Фото армирование ленточного фундамента: Ничего не найдено для Fundament Armirovanie Fundamenta Kak Pravilno Armirovat Lentochnyy Fundament %23Armirovanie Uglov Fundamenta

Как производится армирование ленточного фундамента своими руками

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

Конструкция подобных оснований достаточно проста.

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

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

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

Содержание статьи

Нужно ли армировать ленточный фундамент?

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

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

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

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

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

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

Как работает арматура

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

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

Если на ленту воздействует изгибающая нагрузка, то начинают работать те стержни, которые расположены со стороны, противоположной точке приложения усилия.

Они не позволяют ленте изменить форму, принимая на себя внешние воздействия.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

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

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

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

Как выбрать бетон

                   

Требования СНиП к бетону достаточно жесткие.

Регламентируются все рабочие параметры материала:

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

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

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

Виды арматуры

Существует два вида арматуры:

  • Металлическая.
  • Композитная.

Первый вид — всем знакомые стальные горячекатаные прутки с насечкой, позволяющей получить надежное сцепление с бетоном.

Существуют стержни разного диаметра, от 6 до 80 мм, предназначенные для эксплуатации в соответствующих условиях.

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

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

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

ВАЖНО!

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

Как правильно выбрать диаметр арматуры

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

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

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

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

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

Основные способы армирования

Существуют следующие способы:

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

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

Выбор нужного варианта обусловлен шириной ленты.

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

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

Расчет количества арматуры

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

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

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

Основные правила армировки

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

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

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

По этим и другим причинам используется внутреннее армирование, которое защищает металл от коррозии и решает ряд других вопросов.

Недостатком является необходимость выполнять множество действий, нужных только для фиксации арматуры в неподвижном состоянии до момента застывания раствора.

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

Как правильно уложить арматуру

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

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

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

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

Шаг армирования

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

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

Вязка арматурной сетки

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

Процесс :

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

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

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

Схема монтажа

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

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

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

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

Фото чертежа:

Армирование углов

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

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

Основными ошибками, часто встречающимися при армировании углов, являются:

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

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

Армирование подошвы

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

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

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

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

Полезное видео

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

Заключение

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

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

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

расчет и схема вязки арматуры, как правильно вязать

Любое здание не может обойтись без надежного и крепкого основания. Строительство фундамента является наиболее важным и трудоемким этапом. Но в этом случае должны быть соблюдены все правила и требования по укреплению фундамента. Для этой цели возводят ленточный фундамент, который способен сделать основу сооружения крепкой и надежной. Стоит рассмотреть подробнее особенности ленточного фундамента, а также технологию выполнения армирования конструкции.

Особенности

Ленточный фундамент представляет собой монолитную бетонную полоску без разрывов на дверные проемы, становящуюся основой под строительство всех стенок и перегородок конструкции. Основой ленточной конструкции является бетонированный раствор, который изготавливается из цемента марки М250, воды, песочной смеси. Для его упрочнения применяют арматурный каркас, выполненный из металлических прутьев разных диаметров. Лента углубляется на определенное расстояние в почву, одновременно выступая над поверхностью. Но ленточный фундамент подвергается серьезным нагрузкам (движение грунтовых вод, массивная конструкция).

В любой ситуации нужно быть готовым к тому, что различные негативные влияния на сооружения могут сказываться на состоянии основы. Поэтому, если армирование выполнено неправильно, при первой малейшей угрозе фундамент может разрушиться, что приведет к разрушению всей постройки.

Армирование имеет следующие преимущества:

  • препятствует проседанию грунта под зданием;
  • утвердительно сказывается на шумоизоляционных качествах фундамента;
  • повышает устойчивость фундамента к резким перепадам температурных режимов.

Требования

Расчеты арматурных материалов и схемы армирования выполняются в соответствии с правилами функционирующего СНиПА 52-01-2003. Сертификат имеет конкретные правила и требования, которые необходимо выполнять при армировании ленточного фундамента. Главнейшими показателями прочности бетонных сооружений являются коэффициенты сопротивляемости на сжатие, растяжение и поперечный излом. В зависимости от установленных стандартизированных показателей бетона подбирается определенная марка и группа. Выполняя армирование ленточного фундамента, определяется тип и контролируемые показатели качества арматурного материала. По ГОСТу допускается использование горячекатаной строительной арматуры повторяющегося профиля. Группа арматуры выбирается в зависимости от предела текучести при предельных нагрузках, она должна обладать пластичностью, стойкостью к ржавчине и низким температурным показателям.

Виды

Для армирования ленточного фундамента употребляется два вида прутьев. Для осевых, которые несут ключевую нагрузку, необходим класс АII или III. При этом профиль должен быть ребристый, ведь он обладает лучшей адгезией с бетонным раствором, а также в соответствии с нормой передает нагрузку. Для суперконструкционных перемычек используют более дешевую арматуру: гладкую класса АI, толщина которой может быть 6–8 миллиметров. За последнее время большой востребованностью стала пользоваться стеклопластиковая арматура, ведь она обладает лучшими прочностными показателями и длительными эксплуатационными сроками.

Большинство проектировщиков не рекомендуют ее употреблять для фундаментов жилых помещений. По правилам это должны быть железобетонные конструкции. Особенности таких стройматериалов давно известны. Разработаны специализированные арматурные профили, которые способствуют тому, что бетон и металл объединяются в целостную конструкцию. Каким образом будет вести себя бетон со стеклопластиком, как надежно будет данная арматура соединяться с бетонной смесью, а также успешно ли эта пара будет справляться с различными нагрузками – все это малоизвестно и практически не испробовано. Если есть желание поэкспериментировать, можно применить стекловолоконную либо железобетонную арматуру.

Расчет

Расход арматуры нужно выполнять на этапе планирования чертежей фундамента, чтобы в дальнейшем с точностью знать, какое количество стройматериала потребуется. Стоит ознакомиться с тем, как рассчитать количество арматуры для мелкозаглубленного основания высотой 70 см и шириной 40 см. Для начала необходимо установить внешний вид металлокаркаса. Он будет изготовлен из верхнего и нижнего армопояса, в каждом по 3 арматурных прутьев. Промежуток между прутками будет равняться 10 см, а также нужно добавить еще 10 см для защитного бетонированного слоя. Присоединение будет выполняться провариваемыми отрезками из арматуры идентичных параметров с шагом 30 см. Диаметр арматурного изделия равен 12 мм, группа А3.

Расчет необходимого количества арматуры выполняется следующим образом:

  • чтобы определить расходование прутков на осевой пояс, нужно сделать расчет периметра фундамента. Следует взять символическое помещение с периметром 50 м. Так как в двух армопоясах находится по 3 прутка (в сумме 6 штук), то потребление составит: 50х6=300 метров;
  • теперь следует рассчитать, какое количество соединений потребуется для стыкования поясов. Для этого необходимо разделить общий периметр на шаг между перемычками: 50: 0,3=167 штук;
  • соблюдая определенную толщину ограждающего бетонного слоя (около 5 см), величина перпендикулярной перемычки будет составлять 60 см, а осевой – 30 см. Численность отдельного типа перемычек на одно соединение составляет 2 штуки;
  • нужно высчитать расходование прутков на осевые перемычки: 167х0,6х2=200,4 м;
  • расход изделий для перпендикулярных перемычек: 167х0,3х2=100,2 м.

В итоге расчет арматурных материалов показал, что общее количество для расходования составит 600,6 м. Но это число неокончательно, необходимо приобретать изделия с запасом (10–15%), поскольку придется выполнять усиление фундамента в угловых областях.

Схема

Постоянное движение грунтов оказывает серьезнейшее давление на ленточный фундамент. Чтобы он крепко противостоял таким нагрузкам, а также на этапе планировки ликвидировал источники образования трещин, специалисты рекомендуют позаботиться о правильно выбранной схеме армирования. Схема армирования фундамента – это конкретное расположение осевых и перпендикулярных прутков, которые собраны в единую конструкцию.

В СНиПе №52-01-2003 четко рассматривается каким образом выполняют укладку арматурных материалов в фундамент, с каким шагом в различных направлениях.

Стоит рассмотреть следующие правила из данного документа:

  • шаг укладывания прутьев зависит от диаметра арматурного изделия, габаритов гранул щебенки, метода укладки бетонного раствора и его уплотнение;
  • шаг рабочего упрочнения – это дистанция, которая равна двум высотам сечения упрочняющей ленты, но не больше 40 см;
  • поперечное упрочнение – это расстояние между прутьями составляет половину ширины самого сечения (не больше 30 см).

Определяясь со схемой армирования, необходимо учитывать тот факт, что в опалубку монтируется собранный в одно целое каркас, а внутри будут обвязываться только угловые участки. Число осевых армированных слоев должно быть не менее 3 по всему контуру фундамента, ведь заранее невозможно определить области с наиболее сильными нагрузками. Наиболее востребованными являются схемы, у которых соединение арматуры выполняется таким образом, чтобы образовывались ячейки геометрических фигур. В данном случае гарантируется крепкое и надежное фундаментальное основание.

Технология работ

Армирование ленточного фундамента проводится с учетом следующих правил:

  • для функционирующей арматуры применяют прутья группы А400, но не ниже;
  • специалисты не советуют употреблять в качестве соединения сварку, поскольку она притупляет сечение;
  • на углах арматура в обязательном порядке связывается, но не сваривается;
  • для хомутов не разрешено использовать безрезьбовую арматуру;
  • необходимо строго выполнять защитный бетонированный слой (4–5 см), ведь он является защитой металлических изделий от коррозии;
  • при выполнении каркасов прутья в осевом направлении соединяются с нахлестом, который должен составлять не меньше 20 диаметров прутьев и не меньше 25 см;
  • при частом размещении металлических изделий необходимо соблюдать крупность заполнителя в бетонном растворе, он не должен застревать промеж прутков.

Подготовительные работы

Прежде чем приступать к работе, необходимо очистить рабочий участок от различного мусора и мешающих предметов. По предварительно подготовленной разметке выкапывается траншея, которую можно сделать вручную либо с помощью специализированной техники. Чтобы стены были в идеально ровном состоянии, рекомендуется монтировать опалубку. В основном каркас помещают в траншею вместе с опалубкой. После чего выполняют заливку бетоном, а также в обязательном порядке проводится гидроизоляция конструкции посредством рубероидных листов.

Способы вязки арматуры

Схема упрочнения ленточного фундамента допускает соединение прутьев методом связки. Связанный металлокаркас обладает повышенной крепостью сравнительно со сварочным вариантом. Это объясняется тем, что увеличивается риск прожига металлических изделий. Но это не относится к заводским изделиям. Допускается для ускорения работ выполнять армирование на прямолинейных участках методом сваривания. Но армировку углов производят только с применением вязальной проволоки.

Перед тем как вязать арматуру нужно приготовить необходимые инструменты и стройматериалы.

Существует такие два способа связывания металлических изделий:

  • специализированный крючок;
  • вязальная машинка.

Первый способ подходит для небольших объемов. Кладка арматуры в данном случае займет слишком много времени и сил. В качестве соединяющего материала применяют отожженную проволоку, диаметр которой составляет 0,8–1,4 мм. Употребление иных стройматериалов запрещено. Арматуру можно связать отдельно, а после опустить в траншею. Либо выполнять связывание арматуры внутри котлована. Оба способа рациональные, но имеются некоторые различия. Если изготавливать на поверхности земли, то можно справиться самостоятельно, а в траншее понадобится помощник.

Как правильно вязать арматуру в углах ленточного фундамента?

Для угловых стен используется несколько методов связывания.

  • Лапкой. Для осуществления работ на конце каждого прута делают лапку под углом 90 градусов. В данном случае стержень напоминает кочергу. Величина лапки должна составлять не меньше 35 диаметров. Загнутый участок стержня подсоединяют к соответствующему вертикальному участку. В результате чего получается, что наружные прутья каркаса одной стены присоединены с наружными другой стены, а внутренние присоединяются к внешним.
  • С использованием Г-образных хомутов. Принцип выполнения схож с предшествующей вариацией. Но здесь не нужно изготавливать лапку, а берут спецэлемент Г-образной формы, величина которого составляет не меньше 50 диаметров. Одну часть привязывают к металлокаркасу одной стеновой поверхности, а вторую – к вертикальному металлокаркасу. При этом внутренние и наружные хомуты соединяются. Шаг хомутов должен формироваться ¾ от высоты стены подвального помещения.
  • С использование П-образных хомутов. На угол понадобится 2 хомута, величина которых составляет 50 диаметров. Каждый из хомутов приваривают к 2 параллельным прутьям и 1 перпендикулярному стержню.

Как правильно нужно армировать углы ленточного фундамента, смотрите в следующем видео.

Как выполнить армировку на тупых углах?

Для этого наружный пруток гнут до определенной градусной величины и крепят к нему дополнительно стержень для качественного усиления прочности. Внутренние спецэлементы соединяются с наружным.

Как вязать упрочнительную конструкцию своими руками?

Стоит рассмотреть подробнее, как выполняется вязание арматуры на поверхности земли. Сначала изготавливаются только прямые участки сетки, после чего конструкция устанавливается в траншею, где выполняется армировка углов. Подготавливаются отрезки арматуры. Стандартизированная величина прутьев составлять 6 метров, по возможности лучше их не трогать. Если нет уверенности в собственных силах, что можно справиться с такими прутьями, их можно разрезать пополам.

Специалисты рекомендуют начинать вязать арматурные прутья для самого короткого участка ленточного фундамента, что дает возможность приобрести определенный опыт и навык, в дальнейшем будет легче справиться с длинными конструкциями. Резать их нежелательно, ведь это приведет к увеличению расхода металла и снижает крепость фундамента. Параметры заготовок следует рассмотреть на примере фундамента, высота которого составляет 120 см, а ширина – 40 см. Арматурные изделия должны быть залиты со всех сторон бетонной смесью (толщина около 5 см), что является первоначальным условием. Учитывая эти данные, чистые параметры упрочнительного металлокаркаса должны составлять по высоте не больше 110 см, по ширине 30 см. Для вязки необходимо добавить по 2 сантиметра с каждой грани, это нужно для нахлеста. Поэтому заготовки для горизонтальных перемычек должны иметь величину 34 сантиметра, заготовки для осевых перемычек – 144 сантиметра.

После расчетов вязание упрочнительной конструкции происходит следующим образом:

  • следует выбрать ровный участок земли, положить два длинных прутьев, концы которых нужно подровнять;
  • на дистанции 20 см от концов привязываются по крайним граням горизонтальные распорки. Для связывания потребуется проволока величиной 20 см. Ее складывают вдвое, протягивают под участком связывания и затягивают посредством вязального крючка. Но затягивать необходимо с осторожностью, чтобы проволока не обломалась;
  • на дистанции около 50 см выполняется поочередное привязывание оставшихся горизонтальных распорок. Когда все будет готово, конструкцию убирают на свободное место и осуществляют связывание еще одного каркаса идентичным способом. В итоге получатся верхняя и нижняя части, которые нужно между собой соединить;
  • следом необходимо установить упоры для двух частей сетки, упереть их можно к различным предметам. Главное – это соблюдать, чтобы связанные конструкции имели надежное профильное расположение, дистанция между ними должна приравниваться к высоте связанной арматуры;
  • по концам привязываются по две осевые распорки, параметры которых уже известны. Когда каркасное изделие будет напоминать готовое приспособление, можно приступать к привязыванию остальных кусков арматуры. Все процедуры выполняются с проверкой размеров конструкции, хоть заготовки и выполнены одинаковых габаритов, лишняя проверка не повредит;
  • по аналогичному методу осуществляется связывание всех остальных прямых участков каркаса;
  • на дно траншеи укладывается прокладка, высота которой составляет не меньше 5 см, на ней будет уложена нижняя часть сетки. Устанавливаются боковые подпорки, монтируется сетка в правильном положении;
  • снимаются параметры непровязанных стыковочных мест и углов, подготавливаются отрезки арматурного изделия для подсоединения металлокаркаса в общую систему. Стоит обратить внимание, что нахлест концов арматуры должен составлять не меньше 50 диаметров прутка;
  • привязывается нижний поворот, после перпендикулярные стойки и к ним выполняется привязывание верхнего поворота. Осуществляется проверка дистанции армировки ко всем граням опалубки. Упрочнение конструкции на этом заканчивается, теперь можно переходить к заливанию фундамента бетонной смесью.

