Усиление ленточного фундамента

Содержание

• Причины разрушения фундамента
• Способы обследования основания
• Методы усиления основания
• Усиление мелкозаглубленного основания
• Создание железобетонной обоймы
• Усиление сваями
• Как усилить фундамент железобетонной рубашкой

Часто увеличить жилое пространство дома не получается, так как прочность фундамента является недостаточной для определенного строения. Если этот параметр не будет учтен, из-за увеличенного веса строения фундамент может треснуть или усесть. Также трещины могут появиться и на стенах дома. Часто на фундаменте появляются микротрещины, которые могут быть незаметными. Чтобы предотвратить их появление, необходимо грамотно произвести усиление.

Причины разрушения фундамента

К причинам, по которым происходит разрушение фундамента, можно отнести:

• применение строительных материалов низкого качества;
• использование дома с несоблюдением правил эксплуатации;
• несоблюдение технологии строительства основания;
• наличие наклона на участке;
• проведение земляных работ рядом с домом;
• изменение некоторых показателей грунта;
• увеличение веса строения;
• внутренние и внешние вибрации;
• наводнение.

Часто к разрушению фундамента приводит изменение уровня грунтовых вод и пучение грунта. В таком случае можно создать дренажную систему и произвести гидроизоляцию фундамента. Стоит помнить, что усиление ленточного фундамента должно производиться только после устранения причины его разрушения. Если этого не сделать, конструкция будет постепенно разваливаться.

Способы обследования основания

Для определения степени разрушения фундамента и способов его укрепления может производиться наружный или подземный осмотр. В первом случае происходит обнаружение трещин и сколов фундамента. При подземном осмотре оценивается глубина залегания фундамента, определяется материал, который использовался при закладке основания, а также оценивается прочность конструкции.

Укрепление фундамента может происходить и при отсутствии деформаций. Это необходимо в следующих случаях:

• увеличение нагрузки на основание;
• при проведении строительных работ рядом с домом;
• осаживание строения.

Перед тем как приступать к усилению фундамента, стоит убедиться в том, что его усадка завершена. Если на бетонном основании появились трещины, за ними необходимо наблюдать в течение месяца. Для этого на них устанавливаются гипсовые маячки. Если в течение нескольких недель они не разорвутся, это будет говорить о том, что фундамент не разрушается. В таком случае достаточно заделать трещины, не усиливая основание.

Методы усиления основания

Степень сложности проводимых работ зависит от состояния постройки. В некоторых случаях достаточно восстановить гидро- и теплоизоляционный слой. В других ситуациях необходимо производить расширение основания.

Распространенным способом укрепления является замена грунта под фундаментом. Это необходимо в случае, если под домом произошло изменение структуры грунта или его ослабление.

Кроме этого способа используются и другие:

1. Укрепление сваями. Для проведения работ могут использоваться различные типы свай.
   
2. Создание железобетонной рубашки. Это помогает предотвратить дальнейшее разрушение при появлении трещин. При выборе такого способа усиления можно не беспокоиться о состоянии основания достаточно длительное время.
3. Ремонт отдельной части фундамента, которая начала разрушаться.

Часто во время укрепления основания приходится создавать дренажную систему, чтобы отвести грунтовые воды. Стоит помнить, что приниматься за работу по усилению нельзя без предварительного расчета нагрузки на конструкцию. Если этого не сделать, основание может быть недостаточно прочным, что приведет к его постепенному разрушению.

Усиление мелкозаглубленного основания

Многие частные дома создаются на мелкозаглубленном основании. Если такой фундамент начал разрушаться, для его укрепления производятся работы по установке дополнительных элементов, расширяющих и углубляющих конструкцию.

Укрепление армированной бетонной рубашкой производится в несколько этапов:

1. Сначала отдельные участки мелкозаглубленного фундамента полностью открываются. Во время таких работ необходимо удалять грунт на участке, длина которого не должна превышать 1,5 м.
2. После этого на место удаленного грунта устанавливаются готовые железобетонные блоки. При желании можно осуществить заливку бетона с армированием.
3. На следующем этапе осуществляется уплотнение грунта при помощи гидравлических домкратов. Стыки старого фундамента и нового элемента заливаются бетоном.

Часто для усиления фундамента применяются буронабивные сваи. Также используются винтовые и буроинъекционные сваи. Изделия последнего типа не могут быть установлены самостоятельно. Это связано с тем, что без составления подробных чертежей такой метод не будет эффективен. Кроме этого, для проведения работ по установке буроинъекционных свай необходимо использовать тяжелую технику. При этом стоимость применения указанных элементов достаточно высока.

Создание железобетонной обоймы

Наиболее распространенным способом усиления основания является создание бетонной обоймы. Такой метод не требует углубления фундамента, поэтому его часто используют владельцы загородных домов, не желающие привлекать профессиональных строителей.

Чтобы старое основание было надежно скреплено с новой бетонной лентой, необходимо нанести на его поверхность насечки и забить арматурные стержни.К ним крепится арматурный каркас железобетонной ленты, которая создается для того, чтобы укрепить конструкцию. Благодаря этому новый и старый фундамент образуют единое целое. Указанным способом может производиться усиление ленточного фундамента жилого дома или таких построек, как бани и другие хозяйственные сооружения.

Стоит помнить, что не следует укреплять таким способом тяжелые дома. В таких случаях лучше устанавливать сваи.

Усиление сваями

Для усиления основания м ожжет использоваться несколько видов свай:

1. Микросваи, которые имеют диаметр 150-300 мм. Они удобны в применении, так как бурение можно совместить с инъекцированием раствора.
2. Буронабивные сваи. Такие изделия устанавливаются в скважины, бурение которых происходит как снаружи, так и изнутри постройки. Глубина скважин должна составлять примерно 2 метра. Расстояние между ними составляет примерно полтора метра. После создания скважин происходит установка арматурного каркаса и заливка бетонного раствора.
3. Вдавливаемые сваи используются в случаях, если твердый грунт находится на большой глубине. Для проведения таких работ используется специализированное оборудование.
4. Выносные сваи применяются в случае, если уровень грунтовых вод на участке является повышенным. Для укрепления основания через старую конструкцию пропускается железобетонная балка, которая устанавливается на сваи.
5. Металлические сваи. Такие элементы устанавливается с обеих сторон основания и связываются железобетонной балкой.

После проведения работ свайные опоры могут поддерживать основание в течение нескольких десятков лет. Чтобы предотвратить повторное разрушение, стоит выполнять все работы согласно заранее составленному чертежу. Также необходимо точно рассчитать нагрузку, которая действует на фундамент. Если этого не сделать, через некоторое время конструкция начнет усаживаться или разрушаться.

Как усилить фундамент железобетонной рубашкой

Указанный метод достаточно популярен, так как для проведения работ не нужно нанимать рабочих. Перед тем как усилить фундамент,необходимо приобрести достаточное количество арматуры диаметром 16-18 мм и бетона марки М400. Создание железобетонной рубашки происходит следующим образом:

1. Сначала происходит выкапывание траншеи. Стоит помнить, что каждый каждая закладка новой части фундамента не должна быть больше 3 метров. Сначала откапываются углы, а затем остальные части основания. Глубина подкопа должна быть больше глубины старого основания примерно на 50 см.
2. После этого происходит создание арматурного каркаса. Он должен обтягивать фундамент со всех сторон. Чтобы каркас брал на себя основную часть нагрузки, он присоединяется к старому основанию при помощи анкеров. Все арматурные прутья должны соединяться вязальной проволокой.
3. На последнем этапе происходит создание деревянной опалубки вокруг каркаса и заливка бетонного раствора. После окончания процесса затвердевания бетона необходимо произвести обратную засыпку и создать откосы. Это нужно для защиты конструкции от влаги.

Чтобы правильно усилить ленточный фундамент, стоит выполнять работу согласно рекомендациям опытных строителей. Во время заливки бетона, например, необходимо его уплотнять строительным вибратором. Вместо данного инструмента можно использовать штырь. Фундамент с железобетонной обоймой может прослужить достаточно длительное время, если работы по усилению будут произведены с соблюдением технологии.

• Строим дом из пеноблоков своими руками
• Плавающий фундамент
• Опалубка для фундамента своими руками
• Фундамент под печь в баню

Усиление ленточного фундамента железобетонной обоймой

Усиление ленточного фундамента – это очень важное и ответственное решение по отношению к долговечности вашего дома. У каждой постройки существует свой срок жизни, так как она постоянно поддается влиянию окружающей среды. На фундаменте или здании могут появиться различного рода трещины и деформации, которые требуют незамедлительного исправления. Как раз в этом случае и пригодиться усиление основание. В нашей статье мы рассмотрим особенности данного процесса и основные способы его совершения для ленточного фундамента.

• Потребность усиления фундамента
• Причины образования трещин
• Виды технологий упрочнения
• Способы усиления ленточного здания
• Усиление основания ленточного фундамента
• Метод свай
• Метод металлических обойм
• Метод демонтажа старого фундамента
• Процесс одностороннего усиления ленты
• Самый популярный способ

Потребность усиления фундамента

Усиление ленточного фундамента – это очень важное и ответственное решение по отношению к долговечности вашего дома

Если ваша основная цель – это прочный и надежный дом, то первое, что вы обязаны делать, это следить за состоянием его основания и фундамента.

Так как ленточный тип самый популярный на сегодняшний день, то мы как раз все вопросы будет рассматривать на его примере. Стоит заметить, что постройки этого вида предусматривают дополнительные крепления, которые могут монтироваться как при возведении здания, так и после завершения строительства.

Внимание! Укрепление фундамента после его возведения займет намного больше сил, чем заняться этим процессом во время строительства. Это очень экстремальный вариант развития событий, так как проект был заготовлен для одного формата основания, но приходиться пересматривать его.

Когда совершать усиление фундамента после окончания стройки, то процесс потребует больших денежных затрат. Поэтому специалисты данной отрасли советуют подумать об этом при проектировании дома, но, к сожалению практика показывает, что все-таки рекомендациям люди прислушиваются очень редко.

Давайте все-таки выясним, почему может возникнуть потребность данных работ для дома. Итак, первое – это достройка дома, второе – если на постройке появились трещины.

Также следует сюда добавить негативное воздействие морозов на структуру здания и различного рода механические повреждения.

Причины образования трещин

Потребность в ремонте фундамента иногда возникает раньше – это происходит из-за появления трещин

Потребность в ремонте фундамента иногда возникает раньше – это происходит из-за появления трещин. Откуда они берутся? Это мы сейчас и выясним в данном разделе.

Итак, причин для этого может быть множество, назовем самые частые ситуации:

• Если фундамент возведен на насыпном подвижном грунте, то может случиться проседание почвы;
• При ленточном строительстве, если кирпичи не армировались, то со временем возможны трещины в структуре;
• Если бетонная плита не имеет прочного металлического каркаса;
• Если фундамент из кирпичей не имеет в конструкции металлическую сетку, то вполне реально расхождение структуры и множество щелей;
• Если в зимний период проходы вентиляции не были закрыты;
• Были произведены неверные расчеты нагрузки;
• Строение не имеет дренажной системы для вывода воды.

Внимание! Решить данные ситуации можно несколькими способами, выбор которых зависит от причин образования деформаций. Об особенностях и способах мы поговорим в дальнейших разделах.

Виды технологий упрочнения

Любой ремонт здания должен включать в себя укрепление основания

Любой ремонт здания должен включать в себя укрепление основания. Это необходимо в таких ситуациях:

• При планировании достройки здания, например, второго этажа;
• При негативном воздействии природного окружения и нарушение целостности конструкции;
• При осадке элементов здания, что может вызвать разрушения.

Так, при выполнении работ по усилению оснований применяются такие виды:

1. Типовой способ;
2. Оригинальный способ.

Внимание! Данные методы разработаны для того, чтоб спасать исторические памятники архитектуры. Но в наше время они применимы для всех видов построек.

Например, первый способ был применен в реконструкции Большого театра, которые вдохнули в него второе дыхание. Специализированные компании занимаются улучшением методов, ведь как показала практика здание намного дешевле отремонтировать, нежели возвести новое.

Способы усиления ленточного здания

Усилить основание ленточного фундамента можно несколькими способами

Усилить основание ленточного фундамента можно несколькими способами. Это все зависит от уровня повреждения. Так, если постройка имеет царапину или небольшое отклонение, то пригодиться один метод, но если же вы хотите достроить здание, то это уже другой способ.

Внимание! Определить нужный вам способ может только специалист. Только подробные расчеты нагрузки с учетом проседания основания старого помещения могут допустить к этапу выбора метода усиления.

Методики укрепления ленточного фундамента:

1. Первый способ основывается на железобетонной конструкции уширения. Действует так: в проемы в основании монтируются поперечные балки – это позволяет создать увеличение ширины фундамента.
2. Метод использования сваи. Особенность в том, что сваи имеют способность принимать на себя определенный размер нагрузки поперечных балок. Существуют такие виды сваи: буронабивные, вдавливаемые и корневидные.
3. Способ закрепления грунта под подошвой.
4. Методика усиления обоймой без дополнительного расширения пространства основания. Это самая популярная схема на сегодняшний день. Принцип работы заключается в заведении под фундамент столбов и плит, которыми производятся снятие старых деталей и установка новых.

Важно! При проведении любых работ не забывайте о теплоизоляции и дренажной системе.

Усиление основания ленточного фундамента

Для выполнения данного процесса используется несколько техник и методик

Для выполнения данного процесса используется несколько техник и методик, а иногда и одновременно несколько. Если под фундаментом сильно размытая почва, то первое, что делают – частично заменяют ее слоем песка, который плотно утрамбовывается. Верх нужно залить бетонным раствором. Выполнить дополнительное усиление можно расширив границы основания, что снизит уровень давления. Очень популярным методом есть укладка балок, прикрепленных к фундаменту. Они значительно уменьшают нагрузку и расширяют габариты.

Метод свай

Данный метод имеет несколько путей развития, которые зависят от проблемы

Данный метод имеет несколько путей развития, которые зависят от проблемы. Самый популярный – это размещение свай рядом с основанием дома и соединение с ним. Существует еще более надежный способ при помощи сквозного крепления. Принцип работы заключается в отверстиях, которые делаются буром и соединяют стены, фундамент и грунт. Их размещение выполняется через один по разным направлениям. Например, направление одной сваи к дому, а другой – от дома. Отверстия монтируются с сеткой из металла, которая устанавливается постепенно. Далее все щели заливаются раствором из бетона.

Внимание! Подобное уплотнение основания  после застывания бетона обеспечивает надежную опору.

Метод металлических обойм

Усиление фундамента обоймами из металла необходимы при осыпании ленты основания

Усиление фундамента обоймами из металла необходимы при осыпании ленты основания. Причины данной ситуации могут проявляться следующим образом:

• Фундамент очень сильно пострадал в течение зимнего и осеннего периода, когда уровень атмосферных осадков превышает норму. При таянии бетон переживает большой ущерб для структуры.
• Прочность раствора может терять прочность, если норму воды при его изготовлении превысили;
• Воровство рабочих на вашей стройки, которые могли часть качественных материалов забрать, а добавить более дешевый вид или применить другие хитрости;
• Процесс осыпания может быть из-за песка с высоким содержанием глины.

Внимание! Наличие глины в растворе можно проверить, просто посмотрев на фундамент, если там имеются ямки в виде кратеров, то именно такой песок применялся при создании раствора. Осенью глина имеет способность собирать влагу, которая зимой замерзает, а потом просто отталкивает бетон, поэтому и образуются следы.

• При закупке цемента обращайте внимание на его технические характеристики.

Укрепить данный ленточный фундамент и спасти от возможных разрушений можно такими способами:

• Старайтесь постоянно контролировать его состояние, ведь косметический ремонт никакого результата не даст;
• Если появились большие ямки, то их нужно заштукатурить, применив для этого специальный состав смеси для этих целей;
• Чтобы не происходило разрушение, рекомендуем провести теплоизоляцию внешних стен.

Через определенное время все равно придется заменить фундаментную ленту, так как она не долговечна и постоянно находится под влиянием различных повреждений.

Совет. При качественной гидроизоляции и утеплении фасада, конструкция может прослужить очень долго.

Метод демонтажа старого фундамента

Данный процесс довольно сложный и требует больших затрат, ведь бракованный фундамент придется полностью снять

Бывают такие ситуации, когда деформация ленты происходит в одном месте, например, ее кусочек можно просто отщипнуть, и он по структуре будет, как пластилин. Это очень редкий случай, причина которому может быть лишь одна – слишком мало цемента в растворе или имеется глина в нем.

В подобной ситуации выход только – полный демонтаж ленточного фундамента. Потому что никакое усиление здесь не спасет, только новое основание.

Внимание! Данные проблемы заметны при высыхании ленты, так что проверяйте качество сразу, пока дом еще не возведен.

Данный процесс довольно сложный и требует больших затрат, ведь бракованный фундамент придется полностью снять, а после построить новый с соблюдением всех строительных норм и технологий.

Процесс одностороннего усиления ленты

В том случаи, если состояние фундамента не в самой ужасной форме, то можно его просто выровнять

Если деформация ленточного фундамента произошла только с одной стороны, то образуется перекос дома, и начнут появляться щели. Толчком для такого развития событий могло послужить нарушение требований к постройке основания здания. Обычно проявление данного недостатка проявляется сразу по окончании зимнего сезона, так как пучение не сможет посадить ленту.

Что сделать для того, чтобы укрепить ленточное основание? Это достаточно сложный процесс, ведь необходимо не только залить щель, но и выровнять здание.

Внимание! Прежде, чем приступить к работе, нужно внимательно провести осмотр ленточного фундамента на предмет трещин и деформаций. Если их уровень очень высокий, то пройдется выполнить очень сложный и дорогостоящий способ.

В том случаи, если состояние фундамента не в самой ужасной форме, то можно его просто выровнять. Для этого образовавшиеся пустоты нужно заполнить бетонной смесью. При данном процессе нужно постоянно контролировать состояние вашей постройки, чтоб не усилить деформацию. Интервал работ прямо пропорционален состоянию повреждений. Данный критерий оказывает воздействие и на стоимость работ, и на потребность определенного оборудования.

Если потрескалась структура, то процесс усиления основания просто незаменим. Но, все равно не забывайте про профилактические осмотры, чтоб вовремя выявить существующую проблему.

Самый популярный способ

Самый популярный способ усиления фундамента – это применение железобетонной обоймы

Немного выше мы писали о том, что самый популярный способ усиления фундамента – это применение железобетонной обоймы. Такой процесс может проходить двумя способами:

• С увеличением подошвы здания;
• Без увеличения.

К существенным достоинствам стоит отнести также возможность работ без углубления основания. Монтироваться обоймы могут на определенный участок или на полную высоту ленточного фундамента. Виды обойм для данного основания:

• Железобетонная;
• Бетонная.

Для подготовки к старту работ, необходимо нанести насечки перфоратором по всему периметру, чтобы увеличить уровень цепкости за счет шершавости поверхности. При усилении фундамента обоймы балками скрепляются между собой.

Уровень пластичности арматуры влияет на плотность раствора. В данной ситуации плотность будет иметь величину  равной 10 см осадка. Самый лучший цемент для раствора – портландцемент, ведь только дает необходимую прочность.

Внимание! Чтобы защититься от осадки при добавлении ширины ленточного фундамента, нужно сделать домкратом обжатие.

BuildingHow > Товары > Книги > Том А > Армирование II > Фундамент > Ленточный фундамент

Каркас однопролетный с ленточным фундаментом, выступающим (за пределы колонн) с обеих сторон

<проект:foundation140>

Ленточный фундамент — это элемент фундамента, который ведет себя одновременно как фундамент и балка.
Ленточный фундамент (перевернутая тавровая балка) ведет себя так же, как и распорные фундаменты, связанные между собой соединительной балкой. Однако из-за того, что основание и стенка перевернутой тавровой балки образуют единое тело по всей длине конструкции, инерция системы больше, следовательно, ее поведение более удовлетворительное

Поведение однопролетного каркаса на ленточном фундаменте (без сейсмических нагрузок)

При отсутствии сейсмических нагрузок напряжения грунта распределяются симметрично по всей длине ленточного фундамента. Напряжения грунта выше в районе колонн.

Поведение однопролетного каркаса на ленточном фундаменте (при сейсмических нагрузках)

Во время землетрясения нагрузка на один край выше, что создает более высокие напряжения грунта, в то же время другой край разгружается. При изменении направления сейсмических сил нагрузки на фундаменты переключаются симметрично. Деформации и напряжения, прикладываемые к ленточному фундаменту, велики и постоянно знакопеременные.
Фундамент ведет себя как двусторонняя консоль (закреплена на стенке ленточного фундамента). Его поведение аналогично поведению настила, поэтому оно требует армирования нижнего волокна, как показано на рисунке ниже.

Поведение фундаментной плиты

Реакция грунта нагружает плиту фундамента (полка перевернутой тавровой балки) в направлении вверх. Это вызывает деформации нижней поверхности фундамента, которые несет арматура.

Поведение ленточного фундамента при сейсмических нагрузках

<проект:foundation145>

Ленточные фундаменты очень хорошо ведут себя во время землетрясения. В зависимости от направления сейсмических сил сильно нагружается один край. На больших участках ленточного фундамента деформация непрерывно обратная, поэтому требуется сильное армирование как по верхнему, так и по нижнему волокну, особенно в первом и последнем отверстиях непрерывного ленточного фундамента. Для более эффективного поведения краевых зон ленточного фундамента целесообразно удлинить ленточный фундамент за пределы краевых колонн на достаточную длину.

3-D вид армирования ленточного фундамента

<проект: Foundation150>

Поведение этого элемента вполне очевидно, так как основание (т.е. фланец) распределяет приложенные нагрузки к грунту, нагружается реакцией грунта и ведет себя как консольная плита, а стенка фундамента ведет себя как балка.

Детализация армирования ленточного фундамента

Армирование фланца выполняется по тем же правилам, что и для изолированных фундаментов, но с учетом того, что один из его размеров очень длинный.
Армирование стенки выполняется по тем же правилам, что и для соединительных балок. Детали его усиления аналогичны соответствующим деталям усиления ранее упомянутой сплошной соединительной балки.

Армирование ортогонального ленточного фундамента

<проект:foundation160>

В ленточном фундаменте, имеющем стенку и полку одинаковой высоты (т.е. ортогонального сечения), общая высота подошвы (стенки) равна высоте стенки. Единственная разница между обычным ленточным фундаментом и ленточным фундаментом с ортогональным поперечным сечением заключается в том, что последний требует усиления на верхней поверхности «полки».
В случае ленточного фундамента, когда полка и стенка имеют одинаковые размеры, образуется скрытая балка.

Детализация армирования ленточного фундамента с унифицированной полкой-полкой

Детали армирования стены фундамента этого конкретного ленточного фундамента аналогичны деталям армирования ранее упомянутой неразрезной соединительной балки.

Ленточный фундамент, в котором стенка выходит за грань колонны

Колонна сечением 800/250 в общей стене здания частично опирается на ленточный фундамент со стенкой 350/800. Как правило, в местах соединения надстройки или фундамента рекомендуется размещать хомуты в колоннах и балках. Однако с практической точки зрения это трудоемкая процедура, и поэтому предпочтительно в первую очередь размещать стремена внутри колонн.
Если стороны стенки не находятся на одном уровне со сторонами колонны (например, стенка шире колонны), требуется дополнительное поперечное армирование. Эта арматура может быть выполнена в виде штатных хомутов балки или дополнительных хомутов в виде шпильки, расположенных, как показано на следующих рисунках.

Армирование стен ленточного фундамента, выходящего за пределы колонны, дополнительными шпильками

После размещения обойм хомутов внутри стенки перевернутой тавровой балки часть стенки, выходящая за пределы колонны, остается неармированной по вертикальной оси. Шпильки (красного цвета), которые будут размещены в этой области, формируются и размещаются в отдельной фазе.
Поперечная арматура, расположенная в месте стыка колонны с балкой, состоит из стержней в виде шпилек, последовательно уложенных друг за другом. На этом участке вертикальная арматура с тыльной стороны ленточного фундамента обеспечивается продольной арматурой колонны (т.е. из арматуры колонны).

Двустороннее удлинение стенки фундаментной балки

Колонна 800/250 устанавливается по центру балки ленточного фундамента сечением 500/800.

Поперечная арматура, размещенная внутри стенки ленточного фундамента, выходящая за пределы колонны с обеих сторон

После размещения хомутов внутри стен ленточного фундамента части стен, выходящие за пределы колонны, остаются неармированными по вертикальной оси. Арматурные стержни в форме двойной шпильки (красного цвета), которые будут размещены в этой области, формируются и размещаются на отдельной фазе.

Поперечное

Усиление

позиционировано

на

. размещены

один

по

один с обеих сторон балки

.

Влияние армирования на осадочную характеристику ленточного фундамента, примыкающего к сыпучим грунтам-выемке

В этом разделе рассматриваются и обсуждаются полученные результаты. Во-первых, обсуждается, как рассчитать окончательную несущую способность поверхностных фундаментов. Далее рассматривается исходный двухмерный расчет ленточного фундамента в направлении, параллельном котловану. Наконец, были сопоставлены предварительные результаты первоначального анализа неармированного и армированного грунта.

Окончательную несущую способность армированного гранулированного грунта можно рассматривать как функцию этих параметров следующим образом:

$$\frac{{P}_{u}}{\gamma B}=f\left(\frac{H}{B}, \frac{b}{B}, N, \phi , \frac {L} {B}, \ frac {u} {B}, \ frac {h} {B}, \ frac {s} {B}, \ frac {\ varDelta} {H}, \ frac {\ varDelta } {B}, BCR, \frac{D}{B}\right) \left(1\right)$$

, где (H) обозначает глубину котлована, (b) представляет «отступ от края» выемки, (N) представляет собой количество «слоев георешетки», (BCR) описывает коэффициент «несущей способности», (φ) представляет собой «угол трения», (L) представляет собой длину арматуры, (u) представляет собой глубина залегания первого «слоя георешетки», (h) обозначает расстояние по вертикали между слоями георешетки, (s) — осадка основания, (B) — ширина основания, (D) обозначает расстояние между двумя основаниями и ( Δ) — прогиб «стенки шпунта». Были проведены тесты численного анализа для восьми различных краевых расстояний основания на армированных и неармированных песчаных грунтах вблизи котлована с глубиной заделки (H/B = 3), что соответствует b / B  = 0, 1,0, в… 8,0 для двух типов зернистых грунтов.

Расстояние между слоями георешетки считается равным h/B = 0,6, а расстояние первой георешетки до уровня земли, равным u/B = 0,3, является постоянным. Длина арматуры также достаточно велика, чтобы не влиять на несущую способность поверхностных фундаментов. Отношение длины арматуры к ширине фундамента равно L/B = 5, что равно L длине арматуры.

4.1. Влияние расположения фундамента, связанного с котлованом

В этой работе, для определения влияния близости фундамента к котловану (b/B) на несущую способность, был проведен численный анализ для восьми различных краевых расстояний основание на неармированных и армированных песчаных грунтах вблизи котлована (Н = 3В), что соответствует б / В  = 0, 1,0, в… 8,0. Изменения конечной несущей способности (указанной как безразмерный коэффициент P _u / γB , где P _u показывает конечную несущую способность, а γ представляет удельную массу неармированного грунта (рис. 5. Полученные данные показывают, что в неармированном рыхлом песчаном грунте конечная несущая способность увеличивается за счет увеличения отступов. В пределах отступа 8 B конечная несущая способность фундамента по неармированному рыхлому песчаному грунту такая же, как и для фундамента по ровной поверхности. Расположение фундамента на расстоянии от края, превышающем 8-кратную ширину фундамента, сводит к минимуму воздействие земляных работ.

По мере увеличения отношения b/B влияние на конечную несущую способность фундамента уменьшается. Это можно увидеть, рассмотрев влияние деформации и общих перемещений, возникающих в результате нагрузки фундамента в районе котлована, а также влияние расстояния от котлована на распределение и расширение основных напряжений под полосой. фундамента, как показано на рис. 6. Аналогичным образом, контролируя точки затвердевания модуля упругости, можно исследовать влияние расстояния от котлована на конечную несущую способность фундамента, как показано на рис. 7. цветные точки, представленные на рис. 7, представляют собой точки, в которых напряжение достигло пластического состояния, в соответствии с критерием разрушения при упрочнении (HSM). Сплошные черные точки также указывают на разрыв из-за растягивающих напряжений. Основываясь на этой базовой концепции, согласно которой грунт не может передавать растягивающие напряжения, возникают трещины при растяжении. Эти типы точек, которые находятся под напряжением, часто создаются близко к поверхности и из-за смещения стенки карьера, где прочность низкая.

4.2. Влияние одного армирующего слоя

Второй набор численных исследований был проведен для восьми различных уступов основания поверх одного слоя георешетки, что эквивалентно ( D / B  = 0 − 8). На рис. 8 показаны изменения конечной несущей способности при различных отклонениях. Результаты на этом рисунке показывают, что при любом заданном краевом расстоянии для включения одного слоя георешетки конечная несущая способность ленточного фундамента на армированном рыхлом песке вблизи котлована больше, чем у фундамента на неармированном рыхлом песке, но это увеличение несущей способности рыхлого песка для одного слоя георешетки невелико, что отражает слабую эффективность одного слоя георешетки в повышении несущей способности основания вблизи котлована.

По результатам численного анализа сделан вывод, что включение одного армирующего слоя приводит к улучшению физико-механических характеристик зернистого грунта, а размещение одного армирующего слоя в рыхлом песчаном грунте с малой плотностью более эффективно, чем плотный песчаный грунт. За счет этого улучшается жесткость рыхлого песчаного грунта и такой грунт становится более плотным. В результате его прочность на сдвиг увеличивается. Армирование не оказывает большого влияния на характеристики плотного песчаного грунта. Это будет объяснено в следующих разделах.

4.3. Влияние количества армирующих слоев

Третий набор численных исследований был проведен для восьми различных уступов фундамента поверх многослойной арматуры, эквивалентных D / B  = 0 − 8. конечная несущая способность при различных отступах представлена ​​на рис. 9. Для сравнения были введены параметры коэффициента несущей способности (BCR), соответствующие отношению несущей способности армированного основания к несущей способности неармированного основания. На рис. 10 показаны результаты, основанные на этом параметре.

Четко указано, что использование большего количества армирующего слоя значительно увеличивает предельную несущую способность. Это увеличение несущей способности за счет использования трехслойного армирования велико по сравнению с 1 или 2 слоями. Это контрастирует со всеми результатами по армированию песчаных грунтов армированием песчаными подушками или армированным песчаным слоем. Кроме того, это вызвано уменьшением пластических точек, образующихся между слоями в напорном грунте. Таким образом, он отражает благоприятное влияние армирования на повышение несущей способности одного ленточного фундамента вблизи котлована. Кроме того, при использовании трехслойного армирования конечная несущая способность одного ленточного фундамента эквивалентна b / B  = 5 то же самое для основания на неармированной ровной поверхности. Эти изменения в конечной несущей способности фундамента с земляными работами можно уточнить, увеличивая пассивное давление грунта с увеличением отступа от земляных работ. Дальнейшее пассивное давление приводит к более глубокой и широкой зоне разрушения, что увеличивает несущую способность.

Результат на рис. 10 показывает, что BCR увеличивается за счет увеличения армирования слоя, а результаты конечных элементов показывают, что коэффициент несущей способности одного ленточного фундамента увеличивается за счет использования стены из шпунта. В результате повышается устойчивость армированного рыхлого песка вблизи выемочного песка за счет применения трех слоев армирования и использования шпунтовой стенки. Окончательная несущая способность ленточного фундамента увеличивается за счет увеличения отступа между фундаментом и стенкой из шпунта b/B, а влияние глубоких земляных работ уменьшается.

Как показано на рис. 10, вблизи котлована и в контакте с ним увеличение армирующих слоев увеличивает конечную несущую способность фундамента. В случае контакта с ямой конечная несущая способность увеличивается примерно на 38% с одним армирующим слоем. Кроме того, при использовании двух армирующих слоев конечная грузоподъемность увеличилась примерно на 73%, а при размещении трех армирующих слоев значение несущей способности увеличивается. Конечная загрузка увеличивается примерно на 204%. Поэтому, чтобы использовать максимальные характеристики армирующего слоя, рекомендуется использовать три слоя георешетки, соприкасающиеся с ямой. Причиной этого является создание высокотвердых плит, в которых рыхлый песчаный грунт на нашем расстоянии между ними уплотняется за счет прироста плотности и снижения коэффициента пористости зернистого грунта. А причина этого в том, что, размещая армирующий слой главных и действующих напряжений между твердыми плитами, в которых будут перестраиваться частицы грунта, повысится относительная плотность армированного зернового грунта и снизится его пористость и плотность грунта. . Силы трения между частицами почвы будут увеличиваться, следовательно, сопротивление почвы сильно возрастет.

Как видно на рис. 11, увеличение количества армирующих слоев вызывает большую жесткость, среди которых размещаются слои рыхлого песка, что приводит к увеличению количества. Наименьшее количество точек на расстоянии от края ямы может достичь пластического состояния, но в контакте с ямой количество пластических точек больше и разрушение грунта произошло под действием растягивающих напряжений, поэтому увеличиваются армирующие слои. оказывает очень положительное влияние на конечную грузоподъемность. И зависит от соотношения глубины H/B. Когда величина коэффициента отступа достигает b/B = 0–5, количество армирующих слоев равно трем, а после этого значения b/B > 5 требуется один армирующий слой.

Если проектировщик хочет спроектировать ленточный фундамент, прилегающий к котловану, с использованием трех армирующих слоев, и расположить ленточный фундамент на расстоянии от котлована, то конечная грузоподъемность равна конечной грузоподъемности фундамента на том же неармированном грунте и, пренебрегая затронутой глубиной ямы, он может разместить полосу ленты на определенном расстоянии от стороны ямы, в зависимости от глубины ямы. Для отношения глубин H/B = 1 соответствующее расстояние равно b = 2B, для H/B = 2 соответствующее расстояние равно b = 5B, а для отношения глубин H/B = 3 , расстояние Подходящее равно b = 6B. Для примера рассмотрим отношение глубины котлована Н/В = 3, нормируемую конечную грузоподъемность без применения георешетки и без учета влияния глубины котлована по рис. 9примерно равна 50. Для достижения этой несущей способности при использовании трех армирующих слоев, согласно рис. 9, ленточный фундамент должен располагаться на расстоянии b = 6B. Как и полагается, учитывая глубину котлована, ленточный фундамент следует располагать на большем расстоянии от котлована.

4.4. Влияние угла трения, Φ

′

Для изучения влияния угла трения на конечную несущую способность армированных песчаных грунтов, прилегающих к выработке, был проведен комплекс исследований при тех же условиях, что и другие испытания, только с изменением произошло в угле трения, Φ ′, почвы до 39,4°. Результаты представлены на рис. 12–14.

На рис. 12 две кривые показывают, что в неармированных грунтах конечная грузоподъемность увеличивается при увеличении эффективного угла трения с 32,2° до 39,4°. Как и в случае с рыхлым песком, конечная грузоподъемность плотного песка увеличивается за счет увеличения отступа. В пределах отступа 8 B конечная несущая способность основания на неармированном плотном песчаном грунте такая же, как и у основания на ровной поверхности.

Согласно рис. 13, для грунтов, армированных геосинтетической арматурой, предельная несущая способность ленточного фундамента будет увеличиваться за счет увеличения угла трения. Это уточняется по критерию Hardening Soil Model. Исходя из этого критерия, за счет увеличения эффективного угла трения Φ ′ грунта пластическая объемная деформация должна быть малой, напряжения, возникающие между пластовыми массивами грунта, перераспределяются, а за счет подъема слоев георешетки, зацепления и площади контакта между грунтами и геосинтетические слои увеличиваются. Таким образом, создавалось сопротивление большим горизонтальным напряжениям сдвига и смещениям грунта, создаваемым в грунте под фундаментом, и они передавались через слои георешетки на большую массу грунта. Таким образом, клин разрушения расширяется и увеличивает сопротивление трению по плоскостям разрушения (Эль Савваф и Назир, 2012).

Нормальные изменения BCR, измеренные с помощью численного моделирования по сравнению с геосинтетическими слоями, представлены на рис. 14. Наблюдается, что BCR еще больше увеличивается с увеличением количества геосинтетических слоев плотных песчаных грунтов. Кривые показывают значительное увеличение BCR за счет увеличения количества геосинтетических слоев до N = 3, после чего скорость улучшения нагрузки становится намного меньше. На расстоянии, превышающем ширину основания шпунтовой стены более чем в 3 раза, несущая способность основания с трехслойной георешеткой увеличивается на 85% по сравнению с неармированным песчаным грунтом.

4.5. Влияние осадки

Оценивается эффективность армирования осадки фундамента. На рисунке 4 представлен метод расчета, определяемый кривой нагрузки-оседлости. В таблице 4 представлены изменения конечной несущей способности и осадки фундамента для b / B  = 0 и Φ ′=32,2°.

90 0-слойная арматура00057. трехслойное армирование представляется логичным при увеличении конечной грузоподъемности и учете допустимых величин осадки. Что касается других мест, нет необходимости использовать армирование для увеличения осадки основания и снижения конечной несущей способности. Например, несущая способность грунтового основания с тремя слоями армирования выше по сравнению с неармированным грунтом. Однако при трехслойном армировании осадка увеличивалась в результате растяжения грунта, заключенного между слоями георешетки. Оценка песчаного грунта проводится для более плотного грунта с большим диапазоном угла трения ( Φ ′=39,4°), а результаты представлены в таблице 5. 39,4 °

Табл.40283

Soil	Bearing Capacity (Pu/γB)	Settlement ratio (S/B%)
Unreinforced	15.30	» colname=»c3″> 1.38
1-слойная арматура	15,75	1.1
22.00	1,5
3-х слоистки	26,00	2,19 9000 07.00
Тип почвы	ГОДА СВОЙСТВА (PU/γB)	Уровень расчета (S/B%)	.0307	20.09	0.75
1-layer reinforcement	22.00	» colname=»c3″> 1.00
2-layer reinforcement	25.00	1.20
3-слойная арматура	27,14	1,50

При сравнении Таблиц 4 и 5 видно, что эти два вида грунта имеют схожие результаты. Следовательно, очень выгодно использовать арматуру в песчаных грунтах с большим углом трения из-за повышенной конечной несущей способности. На рисунке 15 показано изменение расчетного коэффициента S/B по отношению к опорным местам b/B. При удалении фундамента от котлована происходит уменьшение воздействия грунта. Тем не менее, влияние земляных работ на характеристики фундамента очевидно при b/B = 5, и тогда воздействие можно считать постоянным. Кроме того, замечено, что усиление грунта в плотных песках оказывает большее влияние на характеристики фундамента вблизи котлована.

4.6. Влияние внутреннего ленточного фундамента

В этом разделе рассматривается влияние внутреннего ленточного фундамента, а также влияние удлинения и соединения арматуры под этими двумя ленточными фундаментами на устойчивость и конечную несущую способность зернового грунта. В этой части ширина близко расположенных ленточных фундаментов одинакова, а (D) — расстояние между двумя соседними ленточными фундаментами, а заглубление фундаментов равно нулю. Одинаковая внешняя нагрузка одинакова на два соседних ленточных фундамента. Сначала рассматриваются примыкающие ленточные фундаменты на неармированном сыпучем грунте. В этом разделе I _f (Коэффициент интерференции), коэффициент интерференции определяется следующим образом:

$${I}_{f}=\frac{{P}_{u(int-re)}}{ {P}_{u(single-unre)}} \left(2\right)$$

где Pu _(int−re) – конечная несущая способность замкового фундамента на основе армированного гранулированного грунта и Pu _{(одинарный-унре)} – конечная несущая способность одинарного фундамента на неармированном зернистом грунте.

Параметры, используемые в этом разделе, таковы, что расстояние от отступа котлована b/B = 0 и в случае неармированного и армированного грунта со сплошными армирующими слоями N = 1,2,3 и отношение разной глубины глубины H/B = 3. Также в этом разделе длина георешетки была увеличена за счет перемещения расстояния (D) между двумя сторонами полосы, например, L/B = 5,6,7,8,9, 10. Считают отношение расстояний между футами к ширине подошв D/B и принимают расстояние (D) равным расстоянию от контейнера до контейнера бортов. Когда фундаменты не влияют друг на друга, коэффициент интерференции будет равен единице.

По результатам рисунков (16) и (17) размещение фундаментов вплотную друг к другу увеличивает несущую способность и их эффективность. Согласно рисункам с (16) по (19), они показывают, что при малых значениях отношения расстояний между соседними фундаментами и на армированном грунте несущая способность обусловлена ​​воздействием скользких клиньев и переносом некоторых нагрузок арматурой. Увеличилось, и это увеличение в вооруженном режиме существенно в трех слоях георешетки. По мере увеличения глубины котлована и увеличения количества сплошных армирующих слоев повышается и эффективность смежных фундаментов. Эффективность смежных ленточных фундаментов по отношению несущей способности к расстоянию (D = 3B) имеет тенденцию к увеличению; Таким образом, чтобы этот диапазон можно было считать расстоянием между двумя точками в одинарной ширине (((B ₁  + B ₂ ) /2) + D). За счет увеличения расстояния между ленточными фундаментами снижается несущая способность и их влияние друг на друга. В результате наличия сплошной арматуры увеличивается конечная несущая способность соединенных между собой ленточных фундаментов, а ее величина увеличивается на большее расстояние фундаментов (D), и коэффициент взаимовлияния ( I _f ) увеличивается более чем на единицу. Для определения длины сплошного армирующего слоя с учетом коэффициента взаимовлияния фундаментов, полосы и оптимального количества армирующих слоев равно трем (N = 3) можно использовать форму (17). Если проектировщик хочет рассчитать длину армирующих слоев, длину армирующего слоя можно получить, вычитая значение коэффициента интерференции из рис. 16 и используя результаты рис. 17.

Основной причиной повышения конечной несущей способности смежных ленточных фундаментов является то, что при увеличении расстояния между фундаментами до такой степени, что поверхность взаимодействия разрыва не оказывает большого влияния, коэффициент взаимодействия уменьшается и в тесных условиях отдельные армированные устанавливаются условия основания. В случае коэффициента интерференции ( I _f ), в связи с тем, что на близких расстояниях фундаментов поверхность разрыва прилегающей упорной зоны фундамента проходит через активную зону нужного фундамента, а количество точек пластика на участке между ленточными фундаментами уменьшается. По мере удаления ленточных фундаментов от уровня разрыва прилегающей упорной зоны соседнего фундамента постепенно удаляется активная полоса нужной полосы, и в результате пластические точки в области между примыкающих ленточных фундаментов, сила сопротивления зацепляющихся клиньев и сопротивление усиливающего трения приводят к увеличению коэффициента интерференции лент основания, опирающихся на рыхлый армированный сыпучий грунт ( I _f ), как показано на рисунках (18) и (19).

Из рисунков (16) и (17) видно, что коэффициент взаимовлияния ленточных фундаментов на армированном сыпучем грунте зависит от расстояния между фундаментами, количества и длины сплошных армирующих слоев. Для рыхлых песчаных грунтов георешетка армируется тремя слоями и для глубины котлована Н = 3В. Коэффициент интерференции находится в пределах от 4,10 до 5,55 для расстояний между фундаментами D= (1–3) B. Длина георешетки в этих случаях составляет около L = (5–10) B. Кроме того, эти цифры демонстрируют, что при соотношении расстояний, превышающем 6-кратную ширину фундамента (D > 6B), эффектом интерференции можно пренебречь, и каждый из ленточных фундаментов ведет себя как единый фундамент.

Если общее уравнение нагрузки включает коэффициент взаимодействия ( I _f ), его модифицированную форму для поверхностного основания ленточного основания, опирающегося на несвязный сыпучий грунт (c = 0) и глубину ленточный фундамент ( D _f = 0) будет записан с использованием модифицированного уравнения Терзаги (Terzaghi, 1943) следующим образом:

$$\frac{{P}_{u}}{\gamma B } = \ frac {1} {2} {N} _ {\ gamma} {I} _ {\ gamma s} {I} _ {\ gamma d} {I} _ {\ gamma i} {I} _ { \gamma g}{I}_{\gamma b} {I}_{f} \left(3\right)$$

Относительно уравнения. (3), N _γ is the load capacity coefficient, I _γs is the foundation shape coefficient, I _γd is the foundation depth factor, I _γi — коэффициент наклонной нагрузки, I _γg — коэффициент уклона грунта, I _γb — коэффициент отступа, I\circ \right)}{10}=\frac{90}{10}=9 \left(4\right)$$

На основе этого исследования поправочный коэффициент отступа (I _γb ) для окончательной несущей способности поверхностного основания, расположенного на гребне карьера с отступом (b), можно получить с помощью рис. 9 и рис. 13. Эти рисунки показали, что при увеличении b/B до порогового значения (b/B) _c , конечная несущая способность основания равна несущей способности основания, установленного на горизонтальной поверхности. Значения коэффициента снижения (I _γb ), являющееся функцией b/B и φ, где β = 90º.