Боковое давление грунта на стены подвала: Боковое давление грунта на стены подвала

Приложение нагрузки от давления грунта на стены подвала

В версии САПФИР 2020, появилась возможность автоматизированного приложения нагрузки от давления грунта на подпорные стены и стены подвала.

Расчётная модель цокольного этажа здания с нагрузками от давления грунта

Рассмотрим процесс приложения нагрузки от давления грунта на стены подвала здания с монолитным железобетонным каркасом.

Общие положения расчёта давления грунта на стены подвала

Определять величину давления грунта на стены подвала, следует выполнять в соответствии с указаниями Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов, раздел 5 Давление грунта.

В общем случае, существует три вида давления грунта на вертикальные поверхности (стены подвала):

  1. Горизонтальное активное давление от собственного веса;
  2. Дополнительное горизонтальное давление грунта, обусловленное наличием грунтовых вод;
  3. Горизонтальное давление от равномерно распределённой нагрузки, расположенной на поверхности призмы обрушения;

Возможные схемы давления грунта, изображены на рисунке:

Схема давления грунта
а – от собственного веса и давления воды; б – от сплошной равномерно распределённой нагрузки; в – от фиксированной нагрузки; г – от полосовой нагрузки

В ПК САПФИР, реализован алгоритм автоматизированного приложения нагрузки от давления грунта на вертикальные и наклонные поверхности. Кнопка вызова диалогового окна, находится на вкладке «Создание»:

Кнопка вызова диалогового окна, приложения нагрузки от давления грунта. Диалоговое окно

Помимо ввода необходимых исходных данных, в диалоговом окне, также, есть возможность выбрать загружения, к которым будут относиться создаваемые нагрузки от давления грунта, а также, вывести на экран результат определения значения самой нагрузки, до момента её приложения.

Ввод исходных данных для вычисления нагрузки от давления грунта

Ввод данных о создаваемых загружениях

В полях диалогового окна, следует ввести наименования загружений для трёх видов нагрузок:

  • Активное давление от собственного веса;
  • Дополнительное давление от грунтовых вод;
  • Давление от нагрузки на поверхности грунта;

Совет: без лишней необходимости, предложенные наименования следует оставить без изменений. Существует, также возможность, приложить все вышеперечисленные нагрузки в одном загружении.

Дополнительно, можно настроить приложение нагрузки с тыльной стороны стены.

Ввод данных для создания активного давления от собственного веса грунта

Планировочная отметка — уровень поверхности грунта относительно нуля здания;

При вводе данного параметра, следует ориентироваться на положение ЛСК в модели, в режиме ЛСК в абс. 0,0,0. Если поверхность грунта ниже нуля здания, значение принимается отрицательным.

Схема к определению планировочной отметки грунта относительно нуля здания. Модель грунта показана для демонстрации. При приложении нагрузки от давления грунта, её наличие необязательно.

Удельный вес, угол внутреннего трения, удельное сцепление грунта, принимаются как для грунта обратной засыпки.

Требования к грунтам обратной засыпки изложены в п.9.14 СП 22.13330.2010:
При проектировании оснований подземных частей сооружений, устраиваемых с обратной засыпкой грунта, расчетные значения характеристик грунтов обратной засыпки (γ’I, φ’I, c’I), уплотнённых не менее чем до kсот=0. 95 их плотности в природном состоянии, допускается устанавливать по расчётным характеристикам тех же грунтов в природном состоянии (γI, φI, cI

), принимая γ’I=0.95*γI, φ’I=0.9*φI, c’I=0.5*cI, при этом следует принимать c’I не более 7 кПа.

Дополнительные указания даны в п.5.1-5.3 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Коэффициент надёжности по нагрузке, принимается равным 1.15, согласно Табл. 7.1 СП 20.13330.2016.

Угол наклона расчётной плоскости принимается исходя из конструктивных и объёмно-планировочных решений. Для вертикальной стены принимать равным 0.

Угол наклона поверхности грунта, принимать в соответствии с разделом ПЗУ (План земельного участка), в части схемы организации рельефа.

Угол трения грунта на контакте с расчётной плоскостью, принимается согласно п. 5.6 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов: для гладкой стены — 0, шероховатой — 0.5*φ, ступенчатой — φ.

Ввод данных для создания дополнительного давления от грунтовых вод

Коэффициент пористости грунта определяется по таблицам приложения Б СП 22.13330.2010, в зависимости от характеристик c, φ, E грунта обратной засыпки.

Если обратная засыпка выполняется местным грунтом, то характеристики грунта определяются в соответствии с п.9.14 СП 22.13330.2010. В случае, если обратная засыпка выполняется привозным грунтом, рекомендуется указывать, в качестве грунта обратной засыпки, песок средней крупности, с соответствующими характеристиками.


Влажность грунта — если обратная засыпка выполняется местным грунтом, то, допускается принимать влажность по результатам инженерно-геологических изысканий. Если, при засыпке, применяется привозной грунт, то, рекомендуется приводить в общих указаниях проектных решений, производить обратную засыпку грунтом оптимальной влажности.

Наиболее подходящий грунт, для обратной засыпки — песок.

Оптимальная влажность устанавливается согласно ГОСТ 22733-2002 Грунты. Методы лабораторного определения максимальной плотности. Справочные значения, оптимальной влажности грунтов, содержатся в документе ТР 73-98 Технические рекомендации по технологии уплотнения грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух, в таблице 2.1

Таблица 2.1 ТР 73-98

Наименование грунта Оптимальная влажность, % Коэффициент «переувлажнения»
Пески пылеватые, супеси лёгкие крупные 8-12 1.35
Супеси лёгкие и пылеватые 9-15 1.25
Супеси тяжёлые пылеватые, суглинки лёгкие и лёгкие пылеватые 12-17 1. 15
Суглинки тяжёлые и тяжёлые пылеватые 16-23 1.05

Коэффициент надёжности по нагрузке w, принимается равным 1.1, согласно п.5.9 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Ввод данных для расчёта давления от нагрузки на поверхности грунта

Нагрузка на поверхности грунта q, для жилых и административных зданий, определяется в соответствии с СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений:

п.12.6.1 СП 50-101-2004: Расчёт стен подвалов производят с учётом нагрузок от наземных конструкций и давления грунта. Давление грунта на стены подвалов определяют с учётом временной нагрузки на прилегающей к подвалу территории. При отсутствии данных о временной нагрузке она может быть принята равномерной с интенсивностью 10 кПа.

Указания по определению нагрузок от подвижного транспорта даны в п. 5.11-5.15 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Привязка нагрузки — при отсутствии исходных данных, в техническом задании, принимается равной 0.

Коэффициент надёжности по нагрузке — при отсутствии исходных данных, в техническом задании, принимается равным 1.

Давление грунта на стену подвала: расчёт, боковое давление

При строительстве дома одной из важнейших проблем становится преодоление давления грунта на стены подвала. Оставить без внимания этот момент не представляется возможным, поскольку стены подвала, да и сам фундамент, могут не выдержать этого давления в совокупности с весом здания и деформироваться или разрушиться.

При значительных размерах сооружения последствия могут быть катастрофическими. Но строители научились противодействию таким физическим явлениям, использую различные материалы при возведении конструкций.

 Загрузка …

При возведении фундамента ключевыми факторами его прочности является именно верный расчет сопротивления нагрузок на фундаментные стены. Давление грунта на стену подвала зависит напрямую от его глубины.

Типовым параметром принимается расчётная величина в 12 см бетона марки М400 при глубине подвала в 1 метр, с учетом эксплуатации в 50 лет и деревянных материалов при строительстве самого дома.

Стены подвалов строят из различных материалов, основываясь на формате помещения, его предназначении. Наиболее распространены при возведении кирпич, бетон, железобетонные плиты и камни.

Технические характеристики материалов при строительстве стен фундамента

Бетон

Бетон самый распространённый и недорогой способ строительства фундаментных стен. Недостатком, причем довольно существенным, является обрушение грунта в ходе работ, после чего он смешивается с бетоном, снижая прочность состава.

Таким образом, снижается устойчивость самого фундамента и его стен.

Кирпич

Кирпич – один из старейших применяемых материалов. Легкий при монтаже, удобный в строительстве, обладающий массой достоинств, кирпич имеет все же конструктивный недостаток при постройке – невозможность укладки без скрепляющего раствора. Как правило, в его качестве выступает бетон, намазываемый тонким слоем в промежутках между блоками кирпича.

Камни

Как и в случае кирпичей, монтаж камней требует соединительной смеси при монтаже, хотя камень сам по себе очень надежен и прочен. К тому же, при помощи этого материала можно и выкладывать узоры при строительстве внешних стен, и декора внутренних помещений.

В качестве скрепляющего раствора выступает бетон, но ещё один недостаток — высокая цена такого материала.

Железобетонные пластины

Пластины из железобетона обладают повышенной прочностью и устойчивостью.

Возведенный подвал или погреб будет иметь в таком случае необычайно долгий срок использования. За счет применения арматуры или армирующей сетки конструкции придается прочное сцепление, что гораздо лучше, чем использование для этих целей бетона.

При монтажных работах необходимо быть очень осторожными, поскольку из-за значительного веса такого материала любая неосторожность может вести к печальным последствиям.

Особенности укладки фундаментных стен для устойчивости при давлении грунта

При укладке любой стены главным требованием является качественное выполнение работ с соблюдением всех норм и правил строительства подвалов.

При возведении бетонных фундаментных стен необходимо использовать материал не ниже марки М400 или М450.

В случаях, когда делается временный погреб со сроком эксплуатации не более пары лет, то возможно применение марки М100 или М200. Во избежание попадания при строительных работах примесей грунта или посторонних предметов, необходимо позаботиться о качественных формах для заливки бетона.

Лучше всего использовать собственноручно изготовленные формы для конкретной постройки. Такую опалубку можно будет оставить как декоративный элемент.

Учитывая боковое давление грунта, для придания надежности возводимым стенам при заливке бетона его тщательно нужно утрамбовывать, чтобы не было пузырьков или пустот, которые снижают прочность бетона и снижают его способность к противодействию выдавливания стен грунтом.

Кирпичное строительство имеет свои нюансы. Возможна поверхностная кладка, когда бетон мажется слоем по верхнему ряду кладки, что делают для экономии материала. Этот способ применим для хозяйственных помещений, к которым не предъявляются особые требования прочности.

Альтернативой является укладка с промазыванием каждого слоя кладки из кирпичей, более затратная и трудоемкая, но существенно превосходящая остальные методы возведения по прочности и сроку использования.

При любой кирпичной кладке следует тщательно проводить утрамбовку материала, слегка постукивая по уложенному ряду. Это позволит убрать воздушные пустоты между кирпичами, подгоняя их вплотную друг к другу, и придать большей устойчивости стенам.

Каменные стены возводят так же, как и кирпичные, за исключением нескольких нюансов: для большей прочности камни подгоняют встык друг к другу, исключая швы и щели.

Это увеличит сцепление и придаст надежности стене из камня. Поскольку этот материал не имеет ровных краев, в этом случае используется больше бетона для швов, чем в других стенах

Оптимальным вариантом будет использование плит из железобетона размеров, превосходящим высоту подвала. В таком случае исполнения, плиты просто закапывают в землю и замазывают возникшие щели бетоном. Если пластины небольшие, то их используют как кирпичи в укладке, но обязательно принимая в расчет технику безопасности при работе с ними.

Расчет стен подвала при боковом давлении грунта

Расчет фундаментных стен проводят в строгом соответствии со СНиП 2.09.03-8 «Сооружение промышленных предприятий». Более удобным будет использование справочного пособия к данному СНиП, содержащего основные положения, формулы и методики расчета подпорных стен и стен подвалов из различных материалов.

Расчет проводят в несколько этапов, проверяя на каждом соответствие установленным условиям надежности конструкции к сдвигам. На каждую фундаментную стену оказывает влияние грунт, который пытается её сдвинуть в сторону подвального помещения.

Этому препятствуют вес здания, вес самой стены подвала и фундамента, утяжеление грунта при помощи внешней обсыпки грунтом.

Все эти силы, вертикальные по направляющей, придавливают фундамент к земле, образуя силу трения между подошвой и грунтом. Основой такого расчета является значение в 1,2 раза, что обозначает, что сила трения выше сдвигающей, и фундамент останется неподвижен.

Проводя расчеты самостоятельно, не забывайте, что положительными моментами является любая вертикальная нагрузка (ширина подошвы фундамента, угол трения засыпочного слоя со стороны улицы), а в числе отрицательных будут глубина подвала, маленькая толщина засыпки с обоих сторон, небольшая нагрузка на основание (чем больше нагрузка на фундамент, тем более он устойчив к сдвигам).

В большинстве случаев все эти проблемы решаются расширением подошвы фундамента, а если этого недостаточно, то обустройству распорок между подвальными стенами, препятствующих сдвигающей силе грунта. Если в доме предполагается поперечные несущие стены, то анализ на сдвиг проводят без учета их наличия.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Боковое давление грунта на стены подвала частного дома: расчет толщины стен

В процессе строительства дома на ранних этапах одной из главных проблем может оказаться невозможность преодоления бокового давления грунта на стены подвала, если конструкция предполагает наличие этого помещения. Игнорировать этот вопрос нельзя ни в коем случае, так как в будущем это может повлечь за собой не только деформацию здания, но и полное его разрушение. В особенности в зоне повышенного риска находятся все сооружения, предполагающие наличие более 1 этажа.

Чтобы справиться с возникшими сложностями, строители научились использовать специальную технологию и материалы, способные противостоять большим нагрузкам на стены. Когда происходит закладка фундамента, самым важным моментом можно назвать правильность расчётов сопротивления. Также стоит помнить, что чем глубже фундамент, тем сильнее будет давление на него.

Зависимость выбора метода возведения фундаментных стен от величины давления грунта

Чтобы повлиять на достоверность прочностных характеристик фундамента, перед возведением стен стоит тщательно исследовать почву в условиях трехосного сжатия. Это значит, что мастеру необходимо будет ознакомиться с методиками полевых определений информации о фильтрации, прочности и деформируемости. На основании полученных данных можно задумываться о том, какой метод возведения фундаментной стены окажется наиболее приемлемым и безопасным.

Чтобы избавиться от давления существует несколько техник для обустройства здания

Расчет давления грунта на стену подвала

В данном случае расчётная схема может предоставляться в виде балки с шарнирным опиранием в уровне перекрытий над подвальным помещением и защемлением на уровне подошвы фундамента. Говоря от треугольной нагрузке от бокового давления земли, она будет действовать не по всей площади балки и в дальнейшем создаст проблемы при заделке. Чтобы решить эту статистически неопределённую задачу, специалисты могут использовать метод из строительной механики.

