Фундамент столбчатый армирование: Армирование столбчато-ростверкового фундамента

Армирование столбчато-ростверкового фундамента

Надежность и прочность столбчатого фундамента с ростверком во многом зависит от его правильного армирования. Рассмотрены особенности армирования столбчатого фундамента, последовательность работ при армировании, требования к арматуре, расположение арматуры в углах здания и на пересечении с несущими стенами. Также показаны нормативные документы, согласно которым ведется строительство и перечислены ошибки, которые не должны допускаться в ходе работ.

Особенности армирования столбчатого фундамента

Повышение крепости и надежности фундамента достигается его армированием. Бетон выдерживает большие нагрузки на сжатие. Изгибные или растягивающие усилия даже небольшие, разрывают его.

На столб фундамента действуют такие нагрузки:

  • на сжатие – вес здания;
  • на разрыв – зимой пучение грунта сжимает стенки столба и отрывает его вверх от подошвы;
  • на излом/сдвиг, зимой – горизонтальные подвижки грунта при замерзании или летом – сдвиг плотного слоя по водонасыщенному или слабому грунту.

Для нагрузок на сжатие не армируют, а воздействие от пучения грунта полностью устраняют, обернув столб тремя слоями полиэтилена или рубероида. Сдвиговая нагрузка возможна редко, но защищают от нее армированием.

Второй зоной армирования в столбчатых фундаментах, является ростверк. Армирование ростверка свайного фундамента производят только по его нижней и верхней поверхности с учетом толщины защитного слоя бетона.

Требования к арматуре столбов фундамента и ростверка

Для горизонтальной продольной арматуры ростверка берут прутки с регулярным профилем и диаметром 10 – 16 мм. Вертикальные и горизонтальные поперечные участки каркаса – из гладкой арматуры, диаметром 6 – 8 мм.

Для столбов вертикальная арматура – профилированная, горизонтальная – гладкая. Диаметры те же.

Обычно используют прутки марок А I и А III (А 400 С).

Можно использовать новый вид арматуры – композитную. Практика пока не велика, а характеристики у нее хорошие.

Последовательность армирования столбов и ростверка

Столбы армируют вертикальными прутьями. Их варят или вяжут проволокой в каркасы.

На дно ямы насыпают песок, толщиной 200 – 250 мм и сверху такой же слой песка со щебнем. Укладывают не менее 50 – 100 мм бетона для защиты металла от грунтовой влаги и коррозии.

Готовые каркасы опускают в скважины буронабивных свай или ямы под столбы.

Размеры каркаса в сечении должны быть меньше диаметра скважины на 35 – 50 мм с каждой стороны. Этот слой бетона называется защитным. Щелочной реакцией он защищает металл от коррозии.

Выпуски арматуры столбов при изготовлении каркаса загибают горизонтально на длину 30 – 40 диаметров прута. Если дипломированный сварщик умеет правильно, и не перекаливая варить арматуру, загибы не делают.

В ростверк стержни укладывают двумя слоями:

  • верхний слой ниже верхнего среза на толщину защитного слоя;
  • в нижнем слое, на ту же толщину выше подошвы.

Середина не армируется, тут нагрузок почти не бывает.

Схема расположения прутов арматуры определяется требованиями к частям фундамента:

  • для буронабивных свай или железобетонных свайных столбов – требования прочности на срез обуславливается нагрузкой от горизонтального смещения массивов грунта;
  • для горизонтального, обычно монолитного ростверка нагрузка будет изгибающей, т. к. балка ростверка расположена концами на опорах, а под средней ее частью опоры почти нет.

Как располагают арматуру в углах ростверка?

Армирование углов ростверка свайного фундамента и пересечения с несущими внутренними стенами нужно вести с загибанием прутов на длину не менее 0,4 – 0,8 м. Отогнутые части горизонтальных прутьев одной стороны ростверка должны заходить на перпендикулярную ей другую сторону и наоборот.

Варить можно не всегда – некоторые марки стали не варятся обычными электродами, возможны перегрев прутков, вытекание металла и ослабление стыков, швов и т. п.

Нормативные документы по столбчатым фундаментам

Количество прутков, марки арматуры, значение диаметров получают в результате расчета столбчатого фундамента профессиональным инженером-строителем. Как и чертежи для его армирования.

Для этого используют такие нормативные документы:

  • СП 20.13330.2011 (СНиП 2.01.07-85*) «Нагрузки и воздействия» – терминология и нагрузки на столбчатый фундамент;
  • СП 50-101-2004 (актуализация СНиПов 2.02.01-83 и 3.02.01-87) – Свод Правил по фундаментам зданий и сооружений, п. с 12.1 – по 12.8 – общие требования к расчету, расчет столбчатых фундаментов – п. 12.3;
  • СП 22.13330.2011 (обновленный СНиП 2.02.01-83) «Основания зданий и сооружений» – нагрузки, глубина заложения, учет грунтовых вод, особенности стадий проектирования;
  • СП 63.13330.2012 (актуализация СНиП 52-01-2003) «Бетонные и железобетонные конструкции», расчетные требования в п. 5, 7, 10.

Расчет по документам позволяет точнее определять цену на армирование столбчатого фундамента.

Ошибки при армировании

Наиболее часто встречающиеся ошибки:

  1. Арматурный каркас устанавливают на грунт. Металл корродирует, расширяется в объеме и рвет бетон в самом важном месте – подошве столбов.
  2. При установке в скважину каркас не центрируется. Арматура может выйти наружу столба или остаться малая толщина защитного слоя.
  3. Не выпускается арматура для связей с каркасом ростверка. Монолитный ростверк не сможет противостоять горизонтальным подвижкам грунта, и фундамент может разрушиться.
  4. При сварке стержней соединения не должны быть на углах и на пересечениях стен.
  5. При изгибе прутов место сгиба не греют – прут дает микротрещины.
  6. Арматура в средней части любого железобетонного изделия – грубая ошибка – бетонная балка или плита растягивается или сверху при нагрузке на края и опоре посередине, или снизу – когда опоры по краям, а нагрузка в середине. Эти растягивающие усилия и должна выдерживать арматура. В средней части изделия нагрузок почти нет, и арматура там – выброшенные деньги, время и труд.
  7. При заливке бетона глубинный вибратор использовать только во внутренней зоне каркаса и аккуратно, чтобы не нарушить его конфигурацию.

Диаметр арматуры столбчатого фундамента. Арматура для фундамента. ArmaturaSila.ru

Портал о бетоне: калькуляторы, информация, производители.

BetonZone » Методы армирования и примерный расчет столбчатого фундамента

Методы армирования и примерный расчет столбчатого фундамента

Основным конструкционным материалом столбчатого фундамента является бетон. Он прочен, надежен, долговечен. Он выдерживает значительные нагрузки на сжатие, а потому основание дома остается целым на протяжении всего времени эксплуатации здания, независимо от давления грунта на него. Однако существуют еще нагрузки на растяжение и изгиб. Они возникают при давлении всей конструкции на подземную часть постройки. Кроме того в холодное время года, когда грунт промерзает на значительную глубину, заледенелая земля пытается вытолкнуть из себя столбы фундамента, когда как не промерзший грунт удерживает его внутри.

Чтобы под подобными нагрузками основание дома не потеряло своей целостности, используется армирование столбчатого фундамента.

Способы армирования столбчатого фундамента

Сегодня в строительном мире существуют следующие виды армирования столбчатого фундамента:

  • вертикальное – оно же и основное. Выполняется из ребристой арматуры, класса не ниже А-III. Толщина материала может лежать в пределах 10-15 мм. Данный показатель зависит от предполагаемых нагрузок на фундамент и вычисляется, исходя из табличных данных нормативной документации и полевых исследований. Фактурная поверхность арматуры обеспечивает улучшение ее степени сцепления с бетоном, что только усилит конструкцию. Вертикальная арматура проходит вдоль всего столба фундамента. В зависимости от площади сечения последнего вертикальных армирующих прутов может быть от 2 штук до 6 штук. Чем больше количество армирующих прутков содержит столб, тем равномернее распределится нагрузка на изгиб и растяжение, а следовательно долговечнее будет фундамент.
    Однако здесь нужно выполнять определенные требования к армированию столбчатого фундамента: армирующий каркас не должен проходить ближе, чем на 5 см к краю бетонного столба;
  • горизонтальное – считается вспомогательным. Выполняется из гладкой арматуры, диаметром не более 6 мм. Она необходимо лишь для обвязки каркаса. В таком случае последний не потеряет свой первоначальной формы.

Чаще всего столбчатый фундамент заканчивается горизонтальным ростверком. Данная конструкция также подлежит армированию, так как на нее действуют переменные нагрузки. С одной стороны от тяжелых несущих и ограждающий конструкций здания, а с другой – от вспучивания грунта. Последние передаются от столбов основания строения. Армирование ростверка проходит по принципу усиления армирующим каркасом ленточного конструкции.

Совет. Диаметр лучей арматуры рассчитываются исходя из относительного содержания железных прутьев в бетонном столбе. Так, общее сечение арматуры не должно быть меньше 0,1% от общего сечения столба основания дома.

Нормативная документация по армированию столбчатого фундамента

Армирование столбового фундамента проходит согласно следующего ряда нормативных документов:

  • СНиП 52-01-2003 о бетонных и железобетонных конструкциях;
  • СНиП 2.01.07-85 о нагрузках и воздействии;
  • СП 50-101-2004 проектирование и устройство различных оснований здания;
  • СНиП 3.02.01-87 основания и фундаменты, другие земляные сооружения.

Пример расчета армирования столбчатого фундамента

Примерный расчет армирования столбчатого фундамента:
Согласно СНиПу 52-01-2003, для армирования стандартного двухметрового столба, диаметром 200 мм необходимо 4 стальных прута с площадью поперечного сечения каждого до 10 мм. Согласно стандартам такой каркас должен закрепляться в минимум четырех местах горизонтальным армирование. Оно выполняется проволокой 6 мм в диаметре.

Итак, для одного столба для вертикального армирования нужно 8 м ребристой арматуры, для горизонтального армирования 1,2 м обычной стальной проволоки.

Если фундамент е из приведенных значений умножаем на 30. Получаем необходимую для армирования столбчатой основы длину стальной проволоки.

Вывод

Итак, для усиления столбчатого фундамента необходимо вертикальное и горизонтальное армирование. Усилению стальной проволокой подлежит и горизонтальный ростверк. Армирование проводится только в полном соответствии с нормативной документацией. Согласно установленным нормам проводятся и предварительные расчеты относительно требуемого количества арматуры.

Видео-обзор заливки столбчатого фундамента:

Основные особенности армирования столбчатых фундаментов с ростверком

Надежность и прочность столбчатого фундамента с ростверком во многом зависит от его правильного армирования. Рассмотрены особенности армирования столбчатого фундамента, последовательность работ при армировании, требования к арматуре, расположение арматуры в углах здания и на пересечении с несущими стенами. Также показаны нормативные документы, согласно которым ведется строительство и перечислены ошибки, которые не должны допускаться в ходе работ.

Особенности армирования столбчатого фундамента

Повышение крепости и надежности фундамента достигается его армированием. Бетон выдерживает большие нагрузки на сжатие. Изгибные или растягивающие усилия даже небольшие, разрывают его.

На столб фундамента действуют такие нагрузки:

  • на сжатие – вес здания;
  • на разрыв – зимой пучение грунта сжимает стенки столба и отрывает его вверх от подошвы;
  • на излом/сдвиг, зимой – горизонтальные подвижки грунта при замерзании или летом – сдвиг плотного слоя по водонасыщенному или слабому грунту.

Для нагрузок на сжатие не армируют, а воздействие от пучения грунта полностью устраняют, обернув столб тремя слоями полиэтилена или рубероида. Сдвиговая нагрузка возможна редко, но защищают от нее армированием.

Второй зоной армирования в столбчатых фундаментах, является ростверк. Армирование ростверка свайного фундамента производят только по его нижней и верхней поверхности с учетом толщины защитного слоя бетона.

Требования к арматуре столбов фундамента и ростверка

Для горизонтальной продольной арматуры ростверка берут прутки с регулярным профилем и диаметром 10 – 16 мм. Вертикальные и горизонтальные поперечные участки каркаса – из гладкой арматуры, диаметром 6 – 8 мм.

Для столбов вертикальная арматура – профилированная, горизонтальная – гладкая. Диаметры те же.

Обычно используют прутки марок А I и А III (А 400 С).

Можно использовать новый вид арматуры – композитную. Практика пока не велика, а характеристики у нее хорошие.

Последовательность армирования столбов и ростверка

Столбы армируют вертикальными прутьями. Их варят или вяжут проволокой в каркасы.

На дно ямы насыпают песок, толщиной 200 – 250 мм и сверху такой же слой песка со щебнем. Укладывают не менее 50 – 100 мм бетона для защиты металла от грунтовой влаги и коррозии.

Готовые каркасы опускают в скважины буронабивных свай или ямы под столбы.

Размеры каркаса в сечении должны быть меньше диаметра скважины на 35 – 50 мм с каждой стороны. Этот слой бетона называется защитным. Щелочной реакцией он защищает металл от коррозии.

Выпуски арматуры столбов при изготовлении каркаса загибают горизонтально на длину 30 – 40 диаметров прута. Если дипломированный сварщик умеет правильно, и не перекаливая варить арматуру, загибы не делают.

В ростверк стержни укладывают двумя слоями:

  • верхний слой ниже верхнего среза на толщину защитного слоя;
  • в нижнем слое, на ту же толщину выше подошвы.

Середина не армируется, тут нагрузок почти не бывает.

Схема расположения прутов арматуры определяется требованиями к частям фундамента:

  • для буронабивных свай или железобетонных свайных столбов – требования прочности на срез обуславливается нагрузкой от горизонтального смещения массивов грунта;
  • для горизонтального, обычно монолитного ростверка нагрузка будет изгибающей, т. к. балка ростверка расположена концами на опорах, а под средней ее частью опоры почти нет.

Как располагают арматуру в углах ростверка?

Армирование углов ростверка свайного фундамента и пересечения с несущими внутренними стенами нужно вести с загибанием прутов на длину не менее 0,4 – 0,8 м. Отогнутые части горизонтальных прутьев одной стороны ростверка должны заходить на перпендикулярную ей другую сторону и наоборот.

Варить можно не всегда – некоторые марки стали не варятся обычными электродами, возможны перегрев прутков, вытекание металла и ослабление стыков, швов и т. п.

Нормативные документы по столбчатым фундаментам

Количество прутков, марки арматуры, значение диаметров получают в результате расчета столбчатого фундамента профессиональным инженером-строителем. Как и чертежи для его армирования.

Для этого используют такие нормативные документы:

  • СП 20.13330. (СНиП 2. 01.07-85*) Нагрузки и воздействия – терминология и нагрузки на столбчатый фундамент;
  • СП 50-101-2004 (актуализация СНиПов 2.02.01-83 и 3.02.01-87) – Свод Правил по фундаментам зданий и сооружений, п. с 12.1 – по 12.8 – общие требования к расчету, расчет столбчатых фундаментов – п. 12.3;
  • СП 22.13330. (обновленный СНиП 2.02.01-83) Основания зданий и сооружений – нагрузки, глубина заложения, учет грунтовых вод, особенности стадий проектирования;
  • СП 63.13330. (актуализация СНиП 52-01-2003) Бетонные и железобетонные конструкции , расчетные требования в п. 5, 7, 10.

Расчет по документам позволяет точнее определять цену на армирование столбчатого фундамента.

Ошибки при армировании

Наиболее часто встречающиеся ошибки:

  1. Арматурный каркас устанавливают на грунт. Металл корродирует, расширяется в объеме и рвет бетон в самом важном месте – подошве столбов.
  2. При установке в скважину каркас не центрируется. Арматура может выйти наружу столба или остаться малая толщина защитного слоя.
  3. Не выпускается арматура для связей с каркасом ростверка. Монолитный ростверк не сможет противостоять горизонтальным подвижкам грунта, и фундамент может разрушиться.
  4. При сварке стержней соединения не должны быть на углах и на пересечениях стен.
  5. При изгибе прутов место сгиба не греют – прут дает микротрещины.
  6. Арматура в средней части любого железобетонного изделия – грубая ошибка – бетонная балка или плита растягивается или сверху при нагрузке на края и опоре посередине, или снизу – когда опоры по краям, а нагрузка в середине. Эти растягивающие усилия и должна выдерживать арматура. В средней части изделия нагрузок почти нет, и арматура там – выброшенные деньги, время и труд.
  7. При заливке бетона глубинный вибратор использовать только во внутренней зоне каркаса и аккуратно, чтобы не нарушить его конфигурацию.

Вопросы и ответы по теме

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

Армирование фундаментов своими руками

Бетон становится железобетоном благодаря армированию фундамента. Установка арматурного каркаса необходима для того, чтобы фундамент, помимо сжатия, мог хорошо воспринимать нагрузки, направленные на изгиб и растяжение.

Как правильно армировать фундамент (арматурный каркас)

Во-первых, арматура должна быть чистой, без грязи и мусора. Только чистая арматура хорошо сцепляется с бетоном. В каркасе арматура есть двух типов (по назначению): рабочая и распределительная. Предназначение рабочей арматуры – принятие внешних нагрузок и от собственной массы здания. Распределительная арматура распределяет нагрузки на весь каркас.

Связь между арматурами обеспечивают сварные швы или проволочные связки. Чаще для надежности пользуются сваркой. Но если предполагаемые нагрузки на фундамент невелики, то можно обойтись и вязанием проволоки. В основном, арматурный каркас скрепляется на углах фундамента. Если диаметр арматурных прутьев менее 25 мм, то их скрепляют точечной сваркой или проволокой. Если более 25 мм, – то дуговой.