Вязание арматуры посредством специализированного приспособления

Чтобы изготовить такой механизм, потребуется несколько досок толщиной 20 миллиметров.

Сам процесс выглядит следующим образом:

  • отрезаются 4 доски по величине арматурного изделия, их соединяют по 2 штуки на дистанции, равной шагу вертикальных стоек. В итоге должны получиться две доски идентичного шаблона. Необходимо следить за тем, чтобы разметка дистанции между рейками была одинаковой, иначе не получится осевого расположения соединительных спецэлементов;
  • изготавливаются 2 вертикальные подпорки, высота которых должна приравниваться к высоте арматурной сетки. Подборки должны иметь профильные угловые опоры, которые не позволят им перевернуться. Проверяется готовая конструкция на прочность;
  • ножки опоры устанавливаются на 2 сколоченные доски, а две наружные доски укладываются на верхнюю полку опоров. Выполняется фиксирование любым удобным методом.

В итоге должна образоваться модель арматурной сетки, теперь работу можно осуществлять без сторонней помощи. На запланированные участки устанавливаются вертикальные раскосы арматурного изделия, заранее посредством обычных гвоздей на определенное время выполняется фиксирование их положения. На каждую горизонтальную перемычку из металла устанавливается прут арматуры. Данную процедуру выполняют по всем сторонам каркаса. Если все выполнено правильно, можно приступать к вязанию посредством проволоки и крючка. Конструкцию необходимо делать, если в наличие есть одинаковые участки сетки из арматурного изделия.

Вязание армированной сетки в траншеи

Выполнять работы в траншеи довольно сложно из-за тесноты.

Необходимо хорошенько обдумать схему вязания каждого спецэлемента.

  • На дно траншеи укладываются камни или кирпичи высотой не больше 5 см, они поднимут металлические изделия от поверхности земли и позволят бетону закрыть арматурные изделия со всех граней. Дистанция промеж кирпичей должна быть равной ширине сетки.
  • Поверх камней кладутся продольные прутья. Горизонтальные и вертикальные стержни должны быть порезаны по необходимым параметрам.
  • Приступают к формированию основы каркаса с одной стороны фундамента. Работу выполнить будет легче, если заранее привязать к лежащим стержням горизонтальные распорки. Помощник должен поддерживать торцы прутьев до тех пор, пока они не монтируются в нужном положении.
  • Выполняется поочередное вязание арматуры, дистанция между распорными элементами должна быть не меньше 50 см. Аналогичным образом связывается арматура на всех прямых участках фундаментальной ленты.
  • Проверяются параметры и пространственное местоположение каркаса, при необходимости необходимо исправить положение, а также исключить прикосновение металлических изделий к опалубке.

Советы

Следует ознакомиться с многократными ошибками, которые допускают неопытные мастера при выполнении армирования без соблюдения определенных правил.

  • Первоначально необходимо разработать план, по которому в дальнейшем будут выполняться вычисления по определению нагрузки на фундамент.
  • Во время изготовления опалубки не должно образовываться никаких щелей, в противном случае через эти отверстия будет вытекать бетонная смесь и снизится прочность конструкции.
  • На почву обязательно нужно выполнить гидроизоляцию, при ее отсутствии снизится качество плиты.
  • Запрещается, чтобы арматурные прутья контактировали с почвой, такой контакт приведет к появлению ржавчины.
  • Если решено выполнять армирование каркаса методом сварки, то лучше употребить прутья с индексом С. Это специализированные материалы, которые предназначены для сварки, поэтому под влиянием температурных режимов не теряю свои технические характеристики.
  • Не рекомендуется применять гладкие прутья для армирования. Бетонному раствору не за что будет закрепиться, а сами стержни будут в нем скользить. При движении грунтов такая конструкция растрескается.
  • Устраивать углы посредством прямого пересечения не рекомендуется, арматурные изделия гнутся очень тяжело. Иногда при армировании углов приходят к хитростям: раскаляют металлическое изделие до податливого состояния либо при помощи болгарки подпиливают конструкции. Оба варианта запрещены, ведь при данных процедурах материал теряет свою прочность, что в дальнейшем приведет к негативным последствиям.

Качественно выполненное упрочнение фундамента является залогом длительного эксплуатационного срока здания (20–40 лет), поэтому данной процедуре должно быть уделено особое внимание. Но опытные мастера советуют проводить ремонтно-профилактические работы каждые 10 лет.

фото, схемы, расчет арматуры своими руками

Фундамент – основа здания. И с этой аксиомой трудно не согласиться, ведь именно он держит и равномерно распределяет нагрузки на грунт, обеспечивает устойчивость и долговечность строения. Но бетон, как известно, материал довольно жесткий. Для придания ленточной конструкции пластичности и способности противостоять различным видам нагрузок применяется так называемое армирование.

Для чего нужно армирование

Упрощенно, фундамент ленточного типа представляет собой замкнутый контур из бетона под всеми капитальными стенами строения по периметру. Это один из наиболее популярных видов остовов, потому что он несложен в возведении, хорошо выдерживает значительные нагрузки и позволяет дополнительно обустраивать эксплуатируемый подвал. В минусах – большой расход стройматериалов, необходимость использования специальной техники (бетононасосы, краны).

Ленточный вид фундамента возводится под здания из тяжелых штучных материалов (кирпича, блоков, камня) и дома с монолитными или сборными перекрытиями большой массы. Оптимален этот тип основания на неоднородных грунтах, где есть риск неравномерного проседания.

Схема деформации фундамента

Бетонная конструкция выдерживает два вида нагрузок:

  • На сжатие – вес здания и его содержимого (мебель, отделка и прочее).
  • На растяжение – влияние сил морозного пучения. Влажный грунт, замерзая, увеличивается в объеме и сжимает остов, выталкивая его наверх.

Очевидно, что эти нагрузки неравномерны. Чтобы лента могла противостоять деформациям и, соответственно, трещинам, разрывам, применяется армирование ленточного фундамента. На практике это означает формирование внутри бетонного остова единого металлического каркаса. По правилам он должен располагаться ближе к фундаментным краям, то есть в зонах максимального сжатия-растяжения.

Какие материалы применяются для армирования

Даже если задумано армирование ленточного вида фундамента своими руками, необходимо правильно подобрать комплектующие. В состав необходимых материалов входят:

Типы арматуры

1. Стальная или композитная арматура – стержни из металла либо стеклопластика. Реализуются бухтами по 50-100 м или нарезанным металлопрокатом длиной 6-12 м. Гладкие прутья сечением до 10 мм называются монтажными и используются для вертикальной и поперечной части каркаса. Рифленые стержни диаметром 12-80 мм обозначаются как рабочие. Из них вяжется верхняя и нижняя продольная часть «скелета».

2. Стальная проволока для вязки или стяжные хомуты. Реже применяется сварка (металл должен иметь маркировку «С»)

3. Инструмент зажимной или специальный крючок для вязки, ножовка по металлу и тому подобное.

Металлический каркас наиболее популярен среди строителей, его эффективность и надежность доказана временем. Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой используется для тех зданий, к которым предъявляются особые требования по уровню радиопомех, немагнитности, химической стойкости. Однако из-за того, что композит плохо растягивается при изгибе, то есть фактически не выполняет одну из основных функций, его редко используют в частном домостроении.

Ни в коем случае нельзя применять в качестве арматурного каркаса фундаментной ленты пластиковые бутылки, металлические уголки или трубы, крупноячеистую сетку-рабицу, железные тросы и другие аналогичные материалы. Это не скелет, а посторонние включения, которые только навредят бетонному основанию. Итог печален – фундамент не выдержит расчетных нагрузок, неизбежны порча как несущей основы, так и стен, перекрытий, кровли и других элементов здания.

Расчет арматуры для ленточного фундамента

Рассчитать количество материала для армирования несложно. Чаще всего используется двух- или трехрядная сетка-каркас. Шаг между вертикальными секциями – 40-80 см, между горизонтально расположенными уровнями – около 30-60 см. То есть заглубленный фундамент высотой более 90 см требует 3-4 продольных ярусов, для остова глубиной менее 0,9 м достаточно двух. Рассмотрим на примере:

  • параметры бетонного основания (ВхШ) – 60х30 см,
  • периметр здания – 5х5 м,
  • шаг сетки – 50 см,

Очевидно, что будет нужна двухярусная сетка. Рабочей арматуры на 4 продольных линии по 20 м потребуется 80 пог. м, монтажной вертикальной с учетом отступа от поверхности в 5 см – 1,4 м*51 (количество пересечений) = 71,4 м. Продавцы рекомендуют брать сталь с запасом не менее 10 %, поэтому суммарно выйдет около 170 пог. м арматуры. Не следует забывать и о связке. На каждое пересечение получиться около 30 см проволоки. Стыков в секции – по 4 шт, поэтому с запасом потребуется около 70 пог. м. вязального металлопроката.

Как самостоятельно армировать ленточный фундамент

Железобетонная конструкция не терпит небрежного отношения. Арматуру перед использованием обязательно надо проверить, почистить от грязи и ржавчины. Строители часто пренебрегают этим этапом, хотя известно, что посторонние включения ухудшают качественные характеристики бетонного остова.

Схема армирования ленточного фундамента несложная, но трудоемкая:

  1. На песчано-щебневую «подушку» заливается бетонная «подошва» толщиной 5 см. Она защитит металл от коррозии и преждевременного разрушения. Иногда в целях экономии под каркас подкладывают куски кирпича или камни.
  2. Ставится опалубка.
  3. На бетонную прослойку укладывается необходимое количество поперечных монтажных прутов с интервалом не более 80 см.
  4. Сверху в продольном направлении в два ряда накладываются рифленые стержни. Места пересечений связываются. Получается нижний уровень арматурного каркаса.
  5. В стыках вертикально монтируется гладкая сталь заданной длины. Соблюдение геометрии углов в 90° обязательно.
  6. К ним привязывается верхний ярус поперечных монтажных прутов. Получается рамка, перехлест концов которой должен быть не меньше 20 см.
  7. Укладывается верхний продольный ярус арматурного «скелета» и скрепляется вязальной проволокой или хомутами.
  8. При помощи дистанцеров готовый каркас жестко фиксируется относительно опалубки. Зазор между ними должен составлять не менее 3-5 см.
  9. Связки снова проверяются, весь лишний материал, мусор удаляются.

Армирование угла ленточного фундамента – головная боль большинства специалистов. Именно здесь образуется так называемое концентрированное напряжение. Поэтому применяются особые техники П- или Г-образные усиления, создаваемые при помощи хомутов.

Схематично это выглядит так:

Для углов:

Для перекрестий:

Для углов сопряжения меньше 160° с Г-образным усилением:

В точках угловой анкеровки хомуты монтируются в два раза чаще, чем в остальной части ленточного фундамента. Именно эти способы армирования углов создают жесткую связь между элементами конструкции, позволяя равномерно распределить нагрузки.

Попробуем подсчитать, во сколько обойдется армирование фундаментной ленты 5х5.

НаименованиеКоличество, пог. м.Цена, рубли
Рабочая арматура d=12 мм
Монтажная арматура d=8 мм
Вязальная проволока
90
80
70
2 600
1 700
50
Подготовка арматурного каркаса и установка в опалубку3 50087 500
Итого91 850

Таким образом, стоимость материалов составляет не более 5 % от стоимости возведения арматурного каркаса. Разумеется, экономия на материалах в таком случае – последнее дело.

Армирование ленточного фундамента: схема углов, арматура

Ленточный фундамент наиболее распространен при строительстве частных, малоэтажных домов. Прост в исполнении, не требуется привлечение спецтехники, сложного оборудования. Все работы можно провести самостоятельно. Самое главное и сложное: правильно выполнить армирование ленточного фундамента шириной 40 см. Что это, как влияет на срок эксплуатации здания, рассмотрим ниже более подробно.

Ленточный фундамент — основа здания. От его прочности зависит срок эксплуатации, необходимость в ремонте или дополнительном укреплении. Чтобы через год-два-пять не обнаружить перекосы в стенах, не смотреть, как «растут» трещины под окнами, не следует пренебрегать армированием. Как это сделать правильно, какие требования нужно соблюсти, расскажет эта статья.

Чем выполняется армирование

Прежде чем приступать к строительству, необходимо ознакомиться с требованиями СНиП 2.03.01-84. В нем содержится прямое указание на то, что ленточный фундамент под жилой дом не может быть без армирования. Ширина и высота основания и здания значения не имеют.

В основании выделяют две составляющие:

  • бетон. Устойчив к нагрузкам на сжатие. Но при повышении изгибающего или растягивающего момента происходит разрушение ленточного фундамента;
  • арматурный каркас. Снижает нагрузку, приходящуюся на бетонную массу под воздействием изгибающей или растягивающей силы. Состоит из продольных ярусов, связанных в единую конструкцию перемычками: поперечными и вертикальными.

Количество ярусов или поясов напрямую зависит от высоты ленточного фундамента:

  • для мелкозаглубленного высотой до 1-го метра достаточно 2-х;
  • если высота превышает 120 см, добавляется промежуточный пояс армирования.

Ширина основания при этом не учитывается. На нее можно не смотреть.

Для продольных поясов и перемычек оптимальный материал — рифленая арматура диаметром 12-16 мм. Гладкая, диаметром 8-10 мм, рекомендована только в качестве перемычек, если обустраивается ленточный фундамент

Для перевязки применяется специальная вязальная проволока диаметром 1-2 мм. Сварка не рекомендована: металл сильно нагревается, и в местах соединений появляются «слабые» места, за которыми нужно особенно тщательно смотреть в процессе заливки бетона. При повреждении армирование не будет выполнять своей функции. В то же время, перевязка проволокой — сложный и продолжительный процесс, требующий особых навыков. Сварка выполняется значительно быстрее.

Конфигурация армирующего каркаса

При расчете арматуры обязательно учитываются требования СНиП 2.03.01-84 «Пособие по проектированию фундаментов под здания и сооружения»:

  • элементы продольного каркаса ленточного основания располагаются на расстоянии 10 см и менее;
  • между ярусами каркаса — 50 см и менее;
  • поперечные вертикальные перемычки располагаются на расстоянии 30 см и менее;
  • от перемычек, контура каркаса до опалубки — не менее 5 см. В противном случае возможно разрушение бетонного пояса и выход арматуры на поверхность ленточного фундамента;
  • нижний пояс не должен лежать на земле. Если предварительно не выполнена подсыпка из песка и щебня, под ярус кладется одинарный кирпич или специальные пластиковые подставки, смотря по состоянию грунта, его однородности.

Дом из бруса

24.58%

Дом из кирпича

18.42%

Бревенчатый дом

14.51%

Дом из газобетонных блоков

16.56%

Дом по канадской технологии

11.48%

Дом из оцилиндрованного бревна

3.76%

Монолитный дом

4.03%

Дом из пеноблоков

3.4%

Дом из сип-панелей

3.28%

Проголосовало: 3328

Расчет арматуры для армирования ленточного фундамента шириной 40 см

Рассчитать нужные объемы лучше до начала работ, чтобы не останавливаться, не искать, где срочно докупить несколько прутков или моток проволоки. В приведенном расчете за основу взят условный ленточный фундамент с параметрами: высота 70 см, ширина 40 см. Периметр здания — 50 метров.