Расчет толщины стен

Будущая толщина стены фундамента напрямую зависит от подобранных строительных материалов, а также глубины сооружения под землей. Если данная конструкция будет использоваться как жилая зона, высота должна быть не менее 2,5 м. Если здесь будут расположены технические помещения, достаточно использовать показатели до 2 м. Также не стоит забывать о том, что придется предусмотреть запасы на стяжку пола, а также отделочные работы.

В данном видео вы подробнее узнаете о расчётах стен подвала:

Определение толщины стен всегда производят с учетом уровня места расположения грунтовых вод. Если они протекают на большом расстоянии от будущего основания, специалисты рекомендуют придерживаться таких правил:

  • нижнюю стенку можно выполнить, как не силовую, которая будет выступать на 10-15 сантиметров за строительный контур;
  • если глубина размещения находится на отметке 1,5-2,2 метра, толщина стены подвала может составить от 25 до 40 сантиметров.

Технические характеристики материалов при строительстве стен фундамента

В зависимости от ситуации, при строительстве стены фундамента могут использоваться самые разные материалы. Каждый из них обязательно должен обладать надежностью и долговечностью. Независимо от того, какие показатели были получены после расчётов давления, лучше отдавать предпочтение самому надежному варианту. Для этих целей могут использоваться:

  • каменные породы;
  • бетон;
  • железобетонные блоки;
  • кирпичи.

Бетон

Бетон очень часто используется как основной строительный материал не только для сооружения стен для фундамента, но и для перекрытий или других конструкции для дома. Он может выполнять заполняющую, изоляционную или отделочную функцию. Основное преимущество этого материала — надежность. В процессе строительства специалист может добиться необходимой прочности, что позволит сделать сооружение максимально долговечным.

Также не стоит забывать, что бетон не стоит больших денег, поэтому у хозяина дома будет возможность сэкономить. Именно поэтому это практически самый распространённый вариант для сооружения фундаментных стен.

Единственный риск, который можно отметить в этом случае, это возможное обрушение грунта в ходе работ, после чего он может перемешаться с бетоном, что повлияет на снижение прочности состава.

Бетон наиболее распространенный материал для строительства

Кирпич

Кирпич можно назвать одним из тех вариантов, который используется для сооружения стен для фундамента уже на протяжении долгого времени. Его использовали ещё задолго до того, как популярность начал набирать бетон. Кирпичи широко применялись благодаря лёгкости монтажа, при этом они очень прочные и надёжные.

Также не стоит забывать о том, что именно такие элементы позволяют выполнять не только стандартную кладку, но и различные узоры, которые подчеркнут оригинальность дизайна сооружения в целом. Но после того как будет выполнена кладка, не стоит забывать о том, что её необходимо защитить от сырости и влаги. Для этого можно использовать сразу несколько способов. Основными технологиями для этой разновидности работ можно считать следующее:

Если выполняется окрасочная гидроизоляция, необходимо использовать различные мастики, для которых основой выступают синтетические смолы или битум с наполнителем. Перед тем как приступить к работе, поверхность необходимо тщательно очистить и выровнять, чтобы на ней не было каких-либо шероховатостей, зазоров и выступов. Чтобы добиться идеального результата, специалисты обрабатывают кладку грунтовкой.

После того, как она полностью просохнет, можно наносить подготовленный материал. При оклеечной гидроизоляции работы выполняются с помощью следующих материалов:

  • изол;
  • гидроизол;
  • бризол;
  • рубероид.

Один из них наносится на изолированную поверхность с помощью битумных мастик. Говоря об одной из самых эффективных штукатурных гидроизоляций, можно выделить цементно-песчаный раствор. В эту смесь для усиления эффекта добавляют пенетрирующие материалы. Сам цемент не должен быть марки слабее М100.

Камни

Как и остальные варианты стен для фундамента, камень отличается своими недостатками и преимуществами. Этот вариант наиболее приемлем в тех случаях, когда хозяин дома собирается соорудить высокую несущую конструкцию. Способ наиболее выгоден за счёт следующих положительных сторон:

  • камень является экологически чистым материалом;
  • такие решения всегда имеют привлекательный вид, который в дальнейшем не потребует дополнительной отделки;
  • стены из камня окажутся одними из самых прочных, это обеспечит долговечность конструкции;
  • этот материал не нуждается в защите от влаги, так как от природы является водостойким.

Несмотря на вышесказанное, камень имеет и некоторые недостатки. Одни из самых существенных — высокая цена, а также большие временные затраты. Если решено использовать именно этот материал, все необходимые расчёты и возведение конструкции из бута должны производиться только высококвалифицированными специалистами. Только в этом случае использование камня будет оправданным, так как если не учесть все, даже самые малейшие, нюансы, есть вероятность того, что со временем конструкция обрушится.

Камень имеет ряд преимуществ

Ещё одной положительной особенностью этого материала можно считать его гибкость при  комбинировании с другими материалами. Если бюджет хозяина дома ограничен, то, чтобы удешевить сооружение и при этом не повлиять на его качество, для основы, которая будет находиться в земле, можно использовать бут, а в верхней части – кирпич. Но при этом такую технологию не стоит применять самостоятельно, так как здесь существует множество тонкостей, о которых знают только опытные специалисты.

Железобетонные блоки

Если для сооружения стен фундамента планируется использовать железобетонные блоки, такая конструкция окажется самой прочной и долговечной из всех вышеперечисленных. Это объясняется тем, что для изготовления таких элементов используется арматура и армирующие сетки, обеспечивающее прочное сцепление.

Железобетон можно назвать единственным материалом, который способен конкурировать с камнем и бетоном. В процессе выполнения монтажа стоит быть необычайно аккуратным, так как большой вес блоков при неаккуратном отношении к работе может привести к самым разным последствиям.

Полезные статьи:

видео-инструкция по монтажу своими руками, боковое давление грунта на стеновые подвальные конструкции из кирпича, чем отделать, расчет, цена, фото

Подвальным помещением принято считать ту часть строения, большая часть которого размещена под землей ниже уровня отмостки. При этом существуют такие проекты, где его потолок выступает из грунта всего на 20-30 см.

Учитывая такую конструкцию, очень важно рассчитать боковое давление грунта на стены подвала, поскольку от этого зависит не только качество строения, но и безопасность проживающих в нем людей.

Любительское фото возведения бетонной конструкции подвала

Проектирование и монтаж

Для начала необходимо сказать о том, что такие помещения по своей сути возводятся вместе с фундаментом, и именно он будет играть роль стен. При этом стандартный подход к такому строительству не подходит. Это связанно с тем, что пример расчета монолитной стены подвала может значительно отличаться от точно такой же конструкции, но изготовленной из другого материала или расположенной на ином типе грунта.

Таблица расчетов ширины фундамента при сооружении подвалов

Проект

  • В основе любого строительства лежит проект, а для подвальных помещений он просто необходим, поскольку нужны точные расчеты.
  • Прежде всего, необходимо определиться с высотой комнат. Обычно их делают равной 2.2 метра, но если в помещении предполагается сооружать жилые отделы, то ее стоит делать стандартной и не менее 2.5 метра.

Вариант предварительного проекта создания стен подвальных помещений

  • После этого определяются с толщиной стен. В данной ситуации лучше всего использовать специальные справочники и таблицы, которые предоставляют такие данные в соответствии с типом грунтам. Например, монолитные стены подвала при подвижной почве должны иметь толщину не менее 25 см, а если конструкция создается из бута, то их необходимо делать не менее 60 см.
  • Профессиональные мастера рекомендуют при создании основания пола подвала производить монолитную заливку с использованием арматурной обвязки и монтажной сетки из металла. При этом ее толщина должна быть не меньше 25 см, поскольку при заглублении ниже одного метра уровня разлива грунтовых вод на нее оказывается давление более одной тонны.

Давление грунта на подвальное помещение

  • Когда производится расчет стен подвала, то необходимо сразу учесть равномерное распределение давления и компенсировать его в другие направления. Для этого профессиональные проектировщики рекомендуют изготавливать дополнительные стены, которые бы разделяли помещение на 4 части, подпирая собой основную конструкцию.
  • Также нагрузку на такой фундамент снимают за счет вертикального давления плит перекрытия. Именно поэтому строители стремятся уложить их в тот же сезон, чтобы стены подвального помещения под воздействием грунта не перекосились.

Совет!
Данную работу лучше всего доверить специалисту, который имеет соответствующее образование и навык.
При этом не стоит жалеть средств, поскольку в итоге вы получаете полноценное помещение на одной площади.

Восприятие давления на стены через внутренние и внешние стены конструкции

Земельные работы и изготовление пола

  • Для начала необходимо выкопать котлован. При этом инструкция по монтажу рекомендует делать его на полметра шире с каждой стороны. Это пространство необходимо для удобства монтажа и последующего размещения дренажа.
  • Чтобы облегчить этот процесс стоит воспользоваться специальной техникой, которую можно арендовать на день.

Котлован необходимо делать на несколько метров шире, чтобы в нем можно было работать

  • После этого на пол ямы наносят слой щебенки с песком толщиной в 10 см. Для уплотнения его проливают водой и утрамбовывают.
  • Далее необходимо изготовить опалубку под монолитную плиту пола. Ее делают своими руками, используя старые доски или фанеру.
  • На дно опалубки укладывают слой рубероида для создания гидроизоляции.
  • Затем в ней размещают арматуру, которую перевязывают стальной проволокой.

Укладка монолитной плиты на дно котлована

  • Также стоит для усиления конструкции использовать специальную монтажную сетку из металла.
  • После этого в опалубку заливают бетон, чтобы получить плиту толщиной не менее 25 см.
  • Даже если планируется возведение стен подвала из кирпича, то все равно стоит установить в опалубку дополнительную вертикальную арматуру, которая послужит для перевязки с полом.

Совет! Профессиональные мастера рекомендуют добавлять в бетон небольшое количество жидкого стекла, чтобы увеличить гидроизоляционные качества материала.

Армирование монолитной бетонной плиты пли самостоятельной заливке

Фундамент и стены

  • На данном этапе необходимо приступить к возведению основной конструкции согласно заранее разработанному проекту. При этом строго запрещается отклоняться от плана застройки, даже если некоторые его этапы выполнить сложно.
  • Типовое армирование монолитных стен подвала производится после установки опалубки путем погружения в образованную полость металлической конструкции в виде клетки.

Металлическая вертикальная арматура, установленная на стадии заливки пола, послужит для перевязки конструкции между собой

  • Если строение будет возводиться из блоков, то для этого используют стальную проволоку, которую помещают в кладку через ряд. Также профессиональные мастера советуют использовать металлическую сетку для усиления конструкции.
  • Когда необходимо создать перегородки, то их лучше связывать с основной стеной арматурой или кладкой при использовании кирпича и камня.

Наглядное изображение поэтапного возведения фундамента с подвальным помещением

  • После того, как бетон или цементный раствор застынет, на что обычно выделяют около двух недель, следует сразу поместить наверх бетонные плиты перекрытия. При этом армирование стен подвала привязывают к ним.
  • Стоит отметить, что при таком монтаже обычно используют специальную технику. Однако нельзя допускать того, чтобы она располагалась слишком близко к котловану, поскольку на непрочном грунте это может привести к обрушению его стен.

Совет!
Данный этап работы стоит производить в теплое и сухое время года, когда уровень грунтовых вод слишком низкий для затопления.

Разрушение стен подвала при монтаже плиты перекрытия

Гидроизоляция и утепление

  • Самой большой проблемой подобных сооружений является не давление грунта на стену подвала, поскольку его можно ослабить конструкционно, а поднятие грунтовых вод, которое может привести к затоплению.
  • Стоит отметить, что существует целый ряд различных видов защиты от данного явления природы, но стоит рассмотреть самый эффективный из них.

Использование специального материла для создания гидроизоляции

  • Для начала на стены фундамента подвала наносят слой грунтовки, которая увеличит уровень адгезии и послужит первым этапом защиты от влаги.
  • Затем на поверхность наносят битум или рубероид. Это будет напорная гидроизоляция, способная выдержать прямой контакт с водой. Также для этих целей можно использовать специальную мастику, но ее цена слишком высока, а качество немногим лучше других материалов.

Использование битума или рубероида для защиты от влаги

  • После этого стены котлована застилают полиэтиленовой пленкой. Она послужит дополнительной защитой для дренажной системы, сокращая количество воды и не давая земле проникать в нее на высоком уровне.
  • На следующем этапе в свободное пространство котлована засыпают щебенку слоем в 10-20 см. Далее туда же помещают крупнозерновой песок, которые проливают водой для уплотнения.
  • На финишной стадии изготавливают бетонную отмостку, для защиты от влаги, идущей с поверхности.

Наружное утепление стен поверх гидроизоляции предполагает установку защитного слоя для дренажа

  • При вопросе чем отделать стены в подвале необходимо учитывать то, что утепление такой конструкции производят изнутри. Хотя некоторые мастера предпочитают производить защиту от холода снаружи и только на уровне цоколя. Учитывая данные обстоятельства отделку лучше всего производить гипсокартоном, поскольку данный материал отлично подойдет для этих условий.
  • Необходимо сказать и о том, что в последнее время на рынке строительных материалов появился такой компонент, как жидкий утеплитель. Он отлично справляется со своей задачей, дополнительно выполняя функции гидроизоляции. При этом его простота монтажа очень сильно облегчает работу.

Совет!
К гидроизоляции подобных конструкций необходимо подходить очень ответственно, поскольку от этого этапа напрямую зависит срок эксплуатации всего здания.

Неправильно произведенный монтаж или нарушения при установке гидроизоляции могут привести к довольно неприятным последствиям, которые повредят не только подвалу, но и скажутся на всем здании

Вывод

Просмотрев видео в этой статье можно получить более подробную информацию по данной теме. При этом на основании текста, который представлен выше, следует сделать вывод о том, что данная работа является довольно сложной и требует точных расчетов и заранее подготовленного проекта.

Отдельное внимание необходимо уделить тому, что расчет стены подвала подбирается исключительно индивидуально. Для этого необходимо иметь данные о типе почвы, уровне залегания грунтовых вод и климатической особенности конкретной местности.