Помните: во всем каркасе должно быть скреплено не менее половины арматурных пересечений, на углах рекомендуется соединять все стыки.

Если ваша арматура имеет класс от 1 до 3 и диаметр не более 40 мм, то соединение производят с накладкой. При этом сварной шов не должен быть очень коротким, иначе крепление может разрушиться.

Для любого вида фундамента лучше использовать ребристую арматуру, так как она максимально крепко соединяется с бетоном.

Если будущий дом легкий, одноэтажный и неширокий, то можно использовать арматуру диаметром 10 мм. Если дом двухэтажный или широкий (длинный), то нужно использовать 12-милимметровую арматуру.

Армирование монолитного ленточного фундамента своими руками

В зависимости ширины и высоты ленточного фундамента армирование может производиться в 2 и более слоя каркасной сетки с шагом от 15 до 25 см. Обычно ширина ленточного монолитного фундамента составляет 40-60 см, а высотка 50-100 см. Если размеры 40#215;50 см, отступ горизонтальной и вертикальной сетки может быть по 10-15 см от всех сторон. При высоком фундаменте вертикальный шаг между горизонтальными арматурами может быть от 30 до 40 см (получается, при 100 см высоты и 60 см ширины шаг равен 40 см при 3-х горизонтальных арматурных сетках, а отступ от верхнего и нижнего края равен 10 см).

Горизонтальный шаг между вертикальными арматурами может быть равен 30 см и более, а расстояние до края бетона 1по 10 см с каждой стороны. В итоге количество арматурных сеток и шаг между ними рассчитывается, исходя из нагрузки на фундамент.

Армирование плитного фундамента своими руками

Поскольку плитный фундамент – это большой цельный прямоугольник или квадрат, ему необходимо обеспечить максимальную прочность и жесткость. Поэтому всю арматурную сетку нужно сваривать на каждом соединении. как горизонтально, так и вертикально. Таким образом, плита получит максимальные показатели надежности.

Поскольку для плитного фундамента используются широкие каркасы арматуры, нужно следить за тем, чтобы она была полностью погружена в бетон (иначе в будущем плита может сломаться в месте выхода арматуры).

В зависимости от типа нагрузки толщина фундаментной плиты может быть от 20 до 30 см. Как правило, армирование плитного фундамента производится в 2 слоя. Шаг между горизонтальными прутами бывает от 20 до 40 см, шаг между вертикальными прутами примерно такой же. Главное #8212; чтобы отступ всех прутьев от края фундамента был не менее 5 мм. Диаметр прутов должен быть не менее 12 мм, а арматура – только ребристая (для максимального сцепления с бетоном).

Армирование столбчатого фундамента своими руками

Армировать столбчатый фундамент очень просто. Для этого достаточно 4-6 длинных ребристых арматурных прутов и несколько тонких гладких прутов, чтобы ровно связать их. Длинный прут должен быть диаметром 10-12 мм, для гладкого достаточно 6 мм. Если столб слишком узкий (например, 20 см), то его можно армировать двумя прутами. При длине столба в 1,5-2 метра связывать арматурные пруты можно на расстоянии 40-50 см. Если фундамент для тяжелого дома, то связки лучше приварить. Армируйте столбчатый фундамент так, чтобы после заливки арматура выступала на 10-20 см. Так к ней удобно привязывать каркас ростверка.

Армирование свайного набивного фундамента своими руками

Свайный набивной фундамент армируется так же, как и столбчатый. Единственное различие – вертикальная арматура будет расположена по кругу, а не квадратом. Можно использовать 3-5 прутов диаметра 10 мм.

Армирование ростверка для фундамента своими руками

Ростверк армируется так же, как и ленточный монолитный фундамент. Просто ростверк не такой высокий. Следовательно, горизонтальных арматурных сеток будет не больше двух. Помните: каркас ростверка должен не доходить до края бетона на 3-5 мм с каждой стороны.

Источники: http://betonzone.com/metody-i-primernyj-raschet-armirovaniya-stolbchatogo-fundamenta, http://stroynedvizhka.ru/stroitelstvo-nedvighimosty/armirovanie-stolbchatyih-fundamentov-s-rostverkom/, http://gold-cottage.ru/fundament/armirovanie_fundamentov_svoimi_rukami.html


Комментариев пока нет!

Армирование столбчатого фундамента | ЗАФФХОЗ

В процессе строительства многочисленных  современных зданий, а также сооружений  со средней тяжестью широко используется армирование столбчатого фундамента с ростверком.  Известно, что для  бетона характерны высокие показатели прочности на сжатие. Что делает его максимально подходящим материалом  в случае возведения фундаментов для  лёгких построек.

Однако, с другой стороны,  ему приписывают и значительный недостаток —  плохая переносимость нагрузок на изгиб, а также растяжение. В данной статье мы подробно  и понятно расскажем Вам об актуальной  современной технологии армирования столбов, а также об особенностях и тонкостях армирования именно такого вида фундамента.

Схема столбчатого фундамента

Схема столбчатого фундамента

Что дает армирование в случае столбчатого фундамента.
  • С его помощью можно грамотно перенести большинство критически важных напряжений, возможных на поверхности столбчатой опоры, во внутренние, более глубокие  слои бетона;
  • Профессионально выполненное армирование помогает с высокой эффективностью соединить два основополагающих элемента столбчатого фундамента – бетонные столбчатые опоры и ростверк из железобетона;
  • С помощью арматуры в существенной степени увеличивается ресурс элементов из железобетона.

В некоторых случаях применение арматуры  помогает избежать  самых плачевных и катастрофических итогов, касающихся процесса разрушения бетона.   В результате вместо скачкообразного разрушения  происходит  пластичное и медленное расползание  имеющейся конструкции.  

Особенности технологии армирования столбовТребования для армирования столбчатого фундамента

Требования для армирования столбчатого фундамента

В конструкцию арматурного каркаса столба из бетона входит несколько вертикальных прутков.  Диаметр используемой арматуры составляет  от 10 и вплоть до 12 мм.

Армированный каркас столба фундамента

Следует знать, что с целью армирования столбчатых фундаментов применяют  исключительно арматуру, принадлежащую к классу А-III ( или ребристую).

В роли  горизонтального компонента каркаса выступает более тонкая и гладкая монтажная арматура с диаметром 6 мм.  Основное назначение горизонтальных компонентов —  служить  правильному соединению  вертикальных стержней в целую единую  конструкцию.

Как грамотно  вычислить длину вертикальных элементов:  их верхние концы должны выступать над поверхностью заливки из бетона на 10-20 см.  Оставшиеся свободные концы впоследствии  применяются с целью привязки ростверка к необходимым  столбам.

Все для ПИТЕРА
ВНИМАНИЕ ССЫЛКА: Песок прям из карьера >>>

Типичная схема армирования столбчатого фундамента

Для того, чтобы грамотно и беспроблемно выполнить армирование, необходимо пройти следующие этапы:

  • Четко рассчитать требуемое количество арматуры;
  • Отрезать стержни с необходимой длиной;
  • Связать каркас;
  •  Выполнить спуск полученной конструкции внутрь опалубки. Немаловажное значение на этом этапе имеет то условие, что между арматурой, а также досками опалубки должен выдерживаться зазор до 50 мм;
  • Выполнение заливки бетона. Следует помнить, что при правильном заполнении каркаса смесью из бетона  его требуется периодически встряхивать. Немаловажно, чтобы арматура была полностью чистой. В ином случае станет явным прилипание имеющегося  бетона к металлу.  Очистить арматурные прутья от краски, ржавчины, а также окалины можно с использованием специальных антикоррозийных растворов.

В целом, следует помнить, что невозможно получить точные данные, а также размеры стальных прутков, глубину и форму их закладки в бетон, используя несколько простейших формул всем известной строительной механики. На современном этапе зачастую армирование столбчатого фундамента  производится с использованием программного способа. По его результатам можно подобрать наиболее оптимальный  способ армирования, а также  вычислить необходимую мощность и даже  построить так называемые эпюры  напряжений касательно  арматуры.

Армирование столбчатого фундамента: полезные рекомендации
  • Определение необходимого количества прутка для армирования в бетонном элементе происходит следующим  принципом – суммарное сечение арматуры в используемом  бетоне должно составлять от 02 до 0, 25 %  от имеющегося  сечения столбчатой опоры либо балки;
  • Наиболее оптимальным и грамотным соотношением диаметра армирующего прутка к поперечному размеру  устанавливаемой балки считается от 1 к 20  и от 1 к 25;
  • Элементы, подлежащие закладке, должны размещаться в бетон на минимальном расстоянии 2,5 (и вплоть до 3,5 см) от поверхности требуемой балки;
  • Армировать столбчатые опоры фундамента можно в форме пространственного каркаса. Отдельные его пруты необходимо перевязать мягкой проволокой  с целью фиксации их местоположения в опалубке вплоть до заливки имеющейся формы бетоном.

Вязка арматурыВязка арматурного каркаса (опора и столб)

Вязка арматурного каркаса (опора и столб)

Разберемся подробнее, как вязать арматуру для столбчатого фундамента.

Прежде всего, таким фундаментам присущи некрупные размеры. По этой причине с целью вязки арматуры может применяться обычный либо автоматический крюк.

Рассмотрим довольно нехитрую схему вязки:

  • Необходимо отрезать кусок проволоки с длиной в 300 мм и сложить её пополам;
  • Полученную петлю необходимо занести по диагонали крестовины арматуры  и вынести к её концам;
  • В проволочную петлю помещается крюк;
  • Необходимо прокрутить инструмент, цепляя в процессе концы проволоки.

Требуемые расчетыСхема арматурного каркаса

Схема арматурного каркаса

В случае индивидуального строительства армирование столбчатого фундамента сводят к четкому и продуманному определению требуемого количества арматуры.   К примеру, для того, чтобы получить  каркас из арматуры  под столб с диаметром 200 мм, а также с необходимой  глубиной заложения в  2 метра, достаточными станут 4 вертикальных прутка со следующим  диаметром —  12 мм.

Расстояние между ними будет составлять 200 мм.  Причем прутки необходимо будет перевязать с использованием горизонтальных элементов в 4-ёх местах (с требуемым шагом – 500 мм).

1.Для расчета количества ребристой арматуры на 1 столб необходимо выполнить следующие вычисления: (2 + 0,2) х 4 = 8,8 метра. В расчете  уже учтен припуск в  0,2 м, необходимый с целью привязки ростверка;

2. Для расчета количества необходимой гладкой арматуры с диаметром 6 мм необходимы следующие вычисления: 0,2 х 4 х 4 = 3,2 метра;

3. Для расчета вязки каркаса требуется заготовить следующее количество проволоки: 0,3 х 4 х 4 = 4,8 метра.

Полученные в итоге результаты необходимо умножить на требуемое количество столбиков.

Таким же самым  образом происходит расчет требуемого количества арматуры с целью армирования столбчатых фундаментов монолитного типа и любых геометрических размеров.

Подведем итоги.  Армирование столбчатого фундамента – трудоёмкий  процесс, который требует грамотных расчетов и  продуманного подхода. Однако не стоит забывать, что от этого в итоге зависит прочность, а также  надежность всего строящегося объекта.  Поэтому стоит приложить некоторые усилия на начальном этапе, чтобы пожинать  приятные плоды собственного труда в процессе эксплуатации нового сооружения.

Подписывайтесь на канал! Будет много интересного.
Оригинал статьи >>>

Армирование фундамента

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

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

Способы армирования

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

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


Рис. 1.1: Последствия отсутствия армирования в ленточном фундаменте
С целью защиты бетонных фундаментов от нагрузок на изгиб производится их армирование, которое осуществляется посредством размещения арматурного каркаса внутри тела фундамента. Согласно требованиям СНиП, для создания армокаркасов должны использоваться горячекатаные арматурные стержни класса А1, А2 и А3, диаметром от 12 до 20 мм.

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

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

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

  • Между продольной арматурой шаг принимается не менее диаметра используемых стержней и не более 25 см;
  • Высота поперечных перемычек между продольными контурами — не более 50 см, если высота фундамента превышает 60 см, дополнительно обустраивается внутренний продольный ярус каркаса. Шаг между поперечными стержнями — 1/2 от высоты фундамента (не более 30 см).

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

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


Рис. 1.2: Последовательность соединения армокаркаса проволокой


Армирование любого вида бетонных фундаментов выполняется с учетом следующих требований:
  • Между крайними участками арматурного каркаса и наружным контуром бетона оставляется расстояние в 40-50 мм;
  • Для поднятия каркаса над землей используются пластиковые «грибки», использование в качестве спейсеров кирпича не допускается;
  • Вертикальные арматурные прутья нельзя выткать в грунт, это чревато ускоренной коррозией металла;
  • Заливка опалубки с помещенным в нее армокаркасом выполняется за один заход, перерывы, при которых происходит частичное отвердевание бетона, негативным образом сказываются на итоговой прочности фундамента, поскольку внутри бетона образуются микротрещины.

Рис. 1.3: Пластиковые грибки под арматуру

Чертежи армирования фундаментов

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

Ленточный фундамент

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

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

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

Рис. 1.4: Схема армокаркаса ленточного фундамента
Армирование изгибов фундамента со сложной конфигурацией выполняется двумя цельными продольными стержнями (внешним и внутренним), повторяющими форму сгиба.


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

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


Рис. 1.6: Армирование углов ленты до 160 градусов

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


Рис. 1.7: Соединение угловых частей армокаркаса

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

Рис. 1.8: Соединение армокаркаса на стыках стен

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

На размещенном ниже изображении приведены недопустимые способы армирования.


Рис. 1.9: Неправильное армирование углов ленточного фундамента

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


Рис. 2.0: Станок для гибки арматуры

Плитный фундамент

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


Рис. 2.1: Схема армирования плитного фундамента

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

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

При армировании плитных фундаментов важно не допускать следующих ошибок:


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


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

Столбчатые и буронабивные фундаменты

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

Рис. 2.4: Схема армирования буронабивных свай

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

Рис. 2.5: Схема армирования столбчатого фундамента

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


Полезные материалы

Арматурный каркас для фундамента

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

 

Армирование ленточного фундамента

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

 

Армирование свай

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

 

 

 

Армирование столбчатого фундамента, как армировать?

Строительная компания «Проект», среди прочих, оказывает услуги по возведению столбчатого фундамента по невысоким ценам в Москве и Подмосковье. Мы работаем на строительном рынке давно и имеем большой опыт в этой сфере. Работать с каждым клиентом стараемся на высоком профессиональном уровне. Наша компания выполняет работы с соблюдением всех строительных норм и правил. Мы используем всю нормативную документацию, поэтому гарантируем высокое качество строящихся объектов.

Столбчатый фундамент наша компания сооружает в зданиях и домах со стенами из легких материалов без подвала. Стены могут быть щитовыми, каркасными или рубленными. Такой тип оснований можно возводить в разных климатических зонах. Важным этапом в возведении является армирование столбчатого фундамента. Для этого чаще всего используют ребристую арматуру, которая с бетонной смесью имеет высокую степень сцепляемости. При изготовлении каркаса для армирования фундамента необходимо очистить арматуру от пыли и грязи. От этого в большой степени зависит прочность конструкции.

Как армировать столбчатый фундамент?

Для изготовления каркаса берут арматуру диаметром 10 миллиметров в количестве от 4 до 6 штук. Она должна быть тонкой – диаметром 6 миллиметров. При незначительной нагрузке на фундамент прутья между собой связывают проволокой. Для армирования узких столбов используют два прута. При большой нагрузке на основание скрепление осуществляют сваркой. После бетонной заливки для привязки ростверка к арматуре ее пруты должны выступать приблизительно на двадцать сантиметров. Прутья нужно уложить в забетонированную на две трети «тумбу». Их обязательно устанавливают на гидравлическую подушку.

При армировании, на углах столбчатого фундамента производится скрепление арматурного каркаса. После этого укладывают бетонную смесь высотой в двадцать пять сантиметров с виброуплотнением каждого слоя. Это необходимо для удаления воздушных пузырьков и обеспечения максимальной прочности конструкции. Бетон отличается высокой прочностью, но плохой пластичностью, поэтому он трескается при растяжении. При низких температурах на фундамент одновременно действуют силы, имеющие противоположное направление. Они возникают от собственного веса здания и пучения при морозе. Из-за этого в конструкции фундамента образуются зоны растяжения и сжатия, которые приводят к трещинам на поверхности. Поэтому для обеспечения прочности постройки производят армирование столбчатого фундамента.

Как надёжно армировать фундамент?

При изготовлении монолитной подземной несущей конструкции необходимо армирование фундамента для восприятия растягивающих нагрузок. В лентах и ростверках применяются горизонтальные каркасы, в столбах и сваях – вертикальные. Плиты армируются сетками, на отдельных участках армопояса усиливаются анкерами.

Для чего армируются фундаменты?

Фундаменты испытывают нагрузки сжатия, кручения, сдвига и растяжения. Конструкционный материал бетон справляется со всеми из них, кроме последней. Для восприятия усилий растяжения без разрушения бетона применяется армирование фундамента в двух уровнях. Нижний пояс компенсирует сборные нагрузки, верхний – силы вспучивания, действующие на подошву подземной конструкции.

Внимание: В обязательном порядке производится расчет армирования для вычисления толщины прутков, их количества в каждом поясе и минимальное содержание арматуры в сечении бетонной конструкции.

Какая арматура используется?

Согласно СП 20.13330 и СП 22.13330 основные элементы каркасов и сеток (прутки продольные) изготавливаются из 10 – 16 мм «рифленки». Это арматура периодического сечения с боковой насечкой класса А400. Все остальные элементы создаются из 6 – 8 мм арматуры гладкой А240.

Внимание: В несущих конструкциях следует использовать металлическую арматуру. Композитные материалы для фундаментов не пригодны.

Проволочная скрутка деталей каркасов/сеток более надежна, чем сварочные соединения и пластиковые хомуты. Сварка ослабляет сталь в прилежащих зонах, полимерные хомуты рвутся и сдвигаются при перемещении внутри опалубки бетона.

Схемы армирования фундаментов

В идеальных условиях фундаменты можно армировать только возле подошвы, чтобы исключить разрушение от сборных нагрузок. Это возможно на непучинистых грунтах либо при компенсации сил пучения дренажом, утеплением и использованием нерудных материалов в засыпках, подстилающих слоях.

На практике проектировщики перестраховываются, закладывая два армопояса. Кроме рабочей арматуры необходима монтажная и технологическая:

  • пространственная форма придается каркасам хомутами, вертикальными и горизонтальными перемычками
  • сетки отделяются друг от друга специальными элементами «пауками», «лягушками», столиками
  • необходимый процент армирования обеспечивают укладкой арматуры технологической
  • для фиксации отдельных элементов фундамента или крепления к ним позже стен, цоколей используются закладные детали

В зависимости от конструкции фундамента технологии армирования существенно отличаются.

Плиты

Простейшую схему армирования имеет плита плавающая. Внутри нее размещены две сетки с соблюдением условий:

  • ячейка 5 – 30 см, под капитальными стенами шаг снижается
  • защитный слой 2,5 – 7 см
  • нижняя сетка укладывается на бетонные или пластиковые подставки
  • верхняя сетка опирается на столики, пауки
  • концы стержней нижней и верхней сетки по периметру соединяются П-образными анкерами

Для ребристых плит схемы усложняются, внутрь каждого ребра жесткости укладывается арматурный каркас, жестко связанный с сетками.

В кессонных плитах добавляется подвал монолитной конструкции, стены которого армируются каркасами по аналогии с МЗЛФ, пол сетками, как у обычной плиты.

Внимание: В плитных фундаментах сложной конструкции арматура разных элементов должна быть перевязана между собой проволочными скрутками.

В зависимости от технологии плитного фундамента защитный слой будет разным:

  • гладкие плиты отливают поверх подбетонки, поэтому достаточно 2,5 см прокладок под нижнюю сетку
  • УШП и ребристее плиты чаше бетонируют поверх экструдированного пенополистирола, рекомендуется нижний слой 3 – 4 см
  • отсутствие утеплителя и подбетонки толщина прокладок должна увеличиться до 5 – 7 см
  • толщина бокового защитного слоя более стабильна, составляет 2,5 – 5 см в зависимости от диаметра стержней

Внимание: В незаглубленных и малозаглубленных плитах всегда присутствуют люки для разводки коммуникаций. Если диаметр меньше 15 см, усиливать конструкцию не нужно. Для больших отверстий следует укладывать прутки по периметру и над углами для их усиления.

Ленты

Ленточный фундамент полностью опирается на основание. Поэтому от веса здания и прочих эксплуатационных нагрузок его верхняя грань сжимается, нижняя растягивается. Силы пучения, наоборот сжимают подошву и растягивают верхнюю часть.

Классическая схема армирования малозаглубленной ленты выглядит следующим образом:

  • каркасы укладываются под несущими стенами на прокладки
  • сопряжения усиливаются П-образными или изогнутыми под прямым углом анкерами
  • на прямых участках шаг вертикальных/горизонтальных перемычек 40 – 60 см, в углах снижается вдвое

При небольшой ширине ленты используется два продольных стержня в каждом поясе. С увеличением размера бетонной конструкции их количество так же повышается.

Внимание: Если каркасы вяжутся по месту, запрещено укладывать прутки на углах внахлест. Их нужно изогнуть под прямым углом (40 – 80 см от края), уложить длинными концами на соседние стороны общего угла.

Ростверки

В отличие от лент МЗЛФ ростверки контакта с землей не имеют, силы пучения на них не действуют. Зато они опираются на столбы или сваи меньшей площадью. Поэтому при внешней схожести схемы армирования лент и ростверков отличаются:

  • армирование продольное – 2 или 3 стержня под несущими стенам в нижнем/верхнем поясе
  • вертикальное усиление – в местах опирания ростверка на сваи/столбы необходимо избежать продавливания
  • поперечное армирование – прутки с шагом 20 см обязательны в ростверках с двурядной расстановкой свай, поскольку крутящие моменты появляются именно в этой плоскости

Технологическая и монтажная арматура так же используются в поперечном армировании. Это придающие пространственную форму конструкции перемычки и хомуты из гладких стержней.

Внимание: Армопояса ростверка могут быть жестко связаны с каркасами вертикальных элементов фундамента (столб, свая) или не соприкасаться между собой при шарнирной схеме сочленений.

Столбы

Столбчатый фундамент считается наименее устойчивым, поэтому в 75% случаев оборудуется опорными плитами в подошве каждого столба. Поэтому схема армирования отличается от других конструкций фундамента:

  • плиту усиливают сеткой возле подошвы для сопротивления растягивающим нагрузкам от передаваемого веса здания
  • к ней привязываются изогнутые под 90 градусов стержни
  • вертикальный каркас тела столба связывается с этими прутками проволочными скрутками

Арматуру выпускают из бетона, чтобы позже изогнуть половину прутков на уровне нижнего армопояса ростверка, оставшиеся – на высоте верхнего пояса и привязать к ним проволокой.

Внимание: Углы и сопряжения анкерятся аналогично ленте МЗЛФ Г-образными или П-образными элементами.

Сваи

Проще всего армируются буровые сваи. В зависимости от диаметра и минимального процента армирования используется 3 – 5 прутков, обвязанных треугольным, квадратным или пятигранным хомутом, соответственно.

Вместо хомутов индивидуальные застройщики применяют куски гладкой арматуры, однако увеличится расход вязальной проволоки. Концы прутков тоже выступают из бетона по аналогии со столбами для вмуровывания в монолитный ростверк.

Внимание: Если используются стальные, брусовые балки для легких стен надворной постройки, арматуру выпускать не нужно, верхний защитный слой составляет 5 – 7 см. на эту глубину следует утопить стальные изделия, чтобы защитить их от коррозии.

Технологии армирования

В сметах строительства указаны расчетные характеристики арматуры с привязкой к конкретным эксплуатационным условиям. Однако индивидуальному застройщику следует знать некоторые нюансы изготовления каркасов и сеток из отдельных деталей.

Изготовление сетки

Ввиду крупного габарита фундаментной плиты арматурная сетка вяжется по месту эксплуатации из перекрещивающихся прутков или собирается из готовых карт, продающихся на стройрынках. При промышленном производстве сеток применяются высокопроизводительные сварочные стыки. При самостоятельной вязке лучше использовать проволоку вязальную.

Вязка каркасов

При использовании хомутов производительность сооружения каркасов повышается минимум впятеро, расходуется меньше проволоки. При этом следует учесть:

  • хомуты пригодны для размеров ростверка 40 х 40 см максимум
  • число прутков продольных в ряду не должно быть больше 4-х

Поэтому ростверки с сечением балок больше указанных значений сооружают из двух решеток, установленных вертикально. Между собой их обвязывают поперечными горизонтальными перемычками с учетом защитных слоев. Конструкция укладывается на прокладки, боковые защитные слои обеспечиваются полимерными кольцами. Они надеваются на стержни, предотвращают контакт с опалубкой.

Таким образом, элементы фундаментов разных конструкций армируются не одинаково. Необходимо учесть приведенные схемы и рекомендации, чтобы добиться при минимально возможном бюджете максимального качества и ресурса подземной конструкции.

Столбчатый фундамент своими руками: материалы, инструкция

В данной статье опишем процесс создания столбчатого фундамента из буронабивных свай с применением несъемной опалубки из рубероида.

План статьи:

Преимущества и недостатки столбчатых фундаментов из буронабивных свай
Проектирование столбчатого фундамента
Материалы для изготовления столбчатого фундамента
Инструменты для изготовления столбчатого фундамента

Поэтапная инструкция

Разметка участка
Бурение скважин
Делаем уширения внизу скважин
Создаем несъемную опалубку из рубероида
Создаем арматурные каркасы для наших свай с возможностью армирования пятки сваи
Поэтапная инструкция по работам формирования сваи в скважине с уширением
Подборка видео по столбчатому фундаменту

Достоинства и недостатки столбчатого фундамента

Преимущества

  • Экономичный. Требует меньше материалов, а именно  бетона и арматуры, по сравнению с ленточным и плитным фундаментом.
  • Не требует изготовления съемной опалубки. Используется несъемная опалубка, на изготовление которой тратится небольшое кол-во времени.
  • Фундамент из буронабивных свай легко можно сделать самостоятельно без привлечения спецтехники и наемной силы.

Недостатки

  • В отличие от ленточного нет возможности сделать погреб и цокольный этаж.
  • Требуется более детальное проектирование в отличие от ленточного и плитного.

Средний срок службы столбчатого фундамента из буронабивных свай:  150 лет.

Проектирование столбчатого фундамента из буронабивных свай

  1. Рассчитывается общий вес будущего дома.
  2. Делаем экспертизу грунта (пробное бурение). Узнаем несущую способность грунта, уровень грунтовых вод (УГВ) и глубину промерзания грунта (ГПГ).
  3. Рассчитываем количество столбов нашего фундамента и их расположение по периметру дома. Расчет будет зависеть от 2 факторов: 
  • Столбы должны нести полную нагрузку от дома. При расчете учитывается несущая способность грунта. Для того, чтобы увеличить площадь опираемой поверхности на грунт используется уширение внизу столба (среднее значение диаметра пятки 400-600 мм). 
  • Расстояние между столбами должно быть в пределах 1-3м (среднее значение 1,5-2м). 

Калькулятор Столбы-Онлайн v.1.0 — проектирование столбчатого фундамента.

    Материалы

    Несъемная опалубка:

    Рубероид ПВХ трубы А/Ц трубы Трубы дымохода

    Материалы для столба с уширением. Несъемная опалубка: рубероид

    1. Арматура. Д10-Д12. Для арматурного каркаса вязальная проволка.
    2. Бетон М150-М400. Цемент+песок речной крупный + щебень 5-20фр (чем меньше фракция щебня тем лучше).
    3. Несъемная опалубка: рубероид.
    4. Мусорный мешок (плотный 120л). Для формирования пятки (уширение внизу столба).
    5. Скотч. Для крепления мусорного мешка и для скрепления рубероида. Стретч-пленка для скрепления рубероида.

    Инструменты

    1. Бур. Можно использовать садовый, ТИСЭ либо самодельный. Вместо бура можно использовать автоматизированную технику либо аналог. Длина бура должна быть чуть больше глубины промерзания. Если ручка бура короткая, то необходим будет удлинитель, который можно либо купить вместе с буром либо сделать самостоятельно.
    2. Бур ТИСЭ с удлинителем Бур садовый с удлинителем
    3. Для создания уширения внизу будем использовать бур ТИСЭ либо самодельный инструмент. Например, штыковая лопата с обрезанными краями. Штык 10см + если нужно удлинение ручки лопаты.
    4. Уширение буром ТИСЭ Уширение штыковой лопатой
    5. Если бетон будем изготавливать самостоятельно, то нужен следующий инструмент:
      1. Бетономешалка
      2. Мастерок
      3. Ведро
      4. Лопата совковая
      Бетономешалка Мастерок Строительное ведро Совковая лопата

    Инструкция по строительству буронабивного свайного фундамента с уширением

    Разметка участка

    1. Устанавливаем обноску для натягивания бечевки, по которой будем отмечать расположение столбов (свай). Вместо обноски можно просто использовать колышки либо арматуру, прочно закрепленную в почве. Предварительно перед размещением обноски у нас должен быть составлен проект по кол-ву и расположению столбов. 

    Натягиваем бечевку (шнур, толстую нить либо любой аналог) для разметки расположения будущих свай. Места пересечения бечевки будут являться центрами скважин. В нашем примере расстояние между центрами столбов сделаем 2м. При условии, что диаметр буронабивной сваи у нас 25 см, следовательно, расстояние между сваями получится 1,75м.

    2. Намечаем центры будущих скважин. Для данной задачи будем использовать отвес, который будет опускать с мест пересечения бечевки.

    3. Вбиваем колышек точно по отвесу. Вместо колышка можно использовать все что угодно, главное чтобы надежно держалось в земле и было заметно, чтобы случайно не сбить.

    В итоге получаем размеченный участок под будущие столбы. Обноску убираем, чтобы она нам не мешала. Остаются только колышки.

    Более подробную инструкцию по разметке фундамента можно прочитать в статье: Разметка под фундамент. Правила построения прямоугольного фундамента. Для столбчатого фундамента: Разметка под столбчатый фундамент с ростверком.

    Бурение скважин

    Бурим скважины под сваи. В данном примере диаметр ям будем делать 25 см. на глубину ниже глубины промерзания для данной местности. Предположим, глубина промерзания у нас 1,5м, следовательно, бурить будем на глубину порядка 1,7м. 

    Для расчета глубины промерзания грунта можно воспользоваться нашим калькулятором: Расчет глубины промерзания грунта.  © www.gvozdem.ru

    Для бурения можно использовать бур ТИСЭ  с диаметром 25см, садовый бур  диаметром 25см либо автоматизированную технику.  

    Еще важный момент. Пробурить можно сразу все скважины. Но в некоторых случаях целесообразно бурить по одной скважине и сразу заливать бетонную смесь (бетон). Это связано с погодными условиями в виде дождя либо высоким залеганием грунтовых вод. Вода будет подмывать грунт стенок скважины, в результате чего он будет осыпаться, а это нам совсем не нужно.

    Делаем уширения  внизу скважин

    Для чего это нужно.  По уширению в скважине будет сформирована пятка столба, которая будет выполнять 2 задачи: увеличение несущей способности столба и препятствие выдергиванию сваи касательными силами во время промерзания пучинистых грунтов. 

    План работ. Для данной задачи можно использовать бур ТИСЭ специально предназначенной для этой цели. Он позволит сделать уширение диаметром 40-60 см. Но стоит заметить, что в плотном грунте данным приспособлением очень сложно работать. Поэтому желательно все проверить при пробном бурении во время проектирования столбчатого фундамента. 

    Есть альтернативный и бюджетный способ сделать уширение с помощью модернизированной штыковой лопаты. Для этого необходимо обрезать края полотна лопаты, чтобы рабочая область была в пределах 10см. Ну и удлинить ручку лопаты, если это нужно. Для того чтобы поднять грунт от такого уширения можно воспользоваться каким-нибудь приспособлением, либо просто пробуриться глубже и весь грунт от нашего уширения сгрести в это углубление. Главное не забудьте потом утрамбовать наше «захоронение». 

    Создание несъемной опалубки из рубероида

    1. В качестве опалубки для буронабивного фундамента в данном примере будем использовать  самый экономичный вариант, а именно рубероид.  

    Подготавливаем кусок рубероида нужной нам длины. В нашем примере нам нужен кусок длиной 2м (1,7 м под землей – 0,3м уширение без рубероида + 0,3м над землей + 0,3м запас для обрезки по уровню). Скручиваем рубероид нужного нам диаметра (25см) в виде трубы. Для данной задачи лучше использовать некий шаблон, на который будем накручивать рубероид. На примере у нас металлическая труба. Шаблон можно сделать самостоятельно, проявив смекалку. Вариантов много. 

    После того как рубероид накрутили (толщина в 2 слоя) необходимо зафиксировать полученную рубашку из рубероида от раскручивания. Здесь нам поможет широкий упаковочный скотч. Скрепим в 4 местах (можно и больше, главное чтобы надежно). Если у вас рубероид с пылевидной посыпкой, то скотч к нему не пристанет. Есть вариант обмотать гильзу из рубероида сначала стретч-пленкой а затем уже скотчем. Это также придаст большую жесткость вашей опалубке.

    2. Крепим мусорный пакет к низу опалубки из рубероида. Для чего это нужно. Если у вас высокие грунтовые воды либо просто стоит вода от дождей, то лить бетон в воду не рекомендуется. Также пакет будет являться неким барьером между грунтовой средой и бетоном. По технологии ТИСЭ пакет не используется. Цементное молочко попадает напрямую в грунт образуя грунтобетон, что является дополнительным усилением для опоры (со слов Яковлева – автора технологии ТИСЭ).  

    Не стоит путать мусорный мешок для помойного ведра с мусорным пакетом 120л, в который на субботниках собирают мусор. Он большой и достаточно плотный. Вот его и будем использовать. Крепим его к низу нашей опалубки скотчем. Опалубка из рубероида у нас подвижная, поэтому постарайтесь использовать скотч, чтобы он действительно крепко зафиксировал пакет (усиленно обмотать скотчем край пакета к рубашке из рубероида). © www.gvozdem.ru

    3. Ту часть пакета, которая у нас будет использоваться под уширение можно аккуратно  спрятать в трубу опалубки.  
    Важно! Продумайте размещение пакета, чтобы во время заполнения бетона не образовалось складок, которые могут сделать наше уширение не цельной конструкцией.

    Создаем арматурные каркасы для наших свай

    Для данной задачи будем использовать арматуру с диаметром 10мм. Арматурный каркас можно изготавливать в 2 вариантах: с армированием уширения столба и без армирования уширения. Насколько нужно армирование уширения столба вопрос спорный и может быть решен только в результате точных проектных расчетов с учетом всех технических характеристик материалов, нагрузок и с учетом всех возможных факторов. Поэтому в данной статье пойдем по сложному пути и рассмотрим более надежный вариант армирования пятки столба. 