Для основания высотой 70 см достаточно двух армирующих поясов.

В каждом ярусе 3 прута. Для соединения используется арматура диаметром 12 мм, шаг — 30 см.

Расчеты количества:

  1. на прокладку 3-х прутьев в 2 яруса потребуется 300 метров;
  2. на весь дом запланировано 167 перемычек, размещаемых с шагом 30 см;
  3. для вертикальной перемычки длина равна 60 см, для поперечной — 30 см. На каждый стык требуется 2 вертикальных и 2 горизонтальных перемычки.

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

Итого: на перемычки вертикального типа придется закупить 200,4 метра арматуры, на горизонтальные — 100,2 метра. Всего на здание необходимо не менее 600,6 метров арматурных прутов диаметром 12 мм. Это количество не окончательно. При оформлении заказа предусмотрите запас на случай брака и усиления углов. Учитывайте и такие параметры, как длина и ширина фасада, количество метров в одном пруте. Если есть возможность, приобретайте прутья с предварительной порезкой в нужный размер, чтобы сократить количество отходов.

Как выполняется армирование

Для прямых участков важно выбирать целые прутья. Чем меньше стыков и соединений, тем прочнее ленточный фундамент. При формировании углов не допускается перехлест элементов, расположенных перпендикулярно. Арматура должна быть согнута буквой «П» или «Г».

Сборку каркаса можно производить как непосредственно на месте, в котловане, так и за его пределами. Первое может быть не слишком удобно из-за небольшого пространства. Во втором случае важно точно соблюсти все размеры, чтобы впоследствии не заниматься переделками каркаса для ленточного фундамента.

Согнуть арматуру под нужными углами в домашних условиях сложно, но возможно. Для этого понадобится отрезок швеллера, в котором вырезаются отверстия болгаркой строго на одной линии. В канавки укладывается прут арматуры. На длинный конец надевается стальная труба, используемая как рычаг. Сгибание требует больших усилий, но позволяет обойтись без покупки листогиба. Перевязка прутьев выполняется проволокой.

Подготовленные для армирования прутья укладываются в траншею в соответствии с описанными выше требованиями после установки опалубки. Ярусы — строго горизонтальны к земле. На следующем этапе, когда установлены и перевязаны все пояса, можно переходить к заливке бетона. Важно следить за тем, чтобы арматура оставалась на своих местах и не сдвигалась. Для частного малоэтажного дома оптимальная марка бетона — М200. После выдержки в соответствии с нормами строительных регламентов ленточный фундамент наберет прочность и будет готов к дальнейшему использованию. Бетон на 28 дней следует закрыть непрозрачной пленкой, беречь от прямых солнечных лучей и периодически смачивать водой.

Чтобы избежать проблем, связанных с пучением грунта, до армирования в траншею на дно засыпаются слоями песка и щебня не менее 10 см. каждый. В противном случае ленточный фундамент не выдержит многочисленных циклов промерзания/оттаивания.

Видео о армировании ленточного фундамента

Вы можете задать свой вопрос нашему автору:

Армирование ленточного фундамента: схема, расчеты

Все строители знают, что армирование ленточного фундамента – необходимый этап возведения зданий, благодаря которому удается добиться нужных характеристик прочности, надежности, стойкости ко внешним воздействиям, существенно продлить срок службы. Тандем бетона и металла гарантирует наилучшие свойства, которые не может обеспечить ни один из этих материалов по отдельности.

Ленточный фундамент наиболее популярен в индивидуальном строительстве жилых зданий, так как обходится сравнительно недорого, предполагает небольшой расход материалов, быстрое и простое строительство. Но без усиления фундамента конструкция данного типа не будет обладать нужными свойствами и не прослужит долго. Поэтому упрочнение нужно делать обязательно, все работы можно осуществить своими руками.

Требования к бетону

Правильная армировка должна выполняться с использованием наиболее качественных материалов. Марка и класс бетона подбираются в соответствии с нужными показателями. Основные свойства прочности бетонных конструкций – это растяжение (Rbt,n), поперечный излом и осевое сжатие (Rb,n). Могут браться в расчет поправочные коэффициенты надежности в пределах от 1.0 до 1.5.

Требования к арматуре

Чтобы понять, какая арматура нужна для ленточного фундамента, необходимо выполнить расчеты и рассмотреть основные виды материала. Для выполнения работ используется механически упрочненная, горячекатанная строительная термически обработанная арматура. Класс выбирают по максимальным нагрузкам, учитывая характеристики на растяжение, пластичность, свариваемость, стойкость к коррозии, способность выдерживать температурные перепады и т.д.

Основные марки прутьев: стержневая горячекатанная (А), проволочная холоднодеформированная (Вр), канатная очень прочная (К). Для каркасов фундамента выбирают прутья класса по пределу текучести А400 (АIII) с серповидным рисунком по типу «елочки».

Правильное армирование предполагает использование таких видов стержней:

  • Рабочие – для укладки по периметру
  • Поперечные вертикальные
  • Поперечные горизонтальные (хомуты)
  • Дополнительные – обычно вместо них используется вязальная проволока

Чтобы понять, какую арматуру лучше использовать, нужно помнить о некоторых правилах. Для усиления основания одно-, двухэтажных зданий и легких строений подойдут прутья диаметром 10-24 миллиметра. Прочностные характеристики более толстой (и намного более дорогой) арматуры задействованы вряд ли будут.

Стержни должны быть рифлеными, так как они обеспечивают прекрасную адгезию с бетонным раствором, их толщина должна четко соответствовать указанным в документах значениям. Гладкие прутья стоят дешевле, но они не позволят создать надежный и прочный армокаркас. Использовать их можно лишь в поперечных соединениях, где отмечена не очень большая нагрузка.

При создании каркаса ленточного фундамента на однородной почве можно выбрать материал диаметром 10-14 миллиметров, на неоднородной – лучше 16-24. Если сторона здания составляет больше 3 метров, рабочее армирование монолитного фундамента делают из стержней минимум 12 миллиметров, но не более 40.

Технология требует, чтобы горизонтальные хомуты по диаметру не были меньше, чем четверть рабочих прутьев – обычно берут 6 миллиметров. Вертикальные стержни для малозагубленных фундаментов в 80 сантиметров и меньше должны составлять минимум 6 миллиметров в сечении. Все продумав, можно определить, какой диаметр прутьев нужен для разных видов работ.

Требования к армированию

До того, как армировать, нужно определиться с тем, каких размеров будет каркас, выполнить чертеж, нарисовать схему всех работ и конструкций. Геометрические размеры фундамента должны быть такими, чтобы расположение арматуры было свободным. Бетонный слой полностью покрывает каркас, защищая его от внешних воздействий, коррозии.

Минимальные расстояния между прутьями должны быть достаточными для эффективной стыковки и соблюдения всех правил технологии. В работах используется исключительно качественная арматура, в соответствии со СНиП 3.03.01. Гибка прутьев выполняется с использованием специальных приспособлений. Радиус изгиба соответствует диаметру и физическим параметрам стержней.

Видео ручной станок для гибки арматуры

И еще одно полезное видео:

Видео как гнуть арматуру работа на самодельном станке

Расчет размера, количества и диаметра арматуры

Важно сразу знать, сколько нужно арматуры, чтобы сделать арматурный каркас надежным и прочным. Зная размеры постройки, можно все тщательно просчитать.

Стандартная конфигурация каркаса для небольших домов:

  • Нижний и верхний ряд пояса
  • 3-4 прута для каждого ряда
  • Актуальное расстояние между прутьями – около 10 сантиметров. Расстояние от стержней до краев основания должно быть минимум 5 сантиметров.
  • Пояса соединяют хомутами или отрезками стержней с шагом 5-30 сантиметров.

Так, если нужно возвести строение площадью 150 квадратных метров, периметр внешних стен составляет 50 метров. Чтобы высчитать количество арматуры, нужно учесть все: 2 пояса продольного ряда по 3 прута это 6 прутов, умножить на 50 метров, выходит 300 метров основных прутьев. Если укладка перемычек осуществляется с шагом 30 сантиметров, получается 167 штук на 50 метров. Длина перемычек поперечных 30 сантиметров (167х0.3=100.2 метра), вертикальных – 60 (167х0.6=200.4 метра).

Получается, что на вопрос о том, сколько арматуры нужно для упрочнения дома площадью 150 квадратных метров с периметром стен 50 метров, ответ таков: 300 метров толстых рифленых прутьев и 300.6 более тонких стержней. Плюс 10-15% на запас и стыковку.

Правила армирования ленточного фундамента

  • Рабочие стержни должны соответствовать минимум классу А400.
  • Сварка для соединения прутьев не используется из-за вероятности ослабления сечения элемента.
  • По углам каркас связывается, не сваривается.
  • Гладкую арматуру лучше не брать даже для хомутов.
  • Слой внешнего защитного бетона должен составлять минимум 4 сантиметра, что станет гарантией эффективной защиты от ржавчины.
  • В продольном направлении прутья в каркасе соединяют с нахлестом, равным минимум 25 сантиметрам и хотя бы 20 диаметрам стержней.
  • Нормы требуют, чтобы при частом расположении металлических прутьев заполнитель в бетонном растворе был не очень крупным и не застревал между прутьями.
  • Как правильно укладывать арматуру в траншею – это можно сделать двумя способами: создать каркас вне фундамента или прямо в траншее. Способы армирования практически равноценны, но для работы в траншее придется привлечь кого-то, в то время, как сооружение каркаса отдельно на объекте может исполняться самостоятельно.
  • Вязка осуществляется специальным крючком или вязальным станком.
  • Многие задаются вопросом, какая проволока идет на вязку – ответ прост: мягкая тонкая проволока не очень высокого уровня прочности. Ее нужно хорошо натягивать, прочный узел получается за 2-3 оборота крючка.
  • Напуск (расстояние от края прута до точки вязки) должен быть равным минимум 5 сантиметрам.
  • Все проволочные соединения должны быть максимально плотными, без свободного места между хомутами и каркасом, двигаться не должен никакой элемент.

Как вязать арматурную сетку самостоятельно

Нижеследующая пошаговая инструкция даст возможность узнать, как правильно сделать каркас и обеспечить фундаменту нужные свойства. Проще всего готовая арматура для ленточного фундамента вяжется на земле. Вне конструкции создаются прямолинейные участки сетки, а вот вязка углов осуществляется после опускания каркаса в траншею.

  1. Сначала нужно нарезать куски прутьев. Начинать вязку лучше с наиболее короткого участка фундамента, чтобы получить немного опыта. Резать нужно по минимуму, стараясь использовать всю длину рабочих прутов. Если в качестве примера взять ленточный фундамент шириной 40 сантиметров и высотой 120 сантиметров, то показатели получаются следующие.
  2. Со всех сторон металл заливается слоем бетона толщиной минимум 5 сантиметров. Чистые размеры каркаса по высоте – максимум 110 сантиметров, ширине – 30. Прибавляем для вязки по 2 сантиметра по обеим сторонам на нахлест. Получается, что заготовки для горизонтальных перемычек должны быть длиной около 34 сантиметров, вертикальных – около 144 сантиметров. Это для высоких фундаментов, но обычно используют основание высотой около 80 сантиметров.
  3. На ровную площадку кладут 2 прута, на расстоянии 20 см от торцов по обеим крайним сторонам вяжут горизонтальные распорки: складывают вдвое проволоку, просовывают под местом крепления и затягивают прокручиванием крючка.
  4. На расстоянии около 50 сантиметров по очереди крепят все горизонтальные распорки, конструкцию откладывают в сторону, делают еще одну такую же – это нижний и верхний каркасы, которые нужно связать вместе: приспособить упоры для обеих сеток между прутками и по вертикали по торцам по 2 распорки, прикрепить остальные куски. Аналогично нужно сделать со всеми прямыми участками конструкции.
  5. Потом на дно траншеи укладывают подкладки высотой минимум 5 сантиметров, устанавливают правильно боковые подпорки, сетку. Теперь нужно провязать каждый угол и стык, создав единый каркас. Нахлест торцов стержней должен быть равен минимум 50 диаметрам прутков.
  6. Дальше привязывают нижний поворот, крепят вертикальные стойки, к ним – верхний каркас. Потом по всем поверхностям опалубки нужно проверить расстояния, отступы, нахлесты в местах соединений, чтобы все было сделано правильно и четко.
  7. Соединение стержней по длине проблем обычно не вызывает, а вот крепление частей каркаса в углах нужно делать в соответствии с установленными нормами. Способов существует два: между двумя перпендикулярными конструкциями либо в точке примыкания стены к другой.

Технологии вязки углов:

1) Жесткое лапкой – в конце каждого прута под прямым углом вяжут лапку длиной минимум 35 диаметров стержня, соединяют загнутую часть к перпендикулярному участку. Так крепят внешние стержни каркаса стены с внешними прутами другой, в то время, как внутренние привариваются также ко внешним.

2) Г-хомуты – вместо лапки берут хомут длиной минимум 50 диаметров арматуры, одной стороной крепят к каркасу одной стены, вторую крепят с перпендикулярной. Внешние прутья соединяются с внутренними, шаг хомутов составляет ¾ высоты стены.

3) П-хомуты – для одного угла нужна установка двух П-образных хомутов длиной минимум 50 диаметров арматуры, каждый приваривают к одному перпендикулярному стержню и двум параллельным.

Примыкания создаются с использованием аналогичных способов крепежа.

Вязание арматуры при помощи специального приспособления – вязального станка

Чтобы создать этот инструмент, нужно взять несколько досок толщиной 20 миллиметров, отрезать 4 доски по длине арматуры, соединить по две на расстоянии, равном шагу вертикальных стоек, создав 2 одинаковых шаблона. Далее выполняют две вертикальные подпорки высотой, равной высоте сетки арматуры. Подпорки сооружаются с боковыми угловыми упорами, для работы лучше выбрать ровную площадку.

Приспособление используется так: на две сбитые доски устанавливаются ноги упоров, две верхние доски ставятся на верхнюю полку упоров, фиксируются. Все, макет арматурной сетки готов, теперь можно быстро вязать. Достаточно поставить на размеченные места вертикальные распорки арматуры, зафиксировав их гвоздями, прутки установить на каждую стальную перемычку, сделав так по всем сторонам каркаса. Далее берем крючок и проволоку – все, можно вязать. Такое устройство актуально там, где планируется создавать много однотипных секций сетки.

Видео как вязать арматуру при помощи приспособления

Как вязать армированную сетку в траншее

Работа в траншее сложнее, поэтому планировать все нужно загодя. На дно траншеи укладывают специальные приспособления или обычные камни на высоте минимум 5 сантиметров с шагом в ширину сетки. Камни выкладывают продольными стержнями, привязываются горизонтальные распорки. Пока прутки не станут в нужном положении, второй человек держит их за концы.

Осуществляется вязка арматуры с шагом между распорками шириной 50 см. Устанавливаем колышки и начинаем вязать монолитную конструкцию. Так делают на всех прямолинейных участках. Части каркаса к опалубке прикасаться не должны, должны находиться на расстоянии в несколько сантиметров от опалубки.

Потом вяжутся углы одним из нескольких существующих способов. Обязательно соблюдение длины нахлестов, с установкой вертикальных прутков. Часто стержни используют тут большего диаметра, повышая прочность материала. По завершении вязки заливается бетонный раствор в один заход, накрывается полиэтиленом, в процессе высыхания периодически поливается водой методом разбрызгивания.

Сваривание арматуры для армирования

В большинстве мест соединений лучше использовать вязку вместо сварки – готовая конструкция будет более прочной. Сварка возможна лишь при наличии аппарата и большого опыта, исключительно на прямолинейных участках.

Чтобы фундамент был действительно надежным, необходимо также позаботиться о правильности выполнения земельных работ под ленту, обустроив несколько слоев материалов (не только для основания и верха фундамента, но и заполняющие).

Практические советы

В местах, где нет большой нагрузки, можно осуществлять выбор арматуры в пользу прутков меньшего диаметра. Если от этого не страдает прочность, но удается понизить стоимость работ, такой вариант допускается. Решать, арматуру какого диаметра использовать в работе, стоит с учетом двух параметров: обеспечение достаточной прочности и стоимость работ, выбирая оптимальное соотношение цены и качества. В некоторых местах использование толстой арматуры просто не актуально, но покупка более дорогого материала существенно удорожит все строительство.

Раскладка каркаса в опалубке должна быть ровной. До того, как уложить конструкцию, необходимо тщательно проверить все размеры, исключить перекосы, деформации, несоблюдение параметров.

Видео армирование монолитных ленточных фундаментов неглубокого заложения

И еще одно видео:

Как правильно армировать ленточный фундамент своими руками

Правильный подбор арматуры и выполнение всех нормативных требований к организации процесса сделают армирование ленточного фундамента оправданным и эффективным этапом работы. Благодаря каркасу усиления удастся существенно улучшить прочностные характеристики здания, сделать его стойким к разным воздействиям и нагрузкам, надежным и долговечным.

Армирование ленточного фундамента и расчет арматуры

Фундаментом называется основание любого здания, возводимое в первую очередь и принимающее на себя не только нагрузку всей конструкции, но и нагрузку со стороны почвы во время сезонных пучений, чрезмерного выпадения осадков и температурных перепадов. При этом основную нагрузку на сжатие принимает на себя бетонная составляющая, а на растяжение — стальная арматура. А поэтому, с целью улучшения монолитности здания применяют технологию под названием «армирование ленточного фундамента».

Именно ленточный фундамент является самым часто используемым при возведении зданий из оцилиндрованного бревна, клеенного бруса, шлакоблока или кирпича небольшой этажности (как правило, 2-3 этажа). Основание ленточного типа имеет вид замкнутого контура, точно распределенного по периметру постройки в соответствии с планом дома. То есть такой фундамент монтируется под каждой из несущих стен здания, где целью является равномерное распределение нагрузки от дома на грунт.

Важно: неверно выполненное армирование ленточного фундамента способно в скором времени приведет к разрушению не только всего контура, но и выстроенного здания. Именно поэтому выполнение армирования основания здания требует тщательного и взвешенного подхода, а также соблюдения технологий, регламентированных СНиП.

Технология выполнения армирования

Армирование ленточного фундамента проводится на начальных этапах строительства

Армирование ленточного фундамента проводится на начальных этапах строительства, а именно — перед заливкой бетонного раствора в опалубку. Для укрепления контура фундамента используются стальные элементы, которые собираются в решетчатую конструкцию с заданными параметрами. При этом расчёт параметров армирующей обрешетки производится с учетом высоты, длины и ширины ленты основания.

Армировочная решетка возводится на стадии монтажа опалубки, после чего слоями заливается бетоном с использованием строительного вибратора. Такое устройство позволяет более качественно выгнать пузырьки воздуха из структуры раствора и сделать его более плотным и крепким после высыхания. В последнюю очередь выполняют гидроизоляцию армированного основания с использованием специальной мастики и рубероида.

Типы прута для надежного армирования

Чтобы укрепление ленточного фундамента путем армирования было надежным, необходимо использовать качественные стальные элементы определенного класса

Чтобы укрепление ленточного фундамента путем армирования было надежным, необходимо использовать качественные стальные элементы определенного класса. Так, профессионалы предлагают использовать для продольного армирования прут с маркировкой класса А-III (сегодня — А400) с поверхностью типа «ёлочка» или просто с ребристым верхом. Диаметр такой стали должен составлять от 10 до 22 мм в зависимости от ширины и высоты основания. Такие элементы каркаса будут основой для всего каркаса. Именно поэтому они укладываются в количестве четырех штук по каждой стороне ленты фундамента по два снизу и два сверху, создавая раму при помощи коротких продольных угловых прутов.

Для поперечного и вертикального армирования чаще всего применяют сталь меньшего сечения класса А-I (сегодня А240), которые имеют гладкую поверхность. Диаметр таких элементов составляет от 4 до 10 мм, поскольку нагрузка на них не такая колоссальная, как на пруты для продольной укладки.

Важно: шаг расположения поперечных и вертикальных углов при монтаже обрешетки варьируется от 30 до 50 см в зависимости от ширины и длины ленты основания. При этом верхние продольные элементы обрешетки не должна углубляться в раствор больше чем на 5 см. В противном случае польза от армирования фундамента со стороны несущих стен будет минимальной.

Расчет количества арматуры

Для того чтобы понять, сколько прутов понадобится для выполнения монтажных работ, можно воспользоваться коэффициентом веса армирования

 

Так же можно воспользоваться нашим онлайн калькулятором расчета арматуры ленточного фундамента.

Рекомендуем к прочтению:

Для проведения качественного армирования на этапе закупки материала необходимо подсчитать его количество. Для того чтобы понять, сколько прутов понадобится для выполнения монтажных работ, можно воспользоваться коэффициентом веса армирования, используемым многие годы профессионалами.

Важно: для армирования ленты фундамента под дома малой этажности (частное строительство) за многие годы был выведен и принят за строительную норму вес арматуры, необходимый для обустройства 1м3 фундамента. Это значение равно 80 кг.

Таким образом, чтобы вычислить нужный вес арматуры для конкретного фундамента, остается рассчитать количество расходуемого бетона на возведение фундамента. Для этого достаточно знать периметр будущего дома, длину несущих стен, высоту и ширину фундамента.

Пример: при количестве бетона 20м3 вес необходимой арматуры должен составлять 1600 кг, то есть 20х80=1600.

А можно рассчитать количество арматуры и таким образом:

  • Нужно нарисовать общую схему армирования и вычислить количество погонных метров прута, необходимое на обустройство всей обрешетки, зная все параметры фундамента. К полученному результату нужно прибавить еще 5-10%, которые, возможно, пойдут на обрезки.
  • Теперь необходимо выяснить вес погонного метра стальных элементов каркаса продольного и поперечного/вертикального расположения.
  • Осталось полученные при рисовании схемы погонные метры умножить на вес прутов конкретного назначения.

Важно: если самостоятельно провести правильный расчёт не беретесь, то лучше доверьте этот этап работ профессионалам.

Сборка обрешетки

На этапе монтажа армирующей решетки предстоит пройти этап вязки стальных прутов в единую конструкцию

На этапе монтажа армирующей решетки предстоит пройти этап вязки стальных прутов в единую конструкцию. Для этого используют стальную проволоку сечением 2 мм.

Важно: сварка при монтаже армирующей решетки полностью запрещена, поскольку сталь в процессе сваривания теряет свои прочностные характеристики, а значит, возведенный дом не будет надёжным. Сварка разрешена СНиП только в том случае, если для каркаса используется сталь с маркировкой С. К примеру стальной прут А500С. Эта буква говорит о том, что материал пригоден к свариванию.

Вязку арматуры производят при помощи специального строительного крючка, который облегчает формирование стальных петель.

Выполняется вязка арматуры следующим образом:

  • От общего мотка проволоки отрезают кусок длиной примерно 30 см;
  • Его складывают напополам и прикладывают к двум прутьям, которые будут соединять;
  • Теперь крючок продевают в имеющуюся петлю проволоки и захватывают один свободный её конец, проводя в петлю и загибая вокруг стального элемента;
  • Второй конец проволоки таким же образом через петлю обвивают вокруг второго прута, скрепляя их вместе под углом 90 градусов.

Таким образом, производится вязка всех элементов конструкции.

Рекомендуем к прочтению:

Важно: также для сборки каркаса можно использовать специальную насадку на шуруповёрт или электрические крючки.

Расстояние прутов в обрешетке согласно СНиП

В СНиП 52-01-2003 четко регламентируется отступ от одного элемента армировочного каркаса до другого

В СНиП 52-01-2003 четко регламентируется отступ от одного элемента армировочного каркаса до другого, благодаря чему и профессионалы, и частные мастера могут соблюдать технологию устройства ленточного фундамента.

Так, правила СНиП таковы:

  • Минимальное расстояние поперечных стальных прутов друг от друга в армирующей обрешетке полностью зависит от диаметра элементов, величины фракций заполнителя для бетона, расположения элементов каркаса по отношению к направлению заливки раствора и способа укладки стен, но не менее 25 см.
  • Расстояние между продольными элементами каркаса вычисляется с учетом типа будущей конструкции (наличие эркеров, балконов, колонн и пр.), высоты и ширины ленты фундамента. Но при этом расстояние между продольными прутьями должно либо соответствовать половине его высоты, либо быть от 30 до 50 см.

Технология армирования углов

Важным элементом в устройстве обрешетки из стальных прутов является армирование углов фундамента

Важным элементом в устройстве обрешетки из стальных прутов является армирование углов фундамента. Большой ошибкой является сборка конструкции из расположенных отдельно прутов под углом 90 градусов. Даже надёжно связанная конструкция не даёт в этом случае никакой гарантии надёжности фундамента, поскольку элементы каркаса не представляют собой в этом случае надёжной жёсткой рамы и могут поддаться сжатию и растяжению. В результате на углах фундамента появятся трещины и сколы, что впоследствии приведет к разрушению дома.

Важно: при армировании углов используют только гнутые пруты, которые потом вяжутся с продольно расположенными элементами на расстоянии 50-70 см от самого угла фундамента.

Армирование эркеров и выступов

Часто для красоты будущего здания в проекте предусмотрены выступы под веранду или так называемый эркер

Часто для красоты будущего здания в проекте предусмотрены выступы под веранду или так называемый эркер. Под него также заливается фундамент, сопряженный с ленточным.

В этом случае необходимо использовать также технологию сгибания прута в форме тупого угла.

Технология армирования будет выглядеть так:

  • Согнутая сталь размещается на выступе фундамента, а её края заводятся к внешним продольным элементам;
  • Теперь внутренние пруты продольного расположения пропускают через согнутый каркас и соединяют их вместе;
  • Затем наружные продольные элементы каркаса также сгибают после места соединения их с изогнутым элементом и подводят к внутренним;
  • А для усиления конструкции используют изогнутые в форме Г пруты и достаточное количество хомутов.

Несколько правил качественного армирования

При монтаже стальной обрешетки для армирования нужно избегать возможного контакта стального прута с грунтом или опалубкой

Чтобы не допустить возможного нарушения структуры фундамента и последующего разрушения здания, при армировании необходимо также придерживаться определенных правил, прописанных в СНиП:

  • При монтаже стальной обрешетки для армирования нужно избегать возможного контакта стального прута с грунтом или опалубкой. Это может привести впоследствии к коррозии металла и снижению его технологических характеристик. Поэтому очень важно надёжно заглубить все элементы каркаса в бетон. Со всех сторон сталь должна быть заглублена в бетон не более чем на 50-80 мм.
  • Для армирования углов фундамента можно использовать как Г-образно согнутые пруты, так и П-образно изогнутые. В обоих случаях элементы конструкции соединяются с продольными при помощи хомутов.

пошаговая инструкция, фото, схема вязки

Особенности фундамента-ленты не позволяют применять для его строительства обычный бетон. В таком случае требуется железобетон, то есть бетонный камень, внутрь которого уложены стальные прутки. От того, насколько грамотно проведен процесс закладки металлического каркаса, или армирование, зависит прочность и срок службы всей конструкции. Разберем все тонкости армирования ленточного фундамента.

Все об армировании фундамента-ленты

Какую арматуру выбрать
Особенности армирования
— Способы вязки прутков
— Армирование углов
Технология сборки каркаса
— Способ 1
— Способ 2

В проекте будущего здания обязательно прописывают размеры сечения, расположение, сорт и количество арматурных элементов. Это результат расчетов с массы постройки, геологических особенностей местности, т.п.

В сечении армирующий каркас фундамента-ленты представляет собой четырехугольник. Объясняется это просто. На основание воздействуют две противоположно направленные силы: сверху масса здания, снизу сила грунтового пучения. В середине ленты таких нагрузок не возникает. Поэтому для компенсации давления мало- и среднезаглубленных фундаментов хватает двух армирующих поясов: сверху и снизу. В сильнозаглубленные основания добавляют третий пояс. Их изготавливают из прочных прутков класса IIIА или IIА.

Нужно выбирать профиль ребристой формы, у него лучше сцепление с бетонным камнем. Диаметр горизонтальных прутьев рассчитывают исходя из площади поперечного сечения каркаса и типа железобетонного элемента. Обычно это прутья диаметром 10-12 мм, но может быть и иначе.

Чтобы удержать продольные прутки на заданном месте, используют конструкционные перемычки. Их изготавливают из более тонких и гладких прутьев. Подойдет класс АI и толщина от 6 до 8 мм. Обычно такой прут загибают в форме четырехугольника-хомута, чтобы облегчить процесс сборки каркаса.
Кроме металлических прутьев в продаже можно найти стеклопластиковые. Они легче и не поддаются коррозии. Однако в частном строительстве их используют редко. Изогнуть такую деталь можно только в заводских условиях.

Схему армирования ленточного фундамента рассчитывают в ходе построения проекта. По требованиям СНиПов, расстояние между горизонтальными поясами не делают больше 400 мм. Шаг установки конструкционных перемычек должен быть равен или меньше 300 мм. Еще один важный момент — расстояние от края детали до начала прутка. Арматуру полностью утапливают в бетон. Если где-то она выйдет на поверхность, неизбежна коррозия металла. Поэтому минимальное расстояние от края бетонной плиты до стального прута — 5 см. 

С учетом выстроенной схемы арматуру собирают в единую конструкцию. Разберем особенности этого процесса. 

Способы вязки прутков

Свободное движение (или люфт) арматурной сетки внутри конструкции вызовет напряжение, которое скажется на прочности здания. Чтобы этого не произошло, прутки прочно соединяют между собой. Для этого используют три методики.

Первая — сваривание. Стальные элементы соединяют с помощью точечной сварки. Это быстро и надежно, но возможно не всегда. На участке сварки металл становится хрупким и легче подвергается коррозии. Поэтому сварка применяется только для материала, в маркировке которого есть буква «С». Это означает, что сваривание разрешено, и шов не повлияет на прочность элемента.

Соединять металлические детали можно с помощью пластиковых хомутов. С их помощью элементы подтягивают друг к другу и надежно закрепляют. Это несложно и быстро. Но пластиковые хомуты тоже используют достаточно редко. Связано это с тем, что они не выдерживают низких температур, а также с достаточно высокой ценой хомутов. Кроме того, перемещать связанный таким способом каркас категорически нельзя. Вяжут только в опалубке.

Вязка арматуры под ленточный фундамент проволокой — основной метод соединения. Это самый дешевый и эффективный, а иногда и быстрый способ. Выполняют такую вязку с помощью разных приспособлений. Чаще проволоку закрепляют специальным вязальным крючком. Это недорогое приспособление, которое можно изготовить самостоятельно. Научиться вязать им арматуру несложно. Неопытный арматурщик буквально через несколько часов уже быстро вяжет прутки. Минус методики — недостаточная жесткость готового каркаса. Поэтому лучше всего вязать его прямо в опалубке.

Мастера также вяжут проволочные соединения клещами или шуруповертом со вставленным крючком. Есть еще одно приспособление — вязальный пистолет. Он надежно связывает детали буквально за секунду, что важно, ведь объемы работ очень большие. При этом пистолет громоздкий, поэтому работать им можно не на всех участках. А самое главное, для него требуется специальная проволока, и стоит он дорого. Но если есть возможность взять пистолет напрокат, лучше всего так и поступить. Это значительно ускорит работу.

Армирование углов

Самыми слабыми и уязвимыми участками фундамента-ленты считаются места примыкания стен и углы. Здесь соединяются нагрузки, идущие от разных стен. Чтобы их грамотно перераспределить, используют специальные приемы. Простое соединение стальных стержней не решит задачу, поскольку не перераспределит нагрузку. В результате через некоторое время под воздействием перегрузок железобетон начнет трескаться и крошиться. 

Поэтому возможно два варианта соединения. Первый предполагает обустройство нахлеста из прутка. Идущий вдоль одной из стен стержень загибают на другую. Длина такого загиба должна быть не меньше 65-70 см. Если длины прутка недостаточно, применяют Г-образные загнутые хомуты-накладки. Длина каждой стороны — не меньше 65-70 см. В обоих случаях центр загиба должен приходиться на угол.

Примыкания оформляют аналогично. Здесь тоже используют или загнутые прутья, или Г-образные накладки-хомуты. В перераспределении нагрузки на угловых участках участвуют и поперечные конструкционные перемычки, поэтому их шаг установки уменьшают вдвое. 

Арматурный каркас для ленточного фундамента собирают после монтажа опалубки. Лучше всего делать это непосредственно в траншее. Так конструкцию не придется двигать, что исключает даже небольшие сдвиги стержней. Но не всегда такое возможно. Если лента глубокая и узкая, вязать прутки внутри траншеи неудобно. Тогда применяют другую методику. Фрагменты каркаса связывают на поверхности. Лучше всего где-то поблизости от траншеи. Затем их переносят к яме, ставят в нее и соединяют между собой. Так работать проще, но может помешать то, что конструкция получается тяжелой, переносить ее неудобно. И сделать это нужно максимально аккуратно. Оба этих варианта имеют свои достоинства и недостатки. Какой из них использовать, решают мастера на месте. Решение принимают с учетом условий, в которых предстоит работать. 

Подробно разберем два способа, как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента в траншее. 

Способ 1

Все операции проводятся в такой последовательности.

  1. На дно ямы укладываем подставки, чтобы прутки были приподняты минимум на 50 мм. Если их нет, подойдут осколки кирпича.
  2. Поверх подставок выкладываем продольные стержни первого армопояса. 
  3. На уложенные пруты ставим и закрепляем поперечные элементы. 
  4. Если использовались поперечины-хомуты, кладем поверх прутья второго армопояса и фиксируем их. Для стоек-поперечин все то же самое. Но продольные стержни укладываем не сверху, а подвязываем к стойкам. 

Способ 2

Технология немого отличается от описанной выше. Приведем последовательность действий.

  1. Забиваем в дно ямы на 2 метра опорные стойки, изготовленные из прута диаметром 16-20 мм. Ставим их в углах и на участках пересечения горизонтальных стержней.
  2. Между ними на рассчитанном в проекте расстоянии забиваем в грунт прутки конструкционных перемычек. 
  3. К выставленным стойкам-опорам привязываем элементы нижнего армопояса. Затем вяжем арматуру к конструкционным перемычкам.
  4. Привязываем к опорным стойкам детали верхнего армопояса. Делаем это так, чтобы расстояние от них до верхнего края фундамента было не меньше 50-70 мм. 
  5. Фиксируем горизонтальную арматуру к перемычкам.

Процесс армирования фундамента-ленты — не самый простой и отнимает много времени. Но при желании все можно собрать своими руками. Чтобы получить хороший результат, не надо пренебрегать помощью специалистов. Расчеты и проектирование лучше всего доверить им. Дом, построенный на правильно рассчитанном основании, простоит долгие годы. 

Ленточно-опорный фундамент — AMERICAN GEOSERVICES

КОЛОРАДО

Denver, CO
191 University Blvd # 375
Denver, CO 80206
(303) 325-3869
Наберите полный номер

Boulder, CO

2810 E. College Ave # 102
Boulder, CO 80303
( 303) 325-3869
Наберите весь номер

Fort Collins, CO
1281 E Magnolia St D250, Fort Collins, CO 80524
(303) 325-3869
Наберите весь номер

КОЛОРАДО

Colorado Springs, CO
738 Synthes Ave, Monument, CO 80132
(719) 344-8177
Наберите полный номер

Pueblo, CO
140 W.29th St # 311
Pueblo, CO 81008
(719) 344-8177
Набрать весь номер

Glenwood Springs, CO
1338 Grand Avenue # 316
Glenwood Springs, CO
(970) 436-7050
Набрать весь Число

OREGON

Portland, OR
Salem, OR
Lincoln City, OR
Newport, OR
Eugene, OR
Bend, OR

6312 SW Capitol Hwy # 231
Portland, OR 97239
(503) 922-3432
Набрать весь номер

ВАШИНГТОН

Seattle, WA
24 Roy Street # 727
Seattle, WA 98109
(206) 418-6634
Набрать полный номер

Vancouver, WA
Longview, WA
41105 NE Cedar Ridge Rd
, WA 98601
(360) 437-6369
Набрать весь номер

ФЛОРИДА

Jacksonville, FL
6001 Argyle Forest Blvd,
Suite 21
Jacksonville, FL 32244
(904) 512-0085
Наберите полный номер

Orlando, FL
10524 Moss Park Rd,
Suite 204 # 701
Orlando FL 32832
(407) 362-1940
Набрать весь номер

ФЛОРИДА

Тампа, Флорида
701 S Howard Ave # 106, Тампа, Флорида 33606
(813) 569-7704
Набрать полный номер

Майами, Флорида
3725 W.Flaglen St,
Miami, FL 33134
(305) 677-9494
Набрать весь номер

Ленточное усиление фундамента | Tekla User Assistance

Последнее обновление 16 октября 2018 г. от Анил Кумар Колла [email protected]

Непрерывная ленточная опора, поддерживающая несколько точек соприкосновения или область точек соприкосновения.

Ленточная опора поддерживает, например, длину стены или ряд близко расположенных колонн.

В Tekla Structures ленточный фундамент имеет форму многоугольника, которую пользователь определяет путем выбора точек.

Плагин армирования позволяет создавать арматуру для ленточных фундаментов любой формы (полигональной формы).

Как найти

Плагин

« Непрерывное армирование опор » доступен в «Приложении функциональности Tekla Structures, которая разработана для расширения возможностей Tekla Structures, но не включена в установку Tekla Structures

и Компонент» после установки.

Использование

Щелкните значок « Непрерывная ленточная арматура » в разделе «Приложение и компонент».

Порядок ввода

1) Подобрать ленточный фундамент.

После установки плагина армирование расположено, как показано ниже

Плагин Dialog

Крышки

Дополнительная длина стержня под углом:

Значение коэффициента
Точная длина

Поля, выделенные синим цветом на рисунке выше, представляют собой начальные и конечные смещения основных стержней относительно фундамента.
Поле, выделенное зеленым цветом , является угловым смещением для всех сетевых шин во всех углах.
Поля, выделенные цветом Красный , служат для определения начального и конечного смещений для хомутов.

Поля, выделенные красным цветом на приведенном выше рисунке, являются закрытием боковых полос к верхней и нижней полосам.
Поля, выделенные синим цветом, являются прикрытием для стремени к опоре.

Основные стержни

На этой вкладке пользователь может определить следующие параметры.
1) Количество стержней (по количеству стержней или расстоянию).
2) Свойства бара.
3) Конечные условия (крючки на концах и их длина).

Стремена

Форма хомутов
Пользователь может определить следующие формы хомутов.

Направление изгиба
Это поле определяет направление изгиба и имеет следующие параметры

1) Верх

2) снизу

3) Левый

4) Правый


Поля, показанные выше, определяют шаг хомутов.Расстояние может составлять Целевое расстояние или Точное пространство, гибкое на концах .


Показанные выше поля определяют свойства стержня.

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

Abstract

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

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

Редактор: Цзяньго Ван, Китайский горно-технологический университет, КИТАЙ

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

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

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе.

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

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Методы улучшения грунта с помощью геосинтетических материалов были широко разработаны за последние несколько десятилетий, особенно в области строительства дорожных покрытий и фундаментов.Хотя было проведено множество экспериментальных исследований для определения эффекта геосинтетического армирования, анализ различается в отношении свойств геотекстиля, таких как форма и размеры, расстояние и толщина [1–13]. Кроме того, в исследованиях также анализируется влияние различных типов грунтов и конструкций основания. Что касается поведения грунта с классификацией песчаных грунтов, многочисленные аналитические исследования внесли свой вклад в изучение взаимодействия грунта и конструкции, проведенного несколькими исследователями в отношении несущей способности оснований из грунта, армированного георешеткой [13–17].Кроме того, бесчисленные численные модели, позволяющие сэкономить время и средства, были выполнены для исследования несущей способности и осадки армированного грунта [9, 18–29]. Концепция армированного грунта как строительного материала, основанная на существовании взаимодействий между грунтом и арматурой за счет прочности на разрыв, фрикционных и адгезионных свойств арматуры, была впервые представлена ​​французским архитектором и инженером Анри Видалем в 1960-х годах [29]. С тех пор этот метод широко используется в инженерно-геологической практике.Геосинтетика, которая используется в армированных грунтах, бывает многих типов, включая геосетки, геотекстиль, геомембраны, геосинтетические глиняные облицовки, геосетки и геоячейки [30]. Георешетка — один из строгальных геосинтетических материалов, обычно изготавливаемых из полимеров; В настоящее время различные разновидности геосеток изготавливаются из полипропилена или полипропилена высокой плотности (HDPP), что способствует эффективному использованию различных геотекстильных материалов.

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

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

Где:

( q ult ) r — предельная несущая способность фундамента из армированного грунта.

( q ult ) u — предельная несущая способность неармированного грунтового основания.

И SRR определяется как: (2)

Где:

s R — осадка армированного грунтового основания.

s 0 — осадка неармированного грунтового основания.

Многие из этих исследовательских усилий были направлены на изучение параметров и переменных, которые будут влиять на значения BCR и SRR.Другие исследования также были сосредоточены на улучшении осадки фундамента, других геотехнических конструкций и методов расчета, таких как Abbas и др. . [36], Rosyidi и др. . [37], Хаджезаде и др. . [38], Joh и др. . [39], Чик и др. . [40], Ли и др. . [41], Азриф и др. . [42] и Zhanfang et al . [43] работают. Гвидо и др. . [1] провели экспериментальное исследование земляных плит, армированных геотекстилем.Их модельные испытания проводились с использованием квадратного фундамента на песке. Они показали, что BCR снижается с увеличением u / B ; улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 0B для u / B , h / B и b / B соотношения 0,5, 0,25 и 3. Незначительное улучшение BCR наблюдалось при увеличении отношения длин ( b / B ) арматуры сверх трех с двумя армирующими слоями и отношениями u / B и h / B , равными 0.25 и 0,25 соответственно. Кроме того, Ли и др. . [44] провели испытание лабораторной модели с использованием жесткой ленточной опоры, опирающейся на плотный песок, покрывающий мягкую глину, со слоем геотекстиля на границе раздела. Они обнаружили, что слой армирования на границе раздела песок-глина привел к дополнительному увеличению несущей способности и уменьшению осадки основания; Эффективная ширина арматуры, которая привела к оптимальным характеристикам основания, оказалась примерно в пять-шесть раз больше ширины основания.

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

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

Механизм армирования георешеткой

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

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

.

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

Адамс и Коллин [11] выполнили несколько серий крупномасштабных полевых испытаний. Испытания проводились в бетонном боксе с четырьмя квадратными опорами различных размеров. Для испытаний был выбран мелкодисперсный песок для бетонного раствора с плохой сортировкой. Результаты испытаний показали, что три слоя армирования георешеткой могут значительно увеличить несущую способность и что коэффициент предельной несущей способности (BCR) может быть увеличен до более чем 2.6 для трех слоев армирования. Однако величина осадки, необходимая для этого улучшения, составляла приблизительно 20 мм ( s / B = 5%) и могла быть неприемлемой для некоторых применений фундамента. Результаты также показали, что положительные эффекты армирования при низком коэффициенте осадки ( s / B ) могут быть максимально достигнуты, когда расстояние между верхними слоями меньше 0,25 B . В качестве альтернативы, Arab et al . [27] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом песчаным грунтом, с использованием модели затвердевающего грунта.Они сообщили, что для геометрических параметров u / B = h / B = 0,5 и b / B = 4, эффект увеличения количества слоев георешетки ( N ) на несущую способность армированных георешеткой грунтов увеличили несущую способность и немного увеличили общую жесткость армированного песка. Увеличение жесткости георешетки также привело к увеличению BCR. Несмотря на то, что исследования грунтового основания, армированного георешеткой, проводились широко, поведение грунта не отражено полностью, особенно с учетом оптимизированного применения георешетки.Численное моделирование в этом исследовании способствует более глубокому пониманию грунтового основания за счет определения арматуры в моделях грунта.

Численное моделирование

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

Анализ модели

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

Детали армированных георешеткой грунтов, рассматриваемых в модельных испытаниях, показаны в Таблице 1. В Plaxis армирование георешетки представлено с помощью специальных элементов растяжения (пятиузловых элементов георешетки). Георешетки имеют только нормальную жесткость и не имеют жесткости на изгиб, которая может выдерживать только растягивающие усилия. Единственное свойство материала георешетки — упругая осевая жесткость EA .Для моделирования взаимодействия элементов георешетки с окружающей почвой часто бывает удобно комбинировать эти элементы георешетки с интерфейсами. Назначенные интерфейсы почва-георешетка показаны на рис. 2. Каждому интерфейсу присвоена виртуальная толщина, которая является воображаемым размером, используемым для определения свойств материала границы раздела. Модель упруго-идеально пластическая используется для описания поведения границ раздела при моделировании взаимодействия грунт-георешетка. Кулоновский критерий используется для различения упругого поведения, при котором небольшие смещения могут происходить внутри границы раздела, и пластического поведения границы раздела, когда происходит постоянное скольжение.Параметры границы раздела рассчитываются из параметров окружающей почвы с использованием коэффициента взаимодействия R inter , определяемого как отношение прочности на сдвиг границы раздела к прочности почвы на сдвиг [59]. В этом исследовании используются 15-узловые элементы грунта, а прочность границы раздела установлена ​​вручную. Для реального взаимодействия грунт-конструкция граница раздела слабее и гибче, чем связанный грунт, что означает, что значение R inter должно быть меньше 1.Следовательно, R inter предполагается равным 0,9 в настоящем исследовании.

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

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

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

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

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

Свойства материала

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

Результаты и обсуждения

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

Грунты неармированные

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

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

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

Сайт Аль-Хамедат:

Сайт Башики:

Сайт в Аль-Рашидиа:

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

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

Армированные грунты

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

На рис. 20 показано распределение горизонтальных смещений в армированном грунте. Понятно, что смещение уменьшено до 8,68 мм из-за ограничения слоев арматуры, стрелки почти одинаково распределены по слоям арматуры и небольшие значения смещения, вызванные на поверхности почвы, по сравнению с неармированным состоянием, когда большая часть горизонтального смещения произошла на верхняя часть почвы, вызывающая вспучивание почвы. Следовательно, разрушение грунта при сдвиге предотвращается путем передачи приложенной вертикальной нагрузки к силам растяжения в арматуре георешетки за счет поверхностного трения и опоры между грунтом и арматурой.На рисунках 21 и 22 показаны напряжения сдвига и деформации армированного грунта и их распределение вдоль арматуры георешетки, соответственно. Замечено, что области концентрации касательных напряжений и деформаций под фундаментом уменьшаются за счет распределения напряжений и деформаций вдоль и через слои арматуры, что приводит к изменению плоскости разрушения и предотвращает разрушение в армированной зоне. Пластические точки в усиленной зоне изображены на рис. 23.Показано, что точки пластичности сильно концентрируются вдоль армированной зоны, что указывает на экстремальные напряжения, возникающие на границе раздела между почвой и георешеткой. Следовательно, это оправдывает взаимодействие между грунтом и георешеткой и изменение механизма разрушения.

Влияние ширины георешетки

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

На рис. 24–26 показано изменение BCR с шестью различными значениями ширины георешетки. (b) для от 1 до 5 слоев георешетки ( N ) для трех участков Аль-Хамедат, Аль-Рашидиа и Башика, соответственно.Из рисунков 24–26 видно, что увеличенная ширина георешетки (b) и номер георешетки (N) приводит к увеличению BCR для всех трех участков. Кроме того, грунт на Аль-Рашидиа способствует более высокому повышению предельной несущей способности, чем на двух других участках. Улучшение может быть связано с различием свойств почвы и размера зерна, как показано в Таблице 3 и Таблице S1. Почва Аль-Рашидиа песчаная и имеет угол трения ( φ = 28 °), больший, чем на двух других участках, в которых пассивные силы и силы трения между почвой и георешеткой будут выше, чем на двух глинистых участках [8].Что касается участков Аль-Хамедат и Башика с глинистыми почвами, то почва участка Башика с глинистостью от низкой до средней лучше улучшается, чем грунт участка Аль-Хамедат, который представляет собой твердую глину с точки зрения предельной несущей способности. Следовательно, используя армирование георешетки слабой глиной, можно улучшить почву до более жесткой глины. Однако максимальное улучшение предельной несущей способности может быть получено при b / B = 5 для любого номера георешетки на этих трех участках, поэтому оптимальная ширина георешетки (b) для трех участков составляет 5 B хотя не было оптимального номера георешетки (N) , полученного как N = 5, все три почвы показывают хорошее улучшение несущей способности основания.

Влияние ширины георешетки

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

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

Разница в SRR% может быть вызвана двумя причинами: хорошим углом трения грунта Башика ( φ = 25 °) и возникновением эффекта глубокой опоры [50] в почве участка Башика, который делает общее разрушение грунта сдвигом развито ниже армированной зоны.В этом случае натяжение всех слоев георешетки в усиленной зоне будет мобилизовано, поскольку основание выйдет из строя с точки зрения предельной несущей способности после пробивки слоев георешетки. Почва участка Аль-Рашидиа показывает второе более высокое улучшение и при N = 4 и 5, что указывает на более высокое улучшение грунтового поселения. Как указывалось ранее, грунт участка Аль-Рашидиа песчаный и имеет самый высокий угол трения ( φ ) между двумя другими участками, в котором значение мобилизованного натяжения слоев георешетки в усиленной зоне будет выше, чем это два участка из-за попадания частиц песка в отверстия георешетки.Более того, может возникнуть более высокое сопротивление трению в зоне контакта между почвой и слоями георешетки. С другой стороны, грунт Аль-Хамедат имеет угол трения ( φ = 20 °) ниже, чем у двух других участков, что приводит к меньшему трению в зоне контакта грунта с георешеткой и меньшим пассивным силам на краях грунта. ребра георешетки. Таким образом, небольшое улучшение отображается на оседании фундамента, даже несмотря на то, что эффект глубокого залегания может иметь место в этой почве.

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

Коэффициент улучшения (IF)

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

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

Сравнение численного и аналитического анализа

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

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

Заключение

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

Список литературы

  1. 1. Гвидо В. А., Чанг Д. К. и Суини М. А. Сравнение земляных плит, армированных георешеткой и геотекстилем.Канадский геотехнический журнал, 1986, 23 (4): 435–440.
  2. 2. Сакти Дж. П. и Дас Б. М. Модельные испытания ленточного фундамента на глине, армированной слоями геотекстиля. Совет по исследованиям в области транспорта, 1987 г. Получено с https://trid.trb.org/view/289088
  3. 3. Хуанг К. и Тацуока Ф. Несущая способность укрепленного горизонтального песчаного грунта. Геотекстиль и геомембраны, 1990, 9 (1): 51–82.
  4. 4. Мандал Дж. Н. и Сах Х. С. Испытания несущей способности глины, армированной георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 1992, 11 (3): 327–333.
  5. 5. Хинг К. Х., Дас Б. М., Пури В. К., Кук Э. Э., Йен С. С. Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 1993, 12 (4): 351–361.
  6. 6. Омар М. Т., Дас Б. М., Пури В. К. и Йен С. С. Максимальная несущая способность фундаментов мелкого заложения на песке с армированием георешеткой. Канадский геотехнический журнал, 1993, 30 (3): 545–549.
  7. 7.Шин Э., Пинкус Х., Дас Б., Пури В., Йен С. и Кук Э. Несущая способность ленточного фундамента на глине, армированной георешеткой. Журнал геотехнических испытаний, 1993, 16 (4): 534.
  8. 8. Дас Б. М. и Омар М. Т. Влияние ширины фундамента на модельные испытания на несущую способность песка с армированием георешеткой. Геотехническая и геологическая инженерия, 1994, 12 (2): 133–141.
  9. 9. Етимоглу Т., Ву Дж. Т. Х., Сагламер А. Несущая способность прямоугольных оснований на песке, армированном георешеткой.Журнал геотехнической инженерии, 1994, 120 (12): 2083–2099.
  10. 10. Дас Б. М., Шин Э. К. и Сингх Г. Ленточный фундамент на глине, усиленной георешеткой: предварительная процедура проектирования. Международное общество морских и полярных инженеров. Шестая Международная конференция по морской и полярной инженерии, 1996 г., 26–31 мая, Лос-Анджелес, Калифорния, США.
  11. 11. Адамс М. Т. и Коллин Дж. Г. Испытания под нагрузкой на большие модели на геосинтетических основаниях из армированного грунта.Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (1).
  12. 12. Зайни М. И., Каса А. и Наян К. А. Прочность на сдвиг границы раздела геосинтетической глиняной облицовки (GCL) и остаточного грунта. Международный журнал передовых наук, инженерии и информационных технологий, 2012. 2 (2): 156–158.
  13. 13. Xie L., Zhu Y., Li Y. и Su T. C. Экспериментальное исследование давления кровати вокруг геотекстильного матраса с наклонной пластиной. PLoS ONE, 2019, 14 (1): e0211312.pmid: 30682145
  14. 14. Бинке Дж. И Ли К. Л. Испытания несущей способности армированных земляных плит. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1975, 101 (Протокол ASCE # 11792).
  15. 15. Уэйн М. Х., Хан Дж. И Акинс К. Проектирование геосинтетических армированных фундаментов. геосинтетика в системах усиления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., Источник: https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113604
  16. 16. Михаловски Р.L. Предельные нагрузки на грунты с усиленным фундаментом. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 2004, 130 (4): 381–390.
  17. 17. Чен К. и Абу-Фарсах М. Анализ предельной несущей способности ленточных фундаментов на фундаменте из армированного грунта. Почвы и фундаменты, 2015, 55 (1): 74–85.
  18. 18. Лав Дж. П., Берд Х. Дж., Миллиган Г. В. Э. и Хоулсби Г. Т. Аналитические и модельные исследования армирования слоя зернистой засыпки на мягком глиняном грунте.Канадский геотехнический журнал, 1987, 24 (4): 611–622.
  19. 19. Махарадж Д. К. Нелинейный конечно-элементный анализ опор полосы на армированной глине. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2003, 8.
  20. 20. Эль Савваф М. А. Поведение ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой, над мягким глиняным откосом. Геотекстиль и геомембраны, 2007, 25 (1): 50–60.
  21. 21. Ахмед А., Эль-Тохами А. М. и Марей Н. А. Двумерный конечно-элементный анализ лабораторной модели насыпи.В геотехнической инженерии для смягчения последствий стихийных бедствий и реабилитации, 2008 г., https://doi.org/10.1007/978-3-540-79846-0_133
  22. 22. Аламшахи С., Хатаф Н. Несущая способность ленточных фундаментов на песчаных склонах, усиленных георешеткой и анкерной сеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (3).
  23. 23. Чен К., и Абу-Фарсах М. Численный анализ для изучения масштабного эффекта неглубокого фундамента на укрепленных грунтах. Рестон, Вирджиния: Материалы конференции ASCE Geo-Frontiers 2011, 13–16 марта 2011 г., Даллас, Техас | г 20110000.
  24. 24. Рафтари М., Кассим К. А., Рашид А. С. А., Моайеди Х. Осадка мелкого фундамента возле укрепленных склонов. Электронный журнал геотехники, 2013, 18.
  25. 25. Аззам У. Р. и Наср А. М. Несущая способность основания из оболочек на армированном песке. Журнал перспективных исследований, 2015, 6 (5). pmid: 26425361
  26. 26. Хусейн М. Г. и Мегид М. А. Трехмерный метод конечных элементов для моделирования двухосной георешетки с применением к почвам, армированным георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 2016, 44 (3): 295–307.
  27. 27. Араб М. Г., Омар М. и Тахмаз А. Численный анализ фундаментов мелкого заложения на грунте, армированном георешеткой. Сеть конференций MATEC, 2017, 120.
  28. 28. Каса А., Чик З. и Таха М. Р. Глобальная устойчивость и оседание сегментных подпорных стен, армированных георешеткой. ТОЖСАТ, 2012, 2 (4): 41–46.
  29. 29. Видаль, М. Х. Развитие и будущее армированной земли. Труды симпозиума по укреплению грунта на ежегодном съезде ASCE, Питтсбург, Пенсильвания, 1978, 1–61.
  30. 30. Кернер Р. М., Карсон Д. А., Дэниел Д. Э. и Бонапарт Р. Текущее состояние тестовых участков Цинциннати GCL. Геотекстиль и геомембраны, 1997, 15 (4–6), 313–340.
  31. 31. Бушехриан А. Х., Хатаф Н. и Гахрамани А. Моделирование циклического поведения неглубоких фундаментов, опирающихся на геомеш и песок, армированный якорями. Геотекстиль и геомембраны, 2011, 29 (3): 242–248.
  32. 32. Рен Й. Мгновенная реакция на нагрузку и оседание ленточных фундаментов, опирающихся на глину, армированную георешеткой, 2015 г., Получено с https: // etda.библиотеки.psu.edu/catalog/25223
  33. 33. Габр М. А., Додсон Р. и Коллин Дж. Г. Исследование распределения напряжений в песке, армированном георешеткой. Геосинтетика в системах укрепления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., взято с https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113608
  34. 34. Чен К., Абу-Фарсах М. Ю., Шарма Р., Чжан Х. Лабораторное исследование поведения фундаментов на геосинтетически армированных глинистых почвах. Отчет об исследованиях в области транспорта: Журнал Совета по исследованиям в области транспорта, 2004 г., 2007 г., (1): 28–38.
  35. 35. Алаваджи Х. А. Испытания модели пластиной нагрузкой на складной грунт. Журнал Университета Короля Сауда — Технические науки, 1998, 10 (2).
  36. 36. Аббас Дж. М., Чик З. Х. и Таха М. Р. Моделирование и анализ одной сваи, подвергшейся воздействию поперечной нагрузки. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2008, 13 (E): 1–15.
  37. 37. Росьиди С. А., Таха М. Р. и Наян К. А. М. Эмпирическая модельная оценка несущей способности осадочного остаточного грунта методом поверхностных волн.Jurnal Kejuruteraan, 2010, 22 (2010): 75–88.
  38. 38. Хаджезаде М., Таха М. Р., Эль-Шафи А. и Эслами М. Модифицированная оптимизация роя частиц для оптимального проектирования опор и подпорной стены. Журнал Чжэцзянского университета: Science A, 2011, 12 (6): 415–427.
  39. 39. Джох С. Х., Хванг С. К., Хассанул Р. и Рахман Н. А. Построение поперечного сечения модуля упругости железнодорожного полотна под балластом для определения потенциальной осадки. Журнал Корейского общества железных дорог, 2011, 14 (3): 256–261.
  40. 40. Чик З., Альджанаби К. А., Каса А. и Таха М. Р. Моделирование искусственной нейронной сетью с перекрестной проверкой десятикратной проверки поведения оседания каменной колонны под насыпью шоссе. Арабский журнал наук о Земле, 2013, 7 (11): 4877–4887.
  41. 41. Ли Ю. П., Янг Ю., Йи Дж. Т., Хо Дж. Х., Ши Дж. Й. и Го С. Х. Причины проникновения самоподъемных оснований в глины после монтажа. PLoS ONE, 2018, 13 (11): e0206626. pmid: 30395581
  42. 42.Азриф М., Закиран М. Н. Ф., Сякира М. Р. Н., Азван С. М., Нур Р. К., Ли Э. К. и др. Применение геофизических исследований к возникновению поселений — тематическое исследование. На 2-м Азиатско-Тихоокеанском совещании EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии (2-е Азиатско-Тихоокеанское совещание EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии). Европейская ассоциация геологов и инженеров, EAGE, 2019.
  43. 43. Чжаньфан Х., Сяохун Б., Чао Ю. и Яньпин В. Вертикальная несущая способность фундамента из свайного разжижаемого песчаного грунта при горизонтальной сейсмической силе.PLoS ONE, 2020, 15 (3): e0229532. pmid: 321

  44. 44. Ли К., Манджунатх В. и Дэвайкар Д. Численные и модельные исследования ленточного фундамента, поддерживаемого системой армированного гранулированного грунта и мягкого грунта. Канадский геотехнический журнал, 2011 г., 36: 793–806.
  45. 45. Куриан Н. П., Бина К. С. и Кумар Р. К. Осадка армированного песка в фундаменте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (9): 818–827.
  46. 46. Зорнберг Дж.Г., Лещинский Д. Сравнение международных критериев проектирования геосинтетических армированных грунтовых конструкций. В: Ochiai et al. (ред.) Ориентиры в укреплении земли, 2003, 2: 1095–1106.
  47. 47. Лещинский Д. О глобальном равновесии при проектировании геосинтетической армированной стены. J. Geotech. Geoenviron. Англ. ASCE, 2009, 135 (3): 309–315.
  48. 48. Ян К.Х. Утомо П. и Лю Т.Л. Оценка подходов к расчету на основе равновесия сил и деформации для прогнозирования нагрузок на арматуру в геосинтетических конструкциях из армированного грунта.j.GeoEng, 2013, 8 (2): 41–54.
  49. 49. Sieira A.C.F. Вытягивание геотекстиля: численный прогноз. Int. J. Eng. Res., 2016, Appl. 6 (11–4): 15–18.
  50. 50. Шарма Р., Чен К., Абу-Фарсах М. и Юн С. Аналитическое моделирование грунтового основания, армированного георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (1): 63–72.
  51. 51. Лю С. Ю., Хан Дж., Чжан Д. В. и Хун З. С. Комбинированный метод DJM-PVD для улучшения мягких грунтов. Geosynthetics International, 2008, 15 (1): 43–54.
  52. 52. Rowe R. K. и Taechakumthorn C. Комбинированное воздействие PVD и армирования на насыпи на чувствительных к скорости грунтов. Геотекстиль и, 2008, 26 (3): 239–249.
  53. 53. Ван К., Ли X., Сюн З., Ван К., Су К. и Чжан Ю. Экспериментальное исследование влияния цементирующей арматуры на прочность на сдвиг трещиноватого массива горных пород. PLoS ONE, 2019, 14 (8): e0220643. pmid: 31404074
  54. 54. Ван Ю., Гэ Л., Ченди С., Ван Х., Хан Дж.И Го З. Анализ гидравлических характеристик улучшенных песчаных грунтов с мягкими породами. PLoS ONE, 2020, 15 (1): e0227957. pmid: 31978135
  55. 55. Хан Дж., Покхарел С. К., Ян Х., Манандхар К., Лещинский Д., Халахми И. и др. Характеристики оснований из RAP, армированных геоячейками, на слабом грунтовом полотне при полномасштабных движущихся колесных нагрузках. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2011, 23 (11): 1525–1534.
  56. 56. Ван Дж. К., Чжан Л. Л., Сюэ Дж. Ф. и Йи Т. Реакция на осадку неглубоких квадратных фундаментов на песке, армированном георешеткой, при циклической нагрузке.Геотекстиль и геомембраны, 2018, 46 (3): 586–596.
  57. 57. Акинмусуру Дж. О. и Акинболаде Дж. А. Устойчивость нагруженных опор на армированном грунте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1981, 107 (Протокол ASCE 16320).
  58. 58. Чжоу Х. и Вэнь X. Модельные исследования песчаной подушки, армированной георешеткой или геоячейками, на мягком грунте. Геотекстиль и геомембраны, 2008, 26 (3): 231–238.
  59. 59. Бринкгрев Р. Б. Дж. И Вермеер П.A. Конечноэлементный код для анализа грунтов и горных пород. A. A. Balkema, Роттердам, Нидерланды, 1998.
  60. 60. Гольдшейдер М. Истинные трехосные испытания на плотном песке. Практикум по определяющим отношениям для почв, 1982, 11–54. Получено с https://ci.nii.ac.jp/naid/10007804852/
  61. 61. Бринкгрев, Р. Б. Дж., Кумарсвами, С., Свольфс, В. М., Уотерман, Д., Чесару, А., Бонньер, П. Г. и др., 2014 г., Plaxis 2014. PLAXIS bv, Нидерланды.
  62. 62. NAUE GmbH & Co.KG, 2012. https://www.naue.com/naue-geosynthetics/geogrid-secugrid/ (веб-сайт) [10 июня 2020 г.]
  63. 63. Мейерхоф, Г.Г. Предельная несущая способность фундаментов. geotecniadecolombia.com 1963, Получено с http://geotecniadecolombia.com/xtras/ Максимальная несущая способность фундаментов.pdf
  64. 64. Буссинеск, Дж. Применение потенциалов равновесия и движения твердых эластичных тел, Готье-Виллар, Париж, (1883).
  65. 65.Траутманн К. Х. и Кулхави Ф. Х. Поведение при подъеме и перемещении насыпных фундаментов. Журнал геотехнической инженерии, 1988, 114 (2): 168–184.

Глава 1 — Обобщающий отчет интегрированной мостовой системы с геосинтетическим армированным грунтом, ЯНВАРЬ 2011

ГЛАВА 1. ИНТЕГРИРОВАННАЯ МОСТОВАЯ СИСТЕМА ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ УСИЛЕННЫХ ПОЧВ

1.1 ВВЕДЕНИЕ

Интегрированная мостовая система (IBS) с геосинтетическим армированным грунтом (GRS) обеспечивает экономичное решение для ускоренного строительства мостов.Использование этой технологии поможет агентствам сэкономить время и деньги при планировании и выполнении проектов. Этот сводный отчет и сопутствующий ему документ были разработаны для помощи в развертывании этой многообещающей технологии в рамках инициативы Федерального управления шоссейных дорог (FHWA) Every Day Counts. (1) В этом сводном отчете представлены предпосылки и исследования, лежащие в основе рекомендуемой конструкции GRS-IBS, изложенные во временном руководстве по внедрению. (1) Производительность GRS-IBS и других приложений GRS в процессе эксплуатации также обсуждается в историях болезни.

GRS-IBS — это быстрый и экономичный метод опоры моста, который объединяет проезжую часть с надстройкой для создания бесшовного стыка между мостом и подходом (см. Рисунок 1). Он состоит из трех основных компонентов: фундамента с усиленным грунтом (RSF), устоя и комплексный подход. RSF состоит из гранулированного наполнителя, который уплотнен и инкапсулирован геотекстильной тканью. Он обеспечивает укладку и увеличивает несущую способность и несущую способность абатмента GRS.Это также предотвращает проникновение воды под и в массу GRS из реки или пересечения ручья. Этот метод использования геосинтетических тканей для укрепления фундаментов является проверенной альтернативой глубоким фундаментам на рыхлых зернистых почвах, мягких мелкозернистых почвах и мягких органических почвах. (2) В абатменте используются чередующиеся слои уплотненного заполнителя и близко расположенного геосинтетического армирования для обеспечения поддержки моста, который устанавливается непосредственно на абатмент GRS без стыков и без монолитного бетона.GRS также используется для построения комплексного подхода к переходу на надстройку. Таким образом, эта мостовая система устраняет проблему «неровностей моста», вызванную неравномерной осадкой между опорами моста и подъездными дорогами.

Рис. 1. Иллюстрация. Типичное поперечное сечение GRS-IBS.

1.2 ИСТОРИЯ

Марк Твен сказал: «Древние украли все наши лучшие идеи». Технология армированного грунта не является современной.Древние использовали природный материал, такой как солома, ветки деревьев и растительный материал, чтобы укрепить землю. Армирование обеспечивает сопротивление грунту растяжению, которое является слабым при растяжении, но относительно сильным при сжатии и сдвиге. Посредством связывания поверхности раздела армирования почвы арматура сдерживает поперечную деформацию окружающей почвы, увеличивает ее удержание, снижает ее тенденцию к расширению и, следовательно, увеличивает жесткость и прочность массива грунта.

В древней Вавилонии эта технология использовалась для строительства зиккурата Акар Куф в Ираке около 1440 г. до н. Э.C. Ступенчатая пирамида была построена из уплотненных слоев растительного материала и почвенных блоков. Великая Китайская стена также использовала армированный грунт для строительства некоторых секций. Тот факт, что эти конструкции все еще видны сегодня, является данью долговечности технологии армированного грунта.

Современная технология армированного грунта превратилась в два основных метода стабилизации грунта: механически стабилизированный грунт (MSE) и GRS. Сегодня преобладающим методом строительства армированного грунта является метод MSE, разработанный в начале 1960-х годов, когда Анри Видаль запатентовал «Армированный грунт» ® .Метод включает отдельные стальные полосы, встроенные в массив почвы. С тех пор другие типы армирующих материалов, классифицируемые как нерастяжимые или растяжимые, использовались для усиления земли. Berg et al. определила нерастяжимую арматуру как материал, который деформируется значительно меньше, чем окружающий грунт при разрушении, и растяжимая арматура как материал, который деформируется так же сильно, как окружающий грунт. (3) Фактически, технология MSE разделилась на два основных направления: патентованные конструкции, построенные с металлическим (нерастяжимым) усилением, и патентованные конструкции, построенные с геосинтетическим (расширяемым) усилением.

Конструкции

MSE, построенные с нерастяжимым армированием, таким как отдельные металлические полосы или сварные проволочные маты, имеют уникальную комбинацию сборных панелей, арматуры и деталей соединения. Вертикальное расстояние между арматурой (S v ) обычно составляет около 30 дюймов, а типичный размер сборных панелей составляет около 5 футов в высоту и от 5 до 10 футов в ширину (см. Рисунок 2 и рисунок 3).

Рисунок 2. Фото. Нерастяжимая арматура МСЭ — стальные полосы. (3)

Рисунок 3. Фото. Нерастяжимая арматура МСЭ — проволочные маты. (3)

Конструкции

MSE, построенные с расширяемой арматурой, такой как геосинтетика, были введены в середине 1980-х годов, когда георешетки использовались для усиления или стабилизации насыпи за конструкциями, построенными из бетонных модульных блоков (см. Рисунок 4). Сегодня эти запатентованные модульные блочные конструкции обычно строятся с использованием уникальной комбинации блока, геосеток и деталей подключения.Вертикальное расстояние между арматурой (S v ) обычно составляет 24 дюйма или один слой арматуры на каждые три ряда 8-дюймовой облицовки модульных блоков. Облицовочный блок имеет типичные размеры 8 дюймов на 16 дюймов на 12 дюймов и вес около 80 фунтов.

Рисунок 4. Фото. Расширяемая арматура МСЭ (георешетка).

Первое задокументированное использование чередующихся слоев геосинтеза и почвы, называемое технологией GRS, было сделано U.С. Лесная служба в 1970-е гг. (4) Лесная служба использовала эту технологию для строительства лесовозных дорог на крутых горных склонах. В этих GRS-структурах использовалась обернутая поверхность — геосинтетический материал был обернут вокруг поверхности отдельных слоев почвы и закреплен перекрывающим слоем последующего слоя почвы (см. Рисунок 5). Многие из этих структур GRS с оберткой лицом (также называемые стенами из буррито) все еще используются.

Рисунок 5. Иллюстрация. Типичная структура GRS с оберткой лицевой стороной.

Позже Департамент транспорта Колорадо (CDOT) разработал недорогую стандартную стеновую систему с использованием легких бетонных модульных блоков. Вместо того, чтобы прикреплять блоки к арматуре с помощью соединений, как в технологии MSE, бетонные облицовочные блоки были соединены трением с массой GRS (см. Рисунок 6). Граница между блоками и геосинтетическим материалом обеспечивала достаточное трение, чтобы противостоять движению блоков. Этот метод соединения в сочетании с близко расположенными слоями арматуры создает систему облицовки, которая регулируется для снятия напряжения без привлечения нагрузок.FHWA усовершенствовала метод CDOT для учета вертикальных нагрузок, в результате чего были разработаны абатменты GRS, а затем GRS-IBS (см. Рисунок 1). (5,6)

Рисунок 6. Фото. Вырезка из массы ГРС.

GRS-IBS был первоначально разработан FHWA в рамках инициативы «Мост будущего», чтобы удовлетворить спрос на небольшие однопролетные мосты следующего поколения в США. GRS-IBS может быть построен с меньшими затратами, более быстрым строительством и потенциально повышенной долговечностью и может использоваться для строительства мостов на всех типах дорог, как на национальной системе автомобильных дорог, так и за ее пределами.

По состоянию на 2010 год в США было построено 45 мостовидных протезов с использованием абатментов GRS. Из этих мостов система IBS использовалась на 28 мостах, все из которых были построены через водные переходы. Гидравлическая среда в этих местах такова, что размыв неглубокий, что делает систему пригодной для этих мест. Обратитесь к временному руководству по внедрению, чтобы узнать о специальных требованиях к гидравлической конструкции, прежде чем выбирать водный переход для развертывания GRS-IBS. (1)

1.3 КОМПОЗИТНОЕ ПОВЕДЕНИЕ

Абатменты

GRS, изготовленные с шагом армирования менее или равным 12 дюймам, ведут себя как композитная масса с предсказуемым поведением.Они могут быть построены для экономичной опоры надстройки моста, опирающейся непосредственно на армированный грунт за облицовочным блоком. GRS можно использовать для интеграции надстройки с подходом и подструктурой для создания бесстыковой мостовой системы (GRS-IBS).

Было проведено множество исследований сложного поведения структур GRS. Эти исследования пришли к выводу, что существующие методы проектирования неадекватно характеризуют взаимодействие между почвой и близко расположенной арматурой абатмента GRS. (3,7) В результате было разработано временное руководство по внедрению. (1) Руководство в значительной степени основано на наблюдаемом сложном поведении GRS и подтверждается эмпирическими данными о работе GRS-IBS.

1.3.1 Расстояние между арматурой

Степень сложного поведения является результатом частоты армирования. Для систем с армированным грунтом, расположенных на больших расстояниях, поведение композита ухудшается с увеличением расстояния между арматурой. Важно отметить, что переход к поведению GRS зависит не только от расстояния между арматурой; размер агрегата и угол трения также являются определяющими факторами, как описано в главе 3.

Чем меньше расстояние между арматурами, тем больше почвенно-геосинтетическое взаимодействие. В GRS арматура не только служит для противодействия растягивающим силам, но также служит для сдерживания поперечной деформации почвы, увеличения бокового удержания почвы, создания видимого сцепления в гранулированном заполнении (при сохранении всех желаемых характеристик гранулированного грунта), подавления расширения почвы, увеличивают напряжения, вызванные уплотнением, увеличивают пластичность грунтовой массы и уменьшают миграцию мелких частиц, в зависимости от выбранного типа армирования.Эти дополнительные преимущества возникают из-за небольшого расстояния между арматурой.

Частота расположения арматуры в GRS позволяет уплотнять грунт непосредственно за облицовкой, создавая способность выдерживать нагрузку в этом месте. Расстояние между арматурой также оказывает значительное влияние на прочность и поведение GRS. Это проиллюстрировано на рисунке 7, на котором показана грузоподъемность GRS с типичным расстоянием 8 дюймов. (8) На рисунке показано, что рабочие нагрузки для мостов составляют около 4 тыс. Фунтов силы. (9) Тем не менее, максимальная пропускная способность GRS может достигать 25 тыс.футов. Предел прочности GRS зависит от расстояния между арматурами, прочности арматуры и условий почвы, включая максимальный размер частиц и угол трения.

Рисунок 7. График. Общее сравнение надбавок на конструкции MSE и GRS.

На предельную прочность GRS больше влияет расстояние между арматурой, чем ее прочность (T f ). (10) Это очевидно из результатов крупномасштабных испытаний, показанных в таблице 1. Результаты показывают, что отклик не такой же при одном и том же соотношении T f / S v . Прочность массы GRS в 1,5 раза выше, а жесткость в 1,3 раза выше при меньшем зазоре и прочности арматуры (испытание 2), чем при более высоком зазоре и прочности арматуры (испытание 3). Уменьшение шага при одинаковой прочности арматуры (испытания 2 и 4) увеличивает прочность массы GRS на 2.В 1 раз и жесткость в 1,3 раза. Однако увеличение прочности арматуры при равном расстоянии друг от друга увеличивает прочность массы GRS только в 1,4 раза, а жесткость — в 1,0 раза (испытания 3 и 4). Это показывает, что интервал имеет больший эффект, чем прочность арматуры.

Таблица 1. Крупномасштабные испытания GRS. (10)

Тест

Арматура

Ограничивающее напряжение

Предельная приложенная вертикальная нагрузка

Модуль упругости при вертикальной деформации 1 процент

Деформация при отказе

Расстояние

Прочность

Соотношение

S v
(дюймы)

T f
(фунт / фут)

T f / S v

σ c
(ksf)

q ult
(ksf)

E @ ε v = 1% (тыс. Фунтов)

v (в процентах)

1

4,800

0.7

16

700

3

2

8

4,800

600

0,7

56

1,300

6.5

3

16

9,600

600

0.7

36,5

1 000

6,1

4

16

4,800

300

0,7

27

970

4

5

8

4,800

600

0.0

40

1,100

6

1.3.2 Прочность арматуры

Поскольку прочность арматуры и расстояние между ними не пропорциональны, потребовалось новое уравнение для определения требуемой прочности арматуры. Аналитическое уравнение, показанное в уравнении 1, было разработано Wu et al. чтобы учесть эффект ограничения (т.е. жесткость облицовки, σ c ), шаг арматуры и размер заполнителя ( d max ). (10) Уравнение было проверено на многочисленных крупномасштабных экспериментах, которые были проверены до отказа (см. Приложение B). Уравнение 1 будет подробно обсуждено в главе 3.

(1)

Требуемая прочность арматуры, рассчитанная с использованием уравнения 1, учитывает напряжения, вызванные уплотнением (CIS), которые увеличивают поперечное напряжение в массе GRS. (10) CIS фиксируются и укрепляют композит. Это повышенное поперечное напряжение необходимо преодолеть, чтобы начать движение массы GRS.

Помимо расчета необходимой прочности арматуры, необходим коэффициент запаса прочности (или понижающий коэффициент) для уменьшения предельной прочности арматуры, используемой в расчете. В текущем дизайне совокупные коэффициенты снижения для геосинтетических материалов из полипропилена практически исключают их использование в постоянных конструкциях из стеклопластика. (3) Однако многочисленные истории болезни и полевые наблюдения доказали, что геотекстиль может быть успешно применен в нескольких областях, включая стены и опоры. (10–13)

Поскольку конструкция из стеклопластика представляет собой составную массу, использование совокупных понижающих коэффициентов для долгосрочной прочности арматуры само по себе не требуется. Следует использовать единый коэффициент безопасности 3,5 (или коэффициент сопротивления 0,4) для предельной прочности арматуры, который учитывает длительную деградацию (ползучесть, долговечность и повреждения при установке). Это рекомендуемое значение получено из совокупных долгосрочных коэффициентов уменьшения массы GRS в сочетании с общим коэффициентом неопределенности 2.0. (14,10) Этот коэффициент безопасности основан на результатах нескольких испытаний, проведенных на различных армирующих материалах в грунте, включая испытания на ускоренную ползучесть. (15)

Обратите внимание, что деформация ползучести стены из GRS является результатом геосинтетического взаимодействия грунта. Если засыпка имеет тенденцию к ползучести быстрее, чем геосинтетическая арматура, скорость ползучести геосинтетической арматуры увеличится. И наоборот, если засыпка имеет тенденцию к ползучести медленнее, чем геосинтетическая арматура, скорость ползучести геосинтетической арматуры станет меньше.Для стены из GRS с хорошо уплотненной зернистой засыпкой деформация, зависящая от времени, будет очень небольшой, и скорость деформации обычно со временем быстро уменьшается (геосинтетический материал не может ползать сам по себе). Это означает, что ползучесть прекратится вскоре после строительства. Более того, растягивающие силы, возникающие в геосинтетической арматуре при рабочих напряжениях, обычно очень малы из-за перераспределения напряжений. Очень маленькие растягивающие силы также способствуют очень малой деформации ползучести. Испытания GRS показали, что грунт и арматура деформируются вместе, поскольку меньшее расстояние ограничивает грунт. (14)

Для рекомендованного гранулированного заполнения повреждение арматуры не является проблемой. (1) Однако использование крупных частиц заполнителя (более 3 дюймов в диаметре) может привести к значительному повреждению арматуры. Это потребует переоценки комбинированных эффектов и может потребовать использования более тяжелой арматуры с большей прочностью на разрыв. В данном отчете такая ситуация не обсуждается.

1.3.3 Длина арматуры

Отношение основания к высоте (B / H) может быть уменьшено до нуля.3 при условии, что внешняя стабильность удовлетворена. (16,17) Это связано с тем, что масса GRS автономна и внутренне устойчива. Системы с внутренней опорой стабилизируют грунтовую массу за счет включения только армирования. (10) На рис. 8 показана устойчивая масса GRS с внутренней опорой без облицовки.

Рисунок 8. Фото. Структура GRS с внутренней поддержкой.

Облицовочные элементы абатмента GRS не требуются для структурной поддержки и не несут заметной нагрузки.Облицовочные блоки GRS — это прежде всего вспомогательное средство для строительства, обеспечивающее форму для каждого подъема уплотненного заполнителя, защитный барьер и фасад в эстетических целях. Чтобы гарантировать, что забой не нагружен, надстройка размещается с определенным отступом и свободным пространством, как рекомендовано во временном руководстве по внедрению. (1)

Влияние армирования волокном на несущую способность поверхностного ленточного фундамента — Университет Брайтона

@inproceedings {0bb40889600446080cc7023dca0c91b,

title = «Влияние армирования волокном на несущую способность поверхностного ленточного фундамента»,

аннотация = «Использование беспорядочно распределенных волокон в качестве средства усиления матрицы почвы в последние годы привлекает все большее внимание в геотехнической инженерии.В настоящее время армирование грунта волокном может использоваться для укрепления грунта низкого качества вокруг фундамента и / или ограничения чрезмерных осаждений. Это исследование представляет собой экспериментальное исследование влияния дискретного и случайно распределенного армирования волокнами на несущую способность неглубокого фундамента. С этой целью была проведена серия центрифужных испытаний на поверхностном ленточном основании в условиях плоской деформации. Результаты представлены в виде графиков зависимости давления в подшипнике от расчетного коэффициента.Было обнаружено, что включение армирования волокном улучшает несущую способность фундамента, значительно снижает осадки и увеличивает жесткость армированной системы грунт-фундамент. «,

keywords =» Армирование волокном, армированный грунт, несущая способность, опоры / фундаменты, осадка «,

author =» Мария Дьякуми, Кевин Стоун и Дэвид Родди «,

год =» 2020 «,

месяц = сен,

day = «10»,

language = «English»,

isbn = «97891774″,

pages = «227-232»,

editor = «Jan Laue and Tarun Bansal»,

booktitle = «Труды 4-й Европейской конференции по физическому моделированию в геотехнике»,

publisher = «Технологический университет Луле {\ aa}»,

note = «4-я Европейская конференция по физическому моделированию в геотехнике; Дата конференции: 07.09.2020 По 08.09.2020 «,

url ​​=» http: // ltu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A1404151&dswid=5931 «,

}

Подпорные стены с механической стабилизацией земли (MSE)

Механически стабилизированная земля (MSE)

Подпорная стена из механически стабилизированного грунта (MSE) представляет собой композитную конструкцию, состоящую из чередующихся слоев уплотненной засыпки и элементов усиления грунта, прикрепленных к облицовке стены. Стабильность стеновой системы достигается за счет взаимодействия между засыпкой и арматурой грунта, включая трение и растяжение.Облицовка стены относительно тонкая, ее основная функция заключается в предотвращении эрозии структурной засыпки. В результате получается когерентная гравитационная структура, гибкая и способная выдерживать различные тяжелые нагрузки.

Раздел: Основные компоненты стены MSE. Влияние арматуры на деформацию почвы.

Свойства и материалы трех основных компонентов могут различаться, и инженер должен выбрать наиболее эффективную комбинацию материалов на основе критериев проектирования стены. Облицовочные элементы представляют собой сборные сборные железобетонные панели или проволочную сетку. Каждый тип облицовки предлагает различные преимущества при рассмотрении таких критериев, как эстетика, долговечность, порядок строительства и ожидаемая осадка. Укрепление грунта обычно бывает стальным или геосинтетическим в виде полос или лестниц. Все варианты армирования грунта обладают уникальными характеристиками в отношении выносливости и прочности на разрыв, коррозии и долговечности. Засыпка Select обеспечивает надежную конструкцию и эксплуатационные характеристики стены, в которой необходимо тщательно проанализировать градацию, пластичность, электрохимические свойства и общую долговечность.Его можно получить на месте или у дистрибьютора.


Преимущества MSE:
  • Гибкость для обеспечения высокой дифференциальной осадки и нескольких футов общей осадки
  • Давление на подшипник распределяется по большой площади фундамента
  • Возможна большая высота стены
  • Способность выдерживать экстремальные нагрузки (опоры мостов, краны)
  • Высокая устойчивость к сейсмическим и другим динамическим воздействиям
  • Свободный дренаж за счет гранулированной засыпки и открытых стыков панелей
  • Формовочные вкладыши или сложные фрески могут изменить эстетику
  • Усиливающие полосы для грунта могут легко устранять препятствия в объеме засыпки MSE
  • Очень универсален.Специальная конструкция позволяет использовать практически любую геометрию
  • Быстрое, предсказуемое и повторяющееся строительство
  • Превосходное выравнивание готовых стен
  • Механическое соединение арматуры грунта с облицовочными элементами

Облицовочные элементы

Выбор правильного типа облицовки зависит от области применения, эстетики, дифференциальной осадки, срока службы и других факторов.

Бетонные панели:
  • Формы:
    • Товарный знак RECo Cruciform
    • прямоугольный
    • Квадрат
    • Наклонный
    • Полная высота
    • Интегрирован с транспортным барьером
    • Пользовательский
  • Толщина изменяется по мере необходимости для архитектурной отделки, стен с очень большой высотой или других применений, обеспечивающих высокие изгибающие моменты
  • Встроенные соединения для усиления грунта
Панели и корзины из проволочной сетки:
  • Оцинкованная или черная сталь
  • Временные или постоянные стены
  • Дополнительные аксессуары для соединений арматуры грунта
Наборные бетонные панели с соединениями для армирования грунта Retained Earth® (петли) и Reinforced Earth® (стяжки).

Укрепление грунта

Укрепления грунта

RECo прошли всесторонние полномасштабные испытания на выносливость, прочность на растяжение, долговечность и коррозию. Они были спроектированы плоскими для достижения превосходного и предсказуемого сцепления с уплотненной засыпкой, не имея возможности образования пустот между грунтом и арматурой.

Ребристые армирующие полосы с высоким сцеплением (HA)

  • нерасширяемый
  • Ширина 2 ″
  • Сталь оцинкованная
  • Высокая прочность на разрыв и вырыв
  • Идеально подходит для большинства приложений
  • Болтовое соединение с облицовочными элементами
Лестницы с высоким сцеплением

  • нерасширяемый
  • Ширина 4 ″ (поперечные стержни)
  • Сталь оцинкованная
  • Повышенная выносливость и пониженная прочность на разрыв
  • Идеально подходит для стен небольшой высоты или с легкой или малопрочной засыпкой
  • Болтовое соединение с облицовочными элементами
Заземление ® Двухпроводные широкие лестницы

  • нерасширяемый
  • Ширина 9 ″ (поперечные стержни)
  • Сталь оцинкованная
  • Повышенная выносливость и пониженная прочность на разрыв
  • Идеально подходит для стен небольшой высоты или с легкой или малопрочной засыпкой
  • Соединение петли троса с облицовочными элементами
Геосинтетические армирующие полосы GeoStrap®

  • Расширяемый
  • Ширина 2 ″
  • Полиэфирные волокна в полиэтиленовой оболочке
  • Высокая прочность на разрыв и вырыв
  • Идеально для высококоррозионных сред
  • Гильзовое или обернутое соединение с облицовочными элементами

Выбрать засыпку

  • Почва
    • Широкий диапазон свойств грунта соответствует техническим требованиям, однако идеальная засыпка должна быть открытой с низкой пластичностью и содержанием мелких частиц, таких как песок или щебень.Это обеспечивает легкое уплотнение и быстрый дренаж.
  • переработанный
    • Щебень и другие переработанные материалы могут успешно использоваться в качестве засыпки MSE select.
  • Легкий
    • В случаях, когда стена MSE должна иметь значительно меньшую нагрузку на фундамент, можно использовать легкий материал, такой как легкий заполнитель, ячеистый бетон низкой плотности и заполнитель из пеностекла.

Ознакомьтесь с нашей настенной продукцией MSE:

Ремонт стен из углеродного волокна — гидроизоляция Baker’s

Перейти к…

Трещины в фундаменте и изгибы — серьезные проблемы, которые со временем усугубятся, если их не исправить. Опытные специалисты по ремонту фундамента компании Baker’s Waterproofing могут определить, какие условия вызывают повреждение фундамента.

Запланируйте бесплатный осмотр

В нашей системе армирования стен из углеродного волокна SettleStop ™ для ремонта фундаментных стен используются материалы, которые прочнее стали.

Трещины в стенах фундамента и изгибы стен подвала — признаки того, что фундамент требует ремонта.Наши решения для ремонта стен подвала из углеродного волокна SettleStop ™ помогут укрепить изогнутые стены и отремонтировать трещины.

Трещины в фундаменте и изгибы — серьезные проблемы, которые со временем усугубятся, если их не исправить. Опытные специалисты по ремонту фундамента компании Baker’s Waterproofing могут определить, какие условия вызывают повреждение фундамента.

Точно диагностируя причину проблемы с фундаментом, мы можем определить, является ли армирование стен углеродным волокном лучшим решением для вашего фундамента.Когда дело доходит до ремонта фундамента, Baker’s Hydroing — эксперты! Свяжитесь с нами сегодня, чтобы бесплатно составить смету на ремонт фундаментной стены в Питтсбурге, Моргантауне, Кларксбурге и поблизости!

Сверхпрочные полосы. В системе SettleStop ™ из углеродного волокна используются ленты из эпоксидной смолы и углеродного волокна для усиления и стабилизации стен фундамента с трещинами или прогибами.

Углеродное волокно SettleStop ™ предлагает множество преимуществ при ремонте фундамента

Система армирования стен из углеродного волокна SettleStop ™, разработанная компанией Groundworks, представляет собой ультрасовременное решение, используемое для ремонта потрескавшихся и искривленных стен фундамента.

Углеродное волокно SettleStop ™

укрепляет и стабилизирует стены подвала, используя ту же технологию, что и Министерство обороны США, армейский корпус инженеров и аэрокосмические инженеры для укрепления бомбоубежищ, небоскребов и мостов.

Характеристики продукта

  • Изготовлен из армированного волокном полимера, который в 10 раз прочнее стали
  • Специально разработан для усиления и стабилизации стен подвала
  • Высокопрочная эпоксидная смола поглощает давление от стены
  • Не требует выемки снаружи
  • Большинство установок завершается с меньшими затратами чем один день

Чем раньше вы отремонтируете поврежденные фундаментные стены, тем лучше

Признаки повреждения фундамента обычно легко обнаружить.Фундаментные стены, построенные из бетонных блоков, обычно растрескиваются по линиям стыка между блоками, образуя горизонтальную трещину около середины стены и растрескивание «ступеньки» по углам.

Трещины в бетонных стенах часто имеют диагональные трещины, идущие от нижних углов стены к центру вверху. При любом типе фундамента трещины могут сопровождаться участками стены, которые изгибаются или наклоняются внутрь.

Сверхпрочный, но почти незаметный. После очистки стены для обеспечения хорошей адгезии техник маскирует каждую ленту из углеродного волокна и пропитывает кладку эпоксидной смолой.Армирование из углеродного волокна SettleStop ™ становится частью конструкции стены и может быть скрыто слоем краски.

Ремешки из углеродного волокна и эпоксидная смола обеспечивают низкопрофильный ремонт

Как только наши специалисты по ремонту фундамента узнают, сколько полос из углеродного волокна потребуется для надлежащего усиления стены, процесс установки начнется быстро. Высокопрочная эпоксидная смола используется для приклеивания полос из углеродного волокна SettleStop ™ к стене и повышения прочности каждой полосы. После завершения ремонта полосы «исчезнут», когда вся стена покроется краской.

Убедитесь, что ваш дом поддерживается прочным фундаментом от компании Baker’s Waterproofing

.

Мы специализируемся на различных постоянных решениях для стабилизации фундамента, ремонта трещин в стенах и выравнивания наклонных стен подвала. Не ждите, пока проблема усугубится. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы поговорить с нашей командой экспертов, чтобы запланировать осмотр и оценку укрепления вашего фундамента.

ГРАФИК БЕСПЛАТНОГО ОСМОТРА

Дата публикации :

Дата последнего изменения :

Ли Браннан .

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *