштабных движущихся колесных нагрузках. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2011, 23 (11): 1525–1534.
56. Ван Дж. К., Чжан Л. Л., Сюэ Дж. Ф. и Йи Т. Реакция на осадку неглубоких квадратных фундаментов на песке, армированном георешеткой, при циклической нагрузке.Геотекстиль и геомембраны, 2018, 46 (3): 586–596.
57. Акинмусуру Дж. О. и Акинболаде Дж. А. Устойчивость нагруженных опор на армированном грунте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1981, 107 (Протокол ASCE 16320).
58. Чжоу Х. и Вэнь X. Модельные исследования песчаной подушки, армированной георешеткой или геоячейками, на мягком грунте. Геотекстиль и геомембраны, 2008, 26 (3): 231–238.
59. Бринкгрев Р. Б. Дж. И Вермеер П.A. Конечноэлементный код для анализа грунтов и горных пород. А. А. Балкема, Роттердам, Нидерланды, 1998.
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. 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. NAUE GmbH & Co.KG, 2012. https://www.naue.com/naue-geosynthetics/geogrid-secugrid/ (веб-сайт) [10 июня 2020 г.]
63. Мейерхоф, Г.Г. Предельная несущая способность фундаментов. geotecniadecolombia.com 1963, Получено с http://geotecniadecolombia.com/xtras/ Максимальная несущая способность фундаментов.pdf
64. Буссинеск, Дж. Применение потенциалов равновесия и движения твердых эластичных материалов, Готье-Виллар, Париж, (1883).
65.Траутманн К. Х. и Кулхави Ф. Х. Поведение при подъеме и перемещении насыпных фундаментов. Журнал геотехнической инженерии, 1988, 114 (2): 168–184.

Где используется ленточный фундамент? — MVOrganizing

Где используется ленточный фундамент?

Ленточные опоры обычно используются в качестве фундаментов несущих стен. Фундамент обычно в два раза больше ширины несущей стены, иногда даже шире. Ширина, а также тип армирования зависят от несущей способности грунта фундамента.

Что такое ленточный фундамент?

Стеновой фундамент или ленточный фундамент — это непрерывная полоса бетона, которая служит для распределения веса несущей стены по площади почвы. Это компонент неглубокого фундамента.

В чем преимущества ленточного фундамента?

Преимущества ленточного фундамента Подходит для строительства как небольших частных домов, так и больших многоквартирных домов. Есть возможность построить дом на склоне. Строительство можно вести при любых погодных условиях.Осадка конструкции минимальная.

Сколько стоит ленточный фундамент?

Средние затраты на установку новых фундаментов составляют: Ленточный фундамент — 100–120 фунтов стерлингов за метр. Фундаменты для засыпки траншеи — 120 — 150 фунтов за метр.

Какой фундамент строить дешевле всего?

Стоимость бетонных плит Бетонные плиты, как правило, являются самым дешевым типом фундамента для установки. Поскольку они построены по принципу перекрытия, они не требуют значительных земляных работ или постоянного обслуживания и обычно не вызывают проблем с влажностью.

Какова цена фундамента?

Фундамент стоит от 5 до 33 долларов за квадратный фут в зависимости от типа. Наливная бетонная плита стоит от 5 до 14 долларов за квадратный фут, в то время как незавершенный фундамент подвала в среднем составляет 33 доллара за квадратный фут… Стоимость основания за квадратный фут.

Типы фундаментов дома	Стоимость квадратного фута
Плот	5–10
Подвал (без отделки)	$ 33

Как оценить стоимость фундамента?

Строительство фундамента стоит в среднем 8 417 долларов, при этом большая часть затрат составляет от 4 122 до 13 152 долларов.Стоимость фундамента колеблется от 4 до 25 долларов за квадратный фут. Цена зависит от вашего местоположения, размера вашего дома и типа фундамента. К наиболее распространенным разновидностям относятся цокольный этаж, плита, опора и балка, а также подпол.

Когда следует беспокоиться о трещинах в фундаменте?

Если вы видите трещины в стене фундамента такого типа, вероятно, пришло время вызвать осмотр, так как это может указывать на серьезную структурную проблему с фундаментом вашего дома и часто связана с проседанием или оседанием фундамента.

Какие трещины в фундаменте плохие?

Из всех трещин в фундаменте наиболее опасны ступенчатые. Обычно они движутся по диагонали и атакуют бетонные блоки и кирпичные фундаменты. Трещины начинаются в стыке или на конце стены, затем сужаются или поднимаются вверх. Как и все диагональные трещины, они вызваны дифференциальной осадкой.

Что считается плохой трещиной в фундаменте?

Горизонтальные трещины Трещины в фундаменте, идущие вбок (горизонтально), являются наиболее серьезным типом трещин, на который следует обратить внимание, поскольку они могут сигнализировать о серьезном повреждении фундамента и структурной целостности вашего дома.

Bentley — Документация по продукту

MicroStation

Справка MicroStation

Ознакомительные сведения о MicroStation

Справка MicroStation PowerDraft

Ознакомительные сведения о MicroStation PowerDraft

Краткое руководство по началу работы с MicroStation

Справка по синхронизатору iTwin

ProjectWise

Служба поддержки Bentley Automation

Ознакомительные сведения об услуге Bentley Automation

Сервер композиции Bentley i-model для PDF

Подключаемый модуль службы разметки

PDF для ProjectWise Explorer

Справка администратора ProjectWise

Справка службы загрузки данных ProjectWise Analytics

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для ArcGIS Справка

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для справки Oracle

Коннектор управления результатами ProjectWise для ProjectWise

Справка портала управления результатами ProjectWise

Ознакомительные сведения по управлению поставками ProjectWise

Справка ProjectWise Explorer

Справка по управлению полевыми данными ProjectWise

Справка администратора геопространственного управления ProjectWise

Справка ProjectWise Geospatial Management Explorer

Сведения о геопространственном управлении ProjectWise

Модуль интеграции ProjectWise для Revit Readme

Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по ProjectWise Project Insights

ProjectWise Plug-in для Bentley Web Services Gateway Readme

ProjectWise ReadMe

Матрица поддержки версий ProjectWise

Веб-справка ProjectWise

Справка по ProjectWise Web View

Справка портала цепочки поставок

Управление эффективностью активов

Справка по AssetWise 4D Analytics

Справка по услугам AssetWise ALIM Linear Referencing Services

AssetWise ALIM Web Help

Руководство по внедрению AssetWise ALIM в Интернете

AssetWise ALIM Web Краткое руководство, сравнительное руководство

Справка по AssetWise CONNECT Edition

AssetWise CONNECT Edition Руководство по внедрению

Справка по AssetWise Director

Руководство по внедрению AssetWise

Справка консоли управления системой AssetWise

Руководство администратора мобильной связи TMA

Справка TMA Mobile

Анализ моста

Справка по OpenBridge Designer

Справка по OpenBridge Modeler

Строительное проектирование

Справка проектировщика зданий AECOsim

Ознакомительные сведения AECOsim Building Designer

AECOsim Building Designer SDK Readme

Генеративные компоненты для справки проектировщика зданий

Ознакомительные сведения о компонентах генерации

Справка по OpenBuildings Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenBuildings

Руководство по настройке OpenBuildings Designer

OpenBuildings Designer SDK Readme

Справка по генеративным компонентам OpenBuildings

Ознакомительные сведения по генеративным компонентам OpenBuildings

Справка OpenBuildings Speedikon

Ознакомительные сведения OpenBuildings Speedikon

OpenBuildings StationDesigner Help

OpenBuildings StationDesigner Readme

Гражданское проектирование

Помощь в канализации и коммунальных услугах

Справка OpenRail ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRail ConceptStation

Справка по OpenRail Designer

Ознакомительные сведения по OpenRail Designer

Справка по конструктору надземных линий OpenRail

Справка OpenRoads ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRoads ConceptStation

Справка по OpenRoads Designer

Ознакомительные сведения по OpenRoads Designer

Справка по OpenSite Designer

Файл ReadMe OpenSite Designer

Строительство

ConstructSim Справка для руководителей

ConstructSim Исполнительный ReadMe

ConstructSim Справка издателя i-model

Справка по планировщику ConstructSim

ConstructSim Planner ReadMe

Справка стандартного шаблона ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Client Руководство по установке

Справка по серверу рабочих пакетов ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Руководство по установке

Справка управления SYNCHRO

SYNCHRO Pro Readme

Энергия

Справка по Bentley Coax

Bentley Communications PowerView Help

Ознакомительные сведения о Bentley Communications PowerView

Справка по Bentley Copper

Справка по Bentley Fiber

Bentley Inside Plant Help

Справка конструктора Bentley OpenUtilities

Ознакомительные сведения о Bentley OpenUtilities Designer

Справка по подстанции Bentley

Ознакомительные сведения о подстанции Bentley

Справка по OpenComms Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenComms

Справка OpenComms PowerView

Ознакомительные сведения OpenComms PowerView

Справка инженера OpenComms Workprint

OpenComms Workprint Engineer Readme

Справка подстанции OpenUtilities

Ознакомительные сведения о подстанции OpenUtilities

PlantSight AVEVA Diagrams Bridge Help

PlantSight AVEVA PID Bridge Help

Справка по экстрактору мостов PlantSight E3D

Справка по PlantSight Enterprise

Справка по PlantSight Essentials

PlantSight Открыть 3D-модель Справка по мосту

Справка по PlantSight Smart 3D Bridge Extractor

Справка по PlantSight SPPID Bridge

Promis.e Справка

Promis.e Readme

Руководство по установке Promis.e — управляемая конфигурация ProjectWise

Руководство пользователя sisNET

Руководство по настройке подстанции

— управляемая конфигурация ProjectWise

Инженерное сотрудничество

Справка рабочего стола Bentley Navigator

Геотехнический анализ

PLAXIS LE Readme

Ознакомительные сведения о PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о программе просмотра вывода PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о PLAXIS 3D

Ознакомительные сведения о программе просмотра 3D-вывода PLAXIS

PLAXIS Monopile Designer Readme

Управление геотехнической информацией

Справка администратора gINT

Справка gINT Civil Tools Pro

Справка gINT Civil Tools Pro Plus

Справка коллекционера gINT

Справка по OpenGround Cloud

Гидравлика и гидрология

Справка Bentley CivilStorm

Справка Bentley HAMMER

Справка Bentley SewerCAD

Справка Bentley SewerGEMS

Справка Bentley StormCAD

Справка Bentley WaterCAD

Справка Bentley WaterGEMS

Дизайн шахты

Помощь по транспортировке материалов MineCycle

Ознакомительные сведения по транспортировке материалов MineCycle

Моделирование мобильности

LEGION 3D Руководство пользователя

Справка по подготовке САПР LEGION

Справка по построителю моделей LEGION

Справка по API симулятора LEGION

Ознакомительные сведения об API симулятора LEGION

Справка по симулятору LEGION

Моделирование

Bentley Посмотреть справку

Ознакомительные сведения о Bentley View

Анализ морских конструкций

SACS Close the Collaboration Gap (электронная книга)

Ознакомительные сведения о SACS

Анализ напряжений в трубах и сосудов

AutoPIPE Accelerated Pipe Design (электронная книга)

Советы новым пользователям AutoPIPE

Краткое руководство по AutoPIPE

AutoPIPE & STAAD.Pro

Завод Дизайн

Ознакомительные сведения об экспортере завода Bentley

Bentley Raceway and Cable Management Help

Bentley Raceway and Cable Management Readme

Bentley Raceway and Cable Management — Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по OpenPlant Isometrics Manager

Ознакомительные сведения о диспетчере изометрических данных OpenPlant

Справка OpenPlant Modeler

Ознакомительные сведения для OpenPlant Modeler

Справка по OpenPlant Orthographics Manager

Ознакомительные сведения для менеджера орфографии OpenPlant

Справка OpenPlant PID

Ознакомительные сведения о PID OpenPlant

Справка администратора проекта OpenPlant

Ознакомительные сведения для администратора проекта OpenPlant

Техническая поддержка OpenPlant Support

Ознакомительные сведения о технической поддержке OpenPlant

Справка PlantWise

Ознакомительные сведения о PlantWise

Реальность и пространственное моделирование

Справка по карте Bentley

Ознакомительные сведения о карте Bentley

Справка по мобильной публикации Bentley Map

Справка консоли облачной обработки ContextCapture

Справка редактора ContextCapture

Файл ознакомительных сведений для редактора ContextCapture

Мобильная справка ContextCapture

Руководство пользователя ContextCapture

Справка Декарта

Ознакомительные сведения о Декарте

Справка карты OpenCities

Ознакомительные сведения о карте OpenCities

OpenCities Map Ultimate для Финляндии Справка

Карта OpenCities Map Ultimate для Финляндии Readme

Структурный анализ

Справка OpenTower iQ

Справка по концепции RAM

Справка по структурной системе RAM

STAAD Close the Collaboration Gap (электронная книга)

STAAD.Pro Help

Ознакомительные сведения о STAAD.Pro

STAAD.Pro Physical Modeler

Расширенная справка по STAAD Foundation

Дополнительные сведения о STAAD Foundation

Детализация конструкций

Справка ProStructures

Ознакомительные сведения о ProStructures

ProStructures CONNECT Edition Руководство по внедрению конфигурации

ProStructures CONNECT Edition Руководство по установке — Управляемая конфигурация ProjectWise