    План работ. Заготавливаем 4 прутка длиной  где-то 2,4 м (1,65м в земле + 0,3м над землей + 0,3 для связи с ростверком + 0,1м для пятки столба). Для армирования уширения столба будем загибать концы арматуры, чтобы она имела вид буквы L. Длина загиба будет зависеть от диаметра пятки в том месте,  где будет происходить ее армирование (3-5 см от низа уширения). В нашем случае длина загиба  где-то около 10-13см. После того как прутки у нас готовы сшиваем их в арматурный каркас. Сварка здесь, разумеется, не подходит, поэтому связывать будем с помощью вязальной проволоки. При этом связь делаем не очень прочной, чтобы была возможность прокрутить арматуры по своей оси. Желательно сделать засечки на концах верха арматуры, чтобы был ориентир, на сколько крутить арматуру, чтобы она разместилась в нашем уширении под нужным углом.

    Если вы решили делать арматурный каркас без армирования уширения, то в этом случае делаем все то же самое, что и выше, только связь арматур делаем жесткой (сваркой либо вязальной проволокой).

    План работ по формированию столба с уширением

    1. Опускаем нашу опалубку в скважину до конца.

    2. Заливать столб бетоном будем в два приема. 
    Вначале заливаем смесь бетона для создания пятки буронабивной сваи. Много сразу заливать не стоит, так как и сложно поднимать опалубку будет и слишком большая нагрузка на пакет. Регулируйте заливку на свое усмотрение.
    Для расчета состава бетона предлагаем воспользоваться нашим сервисом: Калькулятор по расчету состава бетона.

    3. Поднимаем наш стакан из рубероида вверх на высоту уширения. В результате залитый бетон заполняет пакет и формирует пятку нашего столба. Затем немного придавливаем опалубку вниз.

    4. Вставляем арматурный каркас в опалубку и продавливаем его в раствор бетона до нужной нам глубины.

    5. Разворачиваем прутки арматуры по оси для армирования пятки столба. Как это сделать и как армирование пятки будет выглядеть, смотрим на рисунках ниже.

    6. Выводим столбы в один уровень. Когда бетон немного схватится и опалубка уже будет зафиксирована, размечаем с помощью лазерного уровня либо гидроуровня общий уровень всех буронабивных свай. В виде отметки на опалубке из рубероида можно использовать саморез либо гвоздь, воткнутый в опалубку на отмеченном уровне. Вот до этой отметки мы и будем заливать бетон в наши сваи.

    7. Заливаем бетон до отметок уровня с обязательным уплотнением раствора с помощью вибрирования либо штыкования. Для штыкования можно использовать обычную арматуру Д10-Д12. Для того чтобы не повредить надземную часть опалубки во время заливки бетона можно соорудить некий съемный жесткий каркас. Для этой роли подойдет кусок металлической трубы, близкого к нашей опалубке диаметром. Можно соорудить просто опалубку из досок, которую будем переносить от одного столба к другому во время заливки.

    После заливки бетон должен созреть. Чтобы не допускать его пересыхание в первые дни можно насыпать мокрых опилок на верх столба и закрыть пакетом. 

    Если вы собираетесь строить каркасный дом, то для связи столба с обвязкой из бруса используют анкера (шпилька с гайкой) залитые в бетон столба. Подробную инструкцию можно посмотреть в статье: Монтаж анкера для связи столба и обвязки из бруса.

    8. Подрезаем нашу опалубку по отмеченному уровню.

    Так будет выглядеть готовый столбчатый фундамент из буронабивных свай. © www.gvozdem.ru

    Заключение

    Как видим создание столбчатого фундамента своими руками посильно даже одному человеку. В этом одно из главных его  достоинств, для любителей делать все своими руками без привлечения наемной силы и спецтехники. Ну и нельзя забывать, что здесь существенная экономия материалов в отличие от ленточного фундамента и тем более монолитной плиты.

    Похожие статьи:

    (PDF) Проектирование фундаментов, армированных колоннами

    Проектирование армированных грунтов колоннами

    Мунир Буассида,

    Университет Туниса Эль-Манар, Группа инженерно-геологических исследований.

    Национальная инженерная школа Туниса, Тунис, Тунис

    РЕЗЮМЕ

    Проектирование фундаментов на укрепленном грунте с помощью колонн обычно включает две проверки: во-первых, несущую способность

    и, во-вторых, расчетную осадку. В этой статье подробно описывается комплексная методология определения оптимизированного коэффициента

    улучшенной площади, чтобы избежать завышенных количеств столбцов материала.Основа предлагаемой методики

    состоит в оценке, во-первых, минимального коэффициента площади улучшения (IAR), соответствующего допустимой несущей способности армированного грунта

    ; тогда максимальный IAR выводится из проверки допустимого урегулирования. Проанализирован проект резервуара

    , чтобы показать, что использование новой методологии проектирования, которая была включена в недавно разработанное программное обеспечение для

    расчет армированного грунта колоннами, позволяет избежать завышенного армирования.

    РЕЗЮМЕ

    Le Dimensnement d’une fondation sur sol renforcé par colnes inclut, en premier replace, la vérification de la capacity

    portante, et, en second replace, la vérification du tassement. Этот вклад представляет собой новый метод

    , определение оптимальных постоянных условий для оценки количества составляющих

    колонн. Une valeur minimale du taux d’incorporation is идентифицируется как допущенный к проверке портовой емкости

    ; Допускается suivie de l’estimation d’une valeur maximale du taux d’incorporation découlant de la vérification du

    tassement.Проект резервуара раскрывается для наблюдения за созданием нового творчества

    Методология измерения, действующая в соответствии с логическим каналом усиления.

    1 ВВЕДЕНИЕ

    Хорошо известно, что усиление слабых грунтов колоннами

    направлено на увеличение несущей способности, уменьшение осадки на

    , ускорение консолидации

    мягких грунтов за счет осушенного столба материала и

    предотвращение риска разжижения, особенно

    насыщенных рыхлых песков.Стоимость схем

    фундамента из армированного грунта (RS) с использованием каменных колонн,

    уплотняющих свай или метода глубокого перемешивания, по существу, составляет

    , контролируемых объемной долей заделанного материала

    , как относящейся к коэффициенту площади улучшения (IAR). Коэффициент площади улучшения

    (IAR) определяется как общее поперечное сечение колонн

    , деленное на площадь нагруженного фундамента

    .

    Слабые грунты часто имеют очень низкие характеристики прочности и жесткости.

    .В эту категорию грунтов в основном входят

    высокосжимаемых грунтов с недренированной прочностью на сдвиг менее

    более 30 кПа, модулем Юнга менее 2 МПа и

    рыхлых песков с углом трения менее 30 ° (т.е. SPT <

    10) .

    В зависимости от принятой техники армирования колонн

    IAR варьируется от:

    — от 0,15 до 0,35 для каменных колонн; Прочность материала колонны

    в основном характеризуется большим углом трения

    (т.е.е. больше 40 °).

    — от 0,2 до 0,7 для глубокого перемешивания; Прочность материала колонны

    в основном характеризуется повышенной когезией

    (в двадцать раз и более, чем у исходного грунта).

    — от 0,05 до 0,15 для виброуплотнения, с добавлением материала

    или без него; Прочность материала колонны составляет

    , характеризуется умеренным сцеплением и повышенным углом трения

    .

    При проектировании фундаментов на усиленном грунте колоннами

    обычно проводятся проверки, во-первых, несущей способности

    и, во-вторых, осадки.Конструкция

    также может включать ускорение консолидации, когда колонны

    ведут себя как вертикальные стоки, и потенциал разжижения в случае

    рыхлых насыщенных песков.

    Существующие методы часто нацелены на однократную проверку

    несущей способности или осадки путем принятия модели ячейки

    . Кроме того, существующие методы были сформулированы для

    уникального типа техники установки колонн, то есть каменных

    колонн (Priebe, 1995), (французский стандарт, 2005) или глубокого перемешивания

    (Broms, 2000) и т. Д.

    В этих материалах IAR рассматривался только как

    данных, поэтому оптимизация количества материала колонки

    не обсуждалась. Обратите внимание, что IAR не учитывается французским стандартом

    для оценки несущей способности RS

    по модели изолированной колонны.

    Далее, независимо от метода установки колонны или

    моделирования RS, ни один из предыдущих методов проектирования

    не учитывал как несущую способность, так и проверки осадки

    .

    Чтобы предложить комплексную процедуру проектирования

    , в этом документе представлена ​​новая методология, которая включает в себя проверки несущей способности

    и осадки

    . Более того, предлагаемая методология

    учитывает результаты недавних исследований, которые были получены в рамках четко сформулированных рамок

    .

    Эта методология проектирования подробно описана для усиленных грунтов

    концевыми несущими и плавающими колоннами.Составляющие

    армированного грунта, то есть исходный грунт также

    , называемый слабым грунтом и армирующими колоннами, идентично

    моделируется как трехмерная среда. Армирующие колонны

    расположены в произвольном порядке под

    Укрепление кольцевых соединений железобетонных колонн с фундаментом с помощью стержней из стеклопластика / SMA и оберток из углепластика

    https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.05.063 Получить права и содержание

    Abstract

    В этом исследовании предлагается новый метод усиления кольцевой железобетонной колонны (RC) к соединениям фундамента с помощью армированного стекловолокном полимера (GFRP) и стержней из сплава с памятью формы (SMA) и армированного углеродным волокном полимера (CFRP). обертывания.Были отлиты и испытаны шесть образцов круглых железобетонных соединений колонна-фундамент. Один образец использовали в качестве контроля; т.е. без усиления. Два образца были усилены продольными стержнями из стеклопластика разных размеров. Четвертый образец был усилен комбинацией продольных стержней из стеклопластика и обертки из углепластика. Два других образца были усилены продольными стержнями из сплава SMA; один с, а другой без обертки из углепластика. Верхняя часть колонны этих образцов находилась под постоянной осевой сжимающей нагрузкой и циклическими боковыми смещениями одновременно.Посредством ряда лабораторных испытаний были изучены параметры боковой нагрузки, способности рассеивания энергии, остаточного смещения, начальной жесткости и коэффициента пластичности образцов. Результаты испытаний показали, что эти параметры были значительно улучшены в образцах, усиленных стержнями из стеклопластика, по сравнению с контрольным образцом. Усиливающие стержни SMA смогли снизить остаточную деформацию соединений. Кроме того, комбинация стержней из SMA и оберток из углепластика увеличила параметр коэффициента пластичности.В аналитической части исследования была принята подпрограмма для моделирования материалов SMA. Эта подпрограмма была связана с программным обеспечением ABAQUS для анализа. Аналитические результаты показали хорошую корреляцию с экспериментальными результатами.

    Ключевые слова

    GFRP

    SMA

    Усиление

    Остаточное смещение

    Соединение колонны с фундаментом

    Железобетон

    Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

    Полный текст

    © 2019 Elsevier Ltd.Все права защищены.

    Рекомендуемые статьи

    Ссылки на статьи

    5 ПРИЧИН ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СБАЛАНСИРОВАННОЙ ИЛИ КОНСОЛЬНОЙ ЛАПКИ

    Детская игра «Тиддливинкс» демонстрирует принципы эксцентрических нагрузок. Когда определенные свойства и ограничения конструкции приводят к смещению центров тяжести между колонной или стеной и ее опорной площадкой, необходимо выполнить балансировку. В противном случае ваши опоры могут наклониться или опрокинуться, как диск Tiddlywink, испытывающий давление на свой край.Один из возможных ответов может быть в виде уравновешенных или консольных опор.

    ЧТО ТАКОЕ СБАЛАНСИРОВАННАЯ ИЛИ КОНСОЛЬНАЯ СТУПЕНЬ?

    Если по какой-либо причине опора колонны по периметру должна быть размещена эксцентрично (не по центру) на ее раздвинутом основании, или качество почвы вызовет дифференциальную осадку, вы можете получить сбалансированное давление на опоры, соединив их с внутренней опорой. с завязкой, или ремешком, пучком. Обычно они состоят из железобетона (в отличие от стальной балки), стяжная балка соединяет оба нижних колонтитула и обеспечивает необходимую устойчивость.Когда прилагаются нагрузки надстройки, балка распределяет давление между опорами, так что комбинированная нагрузка распределяется между ними и, таким образом, уравновешивается.

    Жесткость поперечной балки сопротивляется изгибу в результате наклона одного или обоих нижних колонтитулов, таким образом, вес каждой колонны равномерно переносится на почву через нижние колонтитулы. Поскольку его цель — заставить обе опоры нести вес вместе, сама балка не несет нагрузок. Чтобы избежать давления почвы на анкерную балку, она должна либо опираться на рыхлую почву, либо располагаться на несколько дюймов выше почвы.

    Как тип комбинированного фундамента под двумя или более колоннами, балки-перемычки могут быть спроектированы как единое целое с нижними колонтитулами или отдельно, в зависимости от условий здания.

    В КАКИХ УСЛОВИЯХ МОЖЕТ БЫТЬ ТРЕБУЕТСЯ ПОДНОЖКА С РАСШИРЕННЫМИ БРАСКАМИ?

    Консольные или уравновешенные опоры могут потребоваться по нескольким причинам:

    1. ОГРАНИЧЕННОЕ ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ ФУНДАМЕНТОВ

    Городская застройка и реконструкция могут означать ограниченное пространство для строительства. Когда вам нужно поставить опоры вплотную к следующему зданию, недвижимым подъездным путям или линиям собственности, и у вас нет места для полной опоры, сбалансированные опоры предлагают один из возможных ответов.

    2. ОПОРНЫЕ СТЕНЫ

    Столкнувшись с теми же ограничениями пространства для опор, вы можете вместо этого построить фундамент подпорной стены, который вводит в расчеты сдвиговое давление от земли. Грунт от прилегающего участка может не прижиматься к стене в абсолютно параллельном направлении, угрожая опрокинуть или толкнуть стену и ее нижний колонтитул. Привязка нижнего колонтитула стены к нижним колонтитулам колонн может противодействовать нагрузкам на фундамент.

    3.НЕДОСТАТОЧНАЯ ИЛИ НЕРАВНАЯ МОЩНОСТЬ ПОДШИПНИКА

    Если вы не можете доверять субстрату, чтобы адекватно выдерживать ожидаемые нагрузки, но ваше пространство не позволяет использовать несколько больших подушек, вы можете подключить одно меньшее основание — вне зависимости от того, эксцентрично оно или нет — к большему основанию, чтобы должным образом передать нагрузку на почву. . Кроме того, если у вас плохая почва под одним основанием, но идеально подходящая под другой, анкерная балка должна нейтрализовать разницу в осадке.

    4. ШИРОКО РАЗМЕЩЕННЫЕ КОЛОННЫ

    Если непрерывные нижние колонтитулы становятся невозможными из-за расстояния между столбцами, сбалансированные нижние колонтитулы могут заполнить счет.Поскольку большие расстояния увеличивают изгибающий момент непрерывного нижнего колонтитула, может быть лучше соединить нижние колонтитулы опоры периметра с нижними колонтитулами более близких внутренних колонн.

    5. КОНСОЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

    Если в поддерживаемом здании будут элементы, выходящие далеко за пределы внешних колонн, консольные бетонные опоры могут помочь уравновесить диагональные нагрузки.

    Решения существуют почти для каждой архитектурно-инженерной проблемы, с которой вы сталкиваетесь. Могут ли сбалансированные или консольные опоры решить проблемы с вашим проектом? Поделитесь своими планами с экспертами Barton Supply, вашего надежного поставщика бетонных конструкций для фасадов.Мы можем помочь вам создать идеальный железобетонный фундамент и конструкцию опор, чтобы придать вашей конструкции прочность, необходимую для долговечности. Звоните нам сегодня!

    Типы оснований в строительстве

    Строительство любого дома начинается с фундамента. Неважно, говорим ли мы о промышленном строительстве или частном доме, характеристики всей конструкции всегда зависят от надежности, прочности и долговечности фундамента.Типы фундаментов в строительстве очень разные, они различаются по типу конструкции, материалу и другим параметрам. Ниже мы рассмотрим не только распространенные типы фундаментов, но и тонкости их возведения.

    Виды фундаментов в строительстве, их особенности и устройство

    Основная классификация фундаментов учитывает их конструктивные особенности. Наиболее популярны следующие виды: ленточный, столбчатый, свайный и плитный. Возможны также различные комбинации.

    Ленточный фундамент

    Если посмотреть фото ленточного фундамента, становится понятно, откуда он получил свое название. Этот тип конструкции состоит из закопанных в землю лент, которые принимают на себя основную нагрузку от опорных элементов основной конструкции. Ленты, в свою очередь, опираются на фундаментные плиты. Таким образом, значительная часть нагрузки от стен распределяется на большой площади.

    Схематическое изображение устройства ленточного фундамента

    При устройстве ленточного фундамента нет необходимости проводить подготовительные работы для грунта, поэтому это хорошо, если нужно быстро построить здание.С другой стороны, он не рассчитан на большие нагрузки, поэтому одно- или двухэтажные дома — лучший вариант использования ленточного фундамента.

    Глубина залегания ленточного фундамента во многом зависит от материалов, из которых он изготовлен, а также от выбранного при строительстве типа исполнения. Существует два основных типа конструкции ленты:

    1. Фундамент сборный — из железобетонных блоков. Для сборки понадобится специализированное оборудование, сами блоки производятся на заводе.
    2. Монолитный — изготавливается непосредственно на строительной площадке (без промежуточного звена в виде фабрики).

    Плюсы и минусы ленточного фундамента из различных материалов:

      Ленточный железобетонный фундамент
    • — имеет ровно два преимущества: относительно невысокая стоимость материала и способность выдерживать большие нагрузки. Если вам нужно построить здание с тяжелыми несущими стенами, ваш выбор — железобетонный фундамент. Недостаток такого варианта — долгое время на строительные работы;
    • Бетон
    • — еще один популярный и относительно недорогой вид ленточных фундаментов.Он состоит из бетона, который дополнительно засыпается валунами, щебнем или битым кирпичом. Также способен выдерживать большие нагрузки;
    • кирпичный фундамент — применяется при возведении зданий до пяти этажей и в тех случаях, когда невозможно использовать монолитный фундамент. Как следует из названия, он состоит из глиняных кирпичей.

    Полезный совет! Если вам необходимо произвести расчеты ленточного фундамента, калькулятор для этого можно найти в Интернете.С его помощью вы рассчитаете расход материала, определите глубину строительства и другие важные параметры.

    В целом положительные свойства ленточного фундамента можно отличить по простоте монтажа и возможности использования в качестве стен для цоколя. Также этот вид фундамента отличается высокой несущей способностью. Минусы ленточной конструкции — для ее строительства понадобится специализированная техника, например, кран, самосвал и бетономешалка.

    Колонный фундамент

    Столбчатый фундамент — это столб, погруженный в специально пробуренную скважину или непосредственно в землю. Вышеуказанные столбы соединяются железобетонными балками и предназначены для домов с относительно небольшим весом. Такой фундамент станет отличным вариантом для деревянного дома средних размеров или другой конструкции из легких материалов. Он хорош для загородных домов или каркасных построек.

    Устройство столбчатого фундамента

    Столбчатый фундамент для частного дома применяется на устойчивых грунтах, не подверженных деформации от перепадов температур.Как и ленточные, столбчатые фундаменты могут быть сборными или монолитными. Кроме того, они могут быть изготовлены из следующих материалов:

    • кирпич — используется для поддержки зданий и сооружений с кирпичными стенами высотой до двух этажей;
    • камень — для тяжелых построек;
    • дерево — лучший вариант для деревянных конструкций, например, бани или загородных домов;
    • Железобетон
    • — самый тяжелый вариант столбчатого фундамента, применяемый в промышленных сооружениях или зданиях с большим весом, которые имеют более двух этажей.
    Построение столбчатого фундамента

    Расчет столбчатого фундамента основывается на размерах конструкции и других параметрах.

    К достоинствам столбчатого фундамента можно отнести его относительно невысокую стоимость, но есть и больше отрицательных сторон. Это и низкая прочность, и возможные проблемы со строительством подвала или подвала. Поэтому такой тип конструкции лучше всего использовать для небольших хозяйственных построек, бань, сараев и других построек, не предусматривающих подвала и не слишком тяжелых.

    Плитный фундамент

    Этот тип фундамента представляет собой железобетонную плиту, закладываемую на определенную глубину. Его толщина может варьироваться от 30 до 100 см, а для повышения прочностных характеристик используется арматура. В качестве подготовки под плиту заливается слой бетона или насыпается песок.

    Плюсы и минусы плиточного фундамента можно описать несколькими предложениями. Он хорош тем, что нагрузка равномерно распределяется по всей площади плиты, поэтому плиточный фундамент выдерживает как вертикальные, так и горизонтальные деформации.Чаще всего его применяют на слабых типах грунтов, например, зыбучих песках, песках и т. Д. Недостатком такого фундамента является то, что он выполняется только в монолитном виде.

    Устройство плитного фундамента под дачный дом

    Полезный совет! № При необходимости строительства большой площади плиточного фундамента применяют так называемые деформационные швы. Это означает, что одна большая плита разрезается на несколько более мелких частей. Такой прием позволяет избежать появления трещин и снизить несущую способность фундамента.

    Еще один недостаток плитного фундамента — дороговизна монтажа и самих материалов. Но, если вы хотите, чтобы ваш дом как можно дольше простоял без деформации даже на самом неустойчивом грунте, этот вариант будет идеальным.

    Свайный фундамент

    Этот тип фундамента для частного дома, например свайный, представляет собой одну или несколько свай, которые соединяются сверху специальной пластиной. Плита может быть бетонной или дополнительно армированной железной арматурой.Такой вариант часто используют, когда нужно возвести конструкцию на очень слабом грунте, под которым находится более прочный.

    Сооружения на сваях возводятся на песках, зыбучих песках, рыхлых грунтах. Такой тип конструкции позволяет переносить значительную нагрузку на мягкий грунт, а также помогает фундаменту выдерживать вес большого здания.

    3D проект частного дома с свайным фундаментом

    Свайный фундамент для частного дома может быть выполнен из различных материалов:

    • сваи деревянные — используются для небольших деревянных построек.Их делают в основном из обработанной по специальной технологии сосны;
    • Железобетон
    • — хороший вариант для фундаментов тяжелых зданий и сооружений с железобетонными стенами;
    • металл — применяется, когда по каким-либо причинам нельзя использовать железобетонные конструкции;
    • Комбинированные сваи из металла и бетона
    • — используются в экстремальных условиях или на очень сложных грунтах, например, на заболоченных почвах.
    Комбинированные сваи из металла и бетона используются в строительстве на сложных грунтах

    Кроме того, сваи различаются по типу изготовления:

    • с выемкой — углубление в землю с помощью специальных гидронасосов;
    • набивной — сначала бурят скважину, а потом в нее подают бетон, что позволяет получить сваю.В этом случае для фундамента частного дома можно использовать различные марки бетона;
    • с приводом — забивается в землю с помощью специализированных гидромолотов. Такой тип конструкции можно использовать только тогда, когда поблизости нет других построек, так как ударная волна при забивании сваи может повредить соседнюю конструкцию;
    • Винтовые сваи
    • — цена свайно-винтового фундамента выше предыдущих вариантов, но его можно использовать на любом грунте вне зависимости от его плотности и других характеристик.Этот тип сваи ввинчивается в почву как шуруп. Несмотря на то, что есть и недостатки, преимущества свайно-винтовых фундаментов позволяют широко использовать их для возведения мостов, вышек, линий электропередач и других специализированных сооружений.

    Полезный совет! Насыпные или вдавленные сваи лучше всего использовать, когда поблизости есть старые или полуразрушенные постройки, которые сохранят их в целости и сохранности.

    Недостатком любого свайного фундамента является дороговизна его возведения.Установка и транспортировка свай требует использования специализированного оборудования, что значительно увеличивает стоимость строительных работ. И несомненным плюсом является то, что такой фундамент можно возвести на ограниченной территории и с небольшим количеством земляных работ.

    Как правильно выбрать тип фундамента

    Существует ряд общих рекомендаций, которые можно применить к устройству любого типа фундамента. Общие факторы включают следующее:

    1. Наличие грунтовых вод под будущую конструкцию.
    2. Общее состояние почвы на строительной площадке.
    3. Величина нагрузки от опорной конструкции.
    4. Глубина, на которую почва промерзнет максимально.
    5. Наличие или отсутствие подвала.
    6. Расчетный срок службы конструкции.
    7. Какие материалы используются в строительстве.
    8. Есть ли на участке подземные коммуникации?

    Все эти моменты крайне важны при выборе оптимального варианта по типу фундамента для частного дома, поэтому им стоит уделить особое внимание.Ниже мы рассмотрим каждый из факторов более подробно.

    Оценка грунта на наличие грунтовых вод и глубину промерзания

    Качественная и полная оценка почвы может быть произведена только путем полного геологического исследования. Хорошо, если результаты таких исследований есть в организации, владеющей землей. В противном случае почву необходимо обследовать самостоятельно.

    Для этого на стройплощадке выкапывается котлован или бурится колодец, затем измеряется высота насыпного слоя, который нельзя использовать в качестве фундамента для постройки.С началом строительства этот слой снимается, остается только несущий грунт.

    При возведении фундамента под частный дом стоит учесть, что в холодное время года набухает практически любой тип грунта. Если этой проблемы не удается избежать, необходимо следить за тем, чтобы подъем фундамента зимой происходил равномерно по всей площади постройки. Сухая почва поднимается меньше, чем влажная, а песок — глинистый.

    При работе со сложными грунтами, грунтами, содержащими глинистые включения, часто применяется подушка из среднего песка или гравия.

    Измерение средней и максимальной глубины промерзания почвы может быть довольно трудным, так как оно имеет широкий диапазон. Во многом это зависит от плотности почвы: чем она плотнее, тем сильнее промерзание. Логично, что насыщенная влагой почва тоже хорошо промерзает. Это значит, что если на стройплощадке есть грунтовые воды, фундамент нужно закладывать глубже или шире.

    Полезный совет! На глинистых грунтах очень сложно построить фундамент, так как они неравномерно набухают.Во избежание деформации фундамента, возводимого на грунте с глиняными вкраплениями, необходимо создать антидемпинговую подушку, то есть полностью заменить сложный грунт на песок.

    Песочно-гравийная подушка — дренажный и амортизационный элемент фундамента.

    Если вы создаете фундамент под каркасный дом своими руками, но у вас недостаточно финансовых ресурсов для полноценного геологоразведочного процесса, можно воспользоваться старым проверенным методом. Он заключается в осмотре асфальтированной дороги, ведущей к строительной площадке.Если в начале весны асфальт потрескался, значит, почва на участке неоднородная.

    Провалы в асфальте указывают на наличие подземных водотоков или мест, сильно сжатых при низких температурах. Также можно провести опрос среди ближайших соседей, которые расскажут о возможных проблемах с фундаментом своего дома.

    Типы почв и их особенности

    Природа строящегося грунта — важнейший фактор, влияющий на то, какие типы фундамента для частного дома лучше использовать.Есть четыре основных типа почвы:

    • песчаный — имеет относительно невысокий индекс вспучивания и является одним из лучших вариантов строительства фундамента. На песчаном грунте легко построить фундамент под дом из газобетона, пенобетона, кирпича, дерева и других материалов. Песок хорош тем, что он хорошо уплотняется и утрамбовывается, хорошо пропускает воду, благодаря чему фундамент не блокируется;
    • обломочная или каменистая почва — камень не промерзает и не набухает, а в целом слабо меняет свои свойства при различных погодных условиях, поэтому является идеальным вариантом для строительства фундамента.Из плюса следует минус — в таком грунте достаточно сложно построить фундамент;
    • Глина
    • — одна из самых сложных для строительства фундамента, так как имеет большую пучину. Сухая глинистая почва — хороший фундамент, если под ней нет подземных вод. В противном случае придется либо устраивать противоударную подушку, либо переносить конструкцию на другой участок, либо использовать свайные фундаменты, о плюсах и минусах которых говорилось выше;
    • пыльные почвы или мелкозернистые пески — для строительства фундамента используются редко, так как они плавучие, зимой сильно набухают и промерзают на большую глубину.

    Как рассчитать глубину фундамента

    Глубина фундамента напрямую зависит от типа грунта на строительной площадке. При высоком индексе пучения глубина кладки должна быть не меньше расчетной глубины промерзания. При условно непористой почве глубина кладки может составлять от 0,5 метра до одного метра в зависимости от глубины промерзания. На непористом грунте (например, каменистом или крупнозернистом) глубина фундамента должна быть не менее полуметра.

    Варианты устройства столбчатого фундамента: 1 — сборный железобетонный опорный столб со стержневой опорной рамой; 2 — уплотненный однородный грунт; 3 — опорная плита из монолитного железобетона; 4 — столб железобетонный с стержнем из металлической трубы; 5 — сборная опорная колонна из металлической трубы

    При любой глубине закладки фундамента обязательным условием успешного строительства является отвод атмосферных и поверхностных вод для защиты фундамента от влаги.

    Важные факторы при выборе фундамента

    Выбор типа фундамента для частного дома зависит от следующих факторов:

    • инженерно-геологическая обстановка на участке.Для его изучения лучше всего нанять команду профессиональных геологов, которые возьмут образец почвы и по результатам исследований составят подробный отчет. Отчет должен включать толщину различных слоев почвы, глубину залегания грунтовых вод, пучину почвы. Исследование покажет, какой фундамент лучше для домов из газобетона или любого другого материала в этой местности;
    • сборник нагрузок — то есть сумма веса всех конструкций будущего сооружения.Этот параметр наиболее важен при выборе площади фундамента, а также материала для его возведения. Расчет параметра должен проводить опытный инженер-конструктор, который подберет лучший материал и тип фундамента. Например, учитывая плюсы и минусы свайно-решетчатого фундамента, можно использовать его для относительно тяжелых конструкций;
    • глубина кладки фундамента — к этому параметру всегда нужно прибавлять необходимость гидроизоляции и дренажа фундамента.Это необходимо при наличии рядом с домом реки или озера, а также при наличии повышенного уровня грунтовых вод;

    Полезный совет! В комплексе наиболее эффективно использованы дренаж и гидроизоляция. То есть одновременно слить воду ниже отметки нижней части фундамента и защитить его основание с помощью специальных гидроизоляционных материалов.

    • с учетом нагрузки от близлежащих конструкций — если рядом тяжелые конструкции, грунт уже деформирован, поэтому при строительстве вашего здания рядом с другими необходимо суммировать нагрузку на грунт;
    • вероятность аварии — сюда входит возможность прорыва водных коммуникаций, которые могут существенно изменить структуру грунта и вызвать просадку фундамента.
    Фундаменты из различных строительных материалов: а — щебень; б — бетон; в — кирпич с бетоном; д — кирпич; i — кирпич с но; е — щебень на песчаной подушке

    Выбор некачественного материала или небрежная работа — фактор, который может сыграть злую шутку, даже если вы так внимательно отнесетесь ко всем вышеперечисленным пунктам. Поэтому в качестве подрядчиков для закладки фундамента лучше всего выбирать специалистов с хорошими рекомендациями или проверенные строительные компании.

    Также очень важно придерживаться тех материалов и технологий, которые указаны инженером-конструктором в проекте.

    Чего лучше не делать при строительстве фундамента

    Есть ряд моментов, от которых следует воздержаться, если вы хотите, чтобы ваш фундамент стал надежным и прочным фундаментом для строительства:

    • Фундаменты для дома из пеноблока нельзя делать из свай. Они рассчитаны на большие нагрузки, а значит, вы потратите деньги зря;
    • ленточный и столбчатый фундамент нельзя использовать на илистых почвах или почвах с высоким индексом пучения — здесь лучше сваи;
    • не экономят на подготовительных работах и ​​возведении фундамента, так как это важнейшие этапы любого строительства.Если вы не знакомы с технологией устройства ленточного фундамента своими руками, пошаговая инструкция, фото из интернета вам в этом помогут. При отсутствии достаточного опыта и оборудования лучше заказать услуги инженера-проектировщика и строительной бригады;
    • выбор свайного фундамента не всегда оправдан. Этот вид достаточно дорогой, и при наличии хорошего грунта вполне можно обойтись относительно дешевым и простым ленточным фундаментом.
    Основные причины разрушения фундаментов (силы: а — сила тяжести, б — сопротивление грунта, в — морозное пучение): 1 — проседание грунта; 2 — толкание фундамента; 3 — морозная куча; 4 — опора опрокидывающаяся

    Изоляция и гидроизоляция фундамента

    Фундамент — не завершающий этап работ. После того, как она простояла около месяца, стоит заняться организацией ее гидроизоляции и утепления.

    Гидроизоляция фундамента может производиться разными способами.Самый популярный и простой из них — использование специальной пленки, не пропускающей влагу снаружи, но и не мешающей отводу конденсата. Также стоит позаботиться о том, чтобы фундамент вашего дома не подвергался воздействию влаги из окружающей среды (дождевая вода, талая вода). Для этого устраивается дренажная система, а при необходимости проводятся дренажные работы.

    Утеплить основание дома можно, сделав несъемную опалубку для фундамента, на которую монтируются слои минеральной ваты, пенополистирола или керамзита.Выбор материала для создания теплоизоляционного слоя зависит от природных условий, материала фундамента и многих других факторов.

    Полезный совет! Внутренняя и внешняя отделка — это гораздо более сложный этап, чем строительство самого фундамента, поэтому ему нужно уделить как можно больше внимания. К тому же такая работа требует много времени. Это также следует учитывать при расчете общих сроков реализации проекта.

    Для расчета количества материалов, необходимых для строительства фундамента, лучше всего использовать различные варианты онлайн-калькуляторов.Итак, калькулятор расчета бетона на фундамент поможет не ошибиться с количеством стройматериала, а значит сэкономить деньги. С помощью калькуляторов можно также рассчитать перекрытие, ленту, решетчатый фундамент, опалубку, плитку.

    Помните, что фундамент — самая важная часть любого здания. Если при его проектировании или строительстве вы решите сэкономить, это может негативно сказаться на доме в ближайшее время. Поэтому не стоит жалеть ни денег, ни времени — тогда ваш дом простоит максимально долго вне зависимости от условий окружающей среды.

    4 типа трещин в бетонных колоннах и их причины: включено видео

    🕑 Время считывания: 1 минута

    Четыре типа трещин в железобетонной колонне — это диагональные трещины, горизонтальные трещины, трещины раскола, коррозионные трещины. Причинами появления трещин в колоннах могут быть неправильная конструкция, неправильная конструкция или перегрузка, коррозия арматуры, изолированная осадка фундаментов, ползучесть и усадка. Трещины в железобетонной колонне — серьезная проблема, которая может привести к потере прочности, устойчивости, долговечности и отрицательно сказаться на эстетике.Следовательно, необходимо исследовать различные типы трещин, которые могут возникать в колоннах, чтобы рассмотреть подходящие средства их ограничения.

    Типы трещин в бетонных колоннах

    1. Диагональные трещины

    Диагональные трещины в железобетонных колоннах развиваются и охватывают всю поверхность колонны в любом месте по ее высоте. Основная причина диагональных трещин в бетонных колоннах — недостаточная несущая способность колонн; недостаточное поперечное сечение и несоответствующая арматурная сталь.Диагональные трещины могут повлиять на прочность конструкции, и, следовательно, с этим нужно бороться.

    Рис. 1: Диагональные трещины в бетонной колонне

    2. Горизонтальные трещины Горизонтальные трещины в железобетонной колонне обычно возникают в месте соединения балки с колонной и на поверхности колонны, где растягивающее напряжение велико. Колонны с достаточной стойкостью к моменту, недостаточной арматурой или расположением установленной арматуры склонны к горизонтальному растрескиванию; из-за действия силы сдвига, прямой нагрузки и одноосного изгиба.Наконец, горизонтальные трещины существенно снижают прочность колонны на сдвиг, что значительно увеличивает риск разрушения. Поэтому необходимо как можно скорее заняться этим.

    Рис. 2: Горизонтальные трещины в бетонной колонне

    3. Раскалывающиеся трещины

    Трещины раскола в железобетонной колонне — это короткие параллельные вертикальные трещины неравномерной ширины. Колонны с недостаточным стальным армированием и низким качеством бетона подвержены образованию трещин такого типа.Раскалывание трещин в бетонных колоннах началось в результате достижения максимальной несущей способности. Превышение предельной грузоподъемности колонны при недостаточном поперечном сечении бетона или недостаточном соотношении армирования или их комбинации.

    Рис. 3: Раскалывание трещин в бетонной колонне

    4. Коррозионные трещины Коррозионные трещины в бетонных колоннах развиваются по линии арматуры. Этот тип трещин обычно имеет одинаковую ширину и расширяется по мере старения колонны.Возможная коррозия арматуры и недостаточная связь между бетоном и стальными стержнями являются причиной коррозии арматуры в бетонных колоннах. Если не устранить такие трещины, коррозия арматуры значительно ускорится.

    Рис. 4: Коррозия или трещины связки в бетонной колонне

    Экспериментальное исследование на месте уплотнения перекрывающих пород для фундамента базальтовой плотины с столбчатыми сочленениями

    Горный массив основания плотины на Байхетанской гидроэлектростанции на реке Цзиньша в основном состоит из столбчато-сочлененных базальтовый, с развитыми разломами и трещинами.Принимая во внимание неблагоприятные факторы, такие как ослабление разгрузки или раскрытие трещин из-за взрывных работ при выемке грунта, для улучшения целостности массива горных пород основания плотины требуется затирка уплотняющего раствора. В соответствии с физико-механическими свойствами столбчатого сочлененного базальта и непрерывностью конструкции экспериментально изучается эффективность цементации перекрывающих пород. Результаты показывают, что эта технология цементации, очевидно, может улучшить целостность и однородность горной массы фундамента плотины и снизить проницаемость горной массы.После цементирования среднее увеличение волновой скорости горного массива составляет 7,3%. Среднее улучшение модуля деформации после заливки раствором составляет 13,5%. После затирки проницаемость 99% контрольных отверстий в испытательной секции Lugeon имела значения Lugeon не более 3 LU. Это улучшение является значительным и служит аргументом для инженерного применения.

    1. Введение

    Безопасная эксплуатация арочной плотины зависит от безопасности основания плотины, конструкции плотины, гидравлического устройства и водной среды резервуара.Фундамент арочной плотины при нормальной эксплуатации испытывает огромные гидравлические нагрузки. Китай построил много плотин, но с развитием науки и технологий и совершенствованием инженерных технологий многие плотины были построены в сложных геологических условиях [1]. Гидроэлектростанция Сяовань, гидроэлектростанция Ксилуоду и плотина гиперболической арки Катсе высотой 180 метров в Лесото построены на базальте. Однако базальтовый участок Байхетанской арочной плотины более сложен. Базальт на участке Байхетанской плотины характеризуется неравномерными и волнистыми столбчатыми трещинами, неправильным и неполным цилиндрическим сечением, низким уровнем развития неявных трещин и низким модулем деформации, развитием полос сдвига, низкой прочностью на деформацию и сдвиг, а также плотностью трещин в некоторых литологических сегментах [ 2].Столбчатые соединения и микротрещины в свежих столбчатых сочлененных базальтах представляют собой жесткие структурные поверхности, закрытые под ограничивающим давлением, легко открываемые и расслабляющиеся после сброса ограничивающего давления [3–18]. Он не может удовлетворить требования достаточной несущей способности и устойчивости горного массива основания плотины как арочной плотины. Для увеличения сопротивления деформации фундамента, улучшения сопротивления сдвигу и просачиванию поверхности конструкции, предотвращения релаксации разгрузки коренных пород на поверхности фундамента, уменьшения воздействия раскрытия поверхности трещин взрывных работ при земляных работах и ​​улучшения целостности горной массы фундамента плотины. , необходимо провести испытания цементного раствора для фундамента плотины, изучить и доказать возможность и надежность горного массива в качестве основания арочной плотины после цементирования, а также предоставить рекомендации для разумного проектирования и определения параметров строительства цементного раствора консолидации горного массива в площадь плотины.Типичные базальтовые столбчатые швы типа І показаны на рисунке 1.


    Некоторые ученые изучили технологию предотвращения просачивания при армировании фундамента плотины для различных массивов горных пород. Wu et al. [19] исследовали деформацию базальтового фундамента арочной дамбы Ксилуоду. Деформация горного массива основания плотины во время земляных работ постоянно отслеживалась, и был сделан вывод об отсутствии длительной разгрузочной деформации горного массива основания плотины. Fan et al.[20] обнаружили, что когда дамба гиперболической арки Катсе, построенная на базальте, была выкопана до русла реки, из-за высокого горизонтального напряжения произошло коробление базальтового слоя и мягкого брекчированного слоя. Develay et al. [21] изучали строительство главной плотины проекта водного хозяйства Байсе на диабазовых дамбах и использовали цементный раствор для укрепления слегка выветриваемых горных массивов. Хомас и Томас [22] провели полевые и лабораторные испытания цементного раствора в трещиноватом массиве горных пород и получили лучшее представление о давлении затирки и затирочных материалах.Чжао [23] использовал методы химической заливки и замены бетона для обработки слабых слоев горных пород в фундаменте гидроэлектростанций Эртан и Шапай. Кроме того, Ли и Тан [24] изучали анкеровку горных пород и заливку цементным раствором. Карл [25] изучал использование чешуйчатого гранита в качестве основания плотины. Туркмен и др. [26] использовали цементный раствор для решения проблемы просачивания карстового известнякового фундамента плотины Каледжик (юг Турции) и построили цементную завесу длиной 200 м и глубиной 60 м вдоль плотины. Kikuchi et al.[27] изучили улучшение механических свойств фундаментов плотин за счет цементации соответствующего массива горных пород и пришли к выводу, что цементация может улучшить однородность и деформацию массивов горных пород. Salimian et al. [28] изучали влияние цементного раствора на характеристики сдвига скальных швов, и результаты показали, что цементный раствор положительно влияет на прочность горных пород на сдвиг. С уменьшением водоцементного отношения прочность цементного раствора на сжатие увеличивается, но его прочность на сдвиг не обязательно увеличивается.

    В предыдущих исследованиях это может указывать на то, что столбчато-сочлененный базальт редко упоминается как инженерный случай фундамента высокой арочной плотины, а также мало ученых, которые проводят исследования по технологии армирования столбчато-сочлененного базальта в качестве основания арки. плотина. Столбчато-сочлененный базальт, использованный в качестве фундамента высокой арочной дамбы, встречается редко. Из-за наличия столбчатых швов и при комбинированном воздействии удара, падения и напряжения на месте сдвиговая деформация часто происходит вдоль забоя выемки с увеличением глубины выемки.Для увеличения сопротивления деформации фундамента, уменьшения воздействия взрывных работ, вызванных земляными работами, раскрытие поверхности трещины в основании плотины, а также для повышения сопротивления проницаемости структурной поверхности и целостности горного массива фундамента плотины. В соответствии с физико-механическими свойствами столбчато-сочлененного базальта, которые требуют тщательного исследования, принят метод цементации перекрывающих пород для уменьшения скального массива фундамента плотины и выработки котлована при разгрузке отскока и повреждений.Кроме того, столбчатые швы в мелководном базальте открываются за счет релаксации напряжений, и это также решает проблему растрескивания, возникающую при использовании цементного раствора бетонного покрытия [29–31], эффективно улучшая сопротивление деформации и сопротивление проницаемости структурной плоскости при сдвиге; кроме того, этот подход подходит для использования при непрерывном строительстве фундамента высокой арочной дамбы.

    2. Обзор проекта
    2.1. Краткое описание проекта

    Гидроэлектростанция Байхетань расположена в округе Ниннань, провинция Сычуань, и округе Цяоцзя, провинция Юньнань, ниже по течению реки Цзиньша, основного притока реки Янцзы.Станция связана с гидроэлектростанцией Удонгде и примыкает к гидроэлектростанции Ксилуоду. Расположение Байхетанской ГЭС показано на Рисунке 2.


    Заграждение представляет собой бетонную арочную плотину с двойным изгибом с высотой верхней точки плотины 834 м, максимальной высотой плотины 289 м, толщиной арочной крыши 14,0 м, максимальная толщина торца свода 83,91 м, в том числе максимальная толщина расширенного фундамента 95 м. Длина дуги вершины плотины составляет примерно 209.0 м, разделенный на 30 поперечных стыков, и 31 участок плотины. Бетонная подушка установлена ​​выше отметки 750,0 м, основание участка плотины расширено, но продольные швы в дамбе не устанавливаются. Нормальный уровень воды в водохранилище составляет 825 м, а общая вместимость высокого водохранилища составляет 20,627 млрд. М 3 3 . Установленная мощность электростанции — 16000 МВт, среднегодовая генерирующая мощность — 62,521 млрд кВтч.

    2.2.Инженерная геология Правобережья
    2.2.1. Литология формации

    Коренная порода на участке плотины в основном состоит из базальта (P 2 β 3 ~ P 2 β 6 ) формации Эмейшан, которая в основном состоит из микрокристаллических и скрытокристаллических базальтов. Далее следуют порфировидные базальты с миндалевидными кристаллами, с прослоями базальтовых брекчированных лав и туфов. Столбчатые соединения в этом базальте образуют колонны разного размера и длины, которые можно разделить на три типа в соответствии с их характеристиками развития (см. Таблицу 1).Базальты и четвертичные аллювиальные слои в основном обнажаются у основания плотины ниже 600 м на правом берегу. Слои базальта с порами миндалевидной формы выходят на поверхность от Р 2 β 3 4 выше отметки 590 м; в P 2 β 3 3-4 , слои обнажения скрытокристаллического базальта на высоте 590 ~ 580 м и ниже на высоте 580 м; в P 2 β 3 3 , слои базальта столбчато-сочлененного типа I с диаметром колонн 13 ~ 25 см и микротрещинами, развитыми внутри колонн.

    9057 9057 І 905 II возвышение 545 м, слой P 2 β 3 2-3 слой лавы брекчии.В P 2 β 3 3 столбчатые базальты с диаметром колонн 13 ~ 25 см в основном обнажаются в правом берегу основания плотины. Выше P 2 β 3 3 — слои P 2 β 3 3-4 скрытокристаллический базальт. Покрытие русла реки — песок, мелкий гравий и беленый камень. Толщина фундамента плотины составляет от 11,8 м до 26,85 м, высота самой нижней коренной крыши — 552.41 мес. Породный массив фундамента в основном состоит из столбчатого базальта первого типа в основании слоя P 2 β 3 3 и брекчированной лавы P 2 β 3 2-3 слой. Подстилающий массив горных пород представляет собой второй тип столбчатого базальта в слое P 2 β 3 2-2 и кристаллический базальт в слое P 2 β 3 2-1 слой.Глубокая часть (высота до 500 м) представлена ​​брекчированной лавой в слое P 2 β 3 1 и скрытокристаллическим базальтом, порфировым базальтом и кристаллическим базальтом. Толщина брекчированной лавы в слое P 2 β 3 2-3 составляет 6,60 ~ 10,40 м, а высота дна обычно составляет 550 ~ 520 м слева направо. Толщина столбчатого базальта в слое второго типа P 2 β 3 2-2 составляет 25.70 ~ 27,70 м, а высота этажа обычно составляет 520 ~ 490 м слева направо.

    2.2.2. Характеристики столбчато-сочлененного базальта

    Считается, что охлаждение и сжатие магмы сформировали столбчатые сочленения в районе Байхетанской плотины. Столбчато-сочлененный базальт образован химическими реакциями хлорита, каолинита, эпидота и тремолита, а в заполнителях столбчатых трещин преобладает хлорит. На участке плотины залегает столбчато-сочлененный базальт I типа с высокой плотностью стыков, широкими отверстиями для стыков и волнистыми столбчатыми стыковыми поверхностями, которые обычно разрезают породу на полные колонны; модуль горизонтальной деформации этого базальта составляет 9 ~ 11 ГПа, а модуль вертикальной деформации составляет 7 ~ 9 ГПа.Эти породы серовато-черные и содержат непроходящие микротрещины, помимо столбчатых трещин. Столбчато-сочлененные базальты разделены на гексагональные или другие неправильные призматические формы и одновременно образуют продольные и поперечные микротрещины, а в базальтах имеется много структурных плоскостей с низким падением. Согласно классификации качества инженерно-геологических массивов, при релаксации поверхностного слоя после разгрузки целостность горного массива ухудшается из-за развития трещин.

    2.2.3. Геологическое строение

    F 14 и F 16 представляют собой круто падающие разломы северо-западного простирания, которые пересекают русло реки под тупым углом и обнажены на правой стороне ниже по течению от основания русловой плотины. Русло развивается только в русле С 2 , которое глубоко залегает на 120 м ниже русла реки у основания плотины, с отметкой ниже 430 м.

    Зоны дислокации RS 331 , RS 336 , RS 3315 , VS 333 , VS 332 и т. Д.находятся в обнаженном слое фундамента плотины, а остальные зоны дислокации VS 3210 , VS 3215 , VS 3216 и др. заглублены ниже фундамента. За исключением RS 336 , большинство этих зон дислокации короткие, и большинство из них распределены периодически вдоль слоя потока, что обеспечивает некоторую связь вдоль слоя потока. Распределение столбчатых базальтовых зон и зон сдвига показано на Рисунке 3.


    2.2.4. Напряжение грунта

    Ориентация максимального горизонтального главного напряжения близка к восточно-западному, что почти перпендикулярно потоку реки.Ориентация минимального горизонтального главного напряжения составляет приблизительно север-юг. Горный массив в диапазоне 0 ~ 40 м ниже поверхности коренных пород (глубина 20 ~ 60 м) находится в состоянии релаксации, что создает зону релаксации напряжений с максимальным горизонтальным главным напряжением 3 ~ 6 МПа. В диапазоне 40 ~ 70 м ниже поверхности коренных пород (глубина 60 ~ 90 м) наблюдается повышенное напряжение с максимальным горизонтальным главным напряжением 6 ~ 12 МПа, вызывающее явление локальной концентрации напряжений. Существует зона концентрации напряжений на 70 ~ 130 м ниже поверхности коренных пород (глубина примерно 90 ~ 150 м) с максимальным горизонтальным главным напряжением 22 ~ 28 МПа и минимальным горизонтальным главным напряжением 13 ~ 15 МПа.

    На склоне правого берега залегает частично ненагруженный массив горных пород, залегающий на глубине 200 м. Ориентация максимального горизонтального главного напряжения — это север-юг, который почти параллелен потоку реки, а мелководная поверхность отклоняется в сторону ближайшей горы с севера на северо-восток. Среднее максимальное горизонтальное главное напряжение на прибрежном склоне составляет примерно 6,0 МПа, а среднее минимальное горизонтальное главное напряжение составляет примерно 4,6 МПа. Ориентация первого главного напряжения составляет приблизительно север-юг, с умеренным углом наклона приблизительно 35 ° и величиной 7 ~ 11 МПа.Вторая основная ориентация напряжений — S20 ° E, а угол падения — от умеренного до крутого. Третье главное напряжение имеет следующие свойства: ориентация, N80 ° W; наклон, 21 °; магнитудой 5 ~ 7 МПа.

    3. Затирочный материал
    3.1. Сырье
    3.1.1. Цемент

    Обычный портландцемент 42,5R, производимый цементной компанией в Юньнани, используется в этом исследовании. Крупность цемента составляет менее 5% допуска на сито через сито с квадратными отверстиями 80 мкм м.Характеристики соответствуют соответствующим требованиям общего китайского стандарта на портландцемент (GBl75-2007). Химические составляющие портландцемента, использованного в этом исследовании, показаны в таблице 2. Начальное время схватывания составляет 155 мин. Время окончательного схватывания 235 мин. 28 d прочность на сжатие составляет 46,3 МПа.


    Категория Длина колонны (м) Диаметр колонны (см) Фрагментация горных пород (см) Распределение
    Примечания
    2,0 ~ 3,0 13 ~ 25 5 P 2 β 3 2 , P 2 β 3 3 24 0.5 ~ 2,0 25 ~ 50 10 P 2 β 3 2 , P 2 β 6 1 , P 2 31 β 1 , P 2 β 8 2
    Тип III 1,5 ~ 5,0 50 ~ 250 P 2 2 , P 2 β 2 3 , P 2 β 4 1 Неполная резка
    Ca 3

    Химические составляющие SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O325 Потери при возгорании
    Содержание (%) 22.3 7,1 4,5 2,4 56,6 2,2 2,5

    3,2. Соотношение суспензии и размер частиц

    В соответствии с китайским стандартом DL / T5148-2012 (Техническая спецификация на цементный раствор при строительстве гидротехнических сооружений) и экспертами, затирка уплотняющего раствора в отверстии І последовательности и секции II ствола последовательности с использованием обычного портландцементного раствора, мокрого- Для ямы III последовательности используется цементный раствор.Водоцементное соотношение (массовое соотношение воды и цемента) обычного портландцементного раствора испытывается на четырех уровнях (2: 1, 1: 1, 0,8: 1 и 0,5: 1). Водоцементное соотношение влажного цементного раствора тестируется на четырех уровнях (3: 1, 2: 1, 1: 1 и 0,5: 1). Для метода мокрого измельчения цемента в соответствии с китайским стандартом SL578-2012 (Технический кодекс для экспериментов и применения тонкоизмельченного цементного цементного раствора), оборудование для мокрого измельчения от Института автоматизации Академии наук реки Янцзы Ухань, инструмент GJM– FII использовался для мокрого шлифования.Образец был взят из цемента, который измельчали ​​три раза (каждый раз по 3 ~ 4 мин) на месте.

    Размер частиц влажного цемента был проанализирован с использованием лазерного анализатора размера частиц NSKC-1, оборудование Института автоматизации Академии наук реки Янцзы в Ухане. Был проведен гранулометрический анализ цемента с влажным грунтом, результаты показаны на рисунке 4. Согласно рисунку 4,, и. Согласно требованиям технических условий, учитываемых для мокрого помола, после мокрого помола размер частиц цемента и.Таким образом, данные на Рисунке 4 показывают, что цемент после мокрого помола соответствует требованиям спецификации. После заливки швом І или II трещиноватость породы уменьшается. Согласно спецификации, ширина трещины в горном массиве составляет 0,1 ~ 0,5 мм после соответствующего использования цемента с влажным грунтом. Размер очередного отверстия III может быть уменьшен, поскольку размер зерна цементного раствора мокрого помола невелик и может улучшить способность раствора течь в очень мелкие трещины. В то же время, чтобы увеличить насыщение цементного раствора, водоцементное соотношение цемента с влажным грунтом доводят до 3: 1, а способность суспензии к впрыскиванию увеличивается за счет разжижения цементного раствора и уменьшения размера частиц.


    3.3. Характеристики суспензии
    3.3.1. Плотность раствора

    Плотность раствора является основой для расчета общего количества цементного раствора, а также важным показателем для корректировки водоцементного соотношения при заливке. В соответствии с китайским стандартом DL / T5148-2012 (Техническая спецификация на цементный раствор для строительства гидротехнических сооружений), датчик плотности раствора типа 1002 используется для измерения плотности раствора. Плотность раствора для различных соотношений воды и цемента показана в таблице 3.Таблица 3 показывает, что по мере уменьшения водоцементного отношения плотность раствора увеличивается, и раствор также загустевает. Плотность цемента увеличивается, потому что плотность воды уменьшается.


    W / C 3: 1 2: 1 1: 1 0,8: 1 0,5: 1
    Плотность Slack 1,2 1,30 1,53 1,62 1.85

    3.3.2. Скорость дренажа

    В соответствии с китайским стандартом DL / T5148-2012 (Техническая спецификация на цементный раствор для строительства гидротехнических сооружений), цилиндр цементного раствора объемом 100 мл был измерен под массой объема воды, которая могла бы накапливаться в результате 2-часовой выдержки. осадков, и отношение этого измерения к начальному объему суспензии называется скоростью дренажа. Скорость дренажа может до некоторой степени отражать стабильность раствора.Таблица 4 показывает, что скорость осушения раствора с водоцементным соотношением 3: 1 может превышать 80 ~ 90%, тогда как скорость осушения раствора с водоцементным соотношением 1: 1 составляет примерно 35%, что указывает на что большая часть воды из тонкого раствора, который был введен в трещины или отверстия в скале во время затирки, слилась. Однако скорость осушения цементного раствора мокрого помола ниже, чем перед измельчением, и чем ниже соотношение воды и цемента, тем больше снижение из-за адсорбируемости частиц цемента.После мокрого шлифования площадь контакта цемента с водой увеличивается, что приводит к снижению скорости отвода воды. Во время фактического процесса заливки цементный раствор вводится в трещины горных пород под большим давлением. Из-за этого эффекта высокого давления период анализа воды сокращается, и выжимается больше воды, поэтому частицы уплотняются более плотно, а прочность суспензии увеличивается.

    902 902 Тестовая позиция

    Участок плотины № 25 на высоте 609,76 ~ 590 м включает в себя плоскость постоянного фундамента и имеет следующие характеристики: коэффициент уклона котлована 1: 0,79 ~ 1: 1,27; простирайте N49 ° ~ 52 ° W; длина верхней и нижней стороны, 92.0 м и 94,8 м соответственно; длина откоса 13,5 ~ 16,2 м; и площадью 1367,7 м. Эксперты определили, что испытание цементного раствора перекрывающих слоев основания плотины на отметке 590 м необходимо провести на участке плотины №25 на правом берегу. Участок плотины № 25 включает дорогу шириной 8 м, отметку 590 ~ 587,83 м, наклонную поверхность и каменно-защитный слой толщиной 5 м наверху, простирающийся на 49 ° западной долготы с северной широты и площадью 857,8 м 2 . Расположение участка плотины №25 показано на рисунке 5.


    4.2. Процесс затирки

    Блок-схема технологического процесса показана на Рисунке 6, а некоторые процессы на строительной площадке показаны на Рисунке 7. Процессы затирки с уплотнением перекрывающих пород показаны ниже: (1) Резерв 5-метрового защитного слоя перекрывающих отложений: резерв 5-метрового защитного слоя от поверхности основания плотины для защитного слоя перекрывающих пород с использованием метода закрытия скважины и давления 0,5 МПа для циркуляционной цементации 5-метрового защитного слоя. Когда скорость нагнетания не превышает 1,0 л / мин, можно пробурить отверстие ниже поверхности основания плотины (2) Закрытие отверстия, заливка цементным раствором сегментированной циркуляции сверху вниз: цементация уплотнения под фундаментом плотины предусматривает сегментное бурение сверху вниз инъекция, закрытие отверстия, ступенчатое повышение давления и заливка жидким цементным раствором по всему сечению.Когда скорость закачки составляет не более 1,0 л / мин, заливку раствора можно завершить через 30 минут непрерывной закачки. (3) Свая анкерной штанги: принятая анкерная штанга состоит из 3 анкерных стержней диаметром 32 мм и единая длина 12 м, которая размещается на 20 см ниже поверхности отверстия для цементации фундамента плотины (4) Выемка грунта и снятие тяжелого покрытия: на защитном покрытии скальной породы проводится желто-струйная очистка, а также механические земляные и взрывные работы, чтобы разрыхлить породу до плоскости фундамента (5) Неглубокая труба: следующие 5 м используются для цементирования поверхности фундамента плотины между бурильными трубами, от скважин І до III последовательности; используются трубы диаметром Φ 110 мм, цементирующая труба со стальной трубой Φ 38 мм и шламовая труба со стальной трубой Φ 25 мм (6) Свяжите стальной стержень и залейте бетон на фундамент плотины (7) Заливка бетонного покрытия: давление затирки заливной трубы составляет 3.0 МПа, а скорость закачки не более 1,0 л / мин; затем можно закончить заливку швов.


    Что касается технологии затирки уплотняющего раствора для создания бетонного покрытия, учитывая, что цементация под высоким давлением приводит к поднятию пласта, растягивающему напряжению в бетоне и растрескиванию бетона, предлагается технология затвердевания перекрывающего слоя. . Во-первых, 5-метровый защитный слой горного массива создается закрытым раствором, который может улучшить давление цементного раствора в горном массиве ниже плоскости фундамента.Анкерные стержни используются для решения проблемы деформации коренных пород. После удаления защитного слоя данные мониторинга показывают, что диапазон релаксации при взрыве составляет 0,2 ~ 2,2 м, в среднем 1,09 м. Проблема релаксации поверхности решается за счет использования неглубоких грунтовочных труб, своевременного создания бетонного покрытия и последующего заполнения цементным раствором трубы репраймером. Комплексно рассмотрены проблемы деформации коренных пород, релаксации поверхности, затирки уплотняющего раствора и натяжения бетонных конструкций.Завершение затирки уплотняющего раствора перед заливкой бетона обеспечивает условия для строительства заливки бетона, что позволяет избежать перекрестного вмешательства затирки уплотняющего раствора и бетонной конструкции, а также проблем, связанных с множественными входами и выходами оборудования для заливки уплотняющего раствора.

    4.3. Slurry Transform

    В скважинах I и II последовательности используется водоцементное соотношение (массовое соотношение) 2: 1 при первоначальной заливке цементным раствором, тогда как в скважине III последовательности используется соотношение воды и цемента (цемент влажного грунта) 3: 1. при первоначальной затирке.Раствор для затирки постепенно превращается из слабого в прочный. Это преобразование следует следующим принципам: (1) Когда давление цементного раствора остается прежним, скорость закачки следует уменьшить; или при постоянной скорости нагнетания, когда давление продолжает расти, не изменять водоцементное соотношение (2) Когда количество впрыскиваемого раствора определенной марки превышает 300 л или время инфузии достигло 30 мин, и давление цементного раствора и скорость закачки не претерпевают значительных изменений, водоцементное соотношение первого сорта раствора следует изменить, чтобы получить более концентрированный раствор. (3) Когда скорость закачки превышает 30 л / мин, раствор может быть с утолщением в соответствии с конкретными условиями строительства

    4.4. Давление затирки

    Для затирки уплотняющего раствора используется метод сортировки и повышения давления для достижения расчетного давления затирки с использованием поэтапного подхода. Соотношение между скоростью нагнетания и давлением строго контролируется во время цементирования, чтобы не происходило опасного подъема поверхности породы из-за цементного раствора и бетона. Давление затирки защитного слоя составляет 0,5 МПа, а первого участка ниже плоскости фундамента — 0,8 ~ 1,0 МПа. Позже давление затирки постепенно увеличивается на 0.5 МПа на каждую секцию. Максимальное давление затирки составляет 3,0 МПа, давление затирки бетонной направляющей трубы составляет 3,0 МПа (см. Таблицу 6). Стандарт окончания затирки: операцию затирки можно считать завершенной, когда скорость закачки участка защитного слоя не превышает 1,0 л / мин при расчетном давлении. На участках под защитным слоем скорость закачки составляет не более 1,0 л / мин при расчетном давлении, и операция цементирования может быть завершена через 30 минут непрерывной закачки.


    Вт / с 0.5: 1 0,8: 1 1: 1 2: 1 3: 1
    Скорость осушения (%) шлифование 905 15,3 22,5 27,2 54,1 81,2
    После шлифования 1,2 18,4 21,8 50,1 79,8
    .3. Прочность на сжатие консолидированного раствора

    Ранняя прочность на сжатие раствора в столбчатом базальте определяет способность цементного материала укреплять фундамент плотины, в то время как поздняя прочность уплотненного раствора отражает долгосрочную стабильность цементирующей арматуры. Измеряли прочность цементного раствора мокрого грунта после 1 часа циркуляции под давлением 5 МПа и обычного цементного раствора при нормальном давлении. Сервопресс для бетона используется для проверки прочности на сжатие консолидированной суспензии размером 7 и 28 дней.Этот метод испытаний называется методом испытания на прочность цементного песка (метод ISO) (GB / T17671-1999). Из таблицы 5 можно сделать вывод, что прочность на сжатие консолидированного цементного раствора с влажным грунтом выше, чем у обычного цементного раствора того же возраста и при нормальном давлении, когда водоцементное соотношение такое же. Под высоким давлением прочность на сжатие консолидированного цементного раствора максимальна, когда водоцементное соотношение составляет 1: 1. Под высоким давлением прочность на сжатие цементного раствора влажного грунта выше, чем у обычного цементного раствора.Эти результаты показывают, что при высоком давлении характеристики цементного раствора лучше, чем при нормальном давлении, а характеристики цемента с влажным грунтом лучше, чем у обычного цемента.

    мелкозернистый цемент 12,3

    Свойство Давление Разновидность цемента 3: 1 2: 1 1: 1 0,8: 1 0,8: 1
    Прочность на сжатие, 7 дней (МПа) Нормальный Портландцемент 3.25 4,10 5,40 7,63 11,60
    Мелкодисперсный цемент влажного помола 4,21 7,3 12,3 14,5 15,4 14,5 15,4 70,8 73,5 75,5 66,2
    Мелкодисперсный цемент влажного помола 70,8 94,5 95,1 93,2 69.3

    Прочность на сжатие 28 дней (МПа) Нормальный Портландцемент 11,3 15,1 15,9 16,8 6 22,6 17,4 22,3 23,7 28,6
    Высокий Портландцемент 83,4 99,6 102,2 101.6 86,5
    Мелкодисперсный цемент влажного помола 105,8 108,7 111,6 109,7 95,3

    4.5. Расположение отверстий для цементного раствора

    Расстояние между отверстиями для цементирования уплотнения составляет и. Скважина перпендикулярна плоскости фундамента и проходит на 25 м ниже плоскости фундамента. Схема расположения отверстий для затирки уплотняющего раствора в перекрывающих породах показана на Рисунке 8.Включаются подъемная скважина динамического контроля, контрольная скважина, скважина последовательности І, скважина последовательности II и скважина последовательности III. Апертура контрольного отверстия составляет Φ 76 мм; подъемное отверстие для наблюдения за динамической деформацией, Φ 91 мм. Поскольку для отверстий для цементации уплотнения требуются сваи анкерных стержней, диаметр отверстия для заливки уплотняющего раствора составляет Φ 110 мм. Заливка в трубку вводится через стальную трубу с диаметром головки Φ 38 мм, вспомогательным диаметром Φ 25 мм и толщиной стенки трубы 1.5 мм. Буровая установка QZJ-100B-J использовалась для просверливания цементного раствора. Все отверстия для затирки промывают водой под давлением 1 МПа для устранения трещин. В методе промывки используется открытая промывка, при которой смывается большое количество воды со дна отверстия в область вокруг отверстия, и промывка вращением. Условием завершения промывки бурения является то, что толщина остатков на дне отверстия не превышает 20 см после промывки, и промывка заканчивается, когда вода внутри отверстия становится чистой.


    5. Результаты и обсуждение
    5.1. Обсуждение количества и проницаемости затирки

    Результаты затирки цементного раствора перекрывающих пород секции плотины № 25 на правом берегу показаны в Таблице 7. Испытание Lugeon не проводилось на 5-метровом защитном слое перекрывающих пород. В Таблице 7 показаны скважина І последовательности закачки цемента в 25-метровый слой коренной породы при 83,16 кг / м, закачка цемента в скважину II последовательности при 31,57 кг / м на единицу и закачка цемента в скважину III последовательности при 12.92 кг / м на единицу. Таким образом, скорость закачки из скважины последовательности І в скважину последовательности II снижается на 37%, в то время как количество цементного раствора из скважины последовательности II в скважину последовательности III уменьшается на 40,9%. Как показано на Рисунке 9, количество закачиваемого цемента на единицу значительно уменьшается, что соответствует правилу уменьшения количества цементного раствора на единицу, что указывает на то, что трещины эффективно заполняются и процесс затирки имеет хороший эффект. Тест Lugeon был проведен на отверстии для цементирования перед заливкой этого 25-метрового блока коренной породы.Данные в Таблице 8 показывают, что 25-метровый слой коренных пород в среднем имеет скорость проницаемости 23,24 LU в скважине І последовательности, среднюю скорость проницаемости 9,05 LU в скважине последовательности II и среднюю скорость проницаемости 3,84 LU в скважине последовательности III. и уменьшение количества затирки на 38,9% и 42,4% соответственно. Как показано на Рисунке 9, уменьшение удельной проницаемости от ствола І к стволу III также объясняет, что пустоты в породе были эффективно заполнены, блокируя каналы просачивающихся пор и снижая скорость проницаемости.Постепенное уменьшение водопроницаемости и закачки цемента на единицу количества перед заливкой раствора указывает на то, что метод цементации цементного раствора перекрывающих пород подходит для цементирования столбчатого базальта.


    Глубина отверстия (м) -5 ~ 0 0 ~ 5 5 ~ 10 10 ~ 15 15 ~ 20 2057
    І (МПа) 0,5 0,8 ~ 1,0 1,0 ~ 1,5 1,5 ~ 2,0 2,0 ~ 2,5 2,5 ~ 3,0
    II (МПа) 0,5 1,0 ~ 1,5 ~ 2,0 2,0 ~ 2,5 2,5 ~ 3.0 2,5 ~ 3,0
    III (МПа) 0,5 1,0 ~ 1,5 2,0 ~ 2,5 2,5 ~ 3,0 3,0 3,0


    9057 905 905 9057 9069 905 905 905 907
    1075 905 905 905 905 905 905 705

    Отверстие Количество отверстий Глубина проникновения раствора (м) Впрыск цемента (кг) Единица впрыска (кг / м) LU Средняя проницаемость (л) LU Примечание

    І 56 140.9 13799.2 97.94 / 5 м защитный слой
    II 97 270.1 4204.9 15.57 / / 0,55 /
    Итого 193 538 18074,3 33,6 /
    І 59 .5 83,16 23,24 25 м коренная порода
    II 101 2525 79721,8 31,57 9,05
    3,84
    Итого 203 5075 216270,84 42,61 11,41

    Диапазон скорости (м / с) Средний минимум (м / с) Средний максимум (м / с) Средняя скорость (м / с) Статистические точки

    До 3333 ~ 5970 4528 5269 4980 2105
    После 3448 ~ 6061 4889 5491 5345 1253

    5.2. Обсуждение теста Lugeon

    Тест Lugeon может напрямую отражать проницаемость пласта, которая является основой для оценки пласта на ранней стадии проекта затирки раствора. Согласно китайскому стандарту DL / T5148-2012 Lugeon test (Техническая спецификация на цементный раствор для строительства гидротехнических сооружений), испытательное давление составляет 80% от давления затирки соответствующего участка и составляет не более 1,0 МПа. Формула расчета теста Lugeon приведена на где — проницаемость рабочего участка, Лю; — напор, л / мин; — полное давление, действующее на рабочий участок, МПа; — длина испытательного участка, м.

    Путем сравнения данных испытаний испытательной скважины перед заливкой цементным раствором и проверки качества значения Lugeon после заливки цементным раствором, получаются параметры изменения проницаемости слоя породы фундамента плотины и оценивается эффект цементирования. Перед заливкой цементным раствором были проведены испытания Lugeon на 17 контрольных отверстиях. Давление воды в 89 секциях было больше 4,5 LU в 69 секциях, а степень проницаемости более 3 LU составила 68,5% от всех испытательных скважин. Через 7 дней после окончания затирки были проведены испытание и осмотр Lugeon.Во время этого процесса для проведения теста Люджон произвольно пробурили 10 контрольных скважин глубиной 25 м (исключая 5-метровый защитный слой) и 5-метровую секцию, и в общей сложности было рассмотрено 50 секций с водой под давлением. После затирки были собраны результаты теста Lugeon, которые показаны на рисунках 10 и 11. Все 50 секций имеют значения Lugeon менее 3 LU, средняя проницаемость испытательной скважины G1-G5 составляет менее 1,5 LU, а средняя проницаемость контрольное отверстие G5-G6 меньше 1.2 LU. После заливки цементным раствором скорость проникновения испытательной секции воды под давлением во всех контрольных отверстиях не должна превышать 3 LU. Очевидно, что проницаемость снижается, а антисептическое действие значительно улучшается. Анализ воздействия показывает, что вес перекрывающих отложений толщиной 5 м может остановить трещинообразование и подъем поверхности основания, вызванные флюидом под высоким давлением. Давление цементного раствора очень важно для устойчивости пласта. Раствор низкого давления не может эффективно заполнить трещины в горных породах, и только раствор высокого давления может заполнить небольшие трещины.Вес покрывающего слоя гидросмеси толщиной 5 м может обеспечить эффективное усилие для удовлетворения необходимого давления цементного раствора, чтобы ограничить нарушение пласта. Трещины эффективно заполняются под высоким давлением, что приводит к снижению проницаемости и значительному улучшению антисептических и уплотняющих эффектов.



    5.3. Обсуждение геофизических разведочных испытаний

    Акустические испытания являются основой для определения корреляции между физическими и механическими параметрами массива горных пород и обеспечивают эффективные индексы параметров для обнаружения влияния взрывных работ на горные породы; при этом испытании учитываются коэффициент выветривания, коэффициент целостности, коэффициент анизотропии, разломы, карстификация и другие геологические дефекты.Чем выше скорость волны, тем лучше физико-механические свойства и целостность породы. Оборудование для акустических испытаний, используемое в этом исследовании, представляет собой звуковой инструмент rs-st01c, произведенный Wuhan Yanhai Engineering Development Co. Путем сравнения результатов испытаний до и после затирки получают параметры изменения целостности породы и анализируют качество затирки. Бурение смотрового отверстия под заливку проводится через 14 дней после завершения затирки.Волновая скорость свежей нетронутой породы является важным параметром для расчета коэффициента целостности и соотношения скоростей волн выветривания в массиве горных пород.

    Согласно предыдущим статистическим данным акустических испытаний внутренних пород, средняя скорость волны брекчированной лавы составляет 4272 м / с, а диапазон для базальта составляет 5132 ~ 574 м / с. В таблице 8 показаны изменения скорости волны до и после заливки раствора. Таблица 8 показывает, что скорость волны в 17 испытательных скважинах до затирки раствора колеблется от 3333 м / с до 5970 м / с при средней скорости волны 4980 м / с.После заливки цементным раствором для акустических испытаний просверливаются 10 случайных контрольных отверстий с диапазоном скорости волны от 3448 м / с до 6061 м / с и средней скоростью волны 5345 м / с. Согласно средней скорости волны 4980 м / с до затирки и 5345 м / с после затирки, средняя скорость увеличения скорости волны после затирки составляет 7,3%. Более того, диапазон скоростей волны, средняя минимальная скорость и средняя максимальная скорость увеличиваются из-за цементации, что указывает на улучшение целостности породы.Согласно рисунку 12, до заливки раствором скорость волны составляет 79,9%, а скорость <4200 м / с составляет 8,2%. После затирки составило 94,8%, а <4200 м / с - 1,4%. Согласно нормативам акустического контроля горной массы фундамента плотины, предусмотренным в проектной документации, более 90% столбчатого базальта должны иметь скорость более 4500 м / с, а менее 5% - менее 4200 м. / с после затирки, чтобы соответствовать стандарту проверки горной массы. Рисунок 12 показывает, что для начальной скорости более 5000 м / с коэффициент волновой скорости цементного раствора увеличился на 25.6%; для начальной скорости менее 5000 м / с волновая скорость степени заполнения упала примерно на 50%; а для начальной скорости менее 5000 м / с скорость волны уменьшилась после цементирования. Из-за заполнения трещин, трещин и зон разломов скорость волны увеличилась, показывая, что эффект цементирования очевиден.


    Модуль деформации является важным параметром горной массы для анализа теории устойчивости и инженерного проектирования. В частности, при условии деформации в качестве стандарта контроля устойчивости определение модуля деформации напрямую определяет результаты анализа устойчивости к деформации.Дилатометр Probex-1 производства канадской компании Roctest используется для определения модуля деформации при входе в скважину. Дилатометр косвенно измеряет радиальную деформацию массива горных пород за счет гибкого повышения давления. Семь контрольных отверстий были испытаны, чтобы определить изменение модуля деформации перед заливкой цементным раствором, а 5 контрольных отверстий были испытаны после заливки раствором. Данные представлены в Таблице 9. Таблица 9 показывает, что средний модуль деформации до заливки раствором составляет 8,56 ГПа, а средний модуль деформации после заливки раствором равен 8.71 ГПа; средний модуль деформации после затирки на 1,7% выше. Как показано на Рисунке 13, коэффициент модуля деформации увеличился на 11,4% до 12 ГПа после цементирования, а отношения 8 и 10 ГПа снизились на 1,9% и 7,1% по сравнению с 6 ГПа, соответственно. Улучшение модуля деформации породы в основании плотины указывает на то, что величина сопротивления горной массы увеличивается, а деформация уменьшается, что косвенно указывает на улучшение физических свойств породы и улучшение механических свойств.Однако модуль деформации пласта после цементирования увеличился до 12 ГПа. Анализ показывает, что целостность породы относительно хорошая, поскольку данные модуля деформации перед заливкой раствора концентрируются в диапазоне 8 ~ 10 ГПа, поэтому увеличение модуля после заливки является относительно небольшим.

    Статистические точки (ГПа)

    До / после заливки швов Диапазон модуля деформации (ГПа) Средний минимум (ГПа) Средний максимум (ГПа) Средний модуль деформации

    До 5.50 ~ 13,42 7,46 9,9 8,56 75
    После 5,73 ~ 13,26 7,69 10,41 8,71 9057 9057 9057 9057 9057 9057
    5.4. Обсуждение мониторинга подъема пласта

    Значение мониторинга подъема является важным контрольным показателем, отражающим влияние цементного раствора на пласт во время строительства. На этой испытательной площадке расположены две подъемные смотровые скважины.Глубина отверстия 3 м больше, чем отверстие для затирки уплотняющего раствора, а его диаметр составляет Φ 91 мм. Измерительные приборы встроены для мониторинга, и они включают измерительную трубу ( Φ 25 мм) и внешнюю трубку ( Φ 73 мм). Нижний конец закрепляется в бетоне, местный слой поднимается, внутренняя труба перемещается, и индикатор часового типа будет записывать данные. Запись данных мониторинга подъема вручную используется для мониторинга подъема, и показания записываются каждые 5 ~ 10 мин.Подъемная деформация контролируется и фиксируется во время затирки швов и уплотнения воды, допускается подъем коренных пород на высоту не более 200 м. При заливке швов величина подъемной деформации варьируется от 11 до 31 мкм м, что не превышает проектных требований ТУ. На Рисунке 14 показан измеритель ручного контроля подъема, встроенный в поле.


    5.5. Обсуждение керна породы и камеры для отверстий

    После заполнения цементным раствором керны берутся из 10 контрольных отверстий, некоторые из которых показаны на Рисунке 15.На Рисунке 15 показано, что трещины в горных породах эффективно заполняются уплотненным шламом, а материалы для затирки плотно связаны с окружающими породами с очевидным явлением полной консолидации. Во время бурения не наблюдается обрушения, и собираются неповрежденные образцы керна длиной до 1,2 м, как показано на Рисунке 15.


    Для получения изображений используется панорамный сканер JL-IDOI производства Wuhan Himalaya Digital Imaging Technology Co. контрольные отверстия, как показано на рисунках 16 и 17.На Рисунке 16 показана типичная структура трещин в некоторых испытательных отверстиях перед заливкой цементным раствором. На рис. 16 (д) видно, что некоторые трещины имеют ширину до 10 см. Некоторые породы также заполнены кварцем. Скала основания плотины содержит горизонтальную трещину, вертикальную трещину и зону разрушения. На Рисунке 17 показаны типичные примеры заполнения некоторых контрольных отверстий консолидированной суспензией после заливки цементным раствором. Рисунки 17 (a) и 17 (b) показывают, что как крутые наклонные трещины, так и отверстия заполняются эффективно, а заполнение консолидированной суспензией, а также микротрещины и нарушенные зоны можно увидеть на рисунках 17 (c) –17 (f). .

    6. Полевая заявка
    6.1. План строительства

    Затирка перекрывающего слоя используется для цементации участков фундамента плотины №19 ~ №25 (ниже платформы 590 м), в то время как покрытие не используется для цементации уплотняющего раствора участка плотины №25 (выше платформы 590 м). ~ # 31. Метод заливки цементным раствором по-прежнему представляет собой цементный раствор для уплотнения перекрывающих пород, расстояние между рядами отверстий составляет и, а глубина отверстия для входа в горную породу обычно составляет 15,00 ~ 30,00 м; участок застройки конструктивной плоскости и прилегающая территория занавесочной линии локально соответствующим образом заглублены.Процесс строительства: подъем контрольного отверстия → контрольное отверстие перед заливкой раствора → последовательное отверстие I → последовательное отверстие II → последовательное отверстие III → контрольное отверстие после заливки раствором. Общий процесс строительства участков плотины №19 ~ №25 показан на Рисунке 18. Станции по производству и хранению жидкого навоза расположены на стороне выше по потоку от основания плотины и соединены с площадкой для цементирования посредством отвода трубопровода.


    6.2. Количество закачиваемого цемента и водопроницаемость

    Для определения количества закачки используется отметка основания плотины на правом берегу, на 590 м ниже цементного раствора для уплотнения перекрывающих пород.Последовательность затирки I ямы — 25915 м; Последовательность заливки II скважины — 50690 м; Последовательность затирки III ствола — 25045 м; Последовательность заполнения IV скважины (шифрование) цементной ямой составляет 49690 м. Средняя проницаемость отверстий для цементирования в каждой последовательности основания плотины и количество закачиваемого цемента на единицу показано на рисунках 19 и 20.



    7. Выводы

    Затирка цементного раствора перекрывающей породы решила такие характеристики, как легкая релаксация, прочность уменьшение и увеличение проницаемости столбчато-сочлененного базальта после разгрузки.Кроме того, цементное уплотнение перекрывающих пород улучшает целостность и непроницаемость породы фундамента плотины и имеет следующие преимущества: (1) Затирка для уплотнения перекрывающих пород устраняет влияние столбчатого соединенного базальта, ограничивает релаксацию поверхностного слоя и усиливает изначально плохую целостность массива горных пород. Усиливается недостаточная несущая способность основания плотины, что вызвано деформацией. Затирка цементного раствора перекрывающего слоя через оставшийся 5-метровый защитный слой и сваю анкерных стержней после затирки снижает влияние столбчатых швов в базальте.После выемки защитного слоя эффект релаксации столбчатой ​​базальтовой поверхности снижается за счет цементации труб. Технология затирки подходит для геологических характеристик столбчатых базальтов. После строительства с цементным раствором проверка после цементации показывает, что эффект затирки соответствует требованиям несущей способности фундамента арочной плотины, обеспечивая успешную новую технологию затирки уплотняющим раствором (2). Эффект затвердевания перекрывающих пород является значительным.Всего имеется 10 контрольных лунок с 50 секциями, и все 49 секций теста Lugeon имеют размер менее 3 LU. После затирки предыдущий показатель испытательного участка с водой под давлением с более чем 99% контрольных отверстий составляет не более 3 LU. Средняя скорость волны до затирки составляет 4980 м / с, в то время как средняя скорость волны после затирки составляет 5345 м / с, а увеличение скорости волны из-за затирки составляет 7,3%. Средний модуль деформации перед затиркой составляет 8,56 ГПа, а средний модуль деформации после затирки — 9.9 ГПа. Средний модуль деформации после затирки на 13,5% выше. Значение контроля подъема колеблется от 11 до 31 мкм м и не превышает проектный предел 200 мкм м. Образцы керна извлечены целыми и имеют длину до 1,2 м. Кроме того, во время затирки уменьшается просачивание. По сравнению с цементным раствором уплотнения бетонного покрытия, этот новый подход позволяет избежать неблагоприятных последствий повреждения при сверлении встроенного контрольного прибора и трубы охлаждающей воды, а также определить влияние подъема цементного раствора на качество бетона, поэтому он имеет хорошую применимость (3) Заливка цементным раствором перекрывающих пород решает проблему непрерывного строительства.После выемки верхней поверхности защитного слоя вскрыша с затиркой уплотнения имеет большую площадь организации строительного ресурса. Строительство завершается перед заливкой бетона, и строительные ресурсы находятся на месте одновременно. После затирки уплотняющего раствора, заливки цементным раствором (по мере необходимости) и строительства испытательной скважины требуется лишь небольшое количество ресурсов для неглубокого осмотра после выемки защитного слоя породы. По сравнению с ресурсами уплотняющего раствора для бетонного покрытия, потери строительных ресурсов исключаются, а эффективность строительства высока (4) Этот новый процесс применяется к участкам плотины №19 ~ №25 правого берега Байхетанской гидроэлектростанции. станции (ниже платформы 590 м).Успешное применение технологии строительства цементного раствора с консолидацией перекрывающих пород обеспечивает мощный ориентир для большего количества проектов по цементированию уплотняющих плотин, что имеет большое значение для популяризации этого подхода

    Доступность данных

    Данные, используемые для подтверждения результатов этого исследования, включены в статья.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

    Благодарности

    Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 51279019). Авторы благодарны нашим партнерам Sinohydro Bureau 8 Co., Ltd. в Китае. Авторы также благодарны China Three Gorges Corporation. В этой статье суммируются результаты исследований и анализа столбчато-сочлененного базальта на Байхетанской арочной плотине за многие годы, что является мудростью всех компаний и учреждений, участвующих в этом проекте, включая проектирование, надзор за строительством и исследования, а также многие другие. эксперты и ученые как дома, так и за рубежом.Настоящим выражаем благодарность всем вовлеченным организациям и частным лицам.

    Подходит ли столбчатый фундамент для каркасного дома?

    Перед возведением любого здания нужно позаботиться о выборе для него подходящего фундамента. Учитывая количество возможных вариантов, бывает сложно остановиться на чем-то конкретном. Однако выбор такого фундамента для дома во многом зависит от того, что конкретно вы собираетесь строить. Так, при возведении можно использовать столбчатый фундамент, для каркасного дома отличный вариант.

    Сегодня мы поговорим обо всех преимуществах этого варианта. Во-первых, что это за фундамент? Проще всего сказать, что это стоячие на равном расстоянии друг от друга колонны, которые обязательно должны располагаться по периметру как внешней, так и внутренней опорной стены. Учитывая, что конструкция каркасного дома не отличается большой массой, такой вариант вполне подойдет.

    Плюс такого рода фундамента в том, что времени и денег на его возведение уходит очень мало.По сравнению с обычным ленточным фундаментом на него уходит гораздо меньше бетона, а бурение скважин требует меньше усилий, чем рытье траншей и их последующая заливка бетоном.

    Если все сделать правильно, столбчатый фундамент для каркасного дома отличается редкой прочностью. К сожалению, он полностью исключает рытье метро. Но его можно возвести даже на неустойчивых грунтах, не используя бетонную подушку, а при строительстве на склоне холма этот вариант будет единственно верным решением.

    Колонны для него могут быть кирпичными, бетонными или даже обработанными специальными составами для древесины. Конечно, решать вам, но лучший вариант — бетон или железобетон. Эта конструкция отличается максимальной прочностью, быстротой возведения и устойчивостью к воздействиям окружающей среды. Но как правильно его смонтировать? Во-первых, подготовьтесь к строительству. На участке, где вы планируете разместить столбчатый фундамент для каркасного дома, необходимо полностью удалить верхний слой почвы, углубившись в землю примерно на 20-30 см.

    После этого нужно разметить планировку фундамента. Затем бурят скважины диаметром около 0,3 м и глубиной не менее 1,75 м. Насыпьте в каждую лунку около 0,2 м качественного щебня. На детритную основу устанавливаем трубу диаметром не менее 0,2 м, заделывая внешний периметр глиной.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *