Песчаное основание под фундамент: Песчаное основание под фундамент, как оно делается

Содержание

Устройство основания для фундамента в Спб и Москве

Щебеночно-песчаное основание, фундаментная «подушка», фундаментная подготовка – все это синонимы устройства основания под фундамент. Расскажем основные моменты, которые необходимо знать при подготовке основания под фундаментную плиту.

Котлован. Формируется в проекции дома на 1м шире по всему периметру площади застройки. С помощью экскаватора погрузчика убирается весь плодородный слой (обычно 30-50см) или насыпной не слежавшийся грунт до проектной отметки, которая совпадает с плотным грунтом. Дно котлована должно быть горизонтальным, что контролируется с помощью нивелира, и зачищено вручную с помощью лопат до грунта с ненарушенной структурой.

Геотекстиль. Это специальная ткань, которая не дает перемешиваться песку с грунтом. Укладываем ее на дно котлована с перехлестами полотен по 20см и делаем выпуски за край котлована примерно на 1м, чтобы в последующем накрыть края песчаного основания для защиты от размывания дождем.

Проекты от архитектурной студии FHDom:

Общая площадь:

90 м²

Общая площадь:

114 м²

Общая площадь:

115 м²

Уплотнение. Основной объем котлована заполняем песком, потому что он обладает высокой несущей способностью, и он дешевле щебня в 3 раза.  Лучше выбирать крупнозернистый карьерный песок без глины. Послойно, по 10см песок трамбуем с помощью специальной виброплиты и проливаем его водой.

Качество уплотнения песка можно проверить с помощью специального измерителя – плотномера или с помощью простых инструментов – арматуры и молотка.

Верхний слой основания – щебень фракции 20-40 тоже трамбуем с помощью виброплиты. Нижний слой щебня еще сильнее уплотняет песчаный слой (т.н. расклиновка). Основной щебеночный слой помимо несущей функции, является дренирующим пластом – при повышении уровня грунтовых вод по нему вода попадает в дренажные трубы и отводится от фундамента. Для эффективного дренажа слой щебня нужно делать не менее 20см.

Все перечисленные работы являются скрытыми – один слой закрывает другой, поэтому требуется фотофиксация, чтобы у заказчика не было сомнений о правильности их выполнения.  

Профилированная мембрана. Изготовлена из полиэтилена высокой плотности с отформованными шипами. Ее укладываем на щебеночное основание с небольшим поверхностным слоем песка — для лучшей фиксации шипов мембраны. Поверхность мембраны эффективно распределяет давление грунта по всей площади фундаментной плиты, что исключает образование точечных нагрузок. Поэтому я использую ее в качестве подбетонки. Мембрана – практически вечная, а бетонная подготовка через какое-то время превратиться в пыль! Делаем выпуски мембраны за периметр дома примерно на 30-50см. Делается это временно для того чтобы закрыть сверху завернутый геотекстиль – чтобы защитить песчаное основание от размывания дождевой водой.

Опалубка. Поверх мембраны устанавливаем опалубку в проектное положение и обязательно до вязки арматурного каркаса приглашаем Заказчика для проверки и согласования привязки дома к участку. В первый раз это делается до начала раскопок котлована. Опалубку передвигать еще можно, а арматурный каркас – нет!

Утепление. Следующий слой – утеплитель ЭППС укладываем четко внутри опалубки в проекции дома. Опалубка надежно фиксирует утеплитель и исключает его смещение во время работ по укладке гидроизоляции. ЭППС предупреждает подвижки грунта под фундаментом при высоком УГВ уровне грунтовых вод, как на данном объекте. Толщина ЭППС должна быть 100мм, если меньше, то утепление неэффективно. Если УГВ низкий, то утеплитель можно не укладывать.

Проекты от архитектурной студии FHDom:

Общая площадь:

90 м²

Общая площадь:

144 м²

Общая площадь:

150 м²

Гидроизоляция. Профилированная мембрана и ЭППС – исключают капиллярный подсос влаги в бетон фундамента, поэтому дополнительной гидроизоляцией можно пренебречь. Но так исторически сложилось, что во всех проектах всегда предусматривается горизонтальная гидроизоляция, а стереотипы разрушать непросто. Поэтому поверх ЭППС я укладываю рулонную битумную гидроизоляцию с проплавлением перехлестов газовой горелкой. Гидроизоляцию также укладываем строго в проекции фундамента. Выпуски гидроизоляции из-под фундамента делать не нужно – пользы это не принесет, а при работах она рвется, и разрывы уходят под фундамент.

Устройство песчаной подушки под фундаменты

При строительстве ленточного фундамента из железобетона, блоков или плитной конструкции необходимо выполнение песчаной подушки. Она является первым нижним слоем, создающим крепкую площадку под строительство основания дома. Песчаная подушка позволяет решить следующие задачи:

  • заменить песком в месте возведения фундамента пучинистые грунты, снижая их негативный фактор;
  • выравнивать дно траншеи под ленту основания или дно котлована;
  • уберечь железобетонную конструкцию от коррозийного эффекта грунтов и проникновения влаги из почвы;
  • обеспечить стабильность между фундаментом и грунтом;
  • избежать промерзания фундамента.

Функционально подушка является промежуточной прослойкой между грунтом и фундаментом, противостоит сжатию и чрезмерной усадке строения.

Материал для песчаной подушки под фундамент

Наилучшим вариантом считается Крупнозернистый песок фракций 0,25 – 0,2 мм, выдерживает серьезные нагрузки. Он не теряет свойства в зависимости от влаги, в полной мере сохраняет свои функциональные качества.

Выполнение работ по созданию песчаной подушки под ленточный фундамент

Поскольку песчаная подушка является важной основой для возводимого фундамента, то ее выполнение начинают с выравнивания дна отрытой траншеи и уплотнения верхнего слоя грунта. Далее в траншею укладывается геотекстиль или другой подобный по свойствам материал. Такая прослойка станет барьером от смешивания песка с грунтом и его заиливания.

Распределить песок слоями, разравнять и тщательно утрамбовать. Количество слоев рассчитывается исходя из общей толщины подушки. Толщина одного песчаного пласта 5 – 10 см. При трамбовке виброплитой, слой можно 15см. Рекомендуется увлажнять песок, поливая водой заранее до засыпки в траншею. Каждый следующий предыдущего. Потом выполнить гидроизоляцию.

Теперь можно приступать к устройству ленты монолитного фундамента из бетона или блоков.

Если грунтовые воды залегают неглубоко, то следует под песчаным основанием сделать дренажный слой из щебня.

При закладке подушки из песка учитываются также и особенности того или другого типа фундамента, которые влекут за собой определенные нюансы в выполнении работ.

Расчеты параметров фундамента песчаной подушки

  • Толщина подушки рассчитывается в зависимости от нагрузки возводимого дома и типа фундамента, глубины промерзания грунтов, близости грунтовых вод.
  • Толщина варьируется в диапазоне 20 – 60 см. Для деревянных строений из бруса, брёвен или каркасной технологии из панелей, подушку делают толщиной в 20 – 40 см.
  • Толщина подушки из песка под ленточную конструкцию не должна превышать тройной размер ширины фундаментной ленты
  • Ширина подушки находится в прямой зависимости от ширины подошвы фундамента и нижней части траншеи. Обычно она на 10 или 20 см превышает значение ширины ленты. Устройство песчаной подушки под фундаменты, которая в разрезе имеет конфигурацию трапеции, с сужающимися под углом в 30 градусов книзу боковыми сторонами считается наиболее надежной.

Во избежание проблем на строительной площадке необходимо также правильно определить нужную кубатуру песка. При подсчете его потребности для фундаментной подушки обязательно следует учитывать уменьшение объема материала при трамбовке. По этой причине расчет необходимого количества кубометров песка увеличивают в среднем на 10–15%. Данный показатель зависит от применяемого вида песчаного материала.

Высота песчаной подушки под плитный фундамент в среднем составляет 30 см. Однако в данном случае обязательно предусматривается и 20-сантиметровый слой щебенки для компенсации пучинистых почв. Измельченный камень является также эффективным дренажным материалом на глинистых грунтах, которые обычно отличаются высоким уровнем залегания грунтовых вод. Нижний щебеночный слой из средних фракций в совокупности с верхним из крупного песка создают стабильное основание для плитного фундамента, справляясь с серьезными нагрузками.

Подушка из песка под свайные конструкции

В яму под сваи насыпать слоями влажный песок и разравнять, каждый слой трамбуется. На верхний хорошо уплотненный слой песка укладывается гидроизоляционный материал.

Толщина песчаной подушки под свайный фундамент — 30 см. Ширина на 15 см больше диаметра опоры.

назначение, материалы и технология укладки

02 Февраля 2020.

Строительство дома начинается с возведения фундамента. Чтобы создать долговечное основание, засыпается песчаная подушка.

Заняться ее обустройством можно самостоятельно, если изучить строительную технологию и купить песок с доставкой.

Назначение песчаной подушки

Технология активно применяется при строительстве на земле, в составе которой высокое содержание торфа, ила и глины. Зимой такая почва сильно подвержена промерзанию и может потерять однородную структуру. Нагрузка на основание будет неравномерной, создастся напряжение в несущей конструкции.

Монолитные стены могут треснуть, произойдет деформация арматуры. Оконные и дверные проемы искривляются под действием сильного напряжения. Песчаная подушка предотвращает эти негативные явления.

Основание из песка продлевает срок службы фундамента и всего здания. Армирование будет защищено от воздействия грунтовых вод. Песок плохо проводит влагу, поэтому бетон не будет разрушаться от влажности.

Выбор материалов

Для возведения песчаной подушки используется крупнозернистый песок. Оптимальный вариант — гравелистый тип с добавлением крупных фракций. Как добавку, можно использовать речной песок средней фракции, предварительно обработанный.

Гравийно-песчаная смесь улучшает компенсационные и дренажные характеристики песчаной подушки. Состав устойчив к сжатию в холодном климате.

Между фундаментом и песчаной прокладкой должен быть гидроизоляционный слой. Так, сама подушка не разрушится от грунтовых вод, армирование не деформируется, а фундамент не будет впитывать влагу.

Укладка под ленточный фундамент

Это самый популярный вид фундамента. Толщина зависит от конкретных особенностей дома. Средняя величина для стандартных зданий — 15-25 см. Подушка должна быть шире ленты на 10-20 см.

Вырывается траншея, на дно которой высыпается песок и выравнивается под уровень. Для хорошей усадки, подушка тщательно увлажняется. Трамбовка основания осуществляется строительной виброплитой.

Готовность основания проверяется так: по поверхности проходит взрослый человек. Если не остались следы, значит песчаная подушка готова. Далее слой выравнивается, и укладывается гидроизоляция.

Для столбчатого или свайного фундамента используется песчано-гравийная подушка. Песчаное основание должно быть шире столба на 10-20 см со всех сторон. Средняя ширина песчаного слоя составляет 20-30 см.

Правила подготовки песчаного основания под фундамент

Соблюдение технологий заливки фундамента оказывает значительное влияние на устойчивость всей постройки. Однако, кроме качества самой смеси необходимо учитывать состояние грунта.

Болотистая и рыхлая почва требует дополнительного усиления каркаса.

Песчаное основание под фундамент

Конструкция представляет собой слоистую систему, в которой формируется подушка из щебня, сверху утрамбовывается песок.

Только после этого начинается монтирование фундамента. Такая особенность позволяет равномерно распределить нагрузку, предотвращая концентрацию давления на каком-то определенном участке. При этом, рекомендовано купить песок на start-autoplus.ru с запасом, на случай усадки слоя.

Требования

Используемый материал должен соответствовать нескольким требованиям:

  • высокая зернистость. Крупные песчинки равномерно заполняют все пространство, и хорошо пропускают воду;
  • низкое содержание примесей. Частицы посторонних пород (земля, соль, глина, известь) препятствуют естественному прохождению жидкости, накапливая конденсат на своей поверхности;
  • исключение добавок в виде органических соединений. К ним относятся трава, листья, кора деревьев, торф, ил. Все, чем богато дно водоема. Постепенно эти накопления создают грязевой, водонепроницаемый слой.

Следует отметить, что качество песка можно проверить собственноручно. Для этого достаточно выкопать небольшую яму и залить водой (около 5 литров). Хорошо просеянный и чистый песок пропустят всю влагу в течение нескольких минут. Если на поверхности остались скопления в виде небольших луж, значит материал грязный.

Правила подготовки

Для формирования песчаного основания необходимо провести несколько действий:

  • выкопанное отверстие под основание выравнивается и засыпается слоем щебня, либо гравия;
  • засыпать песок, залить водой, тщательно утрамбовать. Зачастую использую специальные машины. В ручном режиме процесс может занять значительный промежуток времени;
  • на готовую поверхность укладывается гидроизоляционный материал.

После этого начинается заливка фундамента.

Толщина песчаной подушки определяется архитектором после определения качества почвы, и от варианта применяемого цементного раствора.

При слабом земельном основании необходимо использовать песок и щебень в процентном соотношении 40 к 60. Получается смесь, подходящая под постройку легкого одноэтажного здания без риска просадки под собственной тяжестью.

«Как утрамбовать песчаную подушку под фундамент» | Фишки Ремонта

Недавно я написал статью о том, нужна ли песчаная подушка под фундаментом. В продолжение темы расскажу о методах уплотнения с которыми сталкивался на практике, об их плюсах и минусах. А также о том, почему считаю опасным уплотнение толстого слоя песка.

Instagram dom.pan

Instagram dom.pan

Трамбование

Самый примитивный способ уплотнения — ручные трамбовки. При их использовании слишком много переменных факторов, которые влияют на силу удара. Если хотите утрамбовать обратную засыпку траншеи или песчаную подушку под садовой дорожкой — пожалуйста. Но добиться равномерного уплотнения по всей площади не получится. Поэтому при подготовке основания под фундамент никогда ее не использовал.

Для уплотнения песчаных подушек под ответственные сооружения брал виброплиты и вибротрамбовки. В теории ими можно равномерно утрамбовать слой от 10 до 50 сантиметров и больше. Для этого нужно посчитать количество проходок в зависимости от типа грунта, его характеристик, силы удара, необходимого коэффициента уплотнения и т.д. В самострое никто этого не делает. Впрочем, о том, что получается на практике расскажу чуть ниже.

Проливка

Если пролить песок водой, действительно, можно его уплотнить. Это один из способов, приведенных в п. 2.69 СНиПа 2.02.01-83. Однако в этом же СНиПе (п. 2.32) говорится о том, что нельзя допускать замокания грунтов основания. Что же делать?

Намыв и уплотнение песчаных подушек водой действительно делают. Для этого нужно перевести песок во взвешенное состояние большим количеством воды (в три раза и больше превышающем объем песка). Потом в зависимости от характеристик грунтов дать намытому слою отлежаться 2-5 лет. Ждать никто не хочет, а проливает песчаную подушку каждый второй.

Не буду спорить, если пролить водой рыхлый песок, он станет плотнее. Но как эта вода повлияла на характеристики остальных грунтов? Кому-то повезло, а кому-то не очень…

Расклинивание щебнем

Эффективный и недооцененный способ трамбования поверхностных слоев грунта. Выглядит он просто: поверхность покрывают равномерным слоем щебня крупных фракций (50-70), потом виброплитой за несколько проходок втрамбовывают щебень в песок. Острые грани щебня расклинивают песчаное основание и делают его плотнее.

Не путаем расклинивание со щебеночной подготовкой под бетонные конструкции.

Что получается на практике

Без определения коэффициента уплотнения грунта трамбование всегда получается «пальцем в небо». На слоях 30-40 см это не так ощутимо. Да и пройтись лишний раз с трамбовкой не так сложно.

Когда речь идет о замене слоя слабых грунтов песчаной подушкой более 40 см (допускается п. 2.69 б СНиП 2.02.01-83) важно следить за коэффициентом уплотнения. Обязательно послойное трамбование. Если недоуплотнение идет на каждом слое, в сумме они дают серьезные просадки — появляются ямы.

Особенно явно видны ошибки при уплотнении массивных песчаных подушек под фундаментные плиты. После обильных дождей на идеально ровной поверхности «проваливается» песок в недоуплотненных местах. Будьте внимательны.

На этом у меня все. Спасибо, что дочитали! А если статья была полезна, подписывайтесь на канал. Лучшая благодарность для меня — ваш лайк 👍 и репост.

допуски щебеночное основание | ГЕОДЕЗИСТ.

RU Эхххх… Ещё раз обращаюсь ко всей геодезической общественности: УЧИТЕ МАТЧАСТЬ! В СНиПах и ГОСТах всё очень подробно расписано (хоть и коряво местами). librarian сказал(а): ↑

СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты (Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87)

Нажмите, чтобы раскрыть…

Золотые слова! Никаких Ohr сказал(а): ↑

можно попробовать применить СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги» Таблица 8.2 Пункты 1, 3 и 4.3

Нажмите, чтобы раскрыть…

быть не должно даже рядом!

Теперь поподробнее…

СП 45.13330.2012 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

1. Начинаем внимательно изучать с раздела 6.1 «Вертикальная планировка, разработка выемок» (это они так котлован тут обозвали ). Тут самое главное — это таблица 6.3. Пункты 1 и 5 (кстати, полезно будет запомнить пункт 9 для благоустройства).
По этой таблице определяются первые 2 допуска:
— поверхность грунта после разработки экскаватором. Чаще всего это +10см, ибо перекопка дорого обойдётся, поскольку придётся делать обратную засыпку и дополнительное уплотнение дна.
— поверхность дна котлована после окончательной доработки ±5см.
2. Переходим к разделу 17.1 «Уплотнение грунтов, устройство грунтовых подушек». Вот тут всё коряво… Однако, если внимательно вчитаться, то:
— пункт 17.1.1 г) позволяет нам получить определение: щебень — это грунтовый материал, втрамбовываемый в дно котлована при устройстве грунтовой подушки. А заодно даёт понимание того, что «щебёночное основание» — это некий строительный жаргонизм не определённый Строительными Правилами.
— пункт 17.1.5 «Устройство грунтовых подушек…» — здесь кроется ключевой момент в подразделе а): «грунт для устройства грунтовой подушки должен УПЛОТНЯТЬСЯ…». По законам физики при одновременном добавлении объёмов и увеличении плотности исходного объёма (щебень добавляем в нетрамбованный грунт) общий объём не изменится, а значит и высотная отметка, определённая ранее не изменится.
3. Правильность всех заключений сделанных ранее подтверждает Приложение Н (справочное), таблица Н.1, п. 4 б): «Глубина вытрамбованного котлована — отклонение от проектной отметки не должно превышать ±5см».

ДимаГеодез сказал(а): ↑

Песчаную подушку принимаем как конструкцию в +\- 2 см

Нажмите, чтобы раскрыть…

Понятия «песчаная подушка» — не существует, и как «конструкцию» принимать её нельзя… (есть понятие «песчано-гравийная смесь», имеет такое же определение как и «щебень»)

Дальнейшая точность определяется из логики работы всего пирога:

1. На устроенную грунтовую подушку (±5см) укладывается выравнивающая песчано-цементная стяжка. Вот с этого момента начинается постепенное повышение точности. Обычно в проекте закладывается толщина стяжки 5см. В идеале там где грунт занижен на 5 см — там толщина стяжки будет 10см, а там где завышен — толщина стяжки 0см. Средний разброс таких отклонений даст перерасход близкий к нулю. Несущей способности стяжка не несёт никакой — поэтому и фактическая толщина в конкретном месте не имеет значения. Исполнительная геодезическая схема на стяжку не нужна, ибо не регламентирована руководящими документами. Точность обязаны обеспечить прорабы на основании вынесенных геодезистом маяков (1 на 10-50 метров, как договоритесь или пропишите в ППГР). Единственное, что обязан сделать геодезист на этом этапе, это обеспечить операционный контроль, Приложение А, п.А.1 всё того же СП про земляные работы.
2. Укладываются всяческие гидроизоляции и т.п. — они нас не интересуют, поскольку имеют конкретную толщину, а площади прорабы и ПТО сами посчитают.
3. Заливается бетонное основание фундаментной плиты (оно же «подбетонка») и вот только тут мы начинаем говорить о вменяемой точности и применять СП «Несущие и ограждающие конструкции». По сути от правильности заливки подбетонки зависит толщина плиты. И исполнительная нужна не для того чтобы жадный директор посчитал перерасход, а для того, чтобы если после заливки ФП вылезли какие-либо косяки, можно было бы оценить толщину залитой плиты и авторский надзор мог принять решение о сохранении несущих способностей и об условиях дальнейшего строительства. Естественно логика говорит, что на подбетонку распространяются уже допуски СНиПа «Несущие и ограждающие конструкции».

З.Ы.

Славный Дмитрий сказал(а): ↑

грят что геодез маг и может посчитать объем щебня трамбованого

Нажмите, чтобы раскрыть…

говорят, что кур доят

 

Трамбовка песчаной подушки под фундамент: способы

В принципе, любой, даже далекий от строительства человек, понимает, что трамбовка песчаного основания всегда необходима. Особенно, когда песчаная подушка будет находиться под фундаментом. Сегодня мы не будем обосновывать необходимость этой операции. Потому что это не является целью нашей статьи. Сегодня мы только расскажем о способах, используемых при уплотнении песка.


Что вы узнаете

Ручная трамбовка

Пожалуй, выполнение трамбовки ручным трамбовщиком следует считать самым примитивным способом. Потому что в этом случае возникает большое количество переменных факторов, отражающихся на силе удара. В результате от этого страдает равномерность уплотнения.

Ручные трамбовки

В принципе, трамбовать этим инструментом можно. Но только если речь идет об обратной засыпке какой-то траншеи или об обустройстве песчаной подушки для садовой дорожки. Потому что равномерное уплотнение для подобных объектов не столь критично. Однако для фундамента это действительно важно. Поэтому-то песчаную подушку под фундамент лучше все-таки ручным трамбовщиком не уплотнять.

Читайте также Когда можно возводить ленточный фундамент и как его рассчитать

Если вы намерены уплотнять песчаную подушку под какое-то ответственное сооружение, то лучше воспользоваться виброплитой или вибротрамбовкой. Если подходить к этому вопросу чисто теоретически, то с помощью такого агрегата можно обеспечить равномерную трамбовку слоя песка сантиметров в 10-50. И даже больше.

Но чтобы это получилось действительно качественно, необходимо принять во внимание следующие моменты:

  • тип грунта;
  • его характеристики;
  • сила удара;
  • необходимый коэффициент уплотнения и тд.

Однако, возводя какое-то сооружение своими силами, редко кто это делает. Поэтому-то ручной трамбовки песчаной подушки под фундамент лучше все-таки избегать. Даже если для этого применяются вполне адекватные агрегаты.

Читайте также: Как залить ленточный фундамент

Трамбовка методом проливки

Если проливать песок водой, то его и в самом деле можно очень неплохо уплотнить. Более того, данный способ даже предусмотрен в СНиПе 2.02.01-83 (пункт 2.69). Однако в другом пункте (2.32) этого же СНиПа указано, что замокание грунтов основания недопустимо. Как же эти два противоречивых пункта между собой стыкуются?

Трамбовка песчаной подушки методом проливки применяется, в принципе, довольно часто. Причем для этого песок переводят во взвешенное состояние. Чтобы этого достичь, используют такой объем воды, который втрое превышает объем песка. Затем намытому песку дают отлежаться не менее 2 лет. А лучше – 5 лет.

Уплотнение проливкой

Хотя проливку довольно широко используют в частном строительстве, желания ждать годами ни у кого не возникает.

В принципе, песчаная подушка после проливки оказывается очень плотной. Но не пострадал ли грунт от использованной воды? Вопрос зачастую остается открытым. Кому-то, вероятно, везет. А у кого-то случаются крупные неприятности.

Читайте также: Как обустроить свайный фундамент

Расклинивание с помощью щебня

Данный способ трамбовки поверхностного слоя грунта очень эффективен. Но он явно многими недооценен.

Эта трамбовка выполняется, в принципе, достаточно просто. Она включает в себя только два этапа:

  • во-первых, по поверхностному слою равномерно распределяют щебень крупных фракций;
  • во-вторых, используя виброплиту, утрамбовывают его в песок, выполнив несколько проходок.

В результате песчаное основание расклинивается острыми гранями щебня, и оно становится плотнее.

Читайте также: Что предпринять, если на фундаменте стали появляться трещины

Что может случиться в случае некачественной трамбовки

Если не определять коэффициент уплотнения грунта, то действительное качество трамбовки точно определить, в принципе, невозможно. То есть отслеживать коэффициент уплотнения крайне важно.

Чтобы добиться лучшего уплотнения, трамбовать необходимо послойно. Если недоуплотнение имеется в каждом слое, то в результате оно может стать причиной серьезных просадок. То есть могут появиться ямы.

Ошибки особенно заметны при выполнении уплотнения объемных песчаных подушек, как правило, укладываемых под фундаментными плитами. После обильных осадков на поверхности, которая изначально была идеально ровной, появляются провалы и даже ямы.

Автор статьи:

Я вкладываю в написанные мной материалы всю свою душу и все свои знания в надежде, что это будет полезно посетителям нашего сайта. Буду очень признателен всем, кто решит написать свое мнение о моей работе, свои замечания и предложения в форме для комментариев, имеющейся после каждой из опубликованных мной статей.

Основания и основания для бетонных плит

Хорошо уплотненное земляное полотно предохраняет конструкцию от грязи и обеспечивает равномерную поддержку плиты. Липпинкотт и Джейкобс

То, что находится под вашей бетонной плитой, имеет решающее значение для успешной работы. Это ничем не отличается от фундамента для здания. Плита на земле (или плита на грунте) по определению не должна быть самонесущей. «Система поддержки почвы» под ним предназначена для поддержки плиты.

ЧТО ТАКОЕ ОСНОВАНИЕ/ПЛОЩАДЬ?

Терминология, используемая для систем поддержки грунта, к сожалению, не совсем согласуется, поэтому давайте следовать определениям Американского института бетона, начиная снизу:

  • Земляное полотно — это естественный грунт (или улучшенный грунт), обычно уплотненный
  • Основание — это слой гравия поверх основания
  • .
  • Основание (или базовый слой) — это слой материала поверх основания и непосредственно под плитой

Найти подрядчиков по плитам и фундаментам рядом со мной

Уплотненное основание защищает рабочих от грязи.Энергоэффективная сеть зданий

Единственный слой, который абсолютно необходим, — это земляное полотно — у вас должен быть грунт, чтобы положить плиту на землю поверх него. Если природный грунт относительно чистый и уплотняемый, то можно положить плиту прямо поверх него без дополнительных слоев. Проблемы с этим заключаются в том, что почва может плохо дренироваться и может быть грязной во время строительства, если она намокнет, она может плохо уплотняться, и может быть трудно сделать ее плоской и правильной. Как правило, верхняя часть земляного полотна должна иметь уклон в пределах плюс-минус 1.5 дюймов от указанной отметки.

Подстилающее основание и базовый слой, или и то и другое, дают несколько преимуществ. Чем толще основание, тем большую нагрузку может выдержать плита, поэтому, если на плиту будут воздействовать большие нагрузки, например, грузовики или вилочные погрузчики, проектировщик, вероятно, укажет толщину основания. Основание также может выступать в качестве капиллярного разрыва, предотвращая попадание воды с уровня грунтовых вод в плиту. Материал подстилающего слоя обычно представляет собой недорогой гравий без большого количества мелких частиц.

Переработанный бетонный щебень является отличным источником материала для подстилающего слоя. Производитель бетона

Базовый слой поверх подстилающего основания облегчает достижение нужного уклона и делает его ровным. Если вы используете что-то вроде колье из более тонкого материала на верхней части основания, оно будет поддерживать ваших людей и оборудование во время укладки бетона. Это также сохранит постоянство толщины плиты, что сэкономит деньги на бетоне — самой дорогой части системы. Плоский базовый слой также позволит плите легко скользить по мере ее усадки, уменьшая ограничение и риск образования трещин, поскольку бетон сжимается после укладки (усадка при высыхании).

Вся подложка и базовая система должны иметь толщину не менее 4 дюймов — толще, если инженер считает, что это необходимо для надлежащей поддержки. Материал базового слоя, в соответствии с ACI 302, «Конструкция бетонных полов и плит», должен быть «уплотненным, легко поддающимся обрезке, гранулированным наполнителем, который будет оставаться стабильным и поддерживать строительное движение». ACI 302 рекомендует материал с содержанием мелких частиц от 10 до 30% (прохождение через сито № 100) без глины, ила или органических материалов. Промышленный заполнитель работает хорошо — дробленый переработанный бетонный заполнитель также может работать хорошо.Допуски на базовом слое составляют +0 дюймов и минус 1 дюйм для полов класса 1–3 (типичные полы с низкими допусками) или +0 дюймов и минус ¾ дюйма для полов с более высокими допусками.

ЧТО О ПОЧВЕ?

Песчаный базовый слой легко уплотняется, но может легко искажаться во время строительства. Свободная реформатская церковь Южной реки

Вес плиты и всего, что на ней находится, в конце концов будет поддерживаться грунтом. Когда раскапывают строительную площадку, обычно грунт перемещается — высокие места вырезаются, а низкие засыпаются.Затем все должно быть уплотнено, прежде чем вы уложите бетон, основание и основание.

Тип почвы определяет, что необходимо сделать перед укладкой плиты. Существует три основных типа почвы, и вот что вам следует знать о каждом:

  • Органические почвы , то, что вы могли бы назвать верхними почвами, прекрасно подходят для вашего сада, но ужасны под плитой. Органические почвы не могут быть уплотнены и должны быть удалены и заменены сжимаемым наполнителем.
  • Гранулированные грунты — песок или гравий.Вы можете легко увидеть отдельные частицы, и вода довольно легко стекает с них. Так же, как на пляже, когда вы строите замок из песка, если вы возьмете горсть мокрой гранулированной почвы и сделаете из нее шар, как только он высохнет, он рассыплется. Зернистые грунты обладают наибольшей несущей способностью и легко уплотняются.
  • Связные грунты — глины. Если вы возьмете влажную горсть, вы можете скатать ее в нитку, как с пластилином. Он кажется жирным и гладким между пальцами, а отдельные частицы слишком малы, чтобы их можно было увидеть.Связные грунты часто трудно уплотнить и они приобретают твердую консистенцию при высыхании, но они имеют более низкую несущую способность, чем зернистые грунты. Некоторые глины расширяются при намокании и сжимаются при высыхании, что делает их особенно трудными в качестве материалов для земляного полотна. Лучший способ решить эту проблему — сначала хорошо уплотнить, а затем не дать им промокнуть (обеспечив дренаж). Но по мере того, как земля под плитой со временем высыхает, она сжимается, и плита тонет. Это не большая проблема, если плита изолирована от фундаментов и колонн, а также от любых труб, проходящих через плиту, чтобы она могла немного осесть и равномерно оседать.Часто для расширяющихся глин лучшим подходом является структурная плита, которая вообще не опирается на почву, или плита после натяжения, которая плавает поверх почвы, но не опирается на нее в качестве структурной поддержки.

Последующее натяжение часто является лучшим решением для плиты на слабом грунте. Бетон JC Escamilla

Большинство природных почв, конечно, представляют собой смесь и поэтому характеризуются преобладающим типом материала. Вес, который может выдержать грунт до того, как он разрушится, является его несущей способностью, обычно выражаемой в фунтах на квадратный фут.Однако конструкция основана на допустимом давлении грунта, что добавляет коэффициент безопасности к предельной несущей способности.

Давайте посмотрим на вес, который обычно должен выдерживать грунт земляного полотна. Плита толщиной 6 дюймов весит около 75 фунтов на квадратный фут. Согласно Международному жилищному кодексу, динамическая нагрузка (все, что не является частью самого здания) варьируется от 20 до 60 фунтов на квадратный фут — 50 фунтов на квадратный фут в гараже. Это дает нам 125 фунтов на квадратный фут для поддержки почвы.Чистая песчаная почва может иметь допустимое давление почвы до 2000 фунтов на квадратный фут. Даже бедная почва — ил или мягкая глина — может иметь допустимое давление почвы в 400 фунтов на квадратный фут.

Таким образом, мы видим, что допустимое давление грунта для плиты редко является проблемой. Тем не менее, существует потребность в равномерной поддержке, потому что, если одна часть плиты оседает больше, чем другая, тогда мы получаем изгиб плиты и, возможно, трещины и неравномерную осадку. Очень важно знать, какие области были вырезаны, а какие заполнены — убедитесь, что области насыпи хорошо утрамбованы. Фактически, любая почва, которая была нарушена во время раскопок, должна быть уплотнена.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА

Ключом к системе поддержки почвы является равномерная поддержка, а не сильная поддержка. Конечно, он должен поддерживать плиту, и на большинстве участков это не является большой проблемой, по крайней мере, посередине плиты, поскольку нагрузка распределяется по такой большой площади. Другое дело хорошая крепкая опора по краям и в любых стыках — для предотвращения растрескивания и выкрашивания стыков нам необходимо поддерживать плиту в тех местах, где она может вести себя как консоль и прогибаться в основание.Но с хорошей подложкой это тоже не большая проблема.

Что произойдет с бетонной плитой, если опора будет неравномерной?

Бетон очень прочен на сжатие и не так прочен на растяжение. В плите напряжение часто создается за счет изгиба. Когда кусок бетона изгибается, он испытывает сжатие с одной стороны и растяжение с другой стороны. Бетонная плита может изогнуться вогнутой вверх (как улыбка), если земляное полотно имеет мягкое место посередине, вызывающее растяжение нижней части. Он может загибаться (наподобие хмурости) по свободным краям или в местах стыков, напрягая верхнюю часть.Поэтому, если вся ваша бетонная плита не поддерживается снизу «системой поддержки грунта», она будет легче изгибаться и, вероятно, треснет.

Почему земляное полотно и подстилающее основание вообще позволяют бетону двигаться, разве оно не должно быть абсолютно жестким?

Дело в том, что любой слой грунта или гравия будет сжиматься, если нагрузка будет достаточно высокой, если только плита не уложена на твердую скалу. И в некотором смысле это хорошо, потому что плиты скручиваются, и если основание может немного прогибаться, оно может продолжать поддерживать плиту, даже когда она скручивается.Но если он не обеспечивает равномерную поддержку, если плита должна перекрывать слабые места, плита, вероятно, треснет. На плиту даже не нужно возлагать большую нагрузку — обычно достаточно ее собственного веса, поскольку плита на уклоне обычно не рассчитана на то, чтобы нести даже статическую нагрузку. И когда он треснет, эта трещина пройдет через всю плиту. Если опора под плитой достаточно плохая, вы можете получить дифференциальную осадку поперек трещины, которая оставляет очень неприятный удар и очень несчастного владельца.

Плотность грунта после уплотнения можно проверить с помощью оборудования для ядерных испытаний. Бектел

КАК ПОЛОЖЕНИЕ/ОСНОВАНИЕ ВЛИЯЕТ НА КОНСТРУКЦИЮ ПЛИТЫ?

Мы прилагаем все усилия, чтобы получить надлежащую систему поддержки почвы, и в итоге мы получаем единое входное значение для конструкции плиты. Наиболее часто используемым значением является модуль реакции грунтового основания, k . Это значение не имеет прямого отношения к несущей способности, и k не сообщает проектировщику, имеется ли сжимаемый или расширяющийся грунт.Что он делает, так это указывает, насколько жестким является основание/грунт при небольших отклонениях (около 0,05 дюйма).

Теперь давайте посмотрим, зачем нам нужно знать, насколько гибким является земляное полотно. Для начала важно понять, что плита на земле спроектирована как «простой» бетон. Это означает, что мы не рассчитываем, что арматура выдержит какую-либо нагрузку. Но подожди, говоришь, в плите сталь — сетка да арматура. Да, но эта сталь предназначена только для контроля над трещинами — чтобы они плотно скреплялись.Обычно он не проходит через суставы — в суставах мы хотим передавать только силы сдвига, а не изгибающие моменты и, конечно же, не боковое ограничение. Это то, для чего, в первую очередь, существует стык, чтобы допустить боковую усадку плиты.

Если земляное полотно оседает под середину плиты или по краям, неподдерживаемая часть может привести к трещинам или разрушению плиты.

Итак, если мы не рассчитываем на то, что сталь выдержит любую нагрузку, тогда бетон должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать изгиб.И поддержка, которую он получает снизу, определяет, насколько он будет изгибаться. Как мы уже говорили, бетон не так прочен при растяжении, а поскольку половина изгиба приходится на растяжение, он не так прочен при изгибе. Что делает его прочнее при изгибе, так это более толстая плита.

Плохо уплотненное земляное полотно или большая нагрузка, чем рассчитана плита, может привести к растрескиванию стыков. Билл Палмер

Чем слабее грунтовое основание или чем тяжелее нагрузки, тем толще должна быть плита.Прочность бетона также играет роль, но большинство бетонных плит имеют давление от 3000 до 4000 фунтов на квадратный дюйм, так что это не главный фактор. Прочность бетона на растяжение обычно составляет от 10 до 15% прочности на сжатие, то есть всего около 400 или 500 фунтов на квадратный дюйм. Сравните это с пределом прочности арматуры класса 60, которая составляет 60 000 фунтов на квадратный дюйм.

Здесь следует помнить, что бетонная плита должна быть жесткой, но мы не ожидаем, что основание будет бесконечно жестким. Плита немного осядет, и это нормально с точки зрения конструкции — опять же, если осадка будет равномерной.Опасность, однако, заключается в краях плиты или в стыках, которые достаточно широки, чтобы позволить плите с обеих сторон оседать независимо друг от друга. На этих свободных краях вес, который может нести плита, зависит от жесткости основания и прочности плиты на изгиб, которая в основном зависит от толщины плиты.

Прочтите Предотвращение трещин в бетоне для получения дополнительной информации.

КАК МЫ МОЖЕМ УЛУЧШИТЬ ПОЛОЖЕНИЕ?

Большинство улучшений земляного полотна достигается за счет уплотнения грунта.В экстремальных ситуациях, когда грунт особенно плох или нагрузка велика, можно использовать стабилизацию грунта. В этом процессе портландцемент, хлорид кальция или известь смешиваются с почвой, после чего она уплотняется. Грунт земляного полотна также можно выкопать и смешать с гравием, а затем уплотнить.

Для некоторых сложных грунтов основание может быть размещено поверх слоя георешетки.

Уплотнение почвы — это процесс выдавливания как можно большего количества воздуха и влаги, чтобы сжать твердые частицы почвы вместе — это делает почву более плотной, и, как правило, чем выше плотность почвы, тем выше ее несущая способность. Хорошо уплотненные почвы также не позволяют влаге проникать и выходить так же легко.

Таким образом, уплотнение выполняет следующее:

  • Уменьшает степень сжатия (оседания) грунта, когда на нем находится плита
  • Увеличивает вес, который мы можем на него положить (несущая способность)
  • Предотвращает повреждение от мороза (пучение), если грунт под плитой промерзает
  • Уменьшает отек и сжатие

Насколько грунт может быть уплотнен, инженер-геотехник (или почвовед) измеряет, помещая грунт в цилиндр и ударяя по нему — серьезно.Стандартные или модифицированные тесты Проктора (в каждом из которых используются разные веса для сжатия почвы) определяют взаимосвязь между плотностью почвы и влажностью и сообщают нам максимально разумную плотность почвы, которая может быть достигнута в полевых условиях.

С помощью теста Проктора мы пытаемся определить содержание влаги в почве, которое облегчит ее уплотнение и приведет к максимальной плотности — помните, что плотность напрямую связана с уплотнением. Слишком мало влаги, и почва сухая и плохо сжимается; слишком много влаги, и вы не можете легко выжать воду.Для достижения наилучшего уплотнения оптимальное содержание влаги обычно находится в диапазоне от 10% до 20%. Так что, когда вы услышите, что в соответствии со спецификацией почва должна иметь плотность 95% от максимальной модифицированной плотности по Проктору, вы поймете, что вам нужно, чтобы содержание влаги было примерно правильным, чтобы достичь такого уровня уплотнения.

Кривая плотность-влажность почвы определяет оптимальное содержание влаги и максимальную плотность, достижимую в поле.

Если вы не собираетесь проводить тесты Проктора, есть несколько простых полевых тестов для получения приблизительного представления о несущей способности и влажности:

  • Для определения содержания влаги используйте ручной тест.Сожмите в руке ком земли. Если оно рассыпчатое и не держит форму, оно слишком сухое; если он скатывается в шар, а при падении разбивается на несколько частей, то все в порядке; если он оставляет влагу на вашей руке и не ломается при падении, он слишком влажный.
  • Глина, в которую можно протолкнуть большой палец на несколько дюймов с умеренным усилием, имеет прочность на смятие в диапазоне от 1000 до 2500 фунтов на квадратный фут
  • Сыпучий песок, в который едва можно протолкнуть арматурный стержень №4 вручную, имеет несущую способность от 1000 до 3000 фунтов на квадратный фут
  • Песок, в который можно забить арматурный стержень № 4 примерно на 1 фут с помощью 5-фунтового молота, имеет несущую способность более 2000 фунтов на квадратный фут

Также помните, что уплотнять нужно не только почву (грунтовое полотно).Любые подстилающие слои или базовые слои, которые, как правило, представляют собой гранулированные материалы, также должны быть хорошо уплотнены до необходимой толщины подъема.

Узнайте больше о производстве высококачественных плит на грунте.

Виброплита Видео
Время: 02:18
Правильное функционирование и использование виброплиты для подготовки бетонного основания перед укладкой бетона

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ

Существует два способа уплотнения грунта или земляного полотна: статическая сила или вибрационная сила. Статическая сила — это просто вес машины. Вибрационная сила использует какой-то механизм для вибрации почвы, который уменьшает трение между частицами почвы, позволяя им легче сжиматься.

Тип грунта (или материала земляного полотна) определяет тип оборудования, необходимого для уплотнения:

  • Связные грунты необходимо срезать для уплотнения, поэтому вам нужна машина с высокой ударной силой. Лучше всего использовать трамбовку, а для больших объемов работ — кулачковый каток (похожий на овчинный каток).Подъемники для уплотнения связных грунтов должны быть не толще 6 дюймов.
  • Гранулированные грунты нуждаются только в вибрации частиц, чтобы приблизить их друг к другу. Вибрационные плиты или ролики являются лучшим выбором. Подъемники для гравия могут иметь толщину до 12 дюймов; 10 дюймов для песка.

Для больших объемов работ, таких как автомагистрали или большие плиты, для уплотнения используются большие вибрационные катки с ездовым сиденьем, либо с гладкими катками, либо с овечьими катками. Катки с мотоблоком, либо с мягкими катками, разминающими почву, либо с гладкими вибрационными катками, хороши для работ среднего размера.Для небольших работ наиболее распространенными типами уплотняющего оборудования являются виброплиты (односторонние или реверсивные) и трамбовки.

Статической силы иногда бывает достаточно для уплотнения сыпучих грунтов. Миннесота DOT Катки с шипами используются для уплотнения связных грунтов.

Вот некоторые подробности о каждом из видов снаряжения:

  • Трамбовки , иногда называемые домкратами, имеют вес от 130 до 185 фунтов. Эти инструменты отлично подходят для уплотнения грунта в траншеях для фундамента или для связных глин на небольших участках, поскольку они обеспечивают высокую ударную силу (большая амплитуда, низкая частота).Они не подходят для уплотнения сыпучих материалов, таких как базовые слои.
  • Виброплиты идеально подходят для уплотнения зернистых грунтов и оснований. Доступны веса от 100 до 250 фунтов с размером пластины от 1 до 1,5 футов на 2 фута. Вибрация имеет меньшую амплитуду, но более высокую частоту, чем у трамбовки, и сбалансирована, чтобы заставить машину двигаться вперед.
  • Реверсивные виброплиты хорошо работают на сыпучих грунтах или зернисто-связных смесях.С двумя эксцентриковыми грузами вибрация может быть реверсирована для перемещения машины вперед или назад или для остановки для сжатия одного мягкого места. За свои деньги это хорошие машины из-за их универсальности.
Трамбовки отлично подходят для уплотнения связных грунтов и в условиях ограниченного пространства.
Ваккер Нойсон Виброплиты хорошо подходят для уплотнения сыпучих грунтов.
Ваккер Нойсон

Узнайте больше о требованиях к уплотнению бетоноукладчиков.

УКЛАДКА БЕТОНА

Итак, мы наконец-то уплотнили земляное полотно, а основание и базовый слой уложили и уплотнили.Но что произойдет, если в этот момент произойдет задержка перед укладкой бетона? Если подложка попадает под дождь или замерзает до укладки бетона, она может стать слишком мягкой.

Для большинства внутренних плит пароизоляция должна быть размещена поверх основания перед заливкой бетона.

Лучший способ узнать, правильно ли уплотнено основание и готово ли оно к укладке плиты, — это контрольная прокатка, при которой тяжелонагруженный грузовик (например, полностью загруженный бетоновоз) проезжает по основанию непосредственно перед укладкой бетона, чтобы убедиться, что любые области тонут больше, чем другие.Это должно быть сделано на какой-то сетке, и шины не должны погружаться в поверхность более чем на ½ дюйма. Если в какой-либо части основания или земляного полотна есть какие-либо колеи или откачка воды, то эта область нуждается в большем уплотнении или добавлении гранулированных материалов или просто в том, чтобы дать высохнуть. В худшем случае можно вырыть траншеи или отстойники и откачать воду.

Непосредственно перед укладкой бетона вы также можете разместить гидроизоляцию. Для внутренних полов наилучшее место, как правило, между базовым слоем и бетоном. Подробнее об этом читайте в разделе Пароизоляционные материалы для бетонных плит.

Узнайте больше о правильной подготовке основания для промышленных полов и проездов.

Последнее обновление: 31 июля 2018 г.

Основания и основания для бетонных плит

Хорошо уплотненное земляное полотно предохраняет конструкцию от грязи и обеспечивает равномерную поддержку плиты. Липпинкотт и Джейкобс

То, что находится под вашей бетонной плитой, имеет решающее значение для успешной работы. Это ничем не отличается от фундамента для здания.Плита на земле (или плита на грунте) по определению не должна быть самонесущей. «Система поддержки почвы» под ним предназначена для поддержки плиты.

ЧТО ТАКОЕ ОСНОВАНИЕ/ПЛОЩАДЬ?

Терминология, используемая для систем поддержки грунта, к сожалению, не совсем согласуется, поэтому давайте следовать определениям Американского института бетона, начиная снизу:

  • Земляное полотно — это естественный грунт (или улучшенный грунт), обычно уплотненный
  • Основание — это слой гравия поверх основания
  • .
  • Основание (или базовый слой) — это слой материала поверх основания и непосредственно под плитой

Найти подрядчиков по плитам и фундаментам рядом со мной

Уплотненное основание защищает рабочих от грязи.Энергоэффективная сеть зданий

Единственный слой, который абсолютно необходим, — это земляное полотно — у вас должен быть грунт, чтобы положить плиту на землю поверх него. Если природный грунт относительно чистый и уплотняемый, то можно положить плиту прямо поверх него без дополнительных слоев. Проблемы с этим заключаются в том, что почва может плохо дренироваться и может быть грязной во время строительства, если она намокнет, она может плохо уплотняться, и может быть трудно сделать ее плоской и правильной. Как правило, верхняя часть земляного полотна должна иметь уклон в пределах плюс-минус 1.5 дюймов от указанной отметки.

Подстилающее основание и базовый слой, или и то и другое, дают несколько преимуществ. Чем толще основание, тем большую нагрузку может выдержать плита, поэтому, если на плиту будут воздействовать большие нагрузки, например, грузовики или вилочные погрузчики, проектировщик, вероятно, укажет толщину основания. Основание также может выступать в качестве капиллярного разрыва, предотвращая попадание воды с уровня грунтовых вод в плиту. Материал подстилающего слоя обычно представляет собой недорогой гравий без большого количества мелких частиц.

Переработанный бетонный щебень является отличным источником материала для подстилающего слоя. Производитель бетона

Базовый слой поверх подстилающего основания облегчает достижение нужного уклона и делает его ровным. Если вы используете что-то вроде колье из более тонкого материала на верхней части основания, оно будет поддерживать ваших людей и оборудование во время укладки бетона. Это также сохранит постоянство толщины плиты, что сэкономит деньги на бетоне — самой дорогой части системы. Плоский базовый слой также позволит плите легко скользить по мере ее усадки, уменьшая ограничение и риск образования трещин, поскольку бетон сжимается после укладки (усадка при высыхании).

Вся подложка и базовая система должны иметь толщину не менее 4 дюймов — толще, если инженер считает, что это необходимо для надлежащей поддержки. Материал базового слоя, в соответствии с ACI 302, «Конструкция бетонных полов и плит», должен быть «уплотненным, легко поддающимся обрезке, гранулированным наполнителем, который будет оставаться стабильным и поддерживать строительное движение». ACI 302 рекомендует материал с содержанием мелких частиц от 10 до 30% (прохождение через сито № 100) без глины, ила или органических материалов. Промышленный заполнитель работает хорошо — дробленый переработанный бетонный заполнитель также может работать хорошо.Допуски на базовом слое составляют +0 дюймов и минус 1 дюйм для полов класса 1–3 (типичные полы с низкими допусками) или +0 дюймов и минус ¾ дюйма для полов с более высокими допусками.

ЧТО О ПОЧВЕ?

Песчаный базовый слой легко уплотняется, но может легко искажаться во время строительства. Свободная реформатская церковь Южной реки

Вес плиты и всего, что на ней находится, в конце концов будет поддерживаться грунтом. Когда раскапывают строительную площадку, обычно грунт перемещается — высокие места вырезаются, а низкие засыпаются. Затем все должно быть уплотнено, прежде чем вы уложите бетон, основание и основание.

Тип почвы определяет, что необходимо сделать перед укладкой плиты. Существует три основных типа почвы, и вот что вам следует знать о каждом:

  • Органические почвы , то, что вы могли бы назвать верхними почвами, прекрасно подходят для вашего сада, но ужасны под плитой. Органические почвы не могут быть уплотнены и должны быть удалены и заменены сжимаемым наполнителем.
  • Гранулированные грунты — песок или гравий.Вы можете легко увидеть отдельные частицы, и вода довольно легко стекает с них. Так же, как на пляже, когда вы строите замок из песка, если вы возьмете горсть мокрой гранулированной почвы и сделаете из нее шар, как только он высохнет, он рассыплется. Зернистые грунты обладают наибольшей несущей способностью и легко уплотняются.
  • Связные грунты — глины. Если вы возьмете влажную горсть, вы можете скатать ее в нитку, как с пластилином. Он кажется жирным и гладким между пальцами, а отдельные частицы слишком малы, чтобы их можно было увидеть.Связные грунты часто трудно уплотнить и они приобретают твердую консистенцию при высыхании, но они имеют более низкую несущую способность, чем зернистые грунты. Некоторые глины расширяются при намокании и сжимаются при высыхании, что делает их особенно трудными в качестве материалов для земляного полотна. Лучший способ решить эту проблему — сначала хорошо уплотнить, а затем не дать им промокнуть (обеспечив дренаж). Но по мере того, как земля под плитой со временем высыхает, она сжимается, и плита тонет. Это не большая проблема, если плита изолирована от фундаментов и колонн, а также от любых труб, проходящих через плиту, чтобы она могла немного осесть и равномерно оседать.Часто для расширяющихся глин лучшим подходом является структурная плита, которая вообще не опирается на почву, или плита после натяжения, которая плавает поверх почвы, но не опирается на нее в качестве структурной поддержки.

Последующее натяжение часто является лучшим решением для плиты на слабом грунте. Бетон JC Escamilla

Большинство природных почв, конечно, представляют собой смесь и поэтому характеризуются преобладающим типом материала. Вес, который может выдержать грунт до того, как он разрушится, является его несущей способностью, обычно выражаемой в фунтах на квадратный фут.Однако конструкция основана на допустимом давлении грунта, что добавляет коэффициент безопасности к предельной несущей способности.

Давайте посмотрим на вес, который обычно должен выдерживать грунт земляного полотна. Плита толщиной 6 дюймов весит около 75 фунтов на квадратный фут. Согласно Международному жилищному кодексу, динамическая нагрузка (все, что не является частью самого здания) варьируется от 20 до 60 фунтов на квадратный фут — 50 фунтов на квадратный фут в гараже. Это дает нам 125 фунтов на квадратный фут для поддержки почвы.Чистая песчаная почва может иметь допустимое давление почвы до 2000 фунтов на квадратный фут. Даже бедная почва — ил или мягкая глина — может иметь допустимое давление почвы в 400 фунтов на квадратный фут.

Таким образом, мы видим, что допустимое давление грунта для плиты редко является проблемой. Тем не менее, существует потребность в равномерной поддержке, потому что, если одна часть плиты оседает больше, чем другая, тогда мы получаем изгиб плиты и, возможно, трещины и неравномерную осадку. Очень важно знать, какие области были вырезаны, а какие заполнены — убедитесь, что области насыпи хорошо утрамбованы.Фактически, любая почва, которая была нарушена во время раскопок, должна быть уплотнена.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА

Ключом к системе поддержки почвы является равномерная поддержка, а не сильная поддержка. Конечно, он должен поддерживать плиту, и на большинстве участков это не является большой проблемой, по крайней мере, посередине плиты, поскольку нагрузка распределяется по такой большой площади. Другое дело хорошая крепкая опора по краям и в любых стыках — для предотвращения растрескивания и выкрашивания стыков нам необходимо поддерживать плиту в тех местах, где она может вести себя как консоль и прогибаться в основание. Но с хорошей подложкой это тоже не большая проблема.

Что произойдет с бетонной плитой, если опора будет неравномерной?

Бетон очень прочен на сжатие и не так прочен на растяжение. В плите напряжение часто создается за счет изгиба. Когда кусок бетона изгибается, он испытывает сжатие с одной стороны и растяжение с другой стороны. Бетонная плита может изогнуться вогнутой вверх (как улыбка), если земляное полотно имеет мягкое место посередине, вызывающее растяжение нижней части. Он может загибаться (наподобие хмурости) по свободным краям или в местах стыков, напрягая верхнюю часть.Поэтому, если вся ваша бетонная плита не поддерживается снизу «системой поддержки грунта», она будет легче изгибаться и, вероятно, треснет.

Почему земляное полотно и подстилающее основание вообще позволяют бетону двигаться, разве оно не должно быть абсолютно жестким?

Дело в том, что любой слой грунта или гравия будет сжиматься, если нагрузка будет достаточно высокой, если только плита не уложена на твердую скалу. И в некотором смысле это хорошо, потому что плиты скручиваются, и если основание может немного прогибаться, оно может продолжать поддерживать плиту, даже когда она скручивается.Но если он не обеспечивает равномерную поддержку, если плита должна перекрывать слабые места, плита, вероятно, треснет. На плиту даже не нужно возлагать большую нагрузку — обычно достаточно ее собственного веса, поскольку плита на уклоне обычно не рассчитана на то, чтобы нести даже статическую нагрузку. И когда он треснет, эта трещина пройдет через всю плиту. Если опора под плитой достаточно плохая, вы можете получить дифференциальную осадку поперек трещины, которая оставляет очень неприятный удар и очень несчастного владельца.

Плотность грунта после уплотнения можно проверить с помощью оборудования для ядерных испытаний. Бектел

КАК ПОЛОЖЕНИЕ/ОСНОВАНИЕ ВЛИЯЕТ НА КОНСТРУКЦИЮ ПЛИТЫ?

Мы прилагаем все усилия, чтобы получить надлежащую систему поддержки почвы, и в итоге мы получаем единое входное значение для конструкции плиты. Наиболее часто используемым значением является модуль реакции грунтового основания, k . Это значение не имеет прямого отношения к несущей способности, и k не сообщает проектировщику, имеется ли сжимаемый или расширяющийся грунт.Что он делает, так это указывает, насколько жестким является основание/грунт при небольших отклонениях (около 0,05 дюйма).

Теперь давайте посмотрим, зачем нам нужно знать, насколько гибким является земляное полотно. Для начала важно понять, что плита на земле спроектирована как «простой» бетон. Это означает, что мы не рассчитываем, что арматура выдержит какую-либо нагрузку. Но подожди, говоришь, в плите сталь — сетка да арматура. Да, но эта сталь предназначена только для контроля над трещинами — чтобы они плотно скреплялись.Обычно он не проходит через суставы — в суставах мы хотим передавать только силы сдвига, а не изгибающие моменты и, конечно же, не боковое ограничение. Это то, для чего, в первую очередь, существует стык, чтобы допустить боковую усадку плиты.

Если земляное полотно оседает под середину плиты или по краям, неподдерживаемая часть может привести к трещинам или разрушению плиты.

Итак, если мы не рассчитываем на то, что сталь выдержит любую нагрузку, тогда бетон должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать изгиб.И поддержка, которую он получает снизу, определяет, насколько он будет изгибаться. Как мы уже говорили, бетон не так прочен при растяжении, а поскольку половина изгиба приходится на растяжение, он не так прочен при изгибе. Что делает его прочнее при изгибе, так это более толстая плита.

Плохо уплотненное земляное полотно или большая нагрузка, чем рассчитана плита, может привести к растрескиванию стыков. Билл Палмер

Чем слабее грунтовое основание или чем тяжелее нагрузки, тем толще должна быть плита.Прочность бетона также играет роль, но большинство бетонных плит имеют давление от 3000 до 4000 фунтов на квадратный дюйм, так что это не главный фактор. Прочность бетона на растяжение обычно составляет от 10 до 15% прочности на сжатие, то есть всего около 400 или 500 фунтов на квадратный дюйм. Сравните это с пределом прочности арматуры класса 60, которая составляет 60 000 фунтов на квадратный дюйм.

Здесь следует помнить, что бетонная плита должна быть жесткой, но мы не ожидаем, что основание будет бесконечно жестким. Плита немного осядет, и это нормально с точки зрения конструкции — опять же, если осадка будет равномерной.Опасность, однако, заключается в краях плиты или в стыках, которые достаточно широки, чтобы позволить плите с обеих сторон оседать независимо друг от друга. На этих свободных краях вес, который может нести плита, зависит от жесткости основания и прочности плиты на изгиб, которая в основном зависит от толщины плиты.

Прочтите Предотвращение трещин в бетоне для получения дополнительной информации.

КАК МЫ МОЖЕМ УЛУЧШИТЬ ПОЛОЖЕНИЕ?

Большинство улучшений земляного полотна достигается за счет уплотнения грунта.В экстремальных ситуациях, когда грунт особенно плох или нагрузка велика, можно использовать стабилизацию грунта. В этом процессе портландцемент, хлорид кальция или известь смешиваются с почвой, после чего она уплотняется. Грунт земляного полотна также можно выкопать и смешать с гравием, а затем уплотнить.

Для некоторых сложных грунтов основание может быть размещено поверх слоя георешетки.

Уплотнение почвы — это процесс выдавливания как можно большего количества воздуха и влаги, чтобы сжать твердые частицы почвы вместе — это делает почву более плотной, и, как правило, чем выше плотность почвы, тем выше ее несущая способность.Хорошо уплотненные почвы также не позволяют влаге проникать и выходить так же легко.

Таким образом, уплотнение выполняет следующее:

  • Уменьшает степень сжатия (оседания) грунта, когда на нем находится плита
  • Увеличивает вес, который мы можем на него положить (несущая способность)
  • Предотвращает повреждение от мороза (пучение), если грунт под плитой промерзает
  • Уменьшает отек и сжатие

Насколько грунт может быть уплотнен, инженер-геотехник (или почвовед) измеряет, помещая грунт в цилиндр и ударяя по нему — серьезно. Стандартные или модифицированные тесты Проктора (в каждом из которых используются разные веса для сжатия почвы) определяют взаимосвязь между плотностью почвы и влажностью и сообщают нам максимально разумную плотность почвы, которая может быть достигнута в полевых условиях.

С помощью теста Проктора мы пытаемся определить содержание влаги в почве, которое облегчит ее уплотнение и приведет к максимальной плотности — помните, что плотность напрямую связана с уплотнением. Слишком мало влаги, и почва сухая и плохо сжимается; слишком много влаги, и вы не можете легко выжать воду.Для достижения наилучшего уплотнения оптимальное содержание влаги обычно находится в диапазоне от 10% до 20%. Так что, когда вы услышите, что в соответствии со спецификацией почва должна иметь плотность 95% от максимальной модифицированной плотности по Проктору, вы поймете, что вам нужно, чтобы содержание влаги было примерно правильным, чтобы достичь такого уровня уплотнения.

Кривая плотность-влажность почвы определяет оптимальное содержание влаги и максимальную плотность, достижимую в поле.

Если вы не собираетесь проводить тесты Проктора, есть несколько простых полевых тестов для получения приблизительного представления о несущей способности и влажности:

  • Для определения содержания влаги используйте ручной тест.Сожмите в руке ком земли. Если оно рассыпчатое и не держит форму, оно слишком сухое; если он скатывается в шар, а при падении разбивается на несколько частей, то все в порядке; если он оставляет влагу на вашей руке и не ломается при падении, он слишком влажный.
  • Глина, в которую можно протолкнуть большой палец на несколько дюймов с умеренным усилием, имеет прочность на смятие в диапазоне от 1000 до 2500 фунтов на квадратный фут
  • Сыпучий песок, в который едва можно протолкнуть арматурный стержень №4 вручную, имеет несущую способность от 1000 до 3000 фунтов на квадратный фут
  • Песок, в который можно забить арматурный стержень № 4 примерно на 1 фут с помощью 5-фунтового молота, имеет несущую способность более 2000 фунтов на квадратный фут

Также помните, что уплотнять нужно не только почву (грунтовое полотно). Любые подстилающие слои или базовые слои, которые, как правило, представляют собой гранулированные материалы, также должны быть хорошо уплотнены до необходимой толщины подъема.

Узнайте больше о производстве высококачественных плит на грунте.

Виброплита Видео
Время: 02:18
Правильное функционирование и использование виброплиты для подготовки бетонного основания перед укладкой бетона

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ

Существует два способа уплотнения грунта или земляного полотна: статическая сила или вибрационная сила.Статическая сила — это просто вес машины. Вибрационная сила использует какой-то механизм для вибрации почвы, который уменьшает трение между частицами почвы, позволяя им легче сжиматься.

Тип грунта (или материала земляного полотна) определяет тип оборудования, необходимого для уплотнения:

  • Связные грунты необходимо срезать для уплотнения, поэтому вам нужна машина с высокой ударной силой. Лучше всего использовать трамбовку, а для больших объемов работ — кулачковый каток (похожий на овчинный каток).Подъемники для уплотнения связных грунтов должны быть не толще 6 дюймов.
  • Гранулированные грунты нуждаются только в вибрации частиц, чтобы приблизить их друг к другу. Вибрационные плиты или ролики являются лучшим выбором. Подъемники для гравия могут иметь толщину до 12 дюймов; 10 дюймов для песка.

Для больших объемов работ, таких как автомагистрали или большие плиты, для уплотнения используются большие вибрационные катки с ездовым сиденьем, либо с гладкими катками, либо с овечьими катками. Катки с мотоблоком, либо с мягкими катками, разминающими почву, либо с гладкими вибрационными катками, хороши для работ среднего размера.Для небольших работ наиболее распространенными типами уплотняющего оборудования являются виброплиты (односторонние или реверсивные) и трамбовки.

Статической силы иногда бывает достаточно для уплотнения сыпучих грунтов. Миннесота DOT Катки с шипами используются для уплотнения связных грунтов.

Вот некоторые подробности о каждом из видов снаряжения:

  • Трамбовки , иногда называемые домкратами, имеют вес от 130 до 185 фунтов. Эти инструменты отлично подходят для уплотнения грунта в траншеях для фундамента или для связных глин на небольших участках, поскольку они обеспечивают высокую ударную силу (большая амплитуда, низкая частота).Они не подходят для уплотнения сыпучих материалов, таких как базовые слои.
  • Виброплиты идеально подходят для уплотнения зернистых грунтов и оснований. Доступны веса от 100 до 250 фунтов с размером пластины от 1 до 1,5 футов на 2 фута. Вибрация имеет меньшую амплитуду, но более высокую частоту, чем у трамбовки, и сбалансирована, чтобы заставить машину двигаться вперед.
  • Реверсивные виброплиты хорошо работают на сыпучих грунтах или зернисто-связных смесях.С двумя эксцентриковыми грузами вибрация может быть реверсирована для перемещения машины вперед или назад или для остановки для сжатия одного мягкого места. За свои деньги это хорошие машины из-за их универсальности.
Трамбовки отлично подходят для уплотнения связных грунтов и в условиях ограниченного пространства.
Ваккер Нойсон Виброплиты хорошо подходят для уплотнения сыпучих грунтов.
Ваккер Нойсон

Узнайте больше о требованиях к уплотнению бетоноукладчиков.

УКЛАДКА БЕТОНА

Итак, мы наконец-то уплотнили земляное полотно, а основание и базовый слой уложили и уплотнили.Но что произойдет, если в этот момент произойдет задержка перед укладкой бетона? Если подложка попадает под дождь или замерзает до укладки бетона, она может стать слишком мягкой.

Для большинства внутренних плит пароизоляция должна быть размещена поверх основания перед заливкой бетона.

Лучший способ узнать, правильно ли уплотнено основание и готово ли оно к укладке плиты, — это контрольная прокатка, при которой тяжелонагруженный грузовик (например, полностью загруженный бетоновоз) проезжает по основанию непосредственно перед укладкой бетона, чтобы убедиться, что любые области тонут больше, чем другие. Это должно быть сделано на какой-то сетке, и шины не должны погружаться в поверхность более чем на ½ дюйма. Если в какой-либо части основания или земляного полотна есть какие-либо колеи или откачка воды, то эта область нуждается в большем уплотнении или добавлении гранулированных материалов или просто в том, чтобы дать высохнуть. В худшем случае можно вырыть траншеи или отстойники и откачать воду.

Непосредственно перед укладкой бетона вы также можете разместить гидроизоляцию. Для внутренних полов наилучшее место, как правило, между базовым слоем и бетоном.Подробнее об этом читайте в разделе Пароизоляционные материалы для бетонных плит.

Узнайте больше о правильной подготовке основания для промышленных полов и проездов.

Последнее обновление: 31 июля 2018 г.

Основания и основания для бетонных плит

Хорошо уплотненное земляное полотно предохраняет конструкцию от грязи и обеспечивает равномерную поддержку плиты. Липпинкотт и Джейкобс

То, что находится под вашей бетонной плитой, имеет решающее значение для успешной работы. Это ничем не отличается от фундамента для здания.Плита на земле (или плита на грунте) по определению не должна быть самонесущей. «Система поддержки почвы» под ним предназначена для поддержки плиты.

ЧТО ТАКОЕ ОСНОВАНИЕ/ПЛОЩАДЬ?

Терминология, используемая для систем поддержки грунта, к сожалению, не совсем согласуется, поэтому давайте следовать определениям Американского института бетона, начиная снизу:

  • Земляное полотно — это естественный грунт (или улучшенный грунт), обычно уплотненный
  • Основание — это слой гравия поверх основания
  • .
  • Основание (или базовый слой) — это слой материала поверх основания и непосредственно под плитой

Найти подрядчиков по плитам и фундаментам рядом со мной

Уплотненное основание защищает рабочих от грязи.Энергоэффективная сеть зданий

Единственный слой, который абсолютно необходим, — это земляное полотно — у вас должен быть грунт, чтобы положить плиту на землю поверх него. Если природный грунт относительно чистый и уплотняемый, то можно положить плиту прямо поверх него без дополнительных слоев. Проблемы с этим заключаются в том, что почва может плохо дренироваться и может быть грязной во время строительства, если она намокнет, она может плохо уплотняться, и может быть трудно сделать ее плоской и правильной. Как правило, верхняя часть земляного полотна должна иметь уклон в пределах плюс-минус 1.5 дюймов от указанной отметки.

Подстилающее основание и базовый слой, или и то и другое, дают несколько преимуществ. Чем толще основание, тем большую нагрузку может выдержать плита, поэтому, если на плиту будут воздействовать большие нагрузки, например, грузовики или вилочные погрузчики, проектировщик, вероятно, укажет толщину основания. Основание также может выступать в качестве капиллярного разрыва, предотвращая попадание воды с уровня грунтовых вод в плиту. Материал подстилающего слоя обычно представляет собой недорогой гравий без большого количества мелких частиц.

Переработанный бетонный щебень является отличным источником материала для подстилающего слоя. Производитель бетона

Базовый слой поверх подстилающего основания облегчает достижение нужного уклона и делает его ровным. Если вы используете что-то вроде колье из более тонкого материала на верхней части основания, оно будет поддерживать ваших людей и оборудование во время укладки бетона. Это также сохранит постоянство толщины плиты, что сэкономит деньги на бетоне — самой дорогой части системы. Плоский базовый слой также позволит плите легко скользить по мере ее усадки, уменьшая ограничение и риск образования трещин, поскольку бетон сжимается после укладки (усадка при высыхании).

Вся подложка и базовая система должны иметь толщину не менее 4 дюймов — толще, если инженер считает, что это необходимо для надлежащей поддержки. Материал базового слоя, в соответствии с ACI 302, «Конструкция бетонных полов и плит», должен быть «уплотненным, легко поддающимся обрезке, гранулированным наполнителем, который будет оставаться стабильным и поддерживать строительное движение». ACI 302 рекомендует материал с содержанием мелких частиц от 10 до 30% (прохождение через сито № 100) без глины, ила или органических материалов. Промышленный заполнитель работает хорошо — дробленый переработанный бетонный заполнитель также может работать хорошо.Допуски на базовом слое составляют +0 дюймов и минус 1 дюйм для полов класса 1–3 (типичные полы с низкими допусками) или +0 дюймов и минус ¾ дюйма для полов с более высокими допусками.

ЧТО О ПОЧВЕ?

Песчаный базовый слой легко уплотняется, но может легко искажаться во время строительства. Свободная реформатская церковь Южной реки

Вес плиты и всего, что на ней находится, в конце концов будет поддерживаться грунтом. Когда раскапывают строительную площадку, обычно грунт перемещается — высокие места вырезаются, а низкие засыпаются.Затем все должно быть уплотнено, прежде чем вы уложите бетон, основание и основание.

Тип почвы определяет, что необходимо сделать перед укладкой плиты. Существует три основных типа почвы, и вот что вам следует знать о каждом:

  • Органические почвы , то, что вы могли бы назвать верхними почвами, прекрасно подходят для вашего сада, но ужасны под плитой. Органические почвы не могут быть уплотнены и должны быть удалены и заменены сжимаемым наполнителем.
  • Гранулированные грунты — песок или гравий.Вы можете легко увидеть отдельные частицы, и вода довольно легко стекает с них. Так же, как на пляже, когда вы строите замок из песка, если вы возьмете горсть мокрой гранулированной почвы и сделаете из нее шар, как только он высохнет, он рассыплется. Зернистые грунты обладают наибольшей несущей способностью и легко уплотняются.
  • Связные грунты — глины. Если вы возьмете влажную горсть, вы можете скатать ее в нитку, как с пластилином. Он кажется жирным и гладким между пальцами, а отдельные частицы слишком малы, чтобы их можно было увидеть.Связные грунты часто трудно уплотнить и они приобретают твердую консистенцию при высыхании, но они имеют более низкую несущую способность, чем зернистые грунты. Некоторые глины расширяются при намокании и сжимаются при высыхании, что делает их особенно трудными в качестве материалов для земляного полотна. Лучший способ решить эту проблему — сначала хорошо уплотнить, а затем не дать им промокнуть (обеспечив дренаж). Но по мере того, как земля под плитой со временем высыхает, она сжимается, и плита тонет. Это не большая проблема, если плита изолирована от фундаментов и колонн, а также от любых труб, проходящих через плиту, чтобы она могла немного осесть и равномерно оседать.Часто для расширяющихся глин лучшим подходом является структурная плита, которая вообще не опирается на почву, или плита после натяжения, которая плавает поверх почвы, но не опирается на нее в качестве структурной поддержки.

Последующее натяжение часто является лучшим решением для плиты на слабом грунте. Бетон JC Escamilla

Большинство природных почв, конечно, представляют собой смесь и поэтому характеризуются преобладающим типом материала. Вес, который может выдержать грунт до того, как он разрушится, является его несущей способностью, обычно выражаемой в фунтах на квадратный фут.Однако конструкция основана на допустимом давлении грунта, что добавляет коэффициент безопасности к предельной несущей способности.

Давайте посмотрим на вес, который обычно должен выдерживать грунт земляного полотна. Плита толщиной 6 дюймов весит около 75 фунтов на квадратный фут. Согласно Международному жилищному кодексу, динамическая нагрузка (все, что не является частью самого здания) варьируется от 20 до 60 фунтов на квадратный фут — 50 фунтов на квадратный фут в гараже. Это дает нам 125 фунтов на квадратный фут для поддержки почвы.Чистая песчаная почва может иметь допустимое давление почвы до 2000 фунтов на квадратный фут. Даже бедная почва — ил или мягкая глина — может иметь допустимое давление почвы в 400 фунтов на квадратный фут.

Таким образом, мы видим, что допустимое давление грунта для плиты редко является проблемой. Тем не менее, существует потребность в равномерной поддержке, потому что, если одна часть плиты оседает больше, чем другая, тогда мы получаем изгиб плиты и, возможно, трещины и неравномерную осадку. Очень важно знать, какие области были вырезаны, а какие заполнены — убедитесь, что области насыпи хорошо утрамбованы. Фактически, любая почва, которая была нарушена во время раскопок, должна быть уплотнена.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА

Ключом к системе поддержки почвы является равномерная поддержка, а не сильная поддержка. Конечно, он должен поддерживать плиту, и на большинстве участков это не является большой проблемой, по крайней мере, посередине плиты, поскольку нагрузка распределяется по такой большой площади. Другое дело хорошая крепкая опора по краям и в любых стыках — для предотвращения растрескивания и выкрашивания стыков нам необходимо поддерживать плиту в тех местах, где она может вести себя как консоль и прогибаться в основание.Но с хорошей подложкой это тоже не большая проблема.

Что произойдет с бетонной плитой, если опора будет неравномерной?

Бетон очень прочен на сжатие и не так прочен на растяжение. В плите напряжение часто создается за счет изгиба. Когда кусок бетона изгибается, он испытывает сжатие с одной стороны и растяжение с другой стороны. Бетонная плита может изогнуться вогнутой вверх (как улыбка), если земляное полотно имеет мягкое место посередине, вызывающее растяжение нижней части. Он может загибаться (наподобие хмурости) по свободным краям или в местах стыков, напрягая верхнюю часть.Поэтому, если вся ваша бетонная плита не поддерживается снизу «системой поддержки грунта», она будет легче изгибаться и, вероятно, треснет.

Почему земляное полотно и подстилающее основание вообще позволяют бетону двигаться, разве оно не должно быть абсолютно жестким?

Дело в том, что любой слой грунта или гравия будет сжиматься, если нагрузка будет достаточно высокой, если только плита не уложена на твердую скалу. И в некотором смысле это хорошо, потому что плиты скручиваются, и если основание может немного прогибаться, оно может продолжать поддерживать плиту, даже когда она скручивается.Но если он не обеспечивает равномерную поддержку, если плита должна перекрывать слабые места, плита, вероятно, треснет. На плиту даже не нужно возлагать большую нагрузку — обычно достаточно ее собственного веса, поскольку плита на уклоне обычно не рассчитана на то, чтобы нести даже статическую нагрузку. И когда он треснет, эта трещина пройдет через всю плиту. Если опора под плитой достаточно плохая, вы можете получить дифференциальную осадку поперек трещины, которая оставляет очень неприятный удар и очень несчастного владельца.

Плотность грунта после уплотнения можно проверить с помощью оборудования для ядерных испытаний. Бектел

КАК ПОЛОЖЕНИЕ/ОСНОВАНИЕ ВЛИЯЕТ НА КОНСТРУКЦИЮ ПЛИТЫ?

Мы прилагаем все усилия, чтобы получить надлежащую систему поддержки почвы, и в итоге мы получаем единое входное значение для конструкции плиты. Наиболее часто используемым значением является модуль реакции грунтового основания, k . Это значение не имеет прямого отношения к несущей способности, и k не сообщает проектировщику, имеется ли сжимаемый или расширяющийся грунт.Что он делает, так это указывает, насколько жестким является основание/грунт при небольших отклонениях (около 0,05 дюйма).

Теперь давайте посмотрим, зачем нам нужно знать, насколько гибким является земляное полотно. Для начала важно понять, что плита на земле спроектирована как «простой» бетон. Это означает, что мы не рассчитываем, что арматура выдержит какую-либо нагрузку. Но подожди, говоришь, в плите сталь — сетка да арматура. Да, но эта сталь предназначена только для контроля над трещинами — чтобы они плотно скреплялись.Обычно он не проходит через суставы — в суставах мы хотим передавать только силы сдвига, а не изгибающие моменты и, конечно же, не боковое ограничение. Это то, для чего, в первую очередь, существует стык, чтобы допустить боковую усадку плиты.

Если земляное полотно оседает под середину плиты или по краям, неподдерживаемая часть может привести к трещинам или разрушению плиты.

Итак, если мы не рассчитываем на то, что сталь выдержит любую нагрузку, тогда бетон должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать изгиб.И поддержка, которую он получает снизу, определяет, насколько он будет изгибаться. Как мы уже говорили, бетон не так прочен при растяжении, а поскольку половина изгиба приходится на растяжение, он не так прочен при изгибе. Что делает его прочнее при изгибе, так это более толстая плита.

Плохо уплотненное земляное полотно или большая нагрузка, чем рассчитана плита, может привести к растрескиванию стыков. Билл Палмер

Чем слабее грунтовое основание или чем тяжелее нагрузки, тем толще должна быть плита.Прочность бетона также играет роль, но большинство бетонных плит имеют давление от 3000 до 4000 фунтов на квадратный дюйм, так что это не главный фактор. Прочность бетона на растяжение обычно составляет от 10 до 15% прочности на сжатие, то есть всего около 400 или 500 фунтов на квадратный дюйм. Сравните это с пределом прочности арматуры класса 60, которая составляет 60 000 фунтов на квадратный дюйм.

Здесь следует помнить, что бетонная плита должна быть жесткой, но мы не ожидаем, что основание будет бесконечно жестким. Плита немного осядет, и это нормально с точки зрения конструкции — опять же, если осадка будет равномерной.Опасность, однако, заключается в краях плиты или в стыках, которые достаточно широки, чтобы позволить плите с обеих сторон оседать независимо друг от друга. На этих свободных краях вес, который может нести плита, зависит от жесткости основания и прочности плиты на изгиб, которая в основном зависит от толщины плиты.

Прочтите Предотвращение трещин в бетоне для получения дополнительной информации.

КАК МЫ МОЖЕМ УЛУЧШИТЬ ПОЛОЖЕНИЕ?

Большинство улучшений земляного полотна достигается за счет уплотнения грунта.В экстремальных ситуациях, когда грунт особенно плох или нагрузка велика, можно использовать стабилизацию грунта. В этом процессе портландцемент, хлорид кальция или известь смешиваются с почвой, после чего она уплотняется. Грунт земляного полотна также можно выкопать и смешать с гравием, а затем уплотнить.

Для некоторых сложных грунтов основание может быть размещено поверх слоя георешетки.

Уплотнение почвы — это процесс выдавливания как можно большего количества воздуха и влаги, чтобы сжать твердые частицы почвы вместе — это делает почву более плотной, и, как правило, чем выше плотность почвы, тем выше ее несущая способность. Хорошо уплотненные почвы также не позволяют влаге проникать и выходить так же легко.

Таким образом, уплотнение выполняет следующее:

  • Уменьшает степень сжатия (оседания) грунта, когда на нем находится плита
  • Увеличивает вес, который мы можем на него положить (несущая способность)
  • Предотвращает повреждение от мороза (пучение), если грунт под плитой промерзает
  • Уменьшает отек и сжатие

Насколько грунт может быть уплотнен, инженер-геотехник (или почвовед) измеряет, помещая грунт в цилиндр и ударяя по нему — серьезно.Стандартные или модифицированные тесты Проктора (в каждом из которых используются разные веса для сжатия почвы) определяют взаимосвязь между плотностью почвы и влажностью и сообщают нам максимально разумную плотность почвы, которая может быть достигнута в полевых условиях.

С помощью теста Проктора мы пытаемся определить содержание влаги в почве, которое облегчит ее уплотнение и приведет к максимальной плотности — помните, что плотность напрямую связана с уплотнением. Слишком мало влаги, и почва сухая и плохо сжимается; слишком много влаги, и вы не можете легко выжать воду.Для достижения наилучшего уплотнения оптимальное содержание влаги обычно находится в диапазоне от 10% до 20%. Так что, когда вы услышите, что в соответствии со спецификацией почва должна иметь плотность 95% от максимальной модифицированной плотности по Проктору, вы поймете, что вам нужно, чтобы содержание влаги было примерно правильным, чтобы достичь такого уровня уплотнения.

Кривая плотность-влажность почвы определяет оптимальное содержание влаги и максимальную плотность, достижимую в поле.

Если вы не собираетесь проводить тесты Проктора, есть несколько простых полевых тестов для получения приблизительного представления о несущей способности и влажности:

  • Для определения содержания влаги используйте ручной тест.Сожмите в руке ком земли. Если оно рассыпчатое и не держит форму, оно слишком сухое; если он скатывается в шар, а при падении разбивается на несколько частей, то все в порядке; если он оставляет влагу на вашей руке и не ломается при падении, он слишком влажный.
  • Глина, в которую можно протолкнуть большой палец на несколько дюймов с умеренным усилием, имеет прочность на смятие в диапазоне от 1000 до 2500 фунтов на квадратный фут
  • Сыпучий песок, в который едва можно протолкнуть арматурный стержень №4 вручную, имеет несущую способность от 1000 до 3000 фунтов на квадратный фут
  • Песок, в который можно забить арматурный стержень № 4 примерно на 1 фут с помощью 5-фунтового молота, имеет несущую способность более 2000 фунтов на квадратный фут

Также помните, что уплотнять нужно не только почву (грунтовое полотно).Любые подстилающие слои или базовые слои, которые, как правило, представляют собой гранулированные материалы, также должны быть хорошо уплотнены до необходимой толщины подъема.

Узнайте больше о производстве высококачественных плит на грунте.

Виброплита Видео
Время: 02:18
Правильное функционирование и использование виброплиты для подготовки бетонного основания перед укладкой бетона

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ

Существует два способа уплотнения грунта или земляного полотна: статическая сила или вибрационная сила. Статическая сила — это просто вес машины. Вибрационная сила использует какой-то механизм для вибрации почвы, который уменьшает трение между частицами почвы, позволяя им легче сжиматься.

Тип грунта (или материала земляного полотна) определяет тип оборудования, необходимого для уплотнения:

  • Связные грунты необходимо срезать для уплотнения, поэтому вам нужна машина с высокой ударной силой. Лучше всего использовать трамбовку, а для больших объемов работ — кулачковый каток (похожий на овчинный каток).Подъемники для уплотнения связных грунтов должны быть не толще 6 дюймов.
  • Гранулированные грунты нуждаются только в вибрации частиц, чтобы приблизить их друг к другу. Вибрационные плиты или ролики являются лучшим выбором. Подъемники для гравия могут иметь толщину до 12 дюймов; 10 дюймов для песка.

Для больших объемов работ, таких как автомагистрали или большие плиты, для уплотнения используются большие вибрационные катки с ездовым сиденьем, либо с гладкими катками, либо с овечьими катками. Катки с мотоблоком, либо с мягкими катками, разминающими почву, либо с гладкими вибрационными катками, хороши для работ среднего размера.Для небольших работ наиболее распространенными типами уплотняющего оборудования являются виброплиты (односторонние или реверсивные) и трамбовки.

Статической силы иногда бывает достаточно для уплотнения сыпучих грунтов. Миннесота DOT Катки с шипами используются для уплотнения связных грунтов.

Вот некоторые подробности о каждом из видов снаряжения:

  • Трамбовки , иногда называемые домкратами, имеют вес от 130 до 185 фунтов. Эти инструменты отлично подходят для уплотнения грунта в траншеях для фундамента или для связных глин на небольших участках, поскольку они обеспечивают высокую ударную силу (большая амплитуда, низкая частота).Они не подходят для уплотнения сыпучих материалов, таких как базовые слои.
  • Виброплиты идеально подходят для уплотнения зернистых грунтов и оснований. Доступны веса от 100 до 250 фунтов с размером пластины от 1 до 1,5 футов на 2 фута. Вибрация имеет меньшую амплитуду, но более высокую частоту, чем у трамбовки, и сбалансирована, чтобы заставить машину двигаться вперед.
  • Реверсивные виброплиты хорошо работают на сыпучих грунтах или зернисто-связных смесях.С двумя эксцентриковыми грузами вибрация может быть реверсирована для перемещения машины вперед или назад или для остановки для сжатия одного мягкого места. За свои деньги это хорошие машины из-за их универсальности.
Трамбовки отлично подходят для уплотнения связных грунтов и в условиях ограниченного пространства.
Ваккер Нойсон Виброплиты хорошо подходят для уплотнения сыпучих грунтов.
Ваккер Нойсон

Узнайте больше о требованиях к уплотнению бетоноукладчиков.

УКЛАДКА БЕТОНА

Итак, мы наконец-то уплотнили земляное полотно, а основание и базовый слой уложили и уплотнили.Но что произойдет, если в этот момент произойдет задержка перед укладкой бетона? Если подложка попадает под дождь или замерзает до укладки бетона, она может стать слишком мягкой.

Для большинства внутренних плит пароизоляция должна быть размещена поверх основания перед заливкой бетона.

Лучший способ узнать, правильно ли уплотнено основание и готово ли оно к укладке плиты, — это контрольная прокатка, при которой тяжелонагруженный грузовик (например, полностью загруженный бетоновоз) проезжает по основанию непосредственно перед укладкой бетона, чтобы убедиться, что любые области тонут больше, чем другие.Это должно быть сделано на какой-то сетке, и шины не должны погружаться в поверхность более чем на ½ дюйма. Если в какой-либо части основания или земляного полотна есть какие-либо колеи или откачка воды, то эта область нуждается в большем уплотнении или добавлении гранулированных материалов или просто в том, чтобы дать высохнуть. В худшем случае можно вырыть траншеи или отстойники и откачать воду.

Непосредственно перед укладкой бетона вы также можете разместить гидроизоляцию. Для внутренних полов наилучшее место, как правило, между базовым слоем и бетоном. Подробнее об этом читайте в разделе Пароизоляционные материалы для бетонных плит.

Узнайте больше о правильной подготовке основания для промышленных полов и проездов.

Последнее обновление: 31 июля 2018 г.

Подробное руководство по подготовке идеального основания для резервуара для дождевой воды


Подготовка основания для резервуара для дождевой воды является одним из важнейших этапов процесса установки. Неидеальное основание или подушка со временем могут нанести ущерб вашему резервуару для дождевой воды.


В этой статье мы рассмотрим типы оснований/фундамента, которые подходят для пластиковых резервуаров для воды, а также рекомендации по их строительству.

Основание резервуара для воды: почему это важно

Во-первых, почему важно основание резервуара для воды?

Резервуар для воды, максимально заполненный водой, очень тяжелый. 1000 литров воды эквивалентны 1 тонне. Таким образом, решающее значение имеет соответствующий фундамент, способный выдержать вес заполненного резервуара.


Факторы, определяющие фундамент резервуара для воды

    • Стоимость – пыль и песок дробилки дешевле, чем бетон. Примите это во внимание при расчете бюджета для общей стоимости резервуара для воды.
    • Водяная система – напр. для систем с гравитационной подачей может потребоваться специальная подставка для резервуара, если естественный уклон недоступен

Наконец, какой тип материала выбрать для основания? Читайте дальше, чтобы узнать о наиболее распространенных основаниях, подходящих для полимерных резервуаров для воды.



Типы оснований, подходящих для полипропиленовых резервуаров для дождевой воды
  • Бетон
  • Гравий
  • Песок
  • Пыль дробилки
  • Грязь/глина
  • Другое: Подставки для резервуаров

Подготовка основания резервуара для дождевой воды

Бетон

При правильной конструкции бетон является наиболее долговечным и стабильным из всех оснований. Он также является более дорогим из всех других типов.

Если вы способны (имеете набор навыков и оборудование) построить фундамент из бетона, то вы можете сделать это. Однако самый безопасный вариант — нанять профессионального строителя, который сделает это за вас.


Бетонное основание должно иметь толщину 75–100 мм или 3–4 дюйма. Также рассмотрите возможность использования сетки или арматуры для подъездных дорог, так как это поможет стабилизировать бетонный фундамент и уменьшит вероятность появления трещин.



После завершения строительства и высыхания бетона не забудьте подмести бетон, чтобы удалить мусор.

Слева: Резервуар для воды на бетоне; Справа: бак для воды на гравии

Гравий

В отличие от песка (обсуждается ниже), гравий, особенно мелкий гравий, менее подвержен эрозии и, таким образом, способен сохранять свою форму при проливных дождях и сильном ветре лучше, чем песок. Он также имеет разумную цену, что делает его идеальной основой для полимерных резервуаров для дождевой воды.

Загрузите этот бесплатный отчет

При использовании гравия в качестве основания рассмотрите возможность создания каркаса, в который можно засыпать мелкий гравий. Гравий необходимо выровнять и утрамбовать перед тем, как надежно установить на него полиэтиленовый резервуар для воды.


Гравий (слева) и песок (справа)


Песок

Песок — один из самых дешевых вариантов основания резервуара для воды из полимера, но в некоторых случаях он имеет свои недостатки. Например, очень рыхлый или мелкий песок может стать проблемой во время проливных дождей или даже при сильном ветре.

Это связано с тем, что песок более подвержен эрозии, чем гравий. Однако при смешивании песка с гравием, глиной и другим органическим материалом эрозионная способность уменьшается. Эродируемость также зависит от степени уплотнения почвы и размера частиц почвы (например, размер частиц не менее 0,84 мм = эрозия при слабом ветре).

Не волнуйтесь! Приведенная выше информация является лишь примечанием. Чтобы устранить проблему эрозии, песок можно засыпать в древесину или любую другую подходящую окантовку/каркас (камень, бетон).


Песчаное дно должно выступать не менее чем на 300 мм (12 дюймов) от боковых стенок резервуара и иметь глубину 70–75 мм (3–4 дюйма). То же правило применимо и к дробильной пыли.


Пыль дробилки    

Пыль дробилки, являющаяся побочным продуктом добычи полезных ископаемых, является еще одной более дешевой альтернативой. Однако пыль от дробилок должна быть заключена в раму (так же, как песок) или любой другой подходящий материал, чтобы предотвратить ее смывание в сезон дождей.


Пыль от дробилки должна быть закопана на глубину 70 – 75 мм, без мусора, который может проникнуть в бак, и утрамбована перед использованием.



Грязь/глина


Использование грязи или глины похоже на использование песка, поскольку они могут разрушаться быстрее, чем вам хотелось бы, во время сильных дождей. Как и песок, дробильная пыль и гравий, грязь или глину лучше всего поддерживать с помощью рамы (деревянной, каменной, бетонной).


Подставки для резервуаров

Как упоминалось ранее, если вам нужна система с гравитационной подачей, вам потребуется подставка для резервуаров.

Подумайте о том, чтобы нанять квалифицированного инженера для проектирования вашего стенда, чтобы убедиться, что он выдержит вес резервуара при полном заполнении.


Правила для стендов резервуаров:

Настил: Не более 50 мм (2 дюйма) друг от друга

Подсоединение: Гибкий шланг длиной примерно 300 мм (12 дюймов) от шарового крана (гибкий шланг поглощает удары и движения лучше, чем жесткие шланги, и больше подходит для резервуаров из полимерного материала)

Перелив: Трубопровод должен быть удален от бака, чтобы не повредить/не повредить основание

Трубопровод: Опорный трубопровод со стенда, а не с резервуара


Следует помнить:

        • Независимо от материала грунт должен быть уплотнен перед устройством любого типа основания (например,грамм. грунт должен быть уплотнен перед укладкой дробильной пыли).
        • Также, независимо от выбранного вами материала, полученное основание должно быть ровным, плоским и чистым, с упором на уплотнение, когда речь идет о песке/гравии/пыле дробилки.


Само собой разумеется, что во избежание нарушения структурной целостности вашего полимерного резервуара для воды подготовка площадки, выбор подходящего материала для основания и применение наилучших методов возведения фундамента помогут вам избежать ненужного ремонта. по линии.

Статья по теме: 
Установка резервуара для воды: можно ли переместить резервуар после доставки?
Стоимость установки резервуара для воды и подготовка к сведению

Можно ли построить дом на песчаном фундаменте? – Restaurantnorman.com

Можно ли построить дом на песчаном фундаменте?

4 ответа. На песке дома не строят. Песок нельзя уплотнить, и поэтому он никогда не станет твердым куском земли, на который можно положить фундамент. Дома, построенные на пляжах, обычно строятся на бетонных опорах, которые уходят в твердую землю под песком.

Является ли песок хорошим материалом для фундамента?

Во влажном и уплотненном состоянии песок относительно хорошо сцепляется. Поскольку песчаная почва плохо удерживает воду, она может поддерживать дом, однако со временем частицы могут смываться, оставляя щели под фундаментом. Эта прочность и долговечность делают их хорошими для поддержки фундаментов, пока скала ровная.

Какой фундамент лучше всего подходит для здания?

Фундаменты из литого бетона на сегодняшний день являются самыми популярными; около двух третей всех жилых и коммерческих подвалов залиты бетоном.В настоящее время в большинстве случаев перед заливкой бетона для дополнительной прочности устанавливают арматуру или металлические стержни.

Подходит ли песчаная почва для строительства?

Имеет легкую и рыхлую структуру. Поэтому его можно легко использовать в строительных целях. Песчаная почва может быть отличным заполнителем для бетона. Кроме того, он может быть использован в качестве строительного материала строительного раствора в стороне от цемента.

Какой фундамент самый дорогой?

Полный подвал

Что лучше строить на песке или на глине?

Фундаменты зданий должны быть на устойчивых и прочных грунтах.Почва с хорошей структурой более устойчива. Текстуры глины часто более стабильны, чем текстуры песка, потому что они имеют лучшую структуру. Тем не менее, сочетание размеров частиц (и размеров пор) лучше всего подходит для инженерии (так же, как это лучше всего подходит для выращивания сельскохозяйственных культур).

Является ли глина хорошей основой?

Глинистая почва не особенно хороша для строительства, потому что она чувствительна к колебаниям влажности. Он расширяется, когда влажный, и сжимается, когда сухой, что приводит к неровному полу и трещинам в фундаменте.Глина создает плохую опору для почвы, и вам понадобится надлежащий структурный фундамент, чтобы сохранить его устойчивость.

Подходит ли красный грунт для строительства?

Характеристики красного грунта оказывают большое влияние на прочность, непроницаемость и защиту от вредителей. После проведения всех этих испытаний красный грунт признан пригодным для бетона в качестве примеси к нему, который можно использовать при строительстве зданий. Ключевые слова- краснозем, речной песок, добавка, частичная замена, прочность.

Можно ли лить бетон на глину?

Глина может сжиматься под тяжестью бетона, в результате чего плита со временем смещается или проседает.Он также может выщелачивать влагу из самого бетона, что приводит к неравномерному отверждению и хрупкости основания. Однако при правильной подготовке можно залить плиту на глинистую почву, не сталкиваясь с этими проблемами.

Почему глина плоха для фундамента?

Глина легко впитывает воду, увеличиваясь в объеме по мере насыщения. Так называемые «расширяющиеся глины» могут вызвать растрескивание, вздутие и смещение фундамента. Когда глинистые почвы высыхают, они сжимаются и трескаются, оставляя щели вокруг дома, куда вода от следующего шторма может легко проникнуть и повторить цикл расширения.

Будет ли вода стекать через глину?

Частицы глины очень маленькие. В отличие от песка, без микроскопа их не увидишь. К счастью, они соединяются вместе, образуя небольшие видимые комочки. Эти комки придают почве открытую структуру, которая позволяет воде стекать, воздуху поступать и корням процветать.

Вам нужен гравий под бетон?

Заливаете ли вы бетоном дорожку или патио, необходима прочная гравийная основа, чтобы предотвратить растрескивание и смещение бетона.Гравий особенно важен в глинистой почве, потому что он плохо дренируется, что приводит к скоплению воды под бетонной плитой и медленной эрозии почвы по мере ее окончательного стекания.

Можно ли заливать бетон прямо на грязь?

Короче говоря, да, вы можете заливать грязь бетоном.

Стоит ли класть пластик под бетон?

Пластик представляет собой влагозащитный барьер, обычно препятствующий проникновению влаги из-под плиты. Если это на открытом воздухе в открытом месте, это, вероятно, не имеет значения.Я бы, вероятно, использовал пластик, если область влажная и мало солнца, просто чтобы уменьшить рост водорослей.

Сколько дюймов гравия вам нужно для бетонной плиты?

Сколько гравия вы кладете под бетонную плиту? Вам понадобится 3 дюйма гравия под бетонную плиту толщиной 4 дюйма. Чем больше гравия, тем лучше, но 3 дюйма — это минимальное количество гравия, которое вы должны иметь с 4-дюймовой плитой.

Вам нужна арматура для 4-дюймовой плиты?

Нет, вам не нужна арматура для 4-дюймовой бетонной плиты на уровне грунта.Плита толщиной 4 дюйма, брошенная на землю и находящаяся в постоянном контакте с ней, будет плавать, и арматура не требуется. Арматура рекомендуется для бетона толщиной 5-6 дюймов.

Сколько мешков бетона мне нужно для плиты 10×10?

Объем бетона, необходимый для плиты размером 10 на 10 футов, зависит от диаметра плиты. Для 4-дюймовой плиты требуется либо восемь 60-фунтовых, либо шесть 80-фунтовых мешков, а для 6-дюймовой плиты необходимо либо 12 60-фунтовых, либо девять 80-фунтовых мешков.

Можете ли вы залить 2-дюймовую бетонную плиту?

Если все сделано правильно, новый бетон часто можно залить прямо поверх существующей плиты. Чтобы это было возможно, подрядчик должен заливать бетон толщиной не менее 2 дюймов, использовать более мелкий заполнитель и включать в бетон армирование, такое как сварная проволочная сетка или волокно.

Какой минимальной толщины можно заливать бетон?

1,5 дюйма

Какой толщины должна быть бетонная плита?

Стандартная толщина бетонной плиты перекрытия в жилом строительстве составляет 4 дюйма.Рекомендуется от пяти до шести дюймов, если бетон будет подвергаться случайным тяжелым нагрузкам, таким как автодома или мусоровозы.

Какова минимальная глубина бетонной плиты?

Минимальная рекомендуемая толщина составляет от 1 до 2 дюймов (от 25 до 50 мм) для полностью связанного верхнего слоя бетона, уложенного на фундаментную плиту, которая практически не имеет трещин и в которой бетон прочный, чистый и хорошего качества.

Насколько большой может быть бетонная плита без компенсационных швов?

Обычно компенсационные швы должны располагаться не дальше, чем в 2-3 раза (в футах) от общей ширины бетона (в дюймах).Таким образом, для бетонной плиты толщиной 4 дюйма компенсационные швы должны быть на расстоянии не более 8–12 футов друг от друга.

Насколько прочна 4-дюймовая бетонная плита?

Таким образом, рейтинг «4000 фунтов на квадратный дюйм» соответствует стандартной 4-дюймовой толщине бетонной плиты жилого дома. Это означает, что 3-дюймовая плита будет немного слабее, а 5-дюймовая плита будет немного прочнее с точки зрения прочности на сжатие. Прочность на растяжение измерить немного сложнее.

Какое основание лучше всего подходит для бетонной плиты?

Большинство бетонных подрядчиков хотят, чтобы смесь крупного и мелкого заполнителя создавала уплотняемую основу, безопасную для оседания и дренажа.Дробилка (смесь щебня и каменной пыли) является одним из лучших базовых материалов для бетонных работ.

Как подготовить основание перед заливкой бетонной плиты?

Подготовка является наиболее важным аспектом заливки бетонной плиты.

  1. Выкопайте землю на нужную глубину.
  2. Разровняйте землю плоской стороной граблей, чтобы получить ровную поверхность.
  3. Утрамбуйте землю ручной или механической трамбовкой.
  4. Насыпьте 2 дюйма мелкого округлого гравия для дополнительного дренажа.

Является ли песок хорошей основой для бетона?

Залейте бетоном твердое, хорошо дренированное основание из песка или гравия, поверх глины и других плохо дренируемых почв, чтобы обеспечить ровную опору.

Какой песок вы используете под бетон?

Торпедный песок

— это природный песок, который чаще всего используется для создания асфальта и бетона, но его также можно использовать для различных ландшафтных работ.Поскольку он простой и грубый, а также может хорошо дренировать, это отличный продукт для обратной засыпки и подстилающего слоя.

Можно ли использовать мелкий гравий под бетон?

Если вы используете мелкий гравий под патио, сделайте несколько простых шагов, чтобы обеспечить устойчивость основания, прежде чем класть на поверхность камни, брусчатку или кирпичи. Бетон на мелком гравии. Вы можете залить бетоном дорожку из гравия, хотя вы, возможно, захотите сделать бетон немного глубже по бокам.

Можно ли использовать песок в качестве основания?

Вообще говоря, строительный песок не подходит для подсыпки; он не обеспечивает достаточного свободного дренирования и не обеспечивает такую ​​же жесткую или стабильную растворную смесь, как острый песок.

Эффективность смеси песка и измельченной резины в качестве изоляционного материала на природной основе для защиты от землетрясений

  • Ахмед I (1993 г.), «Лабораторное исследование свойств каучука и почвы», Отчет о совместном проекте по исследованию автомобильных дорог № 3-36-50L , Департамент транспорта Индианы и Департамент гражданского строительства , Университет Пердью, Индиана, США.

    Google ученый

  • Ахмад С., Гани Ф. и Адил Р. (2009 г.), «Эффективность изоляции основания от сейсмического трения с использованием снесенных отходов в каменных домах», Construct Build Mater., 23 (1): 146–152.

    Артикул Google ученый

  • Balachowski L и Gotteland P (2007), «Характеристики смесей шинной крошки и песка по результатам трехосных испытаний», Arch. Гидро-инж. Окружающая среда. мех., 54 : 25–36.

    Google ученый

  • Дудумис И., Пападопулос П. и Папалиангас Т. (2002), «Недорогая система изоляции основания на искусственных слоях грунта с низким сопротивлением сдвигу», Труды 12-й Европейской конференции по сейсмостойкому делу , Лондон, Англия .

    Google ученый

  • Эдил Т. Б. и Босшер П.Дж. (1994), «Инженерные свойства шинной крошки и почвенных смесей», Журнал геотехнических испытаний, ASTM, 17 (4): 453–464.

    Артикул Google ученый

  • Эрготт Р.С. и Масри С.Ф. (1994), «Применение структурного контроля электрореологического устройства», Труды международного семинара по структурному контролю , Univ.Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, стр. 115–129.

    Google ученый

  • Feng ZY и Sutter K (2000), «Динамические свойства смесей гранулированного каучука и песка», Geotechnical Testing Journal, 23 (3): 338–344.

    Артикул Google ученый

  • Гири Д. и Сенгупта А. (2009 г.), «Динамическое поведение грунтовых склонов с мелкими гвоздями», Geotech.геол. англ., 27 : 687–698.

    Артикул Google ученый

  • Gray D-H и Ohashi H (1983), «Механика армирования волокном в песке», J. Geot. англ., ASCE, 112 (8): 804–820.

    Артикул Google ученый

  • Хазарика Х., Ясухара К., Хиодо М., Кармокар А.К. и Митараи И. (2008 г.), «Смягчение последствий геотехнических катастроф, вызванных землетрясением, с использованием интеллектуальных и новых геоматериалов», Труды 14-й Всемирной конференции по сейсмостойкому инженерному делу , Пекин , Китай.

    Google ученый

  • Iai S (1989), «Подобие испытаний на встряхивающем столе на модели грунт-структура-флюид в гравитационном поле 1 г», Почвы и фундаменты, 29 (1): 105–118.

    Артикул Google ученый

  • Джангид Р. С. и Датта Т.К. (1995), «Сейсмическое поведение изолированных от фундамента зданий: современный обзор», Proceedings -ICE: Structures & Buildings, 110 (2): 186–203.

    Google ученый

  • Келли Дж. М. (1990), «Изоляция основания: линейная теория и проектирование», «Спектры землетрясений», 6 (2): 234–244.

    Артикул Google ученый

  • Kelly JM (1996), Сейсмостойкая конструкция с резиной , 2-е изд., Springer.

    Google ученый

  • Киртас Э. и Питилакис К. (2009 г.), «Влияние подземных работ на структурную сейсмическую реакцию, часть II: параметрическое исследование», Journal of Earthquake Engineering, 13 (3): 328–344.

    Артикул Google ученый

  • Киртас Э. , Ровитис Э. и Питилакис К. (2009 г.), «Влияние подземных работ на структурную сейсмическую реакцию, часть I: проверка численного моделирования», Journal of Earthquake Engineering, 13 (2): 155–169.

    Артикул Google ученый

  • Ли Л. (1984), «Меры по изоляции фундамента для сейсмостойких зданий в Китае», Труды 8-й Всемирной конференции по сейсмостойкому проектированию , Сан-Франциско, Калифорния, 6 , стр.791–798.

    Google ученый

  • Мавроникола Э., Комодромос П. и Чармпис Д.С. (2010), «Численное исследование потенциального использования смесей резины и грунта в качестве метода распределенной сейсмоизоляции», Труды десятой Международной конференции по технологии вычислительных конструкций , документ 168 , Валенсия, Испания.

    Google ученый

  • Нагараджайа С. (1997), «Полуактивное управление конструкциями», Труды Конгресса по конструкциям XV, ASCE , Портленд, Орегон, стр.1574–1578 гг.

    Google ученый

  • Нахаи А., Маранди С.М., Сани Кермани С. и Багерипур М.Х. (2012 г.), «Динамические свойства гранулированных грунтов, смешанных с гранулированной резиной», Динамика грунтов и проектирование землетрясений, 43 : 124–132.

    Артикул Google ученый

  • Нанда Р.П., Агарвал П. и Шрикханде М. (2012), «Подходящие фрикционные скользящие материалы для изоляции основания каменных зданий», Journal of Shock and Vibration, 19 (6): 1327–1339.

    Артикул Google ученый

  • Paulay T и Priestley MJN (1992), Сейсмостойкое проектирование железобетонных и каменных зданий , Wiley, New York, New York.

    Книга Google ученый

  • Камаруддин М. и Ахмад С. (2007), «Сейсмическая реакция изолированного каменного здания с чистым трением и ограниченным скольжением основания», J. Engg. Рез., 4 (1): 82–94.

    Google ученый

  • Камаруддин М., Арья А.С. и Чандра Б. (1986), «Сейсмостойкость кирпичных зданий со скользящим основанием», Journal of Structural Engineering, 122 (12): 558–572.

    Артикул Google ученый

  • Раму М., Прабху Раджа В. и Тайла П.Р. (2011), «Разработка структурного подобия и законов масштабирования для упругих моделей», KSCE Journal of Civil Engineering, 17 (1): 139–144.

    Артикул Google ученый

  • Сенетакис К. , Анастасиадис А. и Питилакис К. (2012), «Динамические свойства смесей сухого песка/резины (SRM) и гравия/резины (GRM) в широком диапазоне амплитуд деформации сдвига», Динамика грунта и землетрясение Машиностроение, 33 : 38–53.

    Артикул Google ученый

  • Шариатмадари Н., Каримпур-Форд М. и Рустазаде М. (2007 г.), «Отходы шин как армирование грунта», Международная конференция по нетрадиционным материалам и технологиям: экологические материалы и технологии для устойчивого строительства , Масейо, Алакоас , Бразилия.

    Google ученый

  • Сун Т.Т. (1988), «Обзор современного состояния, активный структурный контроль в гражданском строительстве», Инженерные сооружения, 10 (2): 74–84.

    Артикул Google ученый

  • Tsang HH (2008 г. ), «Сейсмоизоляция смесями резины с грунтом для развивающихся стран», Землетрясение и динамика конструкций, 37 (2): 283–303.

    Артикул Google ученый

  • Цанг Х.Х., Ло С.Х., Сюй С. и Шейх М.Н. (2012 г.), «Сейсмоизоляция малоэтажных и среднеэтажных зданий с использованием гранулированных смесей резины с грунтом: численное исследование», Землетрясение и динамика конструкций, 41 (14): 2009–2024.

    Артикул Google ученый

  • Xiong W и Li YZ (2013), «Сейсмоизоляция с использованием гранулированных смесей шин и грунта для менее развитых регионов: экспериментальная проверка», Землетрясение и динамика конструкций, 42 (14): 2187–2193.

    Google ученый

  • Йегиан М.К. и Катан М. (2004 г. ), «Изоляция грунта для сейсмической защиты с использованием гладкой синтетической прокладки», Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, ASCE, 130 (11): 1131–1139.

    Артикул Google ученый

  • Егиан М.К. и Кадакал У. (2004 г.), «Изоляция фундамента для сейсмической защиты с использованием гладкой синтетической облицовки», Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, ASCE, 130 (11): 1121–1130.

    Артикул Google ученый

  • Юваи С. и Бергадо Д.Т. (2003 г.), «Характеристики прочности и деформации смеси измельченной резиновой шины с песком», Can. Геотех. Дж., 40 : 254–264.

    Артикул Google ученый

  • Использование известнякового песка для сейсмоизоляции основания сооружений

    Исследована возможность использования слоя природного материала под фундаментом для сейсмоизоляции основания. Проведены испытания на рассеивание сейсмической энергии недорогого природного материала с достаточной толщиной, несущей способностью, поперечной и вертикальной жесткостью, который может служить оптимальным решением для сейсмоизоляции основания под фундаментами многих сооружений. В данной работе представлены результаты краткого экспериментального исследования по определению эффективности обычного известнякового песка под фундамент консольной бетонной колонны для повышения ее сейсмостойкости. С помощью вибростенда исследовано поведение небольших колонн с тремя основаниями под фундаментом (жесткое основание, тонкий слой известнякового песка и толстый слой известнякового песка).Колонна подвергалась воздействию ряда горизонтальных базовых ускорений до разрушения конструкции. Сделан вывод, что слой известнякового песка соответствующей толщины и сжимаемости может служить средством сейсмоизоляции основания. Нелинейная численная модель для динамического анализа плоских бетонных конструкций, соединенных с грунтом, кратко представлена ​​и подтверждена проведенными экспериментальными испытаниями.

    1. Введение

    Землетрясения обычно происходят, когда напряжения в земной коре превышают прочность горных пород, что приводит к разрушению горных пород и их скольжению по разлому.Высвобожденная энергия переносится в виде сейсмических волн, которые распространяются во всех направлениях от начальной точки разрыва или очага. Сейсмические волны отражаются и преломляются в земной коре и на поверхности, тем самым теряя энергию по мере удаления от очага. Высокочастотные сейсмические волны вызывают быстрое распространение колебаний грунта, тогда как низкочастотные волны дают менее быстрое распространение и вызывают движения грунта, подобные морским волнам [1, 2].

    Частота сейсмических волн имеет большое значение при определении характера повреждений зданий.Землетрясение имеет доминирующие частоты, которые зависят от его мощности, типа разрыва разлома, расстояния от эпицентра, геологических условий и характеристик грунта. Доминирующая собственная частота вибрации конструкции зависит от общих характеристик конструкции и взаимодействия грунт-конструкция. Если преобладающая частота колебаний грунта при землетрясении близка к преобладающей собственной частоте колебаний сооружения, то усиление волн (резонанс) может увеличить величину повреждения сооружения.Жесткие конструкции наиболее уязвимы для сильных высокочастотных сейсмических волн. Высокочастотные волны наиболее сильны вблизи эпицентра, но быстро рассеиваются по мере продвижения наружу. Высотные и наиболее деформируемые конструкции наиболее уязвимы для сильных, длительных низкочастотных волн. Низкочастотные волны, которые рассеиваются гораздо медленнее, чем высокочастотные, могут вызывать повреждения на больших расстояниях от эпицентра [1, 2].

    При традиционном проектировании и расчете новых конструкций, а также при реконструкции существующих используется концепция, в которой сейсмическое ускорение грунта непосредственно применяется к конструкции.При этом используются соответствующие коды для сейсмического анализа конструкций. Для достижения достаточного уровня безопасности конструкций такой подход часто приводит к высокой стоимости зданий.

    В последние десятилетия все чаще используется метод сейсмической изоляции основания, с помощью которого движение грунта (ускорение) приближающегося землетрясения ослабляется перед его передачей на конструкцию. Сейсмоизоляция — это метод, который используется во всем мире для защиты строительных конструкций, неструктурных компонентов и содержимого зданий от разрушительных последствий сотрясения грунта при землетрясении.В подходе, основанном на методе изоляции основания, конструкция по существу отделена от колебаний грунта при землетрясении за счет использования отдельных изолирующих устройств между конструкцией и основанием. Основная концепция изоляции основания состоит в том, чтобы сместить фундаментальный период сооружения за пределы диапазона доминирующих частот ожидаемых землетрясений, чтобы уменьшить сейсмические силы, воздействующие на сооружение. Следствием использования этой концепции является увеличение перемещений конструкции, которые необходимо контролировать и ограничивать.

    Все базовые системы изоляции имеют определенные общие черты; например, они проявляют гибкость и обладают высокой способностью поглощать энергию. Эти системы изоляции базы в основном делятся на три типа: (i) методы пассивной изоляции базы, (ii) методы гибридной изоляции базы с полуактивными устройствами и (iii) методы гибридной изоляции базы с пассивными рассеивателями энергии. Эти системы здесь не рассматриваются. Некоторую подробную информацию о современных методах гибридной пассивной и активной сейсмоизоляции можно найти в [3, 4].Обзор литературы по теоретическим аспектам сейсмоизоляции дан в [5]. Теоретическое обоснование сейсмоизоляции основания, которое прочно зарекомендовало себя, и технология, проверенная обширными экспериментальными работами за последние десятилетия, приведены в [6]. Пределы применимости эквивалентного линейного анализа в ответ на движения грунта, которые могут привести к большим смещениям, исследованы в [7]. В [8] показана система изоляции основания «почти поднятая конструкция», которая исследовалась на двухкомпонентном вибростенде на установке Института сейсмостойкого строительства и инженерной сейсмологии (ИЗИИС). Для исследования возможных улучшений конструкции изолированных конструкций в Тихоокеанском центре инженерных исследований землетрясений (PEER) была проведена обширная исследовательская программа [9]. Применение пассивной сейсмоизоляции для зданий, которое в основном практиковалось в США, обсуждается в [10]. Анализ инновационного метода защиты от землетрясений путем размещения резино-грунтовых смесей (РКС) вокруг фундаментов сооружений для поглощения сейсмической энергии на основе экспериментальных испытаний качающегося стола представлен в [11] и на основе параметрического численного исследования в [12].

    Применяемые на практике устройства различаются по сложности, эффективности и стоимости. К сожалению, использование таких устройств иногда неэкономично. В частности, стоимость используемых устройств иногда превышает экономию, обеспечиваемую снижением сейсмических сил сооружения. Небольшое количество встроенных устройств было испытано на реальных сильных землетрясениях, в то время как большое количество этих устройств еще не подвергалось сильному землетрясению, и их фактическая эффективность неизвестна. К сожалению, на сегодняшний день ни одно такое устройство не имеет срока службы, равного или превышающего срок службы конструкции, без воздействия окружающей среды и огня и без обслуживания.

    В целях широкого практического применения предпочтительны такие системы сейсмоизоляции основания, которые достаточно эффективны, экономичны, просты в изготовлении, защищены от воздействия окружающей среды и огня, просты в обслуживании. Считается, что одним из таких решений для многих зданий является слой подходящего природного материала, помещенного под фундамент с соответствующей толщиной, несущей способностью, жесткостью на сдвиг и вертикальной жесткостью, а также способностью рассеивать энергию землетрясения.Такие материалы должны сохранять свои основные механические свойства в течение всего предполагаемого срока службы здания.

    На рис. 1 показано жесткое здание, опирающееся непосредственно на твердый грунт (а) и косвенно опирающееся на слой природного материала, который действует как сейсмоизолятор (б). Поскольку при землетрясении происходит динамическое взаимодействие сопряженной системы грунт-конструкция, то можно ожидать, что фундамент здания согласно рис. 1(б) может обеспечить более высокую безопасность и несущую способность здания при землетрясении с более высокой доминирующие частоты.Во-первых, в любом случае необходимо определить тип ожидаемых движений грунта для использования в анализе в соответствующем месте; то есть доминирующие частоты ожидаемых землетрясений, интенсивность движения грунта и форма спектра имеют решающее значение [13]. Далее следует определить оптимальный природный материал для слоя под фундаментом, выполняющего роль сейсмоизолятора. В настоящее время, насколько известно автору, очень мало исследований, связанных с использованием природных материалов для сейсмоизоляции основания зданий [14–16].

    В данной статье представлены результаты краткого экспериментального исследования по определению эффективности известнякового песка под основанием консольной бетонной колонны для повышения ее сейсмостойкости. Основная цель данной статьи – подтвердить, что применение одного общего природного материала под фундамент консольной бетонной колонны может повысить ее несущую способность и безопасность при землетрясении. А именно, еще десятилетия назад многие реставраторы исторических зданий подозревали, что использование слоя природного каменного материала под фундаментом используется не только для увеличения несущей способности грунта, но и для уменьшения сейсмической нагрузки на здание.Это было поводом проверить, может ли слой песка под фундаментом здания уменьшить силу землетрясения.

    Поскольку испытанная конструкция довольно мягкая, более высокая эффективность этого подхода к сейсмоизоляции основания ожидается для жестких конструкций.

    2. Испытание на вибростенде консольных бетонных колонн с фундаментом на различных основаниях

    Поведение небольших консольных бетонных колонн с тремя разными основаниями под фундаментом (рис. 2) было экспериментально исследовано с использованием вибростенда в Университете г. Сплит, Хорватия.Фундамент колонны размещается на вибростенде в соответствии с каждым из следующих условий: (i) закреплен на вибростенде (колонна C1), (ii) на слое известнякового песка толщиной 20 мм (колонна C2) и (iii) над слоем известнякового песка толщиной 100 мм (столбец C3). Колонна имеет высоту 1080 мм (гибкость около 75) и квадратное сечение 100 мм × 100 мм. Колонна жестко закреплена в фундаменте длиной 750 мм, шириной 500 мм и высотой 300 мм.На вершину колонны помещается груз массой 2 тонны, состоящий из бетонного блока размером 1000 мм ×1000 мм × 800 мм. Центр масс совпадает с осью колонны; то есть колонна была центрально загружена из-за гравитационной нагрузки.


    Колонна и фундамент изготовлены из бетона с известняковым заполнителем с максимальным размером зерна 8 мм. Прочность бетона на сжатие составила 37,2 МПа, а модуль Юнга – 33,2 ГПа. Прочность бетона на изгиб составила 3.9 МПа. Колонна была усилена вертикальными стержнями 4Φ8 мм (As = 201,1 мм 2 , т. е. 2% от площади поперечного сечения бетона) и хомутами Φ4,2 мм с шагом 50 мм. Предел прочности стали составил 653 МПа, модуль Юнга – 205 ГПа. Фундамент укреплен продольными стержнями 4Ф10 мм в верхней и нижней зонах и хомутами с шагом 100 мм. В качестве сейсмоизолятора использовался только слегка уплотненный сухой известняковый песок ниже основания колонн С2 и С3 с размером зерен в диапазоне 0–4 мм.

    Испытываемые конструкции подвергались воздействию ряда повторяющихся горизонтальных базовых ускорений искусственных акселерограмм, созданных для соответствия спектрам упругой реакции в соответствии с EN 1998 (EC 8) для типа 1 и типа грунта A (рис. 3). Здесь T — собственный период упругой системы с одной степенью свободы, а S a — спектральное ускорение. Искусственные акселерограммы были получены программой SIMQKE, сгенерированные как суперпозиция синусоидальных функций [17].Максимальное ускорение для первого возбуждения составило a г, max  = 0,05 g и при последующих возбуждениях последовательно увеличивалось на 0,05 g.

    Для каждого возбуждения измерялись характерные перемещения, ускорения и деформации конструкции (рис. 4). Обратите внимание, что измеренные деформации растяжения бетона могут включать влияние образовавшихся в конечном итоге трещин в бетоне в зоне измерения и что деформации стальной арматуры можно определить по положению трещин в бетоне в зоне измерения.Измеренные значения для некоторых примененных возбуждений представлены здесь и далее, а подробное описание оборудования, использованного в исследовании, можно найти в [18, 19].


    Горизонтальное смещение верха колонки представлено на рис. 5. Колонка C1 уже имела значительное необратимое смещение верха примерно на 10 мм после возбуждения a g, max  = 0,2 g. При a г, max  = 0,3 г верхняя часть столбца C1 имела необратимое смещение примерно на 55 мм.Вершины столбцов С2 и С3 имели небольшое необратимое смещение при этом возбуждении. При a г, max  = 0,3 g верхняя часть столбца C2 имела необратимое смещение примерно на 20 мм, а верхняя часть столбца C3 примерно на 6 мм. Колонка C1 разрушилась при возбуждении a г, макс.  = 0,35 г. Вершина столбца C3 имела большее смещение при a г, макс.  = 0,35 g, чем в верхней части столбца C2. При возбуждении a g,max  = 0.4 g, столбцы C2 и C3 разрушены.


    Вертикальное смещение верха фундамента показано на рис. 6. Колонна С1 была закреплена на поверхности вибростенда, и ее основание не имело вертикального перемещения. В результате уплотнения известнякового песка под фундаментом после возбуждения с более высокими ускорениями фундаменты колонн С2 и С3 имели постоянную осадку. Столбец С3 с толстым слоем песка имел значительно большую осадку. После уплотнения известнякового песка под фундаментом колонны С3 при повторных воздействиях вертикальное смещение фундамента закрепилось.Фундамент колонны С3 имел большее поднятие, чем фундамент колонны С2.


    Деформация арматуры в нижней части колонны с левой стороны для некоторых возбуждений показана на рис. 7. При возбуждении с a г, макс. армирование (приблизительно 8‰), что вызвало деформацию стальной арматуры. В конце этого возбуждения деформации растяжения в арматуре оставались необратимыми в течение примерно 4 ‰.Во время этого возбуждения необратимой деформации растяжения в столбцах C1 и C3 не произошло. При a г, max  = 0,3 г, колонна C1 имела необратимую деформацию растяжения в арматуре примерно 2,5‰, в то время как необратимая деформация в арматуре колонны C3 не происходила. При a г, макс.  = 0,35 г столбец С2 имел высокое растяжение арматуры (примерно 22,0‰), которое оставалось необратимым в течение примерно 6,0‰ в конце возбуждения.При a г, max  = 0,35 г, колонна C1 разрушилась с необратимой деформацией растяжения в арматуре только примерно 2,0‰. Колонки C2 и C3 разрушились при возбуждении a g, max  = 0,4 g. Таким образом, необратимая деформация растяжения в арматуре колонны С2 составила примерно 7,5 ‰, а в арматуре колонны С3 — только примерно 1,0 ‰. Очевидно, что растяжение арматуры с левой стороны колонны С3 было ниже, чем растяжение той же арматуры колонн С1 и С2.


    Деформация арматуры в нижней части колонны с правой стороны для некоторых возбуждений показана на рис. 3,0 ‰, а в колонке С2 примерно 2,0 ‰. Необратимых деформаций в арматуре колонны С3 не произошло. При возбуждении с a g,max  = 0,3 g растяжение в арматуре колонны C2 достигло 15.0 ‰, с необратимой деформацией растяжения примерно 5,0 ‰ в конце возбуждения. Небольшие необратимые деформации растяжения арматуры колонны С1 произошли в конце этого возбуждения. При a г, макс.  = 0,35 г колонна C1 разрушилась с необратимой деформацией растяжения в арматуре всего примерно 2,0‰. При возбуждении с a g,max  = 0,4 g, необратимая деформация растяжения в арматуре колонны C3 составила около 4.0 ‰, в то время как максимальная деформация сжатия в арматуре колонны C2 была примерно -9,0 ‰.


    Деформация бетона в нижней части колонны с левой стороны показана на рис. 9. Ниже рассматривается только деформация сжатия бетона. При a г, max  = 0,2 g деформация сжатия в бетоне колонны C2 была близка к −4,0‰; то есть бетон был близок к разрушению. Деформация сжатия в бетоне колонн C1 и C3 была меньше.


    Деформация бетона в нижней части колонны с правой стороны показана на рис. 10. Деформация сжатия обсуждается ниже. При a г, max  = 0,2 g деформация сжатия в бетоне колонны C1 была близка к −2,5‰, а для колонн C2 и C3 была меньше. При a г, max  = 0,3 g деформация сжатия в бетоне колонны C1 превысила -5,0‰, и произошел отказ тензодатчика. Бетон этой колонны был очень близок к разрушению.При a г, max  = 0,3 g бетон колонны C3 достиг деформации сжатия приблизительно −3,0‰.


    Горизонтальное ускорение вершины колонны ( a u ) показано на рисунке 11. Максимальные горизонтальные ускорения вершины всех колонн были примерно одинаковыми. Оценка вышеуказанных значений должна быть тщательной, потому что более высокое значение ускорения не означает в то же время большее напряжение в конструкции.А именно, размеры деформации, показанные на рисунках 7–10, более подходят для описания уровней напряжения в конструкции.


    Первый период свободных колебаний колонн ( T 1 ) после окончания каждого последующего возбуждения основания был экспериментально определен при максимальном ускорении основания a g,max , как показано на рис. Рисунок 12(a), и значение жесткости каждой колонны было рассчитано в соответствии со следующим упрощенным выражением, как показано на рисунке 12(b): 1  = 0.64 с до начала испытаний, из чего следует, что слой известнякового песка под фундаментом практически не влиял на исходные динамические характеристики сопряженной системы. После первого возбуждения основания с а г,max  = 0,05 г произошло практически одинаковое снижение жесткости всех колонн за счет появления пластических деформаций, что привело к увеличению Т 1 . Жесткость столбов после окончания каждого последующего возбуждения базы уменьшалась, а Т 1 увеличивалась.До обрушения колонн Т 1 было примерно в два раза выше, чем до применения первого базового возбуждения. Таким образом, столбец C1 имел несколько большее снижение жесткости до a g,max  = 0,3 g, тогда как столбцы C2 и C3 имели примерно одинаковое снижение жесткости.

    Испытанные колонки явно продемонстрировали различное поведение при приложенных возбуждениях и разные механизмы разрушения. Колонка C1 разрушилась при возбуждении a g, max  = 0.35 г; то есть он имел наименьшую несущую способность. Колонки C2 и C3 разрушались при возбуждении a g, max  = 0,4 g, при этом колонка C3 демонстрировала наиболее благоприятное поведение во время предыдущих возбуждений. А именно, колонна C3 имела минимальную арматуру и деформацию/напряжение бетона (рис. 7–10) и максимальную оставшуюся жесткость (рис. 12).

    Из-за малого количества экспериментов в представленном исследовании не представляется возможным сделать более точные выводы относительно толщины песчаного слоя, при котором можно было бы достичь наибольшей предельной несущей способности колонны.Планируются обширные исследования по этой проблеме на основе вибростенда, которые будут включать варьирование типа конструкции (жесткая, жесткая и мягкая), природных материалов под фундаментом (известняковый песок, каменная галька и т. д.), толщина и уплотнение слоя, а также доминирующие частоты базового возбуждения.

    3. Численное моделирование проведенного экспериментального испытания

    Результаты проведенного экспериментального испытания, представленные в разделе 2, могут быть смоделированы с использованием ранее разработанной численной модели для статического и динамического анализа плоских бетонных конструкций [19–23].Модель кратко описана ниже.

    Принятая численная модель довольно проста, но она может моделировать первичный материал и геометрические нелинейные эффекты бетонных конструкций, находящихся в контакте с землей. Модель в первую очередь предназначена для практического использования. Графическая интерпретация принятой модели показана на рисунке 13.

    Модель основана на методе конечных элементов для пространственной дискретизации связанной системы грунт-основание-конструкция и на методе конечных разностей для интегрирования по времени уравнений движение.Используются базовые 8-узловые конечные элементы. В качестве контактных элементов используются 6-узловые плоские и 2-узловые стержневые элементы (рис. 13, а). Для учета эффектов больших перемещений используется обновленная формулировка Лагранжа. Приводится критерий сходимости инкрементально-итеративной процедуры в зависимости от приращения текущих перемещений по отношению к полным перемещениям.

    Двухосное разрушение плоских стальных конструкций моделируется влиянием только нормальных напряжений. Используется классическая упруго-пластическая модель для стали с линейным поведением при разгрузке (рис. 13(b)).Двухосное разрушение плоских стальных конструкций моделируется действием только нормальных напряжений. Принято одинаковое поведение стали при растяжении и сжатии. Критерий текучести фон Мизеса используется для текучести стали. Критерий разрушения стали определяется как функция главных деформаций аналогично пределу текучести стали.

    Поведение бетона при сжатии описывается с помощью упруго-пластической теории (рис. 13(b)). Поведение бетона при растяжении описано с помощью упруго-хрупкой модели, включающей моделирование трещин после достижения напряжениями максимальной прочности бетона на растяжение.Принята модель размытой трещины с фиксированными ортогональными трещинами. Жесткость бетона при растяжении между трещинами моделируется с помощью постепенного уменьшения жесткости после того, как растягивающие напряжения достигают предела прочности бетона при растяжении. Жесткость сдвига бетона с трещинами моделируется путем постепенного уменьшения модуля сдвига бетона в зависимости от деформации бетона перпендикулярно плоскости трещины. Открытие и закрытие трещин также моделируется.

    Армирование моделируется с помощью одномерного криволинейного стержневого элемента внутри базового бетонного элемента. Предполагается полная совместимость перемещений между бетоном и арматурой. Поведение арматурной стали описывается полигональной кривой напряжения-деформации с линейным поведением при разгрузке (рис. 13 (б)). Влияние усталости на механические свойства бетона и стали, связанное с циклическим нагружением, не моделируется. Включено моделирование влияния скорости деформации на механические свойства бетона и стали из-за динамического нагружения. Почва моделируется с использованием конститутивной модели бетона с корректировкой соответствующих параметров материала.Конститутивная модель контактных элементов описывается полигональной кривой нормального напряжения-нормальной деформации и полигональной кривой напряжения сдвига-деформации сдвига (рис. 13(c)). Проведено моделирование проникновения, отрыва и скольжения по поверхности контакта между фундаментом и грунтом.

    Пространственная дискретизация испытанной колонны C3 представлена ​​на рисунке 14(a), а тестовая модель вибростенда показана на рисунке 14(b). Сравнение некоторых экспериментально определенных и численно полученных результатов для столбца C3 представлено на рисунке 15.

    В целом наблюдалось относительно хорошее соответствие между экспериментальными и численными результатами. При возбуждениях с более низкими уровнями ускорения и меньшим уровнем нелинейности в системе зафиксировано наилучшее соответствие экспериментальных и численных результатов. Обнаружено, что при увеличении числа последовательных базовых возбуждений и увеличении амплитуды ускорения в системе возникают значительные нелинейности (в том числе пластическая деформация), что приводит к определенным расхождениям между экспериментальными и численными результатами.Разногласия являются следствием недостатков конститутивных моделей, пространственной и временной дискретизации, критериев сходимости и некоторых других важных параметров. Численное моделирование также проводится для столбцов C1 и C2. Сравнение некоторых максимальных экспериментально определенных и полученных численно результатов для столбцов C1, C2 и C3 представлено в таблице 1. В целом наблюдалось относительно хорошее соответствие между экспериментальными и численными результатами.


    91 473 + девяносто одна тысяча двести семьдесят два
    + девяносто один тысяча четыреста шестьдесят девять 2,95 +
    +

    a г,макс.  = 0.1 г 9 г, макс = 0,2 г = 0,3 г A г, макс = 0,4 г
    ExperiMental Численное Экспериментальная Численное Экспериментальная Численное Экспериментальные Численное
    Колонка С1
    U (мм) 11.02 11,29 36,20 38,01 70,31 72,30
    (мм)
    ε сек -Выберите сторона (‰) 1,69 1,77 3,56 3,42 4,48 4,53
    ε в -правая сторона (‰) -0. 92 -0,94 -2,53 -2,62 -5,52 -5,47
    + через U (мс -2) 2,01 1,98 2,52 2,61 5,06 4,99
    Колонка С2
    U (мм) 10.05 10,45 31,11 30,98 43,12 42,98 76,31 73,42
    (мм) 0,34 0,35 1,13 1,21 0,82 0,79 1,08 1.06
    ε S -Left Side (‰) 1.38 1.45 8.65 8.77 9.06 9.99 8. 99 9.24 9,35
    ε с девяносто одна тысяча двести семьдесят-девять -Верно сторона (‰) -1,05 -1,16 -2,12 -2,08 -3,15 -3,26 -1,35 -1,29
    A U (мс -2 ) 1,12 1,18 2,51 2,42 3,28 3,48 5,06 4,99

    Колонна C3
    u (мм) 13.06 13,51 29,12 28,55 52,22 49,11 96,57 105,2
    (мм) 0,58 0,63 2,27 2,12 2,84 2,95 2,84 2.96
    ε s -Left Сторона (‰) 1. 94 1.88 4.00 3.95 4.08 4.08 3.98 3.00
    ε + с -Верно сторона (‰) -0,82 -0,86 -1,22 -1,32 -3,05 -3,11 -4,15 -4,00
    + через U (мс -2 +) 1,51 1,62 2,25 2,02 4,42 4,51 12,54 11,28
    4.Выводы

    К сожалению, на сегодняшний день не существует устройств для сейсмоизоляции сооружений, способных удовлетворить многочисленные требования, которые должны быть выполнены для их широкого применения на практике. Размещение слоя соответствующих природных материалов под фундаментом может быть оптимальным решением для сейсмоизоляции основания многих сооружений, особенно в менее развитых частях мира [14–16]. Такие материалы должны сохранять все свои механические характеристики в течение всего предполагаемого срока службы здания.

    Результаты экспериментальных исследований, представленные в данной статье, показывают, что нанесение слоя классического каменного песка под фундамент может служить средством качественной сейсмоизоляции жесткого строительства. В проведенных испытаниях на малом вибростенде консольная бетонная колонна с закрепленным на вибростенде фундаментом имела меньшую предельную несущую способность, чем такая же колонна со слоями известнякового песка под ее фундаментом. Поэтому слой известнякового песка под фундаментом повышает безопасность колонны при сейсмической нагрузке.При этом необходимо принять соответствующую толщину и уплотнение этого слоя. В проведенных испытаниях слой известнякового песка толщиной 100 мм оказался более эффективным, чем слой толщиной 20 мм. А именно, колонна С3 на основе слоя известнякового песка толщиной 100 мм при максимальном ускорении основания имела наименьшую деформацию/напряжение в конструкции и наибольшую остаточную жесткость, то есть наибольшую безопасность. Здесь обратите внимание, что слои были немного уплотнены. Для слоев из одного и того же материала большое влияние на сейсмическую реакцию сооружения оказывают его толщина и плотность.Из-за небольшого количества экспериментов в настоящем исследовании невозможно сделать более точные выводы относительно достоверного влияния слоя песка под фундаментом на снижение сейсмических сил в конструкции. Поэтому планируются более широкие экспериментальные исследования сейсмоизоляции основания с использованием различных природных материалов под фундаментом различных типов сооружений.

    Представленная численная модель для статического и динамического анализа плоских бетонных конструкций, соединенных с грунтом, которая может имитировать первичные нелинейные эффекты системы, была проверена на основе результатов ранее проведенных экспериментальных испытаний на вибростенде.Хорошее совпадение численных и экспериментальных результатов подтверждает, что представленная численная модель может найти практическое применение.