Отличная статья 0

Расчет толщины стен цокольного этажа и подвала

Правильный расчет стены подвала подразумевает учет влияния множества факторов. В частности, это уровень грунтовых вод на участке, тип грунта, высота будущего здания, материалы, используемые для строительства и т. д. Все работы по проектированию рекомендуется поручать специалистам. Однако, для общего понимания технологии расчета, вы вполне можете воспользоваться приведенной ниже информацией.

При наличии подвала или цокольного этажа, малозаглубленный ленточный фундамент дома автоматически становится заглубленным. Иными словами, он будет представлять собой полноценную стену под землей, а не просто основание для строения.

Фундамент для сооружения с подвалом

Если подвал делается уже после возведения основного сооружения, то необходимо соблюдать следующее правило: образовавшиеся после выемки грунта пустоты не должны попасть в пределы 45-градусной проекции подошвы ленточного фундамента с одной и другой стороны.

Фундамент должен иметь достаточно широкую подошву.

Фундамент следует делать максимально прочным и надежным, чтобы его стены могли успешно противостоять горизонтальным сдвигам вследствие давления окружающего грунта. В качестве фундаментного основания рекомендуется использовать подушку из монолитного бетона, связанную с лентой арматурным каркасом. Так как вес фундамента достаточно большой, подошву следует делать широкой.

Давление грунта на стену подвала.

Планируя строительство цокольного этажа, который в дальнейшем станет жилой комнатой, следует учитывать, что высокие стены (от 200 см и более), расположенные под землей, будут в течение всего времени эксплуатации испытывать значительное давление со стороны грунта. Поэтому в процессе возведения подвального помещения армированию бетонной стены следует уделить особое внимание.

Шаг между арматурными стержнями в каркасе стены не должен быть чересчур большим. Рекомендуется делать его меньше 40 см по горизонтали и вертикали. Каркас стены должен быть обязательно связан с каркасом фундаментной подушки. Кроме того, необходимо соблюдать правила армирования углов и примыканий стен.

Монолитная армированная бетонная стена является оптимальным вариантом в плане прочности, долговечности и устойчивости к давлению грунта. Такая конструкция надежнее, чем, к примеру, блочные или кирпичные.

Дополнительное усиление конструкции достигается за счет постройки пересекающихся внутренних стен подвального помещения под внутренними стенами сооружения.

Минимальная толщина стен

В зависимости от используемых в строительстве материалов, а также глубины подземного помещения, существуют минимальные значения толщины стен подвалов, а также ширины подошвы фундамента.

Расчет толщины подвальных стен при строительстве из различных материалов (минимальные значения).

Если стены подвала возводятся из небольших по размеру строительных блоков (например, керамзитобетонных), то кладка должна быть обязательно усилена с помощью продольного армирования и армопояса, проложенного по верхней границе кладки. Что касается сборных бетонных блоков, то нужно учитывать тот факт, что для фундамента дома с подвалом подходят только те, которые произведены с использованием бетона М150 и выше.

Ширина стен и размеры подошвы фундамента из монолитного бетона и блоков.

Представленная выше таблица предполагает, что:

  • Стены имеют боковое опирание, если балки потолка подвального помещения опираются о верхнюю часть его стены.
  • Если в стене имеется промежуток (проем) шириной более 120 см, или несколько промежутков, суммарная ширина которых больше 1/4 длины стены, а армирование по контуру этих промежутков отсутствует – часть стены под проемом рассчитывается как не имеющая бокового опирания. В том случае, если ширина участков стены меньше ширины промежутков, то вся стена считается как один большой проем.

Эти критерии нужно учитывать, производя расчет для стены подвала. Конструкция должна обладать хорошей устойчивостью. Следует также помнить об одном из правил строительства – устойчивость стены напрямую зависит от ее длины. Чем она короче, тем конструкция крепче и надежнее.

Деформационные швы

Для больших подвальных помещений (длина стен составляет больше 25 метров) необходимо устройство специальных деформационных швов, которые будут располагаться друг от друга на расстоянии в 15 метров или меньше. Кроме того, швы должны иметься в местах, где наблюдаются перепады высоты сооружения. Их конструкция должна предусматривать защиту от проникновения влаги внутрь подвала.

Расстояние от облицовки до земли

Если внешняя отделка дома производится при помощи кирпича, то декоративная кладка может быть продолжена и на часть стены подвального помещения, которая выступает над землей (верхняя часть подвальной стены должна подниматься не менее чем на 15 см над поверхностью грунта).

Толщина надземной части подвальной стены в этом случае может быть уменьшена до 9 см. Облицовочная кладка крепится к бетонной стене с помощью специальных стяжек. Расстояние между стяжками не должно быть слишком большим: до 90 см по горизонтали и до 20 см по вертикали. Свободное пространство между стеной и облицовочной кладкой заполняется раствором.

Если же облицовка первого этажа будет выполнена из дерева или посредством оштукатуривания по теплоизоляционному материалу либо обрешетке, то от нижней границы обшивки до грунта должен оставаться промежуток в 25 см и более.

Арматурный каркас

Стены цокольного этажа или подвального помещения, как уже было сказано ранее, нуждаются в дополнительном укреплении при помощи арматурного каркаса. Важным качеством такого каркаса является его упругость. Именно поэтому рекомендуется использовать вязку арматурных прутьев, а не жесткое сварочное соединение.

В процессе эксплуатации здания происходят некоторые подвижки фундамента. Это случается во время обильных осадков или при морозном пучении грунта. Арматурный каркас внутри подземных стен будет подвергаться серьезной нагрузке. Со связанными между собой стержнями в таких условиях ничего не произойдет, в то время как сварочное соединение при значительном давлении попросту ломается. А ремонт в подобных ситуациях чрезвычайно сложен и дорог.

Самостоятельно провести армирование стен не всегда просто. Особенно если вы ранее не занимались строительством и не обладаете требуемыми навыками и умениями. Для этой работы рекомендуется нанять профессиональных строителей.

Толщина стен подвала, диаметр используемой арматуры и количество строительных материалов должны быть заранее определены с учетом особенностей эксплуатации сооружения, уровня грунтовых вод и других факторов.

Устройство подвала

Подвальное помещение является разновидностью заглубленного фундамента. Подвальным считается этаж, у которого уровень пола помещений ниже уровня планировочной отметки земли более чем на половину их высоты. Высоту подвала принимают равной 1,9…2,2 м. этого достаточно для размещения складских помещений или для установки генераторов тепла. Если в подвале планируется уст­роить тренажерный или игровой зал, то его высоту назначают не менее чем в жилых комнатах.

В подвальных помещениях удобно хранить продукты, делать заготовки. Это обус­ловлено свойством грунта сохранять почти постоянную температуру. На глубине 1,5…2 м от поверхности земли она держится на уровне 5 °С — зимой и 10 °С — летом.

Цокольный (полуподвальный) этаж заглубляют в грунт не более чем на полови­ну высоты этажа. Достаточно часто цокольный этаж устраивают при строительстве на сложном рельефе. Высоту цокольного этажа приравнивают к высоте жилых помещений.

Наличие подвала — желание любого застройщика. Это и понятно. Увеличива­ются полезные площади без увеличения габаритов дома. Стоимостной уровень жи­лья, если предполагается его когда-нибудь продавать, также повышается.

Надо учитывать, что стоимость создания подвального помещения почти в 1,5 — 2 раза выше, чем надземного этажа, если требуется надежная гидроизоляция от грунтовых вод.

Вместе с тем, при расположении дома на сухих грунтах наличие в нем подвала или цокольного этажа оправдано и желательно, так как затраты на него оказывают­ся в 2 — 4 раза меньше тех, что потребуются для создания обычного этажа с такой же полезной площадью.

Внимание!

Если Вы предполагаете применять в качестве топлива для приготовления пищи или для обогрева не магистральный газ, а привозной сжиженный газ (пропан), то от подвала или цокольного этажа лучше отказаться. Этот газ тяжелее воздуха. При случайной протечке он может скопиться в нижних непроветриваемых полостях до­ма и привести к взрыву (рис. 1).

Рис. 1

Конструктивное выполнение подвала и фундамента под него определяется уровнем грунтовых вод, степенью пучинистости грунта, типом перекрытия и схемой выполнения гидроизоляции подвала.

С позиции устройства фундамента под домом подвал выполняется по двум схе­мам: с опорой на плиту (рис. 2, а) и с опорой на ленту (рис. 2, б). Каждая из них имеет свою применимость и свою себестоимость.

Рис. 2

Возводить дом с подвалом при высоком уровне грунтовых вод следует на пли­те. Армирование плиты и её бетонирование потребует немало средств, но так обес­печить герметичность соединения плиты со стенами подвала значительно проще. Толщина плиты (15…25 см) зависит от габаритов дома и расположения внутренних силовых стен подвала. Арматура плиты представляет собой жесткий пространствен­ный каркас, уложенный по всей её площади. Диаметр арматуры — 12… 15 мм.

При высоком уровне грунтовых вод для желающих строить дом с подвалом можно воспользоваться известным приемом. Глубину котлована под подвал делают небольшую, до уровня грунтовых вод. После возведения подвала извле­ченный грунт насыпается вокруг будущего дома, который окажется на некотором возвышении. Зрительный образ дома будет более выигрышным, и грунтовые воды не будут сильно беспокоить.

Если уровень грунтовых вод низкий и проблема обеспечения герметичности подвала перед застройщиком не стоит, то стены подвала можно опирать на ленту. При такой конструкции пол подвала — не силовой. С лентой фундамента и со стена­ми он не соединяется. Толщина ленты — 20…30 см, ширина — больше толщины сте­ны на 4…5 см.

Что касается толщины стен подвала, то она определяется самим строительным материалом, пучинистостью грунта, глубиной заложения подвала в грунт, длиной стен и типом перекрытий (рис. 3). Если стены заглублены в непучинистый грунт более чем на 1 м, то их толщину опреде­ляют с учетом бокового давления грунта (табл. 1).

Рис. 3

Таблица 1. Минимальная толщина стен подвала в непучинистых грунтах

Материал стен подвала

Глубина подвала от пола до отмостки (м)

Толщина стен подвала при их длине в свету (см)

до 2 м

2 -Зм

3 -4м

Железобетон

1,0-1,5

1,5 — 2,0

10

15

15

20

20

25

Монолитный бетон

1,0 — 2,0

2,0 — 2,5

20

25

25

30

30

40

Бетонные блоки

1,0- 1,5

1,5 — 2,0

25

30

30

40

40

50

Бутобетон

1,0 — 1,5

1,5 — 2,0

30

35

35

40

40

50

Кирпичная кладка

1,0-1,5

1,5 — 2,0

25

38

38

51

51

64

Бутовая кладка

1,0- 1,5

1,5 — 2,0

40

50

50

60

60

70

При таких толщинах стен на непучи­нистых грунтах перекрытия подвала не обязательно должны быть бетонными.

Основная задача застройщика, ре­шившегося на устройство подвала, — ис­ключить его увлажнение от грунтовых или паводковых вод. Капиллярная влага не должна вызвать увеличение влажности в помещении или увлажнение самой кон­струкции дома.

Для герметизации подвала применяют три схемы расположения герметизирую­щего слоя:

  • наружная противонапорная;
  • внутренняя противонапорная;
  • гидроизоляция для защиты от капиллярной влаги.

При выполнении наружной противонапорной гидроизоляции следует учитывать, что её верхний край должен быть выше предполагаемого уровня грунтовых вод не менее чем на 0,5 м (рис. 4, а). Давление от слоя гидроизоляции передается па силовые ограждающие элементы пола и стен, что делает её более предпочтительной.

Рис. 4

Горизонтальный участок гидроизоляции наносится по выровненной и гладкой бетонной подготовке до устройства днища подвала. Такая стяжка толщиной 4…5 см выполняется из смеси песка и цемента 6:1, которую желательно проармировать сет­кой. На подготовленную поверхность плиты наносят слой грунтовки, а на него — би­тумную мастику. После этого настилают полотна рубероида с перехлестом не менее чем 10 см. За стены подвала рубероид должен выступать на 15 см. При влажных грунтах изоляцию выполняют из двух слоев толя или используют рубероид. Чтобы предохранить изоляцию от повреждений, снаружи ее закрывают слоем цементного раствора. Если в качестве рулонного материала применяют толь, то на бетон нано­сят дегтевую пропитку.

Вертикальные участки рулонной гидроизоляции наносятся на стены и защища­ются снаружи кладкой в полкирпича, бетонными плитами или же слоем набрызга бетона. Перехлест горизонтального и вертикального участков гидроизоляции вы­полняют подгибом горизонтальной гидроизоляции не менее чем на 15 см. Верти­кальную гидроизоляцию выводят не менее чем на 15 см над поверхностью грунта.

Если грунтовые воды залегают ниже отметки пола подвала и грунты там мало­влажные, то достаточно ограничиться обмазочной гидроизоляцией с нанесением го­рячей битумной мастики в два слоя толщиной до 2 мм. Перед нанесением мастики стены следует покрыть грунтовкой.

Пространство между стенами подвала и грунтом забивают жирной глиной, уст­раивая глиняный замок.

Внутренняя противонапорная гидроизоляция устраивается, как правило, в уже существующих зданиях или при проведении ремонтных работ, связанных с устране­нием протечки ограждающих конструкций подвала (рис. 4, б). Так как давление на отдельные участки стен внутреннего кессона может быть значительным, то для его восприятия требуются конструктивные усиления.

Гидроизоляция подвала от капиллярной влаги не требует проведения работ высо­кого качества, как этого требовалось при создании противонапорной гидроизоля­ции. Разумеется, эта схема гидроизоляции не подходит для защиты от напорных вод (рис. 4, в).

Внутренняя противонапорная гидроизоляция на штукатурном растворе стала применяться относительно недавно, с появлением штукатурных растворов, обладаю­щих высокой степенью адгезии и быстрым схватыванием. При напорах до 2 — 3 мет­ров, что характерно для подвалов жилых домов, использование подобных гидроизоля­ционных штукатурных составов и мастик позволяет выполнять внутреннюю гидро­изоляцию без создания кессона, с передачей водной нагрузки на штукатурный раствор (рис. 4, г). Как правило, такой вариант гидроизоляции используется при ремонтно-восстановительных работах в качестве дополнения к существующему варианту.

Если слой герметизации не выдержал и произошла протечка, то устранение это­го недостатка, даже засыпкой подвала грунтом, ни к чему хорошему не приведет, т. к. влаге очень сложно уйти из герметичного подвала. Поэтому постоянная сырость в подполе неизбежна, даже когда грунтовые воды уйдут далеко вниз. Правда, можно надеяться на современные гидроизолирующие покрытия, шпаклевки. Но если в под­вале уже настелены полы, выполнены отделочные работы, то устранить подобные протечки будет непросто.

Многими застройщиками, только начинающими свой строительный путь, не учитывается гидростатическое давление грунтовых вод. Это может привести к всплытию подвалов и погребов, смотровых ям гаражей и выгребных ям канализа­ции, незаполненных бассейнов. Все перечисленное — достаточно частые явления, ес­ли уровень грунтовых или паводковых вод высок, а вес сооружения небольшой.

Из практики речного флота

Достаточно давно в качестве пристани на реках и озерах используются плаву­чие дебаркадеры — пристани, нижняя, она же главная часть которых представляет собой герметичный железобетонный корпус. Сверху на нем сооружается легкое дву­хэтажное деревянное строение самой пристани.

Именно так следует представлять дом с подвалом или погреб тем, у кого воз­можно повышение уровня грунтовых или паводковых вод выше уровня их пола.

Герметичность подвала обеспечивается водонепроницаемостью стен и плиты дома, на которой он возведен.

Рис. 5

Из практики индивидуального застройщика

При достаточно высоком уровне паводковых вод застройщик всё же решил де­лать подвал. Дом небольшой, 6×8 м, можно попробовать. Все было сделано почти по науке.

Отрыли котлован глубиной 1,8 м, сделали подсыпку из крупнозернистого песка, застелили гидроизоляцию, а на ней отлили бетонное основание толщиной 10 см с ар­мированием его сеткой (плитой такое тонкое железобетонное создание не назовешь). После этого точно по периметру застройщик уложил три ряда фундаментных бло­ков ФБС и перекрыл подвал плитами.

Пришла весна. Караул!!! Пол подвала сильно подняло, через образовавшиеся тре­щины пошла вода (рис. 5).

Что произошло?

Гидростатическое давление, действующее на пол снизу, оказалось закритическим. При уровне воды в грунте выше пола подвала на 1 м на единицу площади пола действует давление в 1 тонну. То есть на всю площадь этого подвала в 48 м2 действу­ет снизу сила в 48 тонн. Это вес очень тяжелого танка или целого вагона. Тонкий пол этого не смог выдержать.

Как надо было сделать. Плита пола должна быть толщиной не менее 20 см, и её армирование должно быть грамотно выполнено. Существенное усиление пола под­вала можно было бы обеспечить возведением одной поперечной стены.

Мели приглядеться к такому фундаменту, то бросается в глаза слишком близкое расположение стены к краю плиты, на которую она опирается. Наш застройщик уло­жил фундаментные блоки вплотную к периметру бетонного пола. Видимо, решил сэ­кономить на объеме земляных работ и бетонировании. При таком исполнении этого узла пол подвала от давления грунта сразу от края интенсивно начинает загружаться изгибающим моментом (рис. 6, а).

Большие изгибающие нагрузки — это и значительные деформации, и разруша­ющие напряжения в плите подвала. При слабом уплотнении грунта под плитой это проявляется в большей степени.

В варианте, когда плита пола выходит за контур стены на 30 — 40 см (рис. 6, б), максимальная величина изгибающего момента становится значительно ниже. Плиту можно было бы делать тоньше, не боясь деформаций и разрушений.

Рис. 6

Похожее разрушение плиты пола может произойти и с незаглубленной плитой. Тяжелый гараж может сильно деформировать плиту, особенно если нарушена её це­лостность удлиненным проемом под смотровую яму (рис. 7).

Рис. 7

При устройстве подвала на его стены укладывают бетонные перекрытия. Это связано с тем, что боковое давление грунта на стены необходимо на что-то передать. Особенно большое боковое нагружение стен возникает от пучения грунта, так как он стремится расшириться при своем замерзании во все стороны. Жесткие перекрытия позволяют замкнуть на себя нагрузки, приходящиеся на стены подвала со всех сто­рон. Эта расчетная схема рассматривает стену подвала как набор вертикально расположенных балок, передающих нагрузку от грунта на бетонный пол и на бетонное пе­рекрытие (рис. 8).

Рис. 8

Именно поэтому стены подвала при строительстве загружают бетонным пере­крытием в этот же сезон, не дожидаясь, пока пучинистый грунт своим расширением наклонит стены внутрь подвала.

Эта схема принята при возведении подвала по технологии ТИСЭ. Такие верти­кальные балки создаются в каждом четвертом вертикальном канале стены после их заполнения арматурой и бетоном. Схема эта хорошо работает вне зависимости от га­баритов подвала и разбивки внутренних его стен.

Это интересно

При силовой схеме, представляющей стену в виде набора вертикальных балок, стены подвала можно выполнять тем тоньше, чем тяжелее дом сверху (из условий напряженного состояния стены, загруженной весом и боковым давлением). В этих ус­ловиях в массиве бетона отсутствуют растягивающие напряжения, от которых он мог бы разрушиться.

При возведении стен подвала из готовых бетонных блоков выполняют горизон­тальное армирование. В этом случае стена работает по другой расчетной схеме, при которой она рассматривается как набор горизонтально расположенных балок, передающих боковую нагрузку от грунта на внешние и внутренние стены подвала. Из-за большого пролета такой горизонтальной балки стена подвала должна иметь большую толщину или эффективное горизонтальное армирование (рис. 9).

Рис. 9

В реальности стену подвала следует рассматривать как набор одновременно ра­ботающих вертикальных и горизонтальных балок. Причем чем тяжелее сам дом, чем большим весом загружены стены подвала, тем ближе расчетная схема к стене с вер­тикально расположенными балками.

Из строительной практики

Возведение стен подвала часто выполняют с использованием крупногабаритных го­товых фундаментных блоков ФБС (рис. 10). Как правило, при выполнении угловой пере­вязки с этими блоками, перехлёст блоков по всей длине стены — самый минимальный.

При слабом горизонтальном армировании узкая зона вертикальных стыков ФБС превращается в шарнирное соединение. При отсутствии подвального перекрытия и достаточно большом давлении грунта, подверженного пучинистым явлениям, часть стены может уйти вовнутрь.

Рис. 10

Исправить ситуацию и остановить процесс разрушения стен подвала возможно только с возведением в подвале подкрепляющих стенок. Это достаточно дорогое удовольствие, да и подвал потеряет всю свою привлекательность.

Разрушиться стена подвала от давления грунта может и без пучинистых явле­ний, при монтаже плит перекрытия. Опоры автокрана, установленные в непосредст­венной близости от стен подвала, создают в грунте достаточно высокий уровень на­пряжений. Нагрузка на выдвижную опору и боковое давление грунта на стены под­вала особенно высоки, когда идет монтаж дальних плит, наиболее удаленных от ав­токрана (рис. 11).

Рис. 11

Чтобы не случилось подобного разрушения, расстояние от стены до края опор­ной площадки автокрана должно быть не меньше 0,8 м.

Начинать монтаж перекрытия следует с укладки ближних плит, которые смогут усилить устойчивость стен подвала.

Устройство подвала начинается с рытья котлована. При планировании этого этапа работ застройщик не должен забывать о том, что в зимнее время граница про­мерзания в зоне котлована опустится. Грунт с плотной структурой при насыщении водой и замерзании может снизить свою плотность и подняться на 10…15 см (рис. 12, а). Если же застройщик успел возвести подвал, но не предусмотрел его утепления, то пучинистые явления могут поднять подвал на 10…15 см, вызвав разру­шения или недопустимые смещения. Чтобы этого не случилось, следует утеплить подвал по одной из двух схем, предусматривающих утепление по полу или по под­вальному перекрытию (рис. 12, б, в). Последний вариант более удачен, так как при отсутствии перекрытия стены подвала от давления пучинистого грунта могут накло­ниться внутрь. Снеговой покров здесь можно считать утеплением подвала.

Рис. 12

Планируя утепление и гидроизоляцию стен подвала снаружи, обращаем внима­ние на качественное выполнение их монтажа. Поверхности, контактирующие с мерзлым грунтом, должны быть ровными, а соединение их со стеной — надежные. Дело в том, что пучинистый грунт при своем расширении может захватить часть по­крытия и разорвать его (рис. 13, а). Попадание влаги в стену будет неизбежным.

Силы сцепления грунта с утеплителем можно существенно понизить, введя слой песка между грунтом и утеплителем и устроив эффективный дренаж. Песок не должен быть мелким, а грунт и песок лучше разделить толью или полиэтиленом. Ги­дроизоляцию располагают под утеплителем, нанося её на саму стену. Песчаная за­сыпка должна быть соединена с дренажной системой (рис. 13, б). Верхние две тре­ти песчаной засыпки можно заменить грунтом. Снаружи утеплитель может быть за­щищен кирпичной кладкой или жесткими панелями (цементо-стружечная плита или асбоцементный лист).

Рис. 13

[PDF] Методика определения бокового давления грунта на гибкие

Download Методика определения бокового давления грунта на гибкие…

Гладков И.Л., Жемчугов А.А., Салмин И.А. (ПНИПУ, ООО «ИнжПроектСтрой» г.Пермь ) Методика определения бокового давления грунта на гибкие подпорные стены в зависимости от горизонтальных перемещений Задача определения бокового давления грунта на гибкие подпорные стены не нова. Целью работы является обобщение знаний в данной области, а также разработка математической модели для численной реализации рассматриваемой задачи. Величина горизонтального давления грунта на гибкие подпорные стены зависит от угла наклона поверхности грунта к горизонту, его физикомеханических свойств, сил трения на контакте «подпорная стена – грунтовый массив», а также от величины горизонтальных перемещений конструкции. Результирующее давление на ограждение определяется суммой эффективного давления, вызванного напряженно-деформированным состоянием скелета грунта, и порового давления воды. В ряде случаев, поровое давление воды на ограждение определяется давлением столба жидкости, находящегося над расчетным сечением. В случае если котлован устраивают в неводонасыщенных грунтах, результирующее давление грунта на ограждение будет полностью определяться эффективным давлением. Для описания бокового давления грунта на ограждение σ x рассмотрим простейшую расчетную схему, представленную на рис.1.

Рис. 1 Расчетная схема: xz – система координат, hk – глубина котлована,

u x – горизонтальные перемещения ограждения Давление грунта на неподвижную стену (u x = 0 ) , называется давлением в состоянии покоя и определяется выражением: σ 0 ( z ) = σ x ( z , u x ) u x =0 = λ0γ z , (1)

где λ0 – коэффициент бокового давления грунта в состоянии покоя; γ – удельный вес грунта; z – расстояние от поверхности грунта до рассматриваемой точки. При значительных смещениях стены от грунта на глубине z реализуется активное давление на ограждение σ a , которое соответствует минимальному значению давления. Пассивное давление σ p , реализуется при значительных смещениях стены на грунт и соответствует максимальному значению давления. В случае отсутствия нагрузки на поверхности грунта, выражения для определения активного и пассивного давлений имеют вид:

σ a ( z ) = λa γz − cλac , σ p ( z ) = λ p γz + cλ pc ,

(2) (3)

где λa – коэффициент активного давления грунта, λac – коэффициент учета влияния связности грунта на активное давление, λ p – коэффициент пассивного давления грунта, λ pc – коэффициент учета влияния связности грунта на пассивное давление, c – удельное сцепление грунта. Активное и пассивное давление грунта на ограждение являются предельными величинами давлений, то есть, эффективное давление всегда находится в диапазоне: σ a (z ) ≤ σ x (z, u x ) ≤ σ p (z )

(4)

Зависимость эффективного горизонтального давления грунта на удерживающую конструкцию в интервале u x ∈ u p , ua имеет сложный характер (Рис. 2) [3].

(

)

Рис. 2 График зависимости давления грунта на подпорную стену в зависимости от ее перемещения: 1 – фактическое давление, 2 – аппроксимация кусочно-линейной функцией

Функцию изменения величины давления σ x на некоторой глубине z от перемещений можно представить следующим образом: ux ≤ u p σ p ,  σ x (u x ) =  f (u x ), u p

(5)

С некоторым допущением функцию f (u x ) можно заменить линейной функцией (рис.2) [1]:

f (u x ) = σ 0 − ku x ,

(6)

Где k – коэффициент жесткости грунта, σ 0 – давление грунта в состоянии покоя. В качестве коэффициента жесткости грунта можно использовать коэффициент постели грунта [2]. Результирующим давлением на ограждение является сумма эффективных давлений на ограждение с обеих сторон стены. Представим в виде двух графиков эффективное давление грунта на подпорную стену со стороны грунта (слева) и со стороны котлована (справа) в зависимости от горизонтального перемещения стены (рис.3а).

а)

б)

Рис. 3 График зависимости давления грунта на подпорную стену от ее перемещения: а) эпюры эффективных давлений на ограждение слева и справа; б) эпюра результирующего давления на ограждение

Построим функцию σ x ( z, u x ) в виде кусочно-заданной функции для любого значения z . Для описания отдельных участков диаграммы будем использовать (1), (2), (3), (6), добавляя индексы «l» , «r» для слагаемых, относящихся к левой и правой стороне ограждения. В случае, когда стена с обеих сторон окружена грунтовым массивом, σ x ( z, u x ) примет вид: σ lp ( z ) − σ ar ( z − hk ), u x ≤ u1  l r l u1

(

)

(7)

Если отдельно рассмотреть результирующее давление на ограждение до заделки ( z ≤ hk ) , то выражение (7) примет вид: σ lp ( z ), u x ≤ u1  l σ x ( z , u x ) = σ 0 ( z ) − k l u x , u1

(8)

Подставим выражения (1),(2),(3) в (7) и (8): λlp γz + cλlpc , u x ≤ u1  σ x ( z , u x ) = λl0γz − k l u x , u1

(

)

(9) u x ≤ u1 u1

(10)

u3

Существует значительное количество методов определения коэффициентов активного, пассивного давления и давления грунта в состоянии покоя в зависимости от угла внутреннего трения грунта ϕ и угла трения по контакту с ограждением δ [1]-[8]. При допущении о горизонтальной поверхности засыпки и отсутствии наклонов граней конструкции к вертикали, коэффициент активного горизонтального давления принимает вид:

cos 2 (ϕ )

λa =

(11)

 sin (δ + ϕ )sin (ϕ )  1 +  cos(δ )   Коэффициент пассивного горизонтального давления принимает вид: cos 2 (ϕ ) (12) λp = 2  sin (δ + ϕ )sin (ϕ )  1 −  cos(δ )   2

В [9] приведен обзор существующих методов расчета коэффициента бокового давления грунта в состоянии покоя. 1,0

0,8 Яки λ0 0,6

Хартман Яки по Хартману Пузыревский

0,4

Зидек 0,2 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

φº

Рис. 4 Зависимость коэффициента давление грунта в состоянии покоя от угла внутреннего трения

Из рис. 4 видно, что предложенные методы дают различные значения коэффициента λ0 при одном и том же угле внутреннего трения ϕ . Согласно [3] наиболее обоснованный метод расчета коэффициента λ0 был предложен Яки:

λ0 = 1 − sin (ϕ )

(13)

Для полного описания всех компонент, входящих в (10), необходимо определить λac , λ pc . Согласно [2] данные величины определяются следующими зависимостями: 1 ⋅ [1 − λa ] tg (ϕ ) 1 = ⋅ λp −1 tg (ϕ )

λac = λ pc

[

]

(14) (15)

При помощи выражений (10)-(15) можно полностью описать давление грунта на гибкую вертикальную подпорную стену в зависимости от перемещений. Расчет ограждения котлована с использованием рассмотренной модели «ручным» способом является слишком трудоемким. Данная расчетная схема численно реализована в программном комплексе GeoWall. В качестве примера рассмотрим расчет ограждения котлована в однородном грунте ( γ = 20 кН / м 3 , с = 8 кПа , ϕ = 16 o ) с устройством одного ряда распорных систем из металлических труб Ø325×8 мм длиной 8 м с шагом 3 м. Длина ограждения составляет 9 м, глубина котлована – 5 м (рис.5).

Рис. 5 Расчетная схема в программе GeoWall

На рис. 6 приведены графики давления грунта на ограждение. 0 150

100

50

0

-1

-50

-100

σ, кПа -150

-2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9

z, м

Рис. 6 Горизонтальное давление на ограждение в зависимости от глубины слева и справа от ограждения

Из рис. 6 видно, что значение эффективного горизонтального давления σ x с каждой из сторон лежит между предельными значениями – активным σ a

и пассивным σ p . Вследствие малых перемещений давление σ x слева на некоторых участках по высоте ограждения больше активного σ a . Давление σ x справа на небольшой глубине от дна котлована достигает предельного значения σ p , а на остальном участке σ x ∈ σ 0 ,σ p . В том случае, если давление справа

(

)

σ x по всей глубине заделки достигнет величины пассивного давления σ p , заделка потеряет устойчивость. Следует отметить, что при перемещении ограждения вправо, эффективное давления на левой стороне ограждения σ x ∈ (σ 0 ,σ a ) , а эффективное давление на правой стороне ограждения σ x ∈ σ 0 ,σ p . Для определения перемещений гибкой подпорной стены можно воспользоваться численными методами, например, методом конечных элементов с учетом рассмотренной методики. Для решения задачи можно организовать итерационный процесс, в котором осуществляется корректировка давлений на ограждение в зависимости от его перемещений. Как показала практика, данная схема дает устойчивое решение.

(

)

Список литературы 1. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*. 2. Основания фундаменты и подземные сооружения/М. И. ГорбуновПосадов, В. А. Ильичев, В. И. Крутов и др.; под. общ. ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. –М.: Стройиздат, 1985. – 480 с., ил. – (Справочник проектировщика). 3. Клейн Г.К. Расчет подпорных стен. – М.: Высшая школа, 1964. – 196 с. 4. СНиП 2.06.07-87 Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. 5. ВСН 167-70 Технические указания по проектированию подпорных стен для транспортного строительства. 6. РД 31.31.55-93 Инструкция по проектированию морских причальных и берегоукрепительных сооружений. 7. Справочное пособие к СНиП Проектирование подпорных стен и стен подвалов. (К СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий». 8. Chang-Yu Ou. Deep Excavation. Departament of Construction Engineering, National Taiwan University of Science and Technology, Taipei, Taiwan. 9. Богомолов А.Н., Калиновский С.А., Бабаханов, Б.С., Шиян С.И., Шолудько С.Л. О назначении расчетной величины коэффициента бокового давления грунта в предельного состоянии // Фундаменты глубокого заложения и проблемы освоения подземного пространства. Материалы международной конференции, Пермь, 2011.

Давление грунта, действующее на стену подвала

1-й этаж выше уровня земли

Указываются силы, которые удерживают стену подвала в нужном положении — сила на цокольном этаже / плите и сила от балок первого этажа над уровнем земли. на рисунке ниже.

Результирующая сила давления грунта, действующего на стену подвала, может быть рассчитана как

F a = 0,5 K γ h с 2 (1a)

где

F a = равнодействующая сила, действующая на стену подвала (кН)

ч с = высота засыпного грунта (м)

γ = удельный вес засыпного грунта (кН / м 3 )

K = коэффициент давления грунта в состоянии покоя

Коэффициент давления грунта в состоянии покоя можно рассчитать как

K = μ / (1 — μ) (1b)

где

μ = коэффициент Пуассона

Коэффициенты Пуассона для некоторых типичных грунтов обратной засыпки:

  • глина: 0.41
  • песок: 0,29
  • супесчаный глина: 0,37
  • супесь: 0,31

Удельный вес можно рассчитать как

γ = ρ a г (1c)

, где

ρ = плотность почвы (кг / м 3 )

a g = ускорение свободного падения (9,81 м / с 2 )

Плотность для некоторых типичных материалы засыпки:

  • глина, сухая: 1600 кг / м 3
  • песок, сухая: 1555 кг / м 3

Действующее положение действующей силы можно рассчитать как

d a = h s /3 (1d)

где

d a = расстояние от нижней части ба стенка (м)

Максимальный изгибающий момент, действующий в стене подвала, можно рассчитать как

M max = (F a h s /3 ht) (h s + (2 h s /3) (h s / (3 h t )) 1/2 ) (1e)

где

M max = максимальный момент в стена подвала (Нм)

Положение максимального момента в стене подвала можно рассчитать как

d м = h с (h с / (3 h t )) 1 / 2 (1f)

Примечание! — растрескивание стены подвала возможно там, где момент максимальный.Из-за натяжения стержни арматуры следует сосредоточить ближе к внутренней стене.


1-й этаж на уровне земли

Силы, которые удерживают стену подвала в нужном положении — сила на полу / плите подвала и сила от балок первого этажа на уровне земли — показаны на рисунке ниже.

Результирующая сила давления грунта, действующего на стену подвала, может быть рассчитана как

F a = 0,5 K γ h с 2 (2a)

Действующее положение действующая сила может быть рассчитана как

d a = h s /3 (2b)

, где

d a = расстояние от нижней части стены подвала (м)

Максимальный момент, действующий в стене подвала, можно рассчитать как

M max = 0.128 F a h s (2c)

где

M max = максимальный момент в стене подвала (Нм)

Положение макс. момент в стене подвала можно рассчитать как

d м = 0,42 h с (2e)

Пример — давление грунта на стену подвала

Стена подвала высотой 2,5 м засыпана песком.

Коэффициент Пуассона для песка равен 0,29, а коэффициент давления грунта можно рассчитать как

K = 0,29 / (1 — 0,29)

= 0,41

Удельный вес для песка можно рассчитать как

γ = (1555 кг / м 3 ) (9,81 м / с 2 )

= 15255 Н / м 3

= 15,3 кН / м 3

Результирующая сила, действующая на стену подвала, может быть рассчитана как

F a = 0.5 (0,41) ( 15,3 кН / м 3 ) (2,5 м) 2

= 19,6 кН

Действующее положение результирующей силы можно рассчитать как

d a = (2,5 м) / 3

= 0,83 м

Максимальный момент, действующий в стене подвала, можно рассчитать как

M max = 0,128 (19,6 кН) (2,5 м)

= 6.3 кНм

Положение макс. момент в стене подвала можно рассчитать как

d м = 0,42 (2,5 м)

= 1,05 м

Конструктивная опора — Проектирование стены фундамента

Проектирование стены фундамента


Фундамент стены выдерживают вес (нагрузку) здания и распределяют эту нагрузку на землю. Для неглубоких фундаментных стен на твердом грунте конструкция обычно проста, особенно для легких зданий.


Однако для фундаментных стен вдоль всего цокольного этажа правильная конструкция имеет тенденцию быть более сложной, даже для относительно легких зданий с деревянным каркасом.


В следующем отчете обсуждаются проблемы с дефектной конструкцией стен фундамента подвала для бокового давления грунта. Хотя обсуждаемые примеры взяты из Нью-Джерси, основные принципы, конечно, применимы где угодно.










4


4 9104 9106 9106 Дизайн 9104 Расчетное перемещение наиболее понятное назначение фундаментных стен и опор под стеной.


Для всех конструкций, опирающихся на грунт, может произойти некоторая осадка, поскольку грунт сжимается. Для большинства домов на одну семью почти все окончательное урегулирование будет происходить во время строительства и в течение первых нескольких лет после строительства. Конечно, возникли серьезные проблемы с чрезмерной осадкой. Основными причинами являются сжимаемый грунт, лежащий под землей, а также отсутствие надлежащих исследований подстилающих грунтов (до строительства) и отсутствие надлежащего проектирования.


Основными типами почв являются песчаные, глинистые, илы и органические. Однако даже в пределах каждого основного типа грунта существует очень широкий диапазон характеристик, включая сжимаемость.


Вес («нагрузка»), приложенный к почве, вызывает напряжение в почве намного ниже отметки, на которую прикладывается нагрузка. Почвы обычно располагаются слоями, причем каждый слой имеет разные свойства почвы. Слой очень сжимаемой («мягкой») почвы может находиться под слоем прочной и плотной почвы.Это условие может легко привести к чрезмерной осадке, особенно если сжимаемый слой находится всего на несколько футов ниже основания основания.


Строительные нормы IBC / IRC включают «предполагаемую» несущую способность, основанную на визуальной идентификации грунта у основания основания. Предполагаемая несущая способность обычно консервативна для легких зданий, таких как дом с деревянным каркасом. Однако всегда существует вероятность того, что под видимым грунтом окажется слой другого грунта с гораздо большей сжимаемостью.


Мелкие раскопки («испытательные ямы») иногда могут быть полезны для получения информации о подстилающих грунтах. Однако для получения подробной информации обо всех нижележащих грунтах, которые могут повлиять на осадку фундамента, необходимы более глубокие грунтовые скважины.


Почвы могут иметь неожиданные свойства, которые необходимо тщательно учитывать. В различных районах США эффект «набухания» глинистых почв необходимо учитывать при проектировании.


Защита от морозного пучения


В регионах с холодным зимним климатом почва у поверхности может замерзнуть.В зависимости от различных факторов, такая мерзлая почва может двигаться вверх или «вздыбляться», вызывая повреждение практически любого фундамента, построенного на почве.


Чтобы предотвратить такое повреждение, строительные нормы и правила требуют, чтобы основание фундамента находилось на минимальном расстоянии ниже готовой поверхности (поверхности земли). Так называемая «глубина промерзания» зависит от местоположения, как показано на стандартных картах глубины промерзания.


Чистый песок и чистая глина обычно не подвержены морозному пучению. Однако большинство почв представляют собой смеси песка, глины и ила, поэтому необходима защита от морозного пучения.


Основные требования к конструкции фундаментных стен


Обычно считается, что фундаментная стена должна выдерживать вертикальную нагрузку (вес) от здания. Следовательно, стена должна обладать достаточной способностью противостоять сжимающей силе. Каменная кладка (камень, кирпич, бетонный блок) и бетон обладают более чем достаточной прочностью на сжатие.


Фундаментные стены вокруг подвалов должны также действовать как подпорные стены, сопротивляясь боковому (горизонтальному) давлению грунта со стороны грунта на внешнюю поверхность стены.Дизайнер часто пренебрегает этим важным требованием, что приводит к серьезным повреждениям; примеры см. в отчете, упомянутом выше.


В районах с высокой скоростью ветра фундаментные стены должны выдерживать подъемные силы от ярусов и анкерных болтов. Тщательный дизайн необходим для обеспечения адекватной емкости.


Расчет для бокового давления грунта


При проектировании стен фундамента подвала для сопротивления боковому давлению грунта необходимо учитывать следующее;


1-Тип засыпки грунтом, у фундаментной стены

2-Риск высокого уровня грунтовых вод, над основанием стены

3-Возможность вертикальной засыпки, поверх готовой поверхности

4-Боковая опора сверху стены

5-Прочность стены на изгиб

6-Как стена выдерживает боковое давление


Величина бокового давления зависит от типа почвы.2.


Вес автомобилей на плите гаража или проезжей части вызывает повышенное поперечное усилие на стену фундамента.


Вес дополнительного грунта, размещенного на исходном уровне, может значительно увеличить поперечное усилие. Такое состояние часто возникает при установке приподнятого патио вдоль задней стены дома; легко может произойти серьезное повреждение прилегающей фундаментной стены.


Подрядчики ошибочно убеждают владельцев, что установка узкого зазора между приподнятым внутренним двориком и фундаментной стеной предотвратит любое неблагоприятное воздействие на фундаментную стену из-за веса приподнятого внутреннего дворика.Схема «гэпа» недействительна. Вес нового грунта (для приподнятого патио) и повышенное давление на фундаментную стену практически не изменились. Один из способов (возможно) понять это — принять во внимание вес большого самосвала, засыпанного землей, припаркованного у стены фундамента подвала. Этот вес вызывает повышенное давление на фундаментную стену, даже если грузовик не соприкасается со стеной. То же самое и с весом почвы для патио.


Риск высокого уровня грунтовых вод чаще всего контролируется с помощью дренажных труб по периметру.Однако, когда известно, что высокие уровни грунтовых вод встречаются часто, может быть наиболее целесообразным спроектировать фундаментную стену с учетом гидростатического (водяного) давления наряду с давлением почвы (которое затем снижается до «плавучего» значения).


Соответствующая боковая поддержка вдоль верхней части стены важна, если конструкция основана на вертикальном перекрытии стены, что является обычным условием. Когда балки перекрытия параллельны стене, между балками должны быть проложены линии деревянных блоков, к которым прибивается фанерная обшивка пола.


Часто упускается из виду необходимость правильно спроектировать соединения балок перекрытия и блокировки с пластиной порога наверху стены. Эти соединения должны иметь расчетную способность противостоять поперечной силе от засыпки грунтом.


Анкерные болты, соединяющие пластину порога с верхней частью стены, также должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать поперечную силу от грунтовой засыпки. Минимальные расстояния между анкерными болтами, указанные в строительных нормах, не предназначены для обеспечения необходимой прочности для сопротивления боковому давлению грунта.Правильный дизайн особенно важен, когда высота засыпки грунта составляет 6 футов или более.


Следует тщательно учитывать отсутствие боковой поддержки вдоль проема лестницы в подвал. В этом случае верхняя часть стены должна охватывать горизонтально между соседними сегментами стены, которые могут перекрывать друг друга по вертикали.


Боковая опора вдоль верхней части стены не требуется, если правильно спроектированные пилястры или опоры устанавливаются напротив внутренней поверхности фундаментной стены. Чтобы такие опоры были эффективными (расстояние от 6 до 8 футов для жилых помещений), они должны быть усилены стальными арматурными стержнями, простирающимися вниз в бетонное основание (основание), которое больше, чем опора.


Вдали от углов, других пересекающихся стен или опор на внутренней поверхности стены возникает напряжение растяжения, поскольку стена изгибается (вертикально) в ответ на боковое давление грунта. Горизонтальные швы стен из бетонных блоков особенно слабы при растяжении, поэтому часто возникают трещины, если стена не имеет достаточной прочности на изгиб, которая зависит от толщины стены.


Вблизи углов и других вертикальных боковых опорных элементов (пересекающихся стен, опор) стена сопротивляется изгибу как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.Такое поведение приводит к появлению «ступенчатых трещин» в горизонтальных и вертикальных стыках раствора блочной стены на внутренней стороне стены.


Также вблизи углов и других вертикальных боковых опор напряжение растяжения возникает на внешней поверхности стены, вызывая вертикальные трещины на внешней поверхности.


Вертикальные арматурные стержни могут быть установлены в блочные стены (и бетонные стены) для значительного увеличения прочности на изгиб. Армирование также минимизирует ширину любых возникающих трещин.


Бетонные фундаментные стены


Простые бетонные стены (без арматурных стержней) имеют гораздо большую прочность на изгиб, чем бетонные блоки. Однако правильный дизайн по-прежнему важен.


Бетон имеет хорошо известное свойство растрескивания из-за «усадки». Чаще всего в стенах фундамента подвала возникает много узких («мелких») и очень мелких трещин (вертикальных или почти вертикальных). Усадочные трещины часто заходят в стену из углов оконных проемов.Как правило, узкие усадочные трещины не влияют на конструктивную способность стены.


Также могут возникать относительно широкие усадочные трещины. Однако широкая трещина указывает на потенциальную проблему из-за чрезмерного бокового давления грунта или осадки. Такая трещина могла начаться как узкая усадочная трещина, а затем расширилась из-за силы, оказываемой стеной.


Американский институт бетона (ACI) предоставляет подробные спецификации и стандарты для проектирования бетонных фундаментных стен.


Использование сборных железобетонных фундаментных стен увеличивалось благодаря преимуществам, включая сокращение времени строительства на объекте. Однако проектировщик здания остается ответственным за то, чтобы сборная стена имела адекватную боковую поддержку, особенно вдоль верхней части стены. Эти стены спроектированы (производителем) так, чтобы перекрывать их только в вертикальном направлении.


Производители сборных стен обычно рекомендуют ставить стену только на «основу» из щебня.Хотя было показано, что этот метод опоры подходит для легких зданий, необходимо тщательно продумать вопрос обеспечения надлежащей ширины и толщины камня, чтобы гарантировать, что нагрузка от фундаментной стены хорошо распределяется на почву под камнем.








A Грунтовка для повреждения стены подвала (Encore 1 мая 2017 г.)

Итак, вы нашли дом своей мечты: идеальное расположение, тихая улица, великолепный ландшафт, планировка комнат соответствует вашему стилю жизни, цвета соответствуют вашей мебели.Вам не терпится расслабиться в застекленном патио или на качелях на большом крыльце. Но у вас есть некоторые сомнения: как насчет этих трещин в стенах подвала? Давайте посмотрим на них.

Стены подвала служат вертикальной опорой для деревянного каркаса выше (рис. 1). Если конструкция выше, содержимое конструкции и стены подвала слишком тяжелы для почвы под фундаментом или если почва падает в результате оползня, уплотнения заполняющего материала, усадки и т. Д., Тогда стены опускаются.Когда падение не равномерное, стенки изгибаются, как карандаш, или срезаются, как рвется лист бумаги.

Рисунок 1 — Обычная конструкция стены подвала.

Рис. 2 — Обычное растрескивание на ступенях лестницы с растрескиванием вверху шире, чем внизу.

Трещины от движения земли могут иметь вертикальный, горизонтальный или ступенчатый характер (рисунок 2). Когда внешние концы стены (стен) опускаются больше, чем центральные части, вертикальное или ступенчатое растрескивание вверху обычно шире, чем внизу.Если центр опускается больше, чем концы, трещина внизу будет шире, чем вверху. Часто вертикальное растрескивание или растрескивание ступенек из-за неравномерного падения будет подтверждаться вертикальным смещением поперек трещины. То есть видно, что часть стены с одной стороны ниже, чем часть с другой стороны.

Горизонтальные трещины в нижних швах стены часто возникают из-за движения грунта под основанием и часто из-за уплотнения заполнителя (уплотнение под собственным весом или экстремальные колебания влажности), обрушения туннеля внизу (например, в шахте проседание), усыхание чувствительного к влаге грунта при потере влаги и т. д.это заставляет почву, поддерживающую основание, выпадать из-под стены. Это заставляет стену свисать с каркаса выше. Так как кладка слаба при растяжении (растяжении), нижняя часть стены часто отламывается и падает на осыпающуюся почву.

Если падение части стены происходит из-за оседания, то есть из-за веса конструкции, расположенной выше, содержимое и стена сжимают почву, и скорость движения обычно со временем замедляется. Если падение происходит из-за уплотнения заполняющего материала, оползня или усадки, оно может продолжаться или останавливаться, ускоряться или замедляться.Историю падения можно определить по свидетельствам, обнаруженным в ремонте, ямочном ремонте, покраске и отделке здания.

Откидной фундамент может быть подкреплен новой опорой под существующей или может поддерживаться на винтовых опорах. Однако, поскольку обычно необходимо определить, почему грунт не может адекватно поддерживать конструкцию, может потребоваться инженер по грунтовым поверхностям для оценки условий, прежде чем можно будет выбрать ремонт.

Стены подвала не только поддерживают верхний каркас, но также удерживают землю и грунтовые воды из подвала.Стена подвала противостоит внутреннему давлению земляной засыпки и грунтовых вод, простираясь по вертикали между цокольным этажом и деревянным каркасом над ним (рис. 1). Засыпка и грунтовые воды за стеной проталкиваются внутрь, так как цокольный этаж и каркас первого этажа удерживают стену на месте.

Величина давления грунта, создаваемого землей, зависит от высоты засыпки над цокольным этажом, метода укладки и состояния почвы.Величина напора грунтовых вод зависит от глубины залегания воды в засыпке. На эту глубину влияют интенсивность дождя, эффективность поверхностного дренажа и дренажа крыши, эффективность дренажа фундамента и способность почвы пропускать воду в дренажные отверстия в фундаменте или на уровень грунтовых вод.

Обычная каменная стена из неармированного бетона имеет ограниченную способность противостоять этим нагрузкам. Информация об ограничениях прочности опубликована Национальной ассоциацией бетонных кладок (NCMA) в NCMA-TEK 15-1.NCMA рекомендует, чтобы кирпичная стена из неармированного бетона толщиной восемь дюймов могла безопасно выдерживать несбалансированный грунт в пять футов для средних почвенных условий. То есть высота засыпки составляет пять футов над цокольным этажом. NCMA рекомендует, чтобы неармированная бетонная каменная стена толщиной двенадцать дюймов могла безопасно выдерживать несбалансированный грунт в семь футов для средних почвенных условий. То есть высота засыпки составляет семь футов над цокольным этажом. NCMA также рекомендует прикрепить верх стены подвала к верхнему каркасу пола с помощью болтов диаметром 1/2 дюйма, расположенных с интервалом не более шести футов, или металлических ремней (Рисунок 1).Каркас деревянного пола обеспечивает боковую поддержку в верхней части стены с помощью болтов или предварительно изготовленных ремней.

Когда стены подвала задерживают чрезмерное количество грунтовых вод, на внутренней стороне стен обычно появляются пятна от влаги, минеральные отложения (высолы), пузыри или отслаивание краски, сырость или просачивание воды (Рисунки 3 и 4).

Рис. 3 — На внутренней поверхности стены видны пятна, отслаивание краски, вздутие краски, минеральные отложения и неоднократное покрытие краски.

Рис. 4 — На внутренней поверхности стены видны пятна, отслаивание краски, вздутие краски, минеральные отложения и повторяющееся покрытие краски.

Когда стены подвала подвергаются чрезмерному давлению грунта и / или чрезмерному давлению грунтовых вод, они часто проявляют видимый прогиб и трещины внутрь. Растрескивание от чрезмерного внутреннего давления обычно состоит из горизонтального растрескивания на средней или средней высоте стены: концы горизонтального растрескивания часто проходят вверх и / или вниз ступенчато, когда горизонтальное растрескивание приближается к концам стены или к краям стены. внутренняя поперечная стена (рисунки 5 и 6).

Если деревянный каркас не поддерживает должным образом верх стены (отсутствие болтов, первые балки параллельны стене, или если балки параллельны стене), верх стены может наклониться внутрь, что приведет к появлению в стене протектора и вертикального растрескивания около середины стены: наклон — это изгиб, который проходит из стороны в сторону.

Рис. 5 — Горизонтальное растрескивание от изгиба внутрь с растрескиванием ступенек на концах.

Рис. 6 — Горизонтальная картина растрескивания от изгиба внутрь может быть изменена путем размещения окна.

Когда тяжелое оборудование эксплуатируется на грунте возле стены подвала, к стене также может применяться третий тип внутреннего давления, называемый избыточным давлением. Дополнительное давление возникает, когда земляная засыпка прижимается вниз и к стене тяжелым предметом. Это явление похоже на движение мороженого наружу, когда печенье из частично растопленного бутерброда с мороженым сжимается.

Рис. 7 — Общая картина обширного и широко распространенного растрескивания вблизи земли от повышенного давления.

Величина избыточного давления от тяжелых предметов возле стены подвала зависит от близости груза, величины нагрузки, концентрации нагрузки и состояния почвы. Чрезмерные дополнительные нагрузки часто возникают, когда тяжелая строительная техника эксплуатируется в пределах нескольких футов от стены или когда грунт обратной засыпки очень влажный.

Стены подвала, поврежденные избыточным давлением, обычно имеют более серьезные повреждения, чем стены, поврежденные чрезмерным давлением грунта и / или грунтовых вод.То есть растрескивание более драматично. На ранее неповрежденной стене обычно появляются трещины в швах раствора вокруг почти каждого блока в рядах на уровне или на несколько футов ниже уровня земли (рис. 7). Это происходит из-за высокого давления, создаваемого прижиманием почвы к стене. Ранее потрескавшаяся стена подвала будет демонстрировать аналогичные повреждения, но картина повреждений будет изменена за счет снятия давления при открытии ранее существовавшей трещины.

Если изгиб внутрь не является чрезмерным, стены подвала, поврежденные чрезмерным внутренним давлением, часто можно отремонтировать путем раскопок за стеной, позволяя стене изгибаться обратно в вертикальное положение, укрепляя полые ячейки бетонного блока вертикальными арматурными стержнями и бетонная заливка, а также фрезерование и повторное обозначение трещин в швах (рисунки с 8 по 10).Если изгиб стены слишком велик, стена требует замены. Система дренажа фундамента также потребует замены в это время. Детали этого ремонта может определить квалифицированный и опытный подрядчик или инженер-строитель.

Рисунок 8 — Прорези для доступа в сердечники блока.

Рисунок 9 — Стальные арматурные стержни, установленные в сердечнике. Отметьте место и длинный круг.

Рис. 10 — Щели закрыты и стержни заполнены относительно текучей бетонной смесью.

Стоимость ремонта или замены стены подвала и дренажной системы фундамента может варьироваться от 100 до 400 долларов за погонный фут в зависимости от доступа к землеройному оборудованию, наличия подрядчиков, внутреннего доступа и отделки, опыта подрядчика и т. Д.

Итак, учитывая все это, это дом вашей мечты или кошмар?

Заявление об ограничении ответственности

Гидростатическое давление | Причина повреждения фундамента подвала

Что такое гидростатическое давление?

Что касается проблем с фундаментом подвала, то лучше всего гидростатическое давление можно описать как постоянную силу давления воды, выделяемую на стены подвала.

Как правило, гидростатическое давление увеличивается с уменьшением глубины под землей из-за увеличения веса земли и силы тяжести, генерирующей направленную сверху силу. Это то, что делает фундаменты подвала, которые находятся под землей во влажных почвенных условиях, настолько уязвимыми для повреждения фундамента. Другими словами, чем глубже фундамент и чем влажнее почва, тем выше риск повреждения конструкции.

Простая для понимания концепция гидростатического давления

Концепция гидростатического давления может быть продемонстрирована на примере того, что происходит глубоко в океане.Чем ниже вы спускаетесь, тем более нагнетаются условия (увеличение давления на 14,5 фунтов на квадратный дюйм на каждые 33 фута), что в конечном итоге приводит к силе настолько мощной, что может привести к разрушению конструкций.

Влияет ли ваш подвал гидростатическим давлением? Что вы можете с этим поделать?

Если фундамент вашего дома или стены подвала построены полностью или частично ниже уровня грунтовых вод или на склоне холма, где вода стекает сверху, будьте осторожны с неистовой природной силой, известной как гидростатическое давление, которая может вызвать трещины в грунте. стены, затопите ваш подвал и в конечном итоге нанесите значительный ущерб, связанный с водой.

Гидростатическое давление описывает внешнее и направленное вниз давление, вызываемое стоячей водой, толкающей любой объект или поверхность, которые блокируют ее, в данном случае — стены вашего подвала. Сила тяжести против стоячей воды безжалостна, заставляя воду толкать и сильно давить на все, что ограничивает ее поток. Вода — это плотное вещество, вес которого составляет около 60 фунтов. на кубический фут объема, и он способен создавать огромное гидростатическое давление, когда огромное его количество не может следовать предполагаемому спуску.

Этот дом на цокольном этаже расположен ниже холма и подвержен стокам, что приводит к высокому уровню гидростатического давления. Что в конечном итоге может привести к растрескиванию стен.

Гидростатическое давление и его влияние на ваш фундамент

Если вы не живете в доме, построенном в пойме реки, вам, вероятно, не стоит беспокоиться о гидростатическом давлении над землей.

Но под землей совсем другое дело. Бетонные фундаментные плиты, соединенные с ними системы перекрытий и стены подвала, которые их окружают, очень уязвимы для разрушительного воздействия гидростатического давления.

Когда подземные участки дома блокируют естественное движение грунтовых вод, во время сильного стока почва становится насыщенной, и фундаментные плиты и стены подвала внезапно подвергаются нагрузке в тысячи фунтов неумолимого гидростатического давления.

Если ваш дом хорошо построен, он может не разрушиться под давлением, по крайней мере, какое-то время. Но есть что-то в стенах подвала вашего дома, чего вы можете не осознавать: они далеко не такие твердые и непроницаемые, как кажутся.Это особенно верно в отношении бетона, который использовался в жилищном строительстве более десяти лет назад, когда бетон часто был более низкого качества, чем сегодня.

Однако, независимо от качества, когда бетон сохнет неравномерно, внутри могут образовываться маленькие микроскопические воздушные трубки, которые могут полностью проходить через бетон от одной стороны к другой.

Вода, находящаяся за стенами подвала и фундаментными плитами, не может разрушить их или вырвать с корнем, но она найдет и заполнит каждое невидимое отверстие в поверхности бетона, которого касается.Это может создать серию крошечных текущих жилок или рек, которые в конечном итоге (непрерывно) будут течь на другой стороне.

Если это происходит в вашем доме, затопление вашего подвала может продолжаться черепашьими темпами. Но будет продолжать работу , и чем дольше почва вокруг вашего дома остается насыщенной, тем хуже будет ваша проблема с затоплением подвала.

Другие видимые признаки проблем с влажностью в подвале из-за гидростатического давления часто включают:

  • Выцветание на стенах или полу подвала
  • Рост плесени
  • Влажность в подвале
  • Странные запахи в подвале
  • Стены, изгибающиеся внутрь или наружу
  • Трещины в стенах

Другие причины затопления подвала

Гидростатическое давление является наиболее частой причиной проникновения воды в подвал.Но это не единственный возможный виновник, и вам не следует возлагать на него роль злодея, как только вы заметите повышенный уровень влажности в самых нижних частях вашего дома.

Другие потенциальные источники проблем с влажностью подвала включают:

  • Утечки подземных вод (водопровод, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, водопроводные трубы, городские водопроводы, спринклеры и т. Д.)
  • Неправильная техника укладки бетона (бетон был неправильно уложен и / или загрязнены водой с самого начала).
  • Бетон, которому не дали высохнуть до укладки пола.
  • Сезонные колебания уровня влажности.
  • Трещины в фундаменте или стенах подвала, не связанные с гидростатическим давлением, возможно, вызванные тяжелым глинистым грунтом вокруг фундамента, который расширяется или сжимается при изменении содержания воды.

Независимо от того, что вы подозреваете, вам следует тщательно изучить ситуацию, самостоятельно или с помощью специалиста по строительным конструкциям, прежде чем делать какие-либо выводы о факторах, способствующих вашим бедам, связанным с наводнением подвала.

Признаки проблем с влагой, связанных с гидростатическим давлением

Внутри вашего подвала признаки нежелательного проникновения воды будут очевидны. Лужи на полу, влага, стекающая по стенам, затхлый запах, очаги плесени или грибка, нашествие насекомых… индикаторы будут безошибочными, и вы, вероятно, броситесь убирать беспорядок.

Но как узнать, действительно ли проблема вызвана гидростатическим давлением? Вот несколько возможных подсказок:

  1. Ваш дом построен на склоне, и вы живете в климате, где дожди являются регулярным явлением.
  2. Ваш дом находится на склоне холма, и проникновение влаги, кажется, начинается или ухудшается весной, когда идет сток от тающего снега.
  3. Вы можете видеть стоячую воду на различных участках вашего газона, что свидетельствует о высокой степени насыщенности почвы.
  4. Если вы выкопаете во дворе яму или траншею глубиной 2–4 фута, дно вскоре наполнится водой.
  5. Кажется, что вода, попадающая в ваш подвал, поступает с разных сторон и в контролируемых количествах.
  6. В бетонной плите или стенах нет видимых трещин или отверстий.
  7. Вы проверили другие возможности и не нашли доказательств, подтверждающих их.
  8. Соседи с соседними домами, построенными на том же уровне или с такими же характеристиками, испытывают те же проблемы с затоплением подвала, что и вы.

Домашние средства для снижения гидростатического давления своими руками — Французский дренаж

Если затопление подвала из-за гидростатического давления продолжается слишком долго, это может нанести долгосрочный ущерб вашему дому. После того, как ваши усилия по дому будут исчерпаны, вам может потребоваться помощь с ремонтом, и вы можете подумать о том, чтобы нанять специалиста по ремонту конструкций, чтобы разработать и внедрить более постоянное решение ваших проблем с проникновением влаги.

К счастью, вы не беспомощны, чтобы противостоять поднимающемуся гидростатическому приливу. Вы можете построить свой собственный водосток, проверенный временем метод для смягчения всех типов проникновения воды и проблем с гидростатическим давлением.

Французские водостоки — это длинные наклонные траншеи, которые содержат непрерывную полосу перфорированной трубы, которая по всему подземному периметру окружена защитным слоем из гравия, щебня или мелких камней. За счет замены тяжелого уплотненного грунта гравием и отвода воды от стен подвала давление снижается.

Траншею следует выкопать на склоне холма на участке, где подземное гидростатическое давление наиболее велико, параллельно поврежденному участку подземной стены подвала (траншею можно вырыть, чтобы огибать дом, если подземное гидростатическое давление является проблемой на более одной стороны). Труба должна опорожняться где-нибудь под гору от вашего дома, например, из сухого колодца, в ливневую канализацию на улице или на соседний лесной участок.

Если источником вашей проблемы с водой является сток с близлежащего холма, ваша французская дренажная траншея может быть довольно мелкой, возможно, начинающейся на глубине двух футов и постепенно спускающейся оттуда.Но если источник затопления подвала находится ниже уровня воды, возможно, вам придется выкопать и установить дренажную трубу глубже, чтобы уловить и отвести достаточно поступающей воды для решения вашей дилеммы.

В то время как неглубокие траншеи можно рыть вручную с помощью лопаты, если требуется более глубокий дренаж, вам может потребоваться арендовать механический траншеекопатель у компании, занимающейся землеройными работами, или в магазине товаров для дома, таком как Home Depot.

В наши дни совсем нетрудно найти в Интернете подробные планы проектирования этих оригинальных систем отвода воды или попросить помощи у друга или соседа, который уже построил такую ​​систему.

Гидростатическое давление и фундамент вашего дома

Хотя утечка и затопление являются наиболее очевидными признаками гидростатического давления, если проблему не решать слишком долго, это может привести к последующему структурному повреждению фундамента вашего дома.

Возможно, вы сможете выполнить мелкий ремонт или убрать беспорядок, вызванный проникновением воды в подвал, но если вы видите признаки растрескивания, вздутия или вздутия в стенах подвала или бетонных плитах, пора обратиться к профессионалам.

Гидростатическое давление — удивительно распространенная проблема в американских домах, и как только вы заметите нежелательную влажность в подвале, не сомневайтесь: определите источник проблемы и примите все необходимые меры для ее немедленного решения.

ДОПУСТИМОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ БЕТОННЫХ СТЕН ФУНДАМЕНТА

ВВЕДЕНИЕ

Подвалы обеспечивают: экономичные жилые, рабочие и складские помещения; удобные места для механического оборудования; убежища во время торнадо и других сильных штормов; и легкий доступ к водопроводу и воздуховодам.Бетонная кладка хорошо подходит для строительства цокольных и фундаментных стен из-за присущей ей прочности, прочности на сжатие, экономичности и устойчивости к огню, термитам и шуму.

Традиционно стены жилых подвалов возводились из простой (неармированной) бетонной кладки, часто спроектированной опытным путем. Стены высотой более 8 футов (2,4 м) или с большими нагрузками на грунт обычно проектируются с использованием железобетонной кладки или расчетных таблиц, включенных в строительные нормы, такие как Международные строительные нормы и правила (см.4).

РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ

Грунт создает боковую нагрузку на фундаментные стены. При проектировании традиционно предполагается, что нагрузка увеличивается линейно с глубиной, что приводит к треугольному распределению нагрузки. Эта боковая нагрузка на грунт выражается как эквивалентное давление жидкости в фунтах на квадратный фут на фут глубины (кПа / м). Максимальное усилие, воздействующее на стену, зависит от общей высоты стены, высоты засыпки грунта, условий опоры стен, типа почвы и наличия каких-либо дополнительных нагрузок на грунт.При проектировании обычно предполагается, что фундаментные стены действуют как простые вертикальные балки, поддерживаемые с боков сверху и снизу.

Фундаментные стены также служат опорой для вышеупомянутой конструкции, передавая вертикальные нагрузки на фундамент. Когда фундамент пролегает вертикально, это вертикальное сжатие противодействует растяжению при изгибе, увеличивая сопротивление стены изгибу. В малоэтажном строительстве эти вертикальные нагрузки обычно невелики по сравнению с прочностью бетонной кладки на сжатие.Кроме того, если стена простирается горизонтально, вертикальное сжатие не компенсирует изгибное напряжение. Эффекты вертикальной нагрузки не включены в таблицы и пример конструкции, представленные в этом TEK (ссылки 2 и 3 включают эффекты вертикальной нагрузки).

ЭМПИРИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН

Эмпирический метод проектирования основан на историческом опыте определения пропорций и размеров элементов кладки. Эмпирический дизайн часто используется при проектировании бетонной кладки фундаментных стен из-за его простоты и истории успешного выполнения.

В Таблице 1 перечислены допустимые высоты засыпки для бетонных фундаментных стен размером 8, 10 и 12 дюймов (203, 254 и 305 мм). Таблица 1 может использоваться для фундаментных стен высотой до 8 футов (2,4 м) при следующих условиях (ссылка 1):

  1. Рельеф, окружающий фундаментную стену, рассчитан для отвода поверхностных вод от фундаментных стен,
  2. Засыпка
  3. осушается для удаления грунтовых вод со стен фундамента,
  4. верхние части фундаментных стен имеют боковую опору перед засыпкой,
  5. длина фундаментных стен между перпендикулярными каменными стенами или пилястрами не должна превышать трехкратную высоту фундаментной стены,
  6. засыпка гранулированная, почвенные условия на участке неширокие,
  7. Кладка
  8. укладывается непрерывным клеевым составом с использованием раствора типа M или S, а
  9. Установки
  10. соответствуют требованиям ASTM C 90 (ref.6).

Если эти условия не могут быть выполнены, стена должна быть спроектирована с использованием либо расчета допустимого напряжения (см. Следующий раздел), либо процедуры расчета прочности (см. Ссылку 5).

Таблица 1 — Эмпирический проект фундаментной стены (ссылка 1)

ДИЗАЙН НА СТЕНУ

Таблицы 2–4 данного ТЭК были рационально спроектированы в соответствии с положениями о допустимом напряжении, указанными в Требованиях Строительных норм для каменных конструкций (см.1) и, следовательно, соответствуют требованиям Международного строительного кодекса, хотя последний ограничивает расстояние между арматурой до 72 дюймов (1829 мм) при использовании своих таблиц. Дополнительные варианты армирования могут быть подходящими и могут быть проверены с помощью инженерного анализа.

В таблицах 2, 3 и 4 перечислены варианты армирования для 8, 10 и 12 дюймов. (203, 254 и 305 мм) толщиной стенки соответственно. Используемые эффективные глубины армирования d (см. Примечания к таблице) являются практическими значениями с учетом различий в толщине лицевой оболочки, диапазоне размеров стержней, минимальном требуемом покрытии цементным раствором и строительных допусках для размещения арматурных стержней.

Таблицы 2–4 основаны на следующем:

  1. без надбавок на прилегающий к стене грунт и без гидростатического давления,
  2. Незначительные осевые нагрузки на стену,
  3. стенка просто поддерживается сверху и снизу,
  4. стена залита только в усиленных ячейках,
  5. Свойства сечения
  6. основаны на минимальной толщине лицевой оболочки и толщины стенки в ASTM C 90 (ссылка 6),
  7. нормативная прочность на сжатие кладки, f ’ м , составляет 1500 фунтов на квадратный дюйм (10.3 МПа),
  8. Предел текучести арматуры, f y , составляет 60 000 фунтов на кв. Дюйм (414 МПа),
  9. Модуль упругости кирпичной кладки, E м , составляет 1350 000 фунтов на квадратный дюйм (9308 МПа),
  10. Модуль упругости стали, E s , составляет 29 000 000 фунтов на квадратный дюйм (200 000 МПа),
  11. максимальная ширина зоны сжатия в шесть раз превышает толщину стены (если расстояние между арматурой превышает это расстояние, способность простой кладки за пределами зоны сжатия распределять нагрузки по горизонтали на армированную секцию была проверена при условии двустороннего действия плиты),
  12. Допустимое растягивающее напряжение в арматуре, F s , составляет 24000 фунтов на кв. Дюйм (165 МПа),
  13. Допустимое напряжение сжатия в кладке, F b , составляет ⅓ f ’ м (500 фунтов на кв. Дюйм, 3.4 МПа),
  14. Раствор
  15. соответствует ASTM C 476 (14 МПа (2000 фунтов на кв. Дюйм), если используются характеристики свойств) (ссылка 7) и
  16. Кладка
  17. укладывается непрерывным соединением с использованием строительного раствора типа M или S и облицовочного раствора.
Таблица 2 — Вертикальное армирование для 8 дюймов (203 мм) бетонных стен фундамента
Таблица 3 — Вертикальное армирование для 10 дюймов.(254 мм) Стены фундамента из бетонной кладки
Таблица 4 — Вертикальное армирование для 12 дюймов (305 мм) бетонных фундаментных стен из кирпичной кладки

ПРИМЕР КОНСТРУКЦИИ

Стена: толщина 12 дюймов (305 мм), высота 12 футов (3,7 м).

Нагрузки: эквивалентное давление жидкости в грунте составляет 45 фунтов на фут (7.07 кПа / м), высота засыпки 10 футов (3,1 м). Никаких осевых, сейсмических и других нагрузок.

По Таблице 4, стержни №8 на 40 дюймов (M 25 на 1016 мм) o.c. достаточно.

ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

Этот раздел не является полным руководством по строительству, а скорее обсуждает те вопросы, которые непосредственно связаны с допущениями при проектировании конструкций.На рисунках 1 и 2 показаны типичные условия поддержки стен, дренажа и защиты от воды.

Перед засыпкой необходимо установить диафрагму пола или укрепить стену, чтобы выдержать нагрузку грунта. В дополнение к отсутствию дополнительных статических или постоянных нагрузок после строительства предположение об отсутствии дополнительных нагрузок на почву также означает, что тяжелое оборудование не должно эксплуатироваться вблизи систем стен подвала, которые не предназначены для несения дополнительной нагрузки.Кроме того, засыпку следует укладывать и уплотнять несколькими подъемниками, стараясь не повредить стены. Также следует позаботиться о том, чтобы не повредить дренажную, гидроизоляционную или внешнюю изоляцию, если таковая имеется.

Рисунок 1 — Типичное основание фундаментной стены
Рисунок 2 — Типичная верхняя часть фундаментной стены

Список литературы

  1. Строительные нормы и правила для каменных конструкций, ACI 530-99 / ASCE 5-99 / TMS 402-99.Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 1999 г.
  2. Таблицы для расчета бетонной кладки, TR 121. Национальная ассоциация бетонных кладок, 2000.
  3. Программное обеспечение для проектирования бетонных стен, CMS-12111. Национальная ассоциация бетонных каменщиков, 1999.
  4. Международный строительный кодекс. Совет Международного кодекса, 2000.
  5. Расчет прочности железобетонных стен фундамента, ТЭК 15-2А. Национальная ассоциация бетонщиков, 1997.
  6. Стандартные спецификации для несущих бетонных блоков, ASTM C 90-01.Американское общество испытаний и материалов, 2001.
  7. Стандартные технические условия на цементную кладку, ASTM C476-01. Американское общество испытаний и материалов, 2001.

Давление земли на непоколебимую стену из-за нагнетания полосы | Международная конференция по океанической и полярной инженерии

В этой статье изучалось горизонтальное давление, действующее на непрочные стены из-за нагрузки на полосу. По результатам экспериментов были сделаны следующие выводы.Если бы засыпка полосы была расположена у торца стены, излишняя нагрузка вызвала бы уменьшение бокового давления в верхней части уплотненной засыпки. Можно сделать вывод, что дополнительная нагрузка, применяемая к верхней части почвы у стены, сжимает элемент почвы по вертикали. Вызванная боковая деформация сделает уплотненный грунт «менее пассивным», а поперечный надвиг грунта уменьшится. Это явление исчезнет, ​​если убрать доплату. Экспериментальная боковая тяга грунта, вызванная дополнительной нагрузкой, была явно меньше теоретических прогнозов.

ВВЕДЕНИЕ

В полевых условиях подпорная стена будет выдерживать не только горизонтальное давление, вызванное массой грунта за стеной, но также увеличение давления из-за дополнительной нагрузки. Для оценки горизонтального давления на подпорные конструкции, вызванного дополнительной нагрузкой, инженеры-геотехники обычно используют уравнения и диаграммы, предложенные в Руководстве по проектированию сооружений ВМС США DM-7.2 (1982), которые основаны на теории упругости и методе изображений.Однако этот вопрос все еще требует дополнительного изучения, поскольку методы, предложенные в руководстве DM-7.2, не учитывают различные граничные условия в полевых условиях. Было проведено несколько исследований по выявлению увеличения бокового давления из-за надбавки. Ренман и Бромс (1972) изучали увеличение бокового давления на стене подвала с помощью натурных испытаний. Шериф и Макки (1977) наблюдали увеличение давления на подпорную стену при повторяющейся нагрузке для моделирования некоторых структур, таких как опоры моста и стены подвала, которые выдерживают нагрузки от движущихся транспортных средств.Этот вопрос также исследовался Smoltczyk et al. (1979) и Ван Ден Берг (1991).

Сброс гидростатического давления | ВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫЙ! Magazine

Одним из важнейших компонентов любой гидроизоляционной системы является удаление воды, которая скапливается вокруг основания и фундамента. В противном случае вода накапливается и под давлением собственного веса будет проникать через трещины и поры в бетонных стенах и подниматься вверх через плиту перекрытия. Если в гидроизоляции есть дефекты, гидростатическое давление обеспечит их утечку.

Решение, конечно же, — удалить воду. Отстойники, листовые дренажные трубы, перфорированные трубы и другие изделия разработаны специально для этой цели, но они должны работать вместе, чтобы система работала должным образом. В новом строительстве по нормам требуется какая-то дренажная система, и при правильном проектировании и установке она может прослужить весь срок службы конструкции. В существующих домах дренажные системы иногда нуждаются в исправлении и ремонте из-за засоров, несоответствующего размера или других проблем.

Гидростатическое давление

Джозеф Бочча из Boccia Inc., компании по гидроизоляции в Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, посвятил свою 40-летнюю карьеру поддержанию сухости домов и зданий. Он объясняет гидростатическое давление на примере толкания пляжного мяча в воду и ощущения сопротивления.

Он говорит: «Это пример гидростатического давления на мяч. Без этого явления подавляющей силой, действующей на воду, является гравитация, которая заставляет ее опускаться в землю, где у нее не было бы причин повернуть направо в подвал.Если подвал окружен насыщенным грунтом, создается гидростатическое давление, которое заставляет воду проникать в оболочку подвала. Уловка состоит в том, чтобы осушить недра почвы, чтобы подвал не находился в воде, а гидростатическое давление не было проблемой ».

Это давление может проявлять огромные силы. Четыре фута воды оказывают давление почти на 300 фунтов на квадратный фут стены, а основание подвала с десятью футами насыщенного грунта над ним должно выдерживать 600 фунтов на квадратный фут.

Дон Уильямс, вице-президент по техническим вопросам Blue Angel Pumps, говорит: «Это физика. Это все равно, что взять ведро и бросить его в бассейн. Если в ведре есть дыра, вода попадет внутрь. То же самое и с домами, и чем больше подвал, тем выше может быть гидростатическое давление. Он найдет трещины в фундаменте, он найдет щели в компенсационных швах, он может использовать пористость в бетоне ».

Гидроизоляционная мембрана в этих условиях обычно не подходит.Под давлением вода будет проникать через плохо герметичные швы в листовых мембранах и участки с недостаточным измельчением в продуктах, наносимых распылением.

Уильямс говорит: «Вместо того, чтобы изолировать фундамент от гидростатического давления, более эффективно и экономически более эффективно сбросить это давление». Он продолжает: «Чем больше структура, тем труднее ее полностью закрыть. Вместо того, чтобы бороться с давлением, почти всегда лучше снимать, контролировать и управлять ».

Инструменты

Стандартные инструменты, используемые для сброса гидростатического давления, — это своего рода дренажная доска или листовой дренаж, позволяющий воде быстро проникать к основанию, плитка для фундамента (обычно глиняная или перфорированная пластиковая труба), которая собирает эту воду и направляет ее к основанию. отстойник и отстойник, который откачивает эту воду от конструкции.

Конечно, есть и другие факторы. Строители и ландшафтные дизайнеры должны убедиться, что земля вокруг строения имеет уклон от здания, а водостоки и водостоки отводят ливневую воду далеко от фундамента.

При существующей конструкции часто очень дорого проверять, ремонтировать или заменять компоненты дренажа на внешней стороне стены, поэтому доступны другие специализированные продукты для снятия гидростатического давления изнутри подвала.

Дренаж

Дуайт Уокер, технический специалист DMX Plastics, говорит: «Система действительно должна иметь эффективную дренажную систему, чтобы направлять воду туда, куда она должна идти. Условия участка и предпочтения подрядчика определяют, какую дренажную систему следует использовать ».

На протяжении веков строители использовали для этой цели гравий. Это дешево и легко доступно, но иногда может забиваться почвой.

Сегодня водостоки из листов с ямочками и панели для защиты из пенопласта используются чаще, и доступны в широком диапазоне размеров, прочности на сжатие, скорости потока, способности фильтрации и химической стойкости, чтобы удовлетворить практически любые требования к водоотведению.

В правильно гидроизолированном подвале дренажные слои предотвращают скопление воды вокруг фундамента.

DMX — один из полудюжины производителей дренажных водостоков с ямочками. Они устанавливаются так, чтобы ямки были обращены к бетону, и механически закреплялись наверху. «Ямочки на мембранах создают воздушное пространство, позволяя воде стекать к плитке основания и рассеивать гидростатическое давление», — говорит Уокер. «Вы хотите слить воду как можно быстрее. В стандартных условиях подойдет стандартный лист с ямочками.”

Обычно лист заканчивается в верхней части основания. Иногда подрядчики подводят его к основанию фундамента, но Уокер говорит, что необходимо позаботиться о том, чтобы перфорированная труба или сливная плитка были установлены за пределами листа с ямочками, иначе система не будет работать. Лучше всего заканчивать лист чуть выше уровня водосточной плитки.

SuperSeal, Delta MS от Cosella-Doerken и MiraDrain от Carlisle Coatings & Waterproofing являются аналогичными системами.

Многие из этих компаний также производят ямчатые мембраны со склеенным геотекстилем для более требовательных применений.

Соображения о почве

Тем, кто проектирует и измеряет дренажные системы, необходимо знать почву, с которой они имеют дело.

«Разные почвы дренируются по-разному», — говорит Уокер. «Некоторые вмещают тонны и тонны воды, а другие пропускают воду через нее».

Точно так же некоторые почвы содержат очень мелкие частицы, которые могут вымыть и закупорить трубу. В этих случаях дополнительный слой геотекстиля вокруг трубы может иметь значение между системой, которая работает должным образом, и системой, которая забивается без возможности ремонта всего за несколько коротких лет.

DMX производит другой продукт с ямочками с геотекстилем, приклеенным к нижней части ямок. Разработанный для песчаных почв и других типов почв с большим количеством «мелких частиц», он устанавливается так, чтобы ямки были обращены в сторону от стены, а геокомпозит находился в контакте с почвой, чтобы предотвратить смывание мелких частиц и засорение дренажа.

При использовании дренажей этого типа (так называемых геокомпозитов) следует также рассмотреть возможность использования плитки для фундамента с фильтровальной тканью поверх плитки, поскольку цель этих плит — отфильтровать мелкие частицы, которые также могут сделать дренажную систему неадекватной за короткий период. времени, если не учитывать должным образом условия почвы.

Другие факторы, такие как расположение (склон холма по сравнению с небольшой впадиной), климат, высокий уровень грунтовых вод и глубина фундамента, также могут потребовать модификаций дренажа.

Уокер говорит: «Выберите правильный продукт для правильного применения». Он добавляет: «Само собой разумеется, что они должны быть установлены правильно, если вы ожидаете, что они будут работать. Следуйте инструкциям производителя по установке ».

Он рекомендует напрямую общаться с производителями, так как иногда бывает сложно получить нужную информацию, особенно в торговых точках большого формата.«Помощник по этажам не может быть экспертом во всем», — говорит он. «Строительные центры снабжения, как правило, лучше подходят для этих типов продуктов, в основном потому, что они не такие большие, как правило, имеют лучшую подготовку и опыт, а спектр продуктов, которые они продают, не такой широкий, что позволяет им быть более специализированными. ”

Дренажные каналы

Уокер говорит: «На протяжении десятилетий стандартным сливом для фундамента или французским водостоком были гравийные и перфорированные трубы. Это рентабельно и в целом работает очень хорошо.Однако любая система, которая надежно удаляет воду из почвы вокруг основания и направляет ее в отстойник, будет работать ».

Строительные нормы и правила определяют, по крайней мере, четыре типа приемлемых дренажных водостоков, включая перфорированную трубу, гравий в траншее, патентованные системы, такие как Form-A-Drain, и щепу пенополистирола с сыпучим заполнением в сетчатом рукаве.

При выборе подходящей дренажной плитки необходимо учитывать размер здания и тип окружающей его почвы. Один эксперт по отстойным насосам советует: «Знайте, с каким типом почвы вы имеете дело, и рассчитайте самые сильные 15-минутные осадки.Это то, к чему мы возвращаемся в дизайне «. Имея эти данные, гидроизолятор может рассчитать, сколько галлонов в минуту необходимо набрать.

Уокер говорит: «Некоторые парни бросают четырехдюймовую трубу и думают, что она хороша. Это правда, что он будет работать в типичных условиях, но его необходимо проверить на пригодность и производительность ».

Он добавляет: «Пока [продукт] может обрабатывать воду и отвечать требованиям, указанным в кодексе, это приемлемо».

Насосы

Вода из дренажа на фундаменте направляется в отстойник, который должен находиться ниже самой нижней точки конструкции.Хотя определение размера приямка и насоса выходит за рамки данной статьи (см. Определение размеров водоотливного насоса в выпуске весны 2013 г.), общая идея состоит в том, чтобы установить систему, которая сможет справиться с объемом воды, подаваемой в течение 15 минут. событие пикового расхода, рассчитанное в разделе выше. В некоторых больших домах может потребоваться несколько приямков.

«Размер и расположение бассейна зависят от региона страны и уровня грунтовых вод», — говорит Уильямс. «Если люди заботятся о затратах, они могут выбрать двигатель меньшей мощности, другие могут захотеть получить лучший результат, но они никогда не должны выбирать продукт, не отвечающий требованиям пиковых нагрузок.”

Аналогичным образом, гидроизоляционные материалы и подрядчики должны настоятельно рекомендовать домовладельцам установить резервный насос с батарейным питанием, который автоматически включится в работу, если насос кондиционера непрерывного действия отключится.

Уильямс говорит: «Обычно, когда отключается электричество, это происходит в самый разгар ливня, и когда вам больше всего нужен насос, он отключается».

Он продолжает: «Большинство строящихся домов не являются элитными домами на заказ. Дополнительные несколько сотен долларов, потраченные на дренаж и насосы, имеют огромное значение.Владельцы без колебаний вложат столько же в столешницы, шкафы или освещение, но им также следует подумать об обновлении систем, защищающих их дом. С самого начала установите беззаботную систему и дайте домовладельцу душевное спокойствие ».

Восстановление

Если дренажный лист и / или дренажная плитка больше не функционируют должным образом, требуется восстановление.

Уильямс указывает, что иногда требуется восстановление, потому что проектировщики не планировали срок службы конструкции.«Подразделения обычно строятся поэтапно, — объясняет он, — и иногда дренажная система, подходящая для нового дома, не сможет выдержать пиковые нагрузки, когда район застроен тротуаром, где деревья и трава. когда-то стоял ». Исправление также может потребоваться, если система была установлена ​​неправильно, имела неправильный размер или забилась илом.

Исторически это означало дорогостоящий, трудоемкий и беспорядочный процесс рытья снаружи подвала для замены дренажной плитки.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *