Какую арматуру используют для ленточного фундамента: 8 советов, какую арматуру использовать для фундамента

Какую арматуру используют для ленточного фундамента, если строится одноэтажный и двухэтажный дом, что будет если сделан неправильный выбор

Устойчивость постройки зависит от правильного выбора арматуры под ленточный фундамент.
Неправильный выбор или недостаточный объём материала способны нарушить целостность сооружения.

Поэтому во избежание непредвиденных обстоятельств необходимо внимательно отнестись к выбору вида, размеров и количества арматуры.

Особенное внимание требует качество металла и его состав, от которого зависят функциональные особенности стержней.

Правила выбора

Армирующие прутья в основе выполняют важную роль — создают жёсткость, благодаря чему обеспечивается препятствия от крушений. Для выполнения такой функции следует качественно изготовить армирующий каркас, который обеспечит сохранность фундамента.

При строительстве необходимо выбирать материал исходя из диаметра и типа арматуры.

Многие специалисты по строительству рекомендуют использовать стальные прутья.

И хотя производители стеклопластиковых материалов говорят о возможности замене стали, опытные инженеры с недоверием относятся к заявлению и настоятельно апробируют именно насеченные стальные стержни.

Немаловажный момент при выборе материала — диаметр стержней. Для каркасных конструкций можно приобрести арматуру с 10-12 мм сечением, а для строительства мощных сооружений более плотные — 14-16 мм.

Также следует выбирать металл, который обладает антикоррозийным свойством. Это обеспечит устойчивость к воздействию агрессивной внешней среды.

Важно! Для получения максимальной функциональной отдачи, при строительстве ленточного фундамента каркас лучше создавать в 2 уровня с монтированием промежуточных вертикальных стержней.

Необходимость армирования

Основанием фундамента ленточного типа является траншея, которая позже заливается смесью из бетона. Для того чтоб повысить качество и прочность его начали укреплять армированными стержнями, ещё лет 100 назад. Армирование является эффективным способом увеличить несущую способность всего здания. Сам пространственный каркас изготавливается из металлических стержней, тем самым увеличивает все эксплуатационные свойства и прочность фундамента. Такая основа из железобетона (армированная) позволяет выдерживать уже существующие нагрузки от зданий и сооружений. Почему нужно армировать основание? Фундамент, как правило, подвергается неравномерным нагрузкам. Это связано с отдельными конструктивными особенностями здания и неравномерностью грунта, на котором он возводится. Металл хорошо противостоит усилию на растяжение, а бетон не позволяет конструкции сжиматься. Именно в зонах растяжения и появляются трещины, и происходит деформация фундамента, вот почему важно укреплять его армированием, а ленточный в особенности.

Классификация

Во время монтажа используются различные виды стальных стержней, которые выполняют определённую функцию. Для удобства в выборе и упрощения и создания единой системы её распределили по классификационным признакам.

Классификационный признак	Характеристика	Виды
По виду материала	Сырьё, из которого создана арматура.	Стальная, композитная.
По типу поверхности	Разновидности сечения стали.	Ребристая, гладкая.
По способу применения	Функциональность стали во время создания фундамента.	Напрягаемая и ненапрягаемая.
По расположению	Монтирование арматуры при создании основы.	Вертикальная, поперечная.
По маркировке	Обозначение входящих в сталь элементов.	А1, А2, А3, А4, А5, А6.

Такое распределение поможет выбрать необходимый вид материала для создания долговечного комплекса.

Чаще всего при строительстве ленточного фундамента используется стальная напрягаемая сталь класса А3. Она не только обеспечивает прочность сооружения, но и снижает нагрузку конструкции.

Справка! Этот вид стали входят антикоррозийные вещества, благодаря которым металл защищён от агрессивного воздействия. Композитная арматура не подходит для создания фундамента. Она применяется для возведения стен, так как имеет более низкую выносливость.

По типу материала

Один из важнейших классификационных признаков — тип арматуры. Ведь материал из которого созданы стержни имеет большое значение при использовании в монтаже.

Существует не так много видов прутьев, но они имеют отличительные особенности, а именно:

1. Стальная арматура. Прутья, выплавляемые в виде металлических стержней, диаметром от 6 и до 50 мм. Этот вид применяют в строительстве основы здания, так как составляющие арматуры создают сохранность от крушения.

2. Композитные. Арматура, в состав которых входят специальные волокна: стекло, углерод, арамид, базальт. Такие виды материала обладают высокой выносливостью к воздействию веществ. Составляющее сырьё характеризует его название:
   стеклопластиковая— уникальная лёгкостью и прочностью, а также пределом разрушения, которые выше, чем у стали в 3 раза;
3. базальтопластиковая — существенная разница в устойчивости к агрессивным средам и огнестойкости;
4. углепластиковая — характеризуется низкой теплопроводностью, высокой прочностью и устойчивостью к агрессивному воздействию, а также способна выдерживать максимально низкие температуры;
5. стеклоармированный полиэтилентерефталат — имеет свойства, как и у предыдущих, однако, цены низкие за счёт маленькой себестоимости.

Важно знать! Композитная арматура необходима для укладки стен слоями, в ремонте поверхности кирпичных построек. Кроме того, такой металл используется для создания фундамента зимой, так как в раствор добавляют специальные вещества для быстрого застывания растворов, которые способны деформировать сталь.

По типу производства

В создании фундамента участвуют 3 типа стержней, которые изготовлены разными способами.

Тип	Характеристика	Маркировка
Горячекатаная (стержневая)	Производится с помощью высокой температуры (до 920 градусов)	А
Холоднотянутая	Создана из углеродистого металла под давлением холодных температур	Вр
Канатная	Производятся из проволоки. Применяются для больших пролётных конструкций, которые существуют под давлением (вода, газы, сыпучие вещества).	К

Уникальность холоднотянутой арматуры — тонкость и отсутствие деформации после литья. Однако наибольшим спросом пользуется первый вид металла.

По типу поверхности

От поверхности сечения зависит применение арматуры. Существуют такие поверхностные сечения:

1. Гладкая поверхность. Такое кругообразное заострение используется для распределительного монтажа. Обычно его используют для стяжки пола или тротуарной плитки или же для усиления креплений.
2. Ребристая. Включает в себя различный внешний вид поверхности, а именно:
   кольцевидный — ограничивает прочность металла, хорошо сцепляется с цементом;
3. серповидный — обеспечивает гибкость при работе с металлами;
4. комбинированный — совмещает функции металла с ребристой поверхностью.

Эти виды предназначены для стяжки фундамента.

По классу и марке стали

Металлическая прокатка производится по ГОСТу и наделена маркировкой. Обозначение символов характеризуют сталь.

Класс Маркировки	Характеристика
А1	Маркировка применялась во время СССР, сейчас неактуальна. Не подвергается сварке.
А2	Не подвергается сварке.
А3	Самый распространенный вид стали. Имеет ребристую поверхность. Такой тип арматуры отличается долговечностью, выносливостью и огнестойкостью.
А4	Выдерживает сильные нагрузки, широко используемый для фундаментов домов.
А5	Не отличаются спросом, так как имеют высокую цену. Применяется для строительства больших заводов, цехов складов масштабных размеров.
А6

К маркировке иногда может добавляться буква С. Это означает, что сталь сварочная строительная, а буква К сообщает о вхождении в состав арматуры веществ, которые гарантируют защиту от разрушения металла при воздействии окружающей среды.

По расположению и назначению

Этот классификационный признак включает в себя 2 вида арматур. К ним относятся:

1. Рабочая — гарантируют прочность и жёсткость сооружений, перенимают тяжесть конструкции. Такой тип располагается продольно (горизонтально).
2. Хомуты — используются для монтажа и соединения. Этот вид вмонтирован в сооружениях вертикально и поперёк.

Во время приобретения стали следует учитывать её место локализации в здании. По способу применения армирующая сетка бывает 2 типов.

Вид	Характеристика
Напрягаемая	Отличается повышенной стойкостью и выносливостью. Имеет диаметр от 5 до 40 мм. Обеспечивает сохранность бетонной конструкции при сильных растяжениях.
Ненапрягаемая	Не предназначена для обеспечения жёсткости, а применятся как монтажный элемент для сохранности сооружения от трещин.

В ленточном фундаменте применяются оба вида арматуры, однако, составляющая часть армирующей конструкции заполнена напрягаемой сталью, так как может выдержать сильную нагрузку.

Важно! Ненапрягаемый металл должен располагаться в высоте в один ряд для снижения нагрузки на здание, приваренный к продольным элементам стали.

По размеру

Размер арматуры определяется её диаметром, который прописан ГОСТом. Диаметр стержней могут приобретаться от 5 мм до 50. Разнообразие размеров позволяет использование стали нужного размера для разнообразных целей. Любой вид и тип стали делятся по размерам.

Как соединять арматуру в фундаменте

В промышленном строительстве металлические прутья арматуры обычно соединяют в единый каркас посредством точечной электрической сварки. Это позволяет фиксировать места пересечения прутьев с высокой скоростью. Однако это способ имеет и свои ограничения:

• Во-первых, соединять сваркой можно не все типы металлической арматуры, а только ту, которая имеет в своей маркировке буку «С» – «сварка».
• Кроме того, сварка металлических прутьев арматуры является жестким средством фиксации, однако силовой каркас должен в местах пересечения прутьев должен иметь небольшую степень свободы. Между тем сварка фиксирует прутья без люфта.
• Еще одним недостатков сварки арматуры является потеря прочностных свойств металлического прутка в месте сварки.

Также популярным способом соединения металлических прутьев арматуры в местах ее пересечения в каркасе является вязка. Она проводится с помощью вязальной проволоки, из которой формируются и закручиваются петли в каждом месте пересечения металлических прутков каркаса.

Свежим способом фиксации пересечения металлических прутьев является использование пластиковых строительных хомутов. Это очень быстрый способ фиксации, а также сравнительно дешевый.

Вязка арматуры – фото

При соединении прутьев каркаса в угловых частях фундамента их необходимо соединять внахлест, с загибанием прутьев, без их простого пересечения. Читайте статью – как связать арматуру для фундамента.

Какую чаще всего применяют и почему?

Ленточный фундамент — железо-бетонный отрезок по периметру здания, на котором построены стены. От качества построенной платформы зависит прочность всего здания.
Арматура в соединении с бетоном обеспечивает прочность и сжатие сооружения.

Для небольших одноэтажных или двухэтажных домов чаще всего нужны металлические сплавы, диаметр которых варьируется от 6 до 14 мм, которая перевязывается стальной проволокой для укрепления.

Необходимый расчёт нужного количества материалов проводится специалистами во время проектирования объекта. Однако его можно рассчитывать самостоятельно. Для этого следует взять периметр здания, прибавить к нему длину стен, которые участвуют в прокладке ленточного фундамента и умножить результат на количество прутков в армированном коробе.

Чтобы рассчитать диаметр арматуры, необходимо вычислить площадь сечения вертикальных стержней в платформе, умножив длину здания на его ширину.

Пример: Ширина ленточного фундамента 20 см, а высота – 60. Значит площадь сечения равняется 1000 .

Однако площадь вертикальных прутьев должна составлять 0,1% от общего горизонтального сечения фундамента. То есть, необходимо полученный ранее результат умножить на 0,1 %.

То есть 1 см. В специальной таблице можно определить нужный диаметр.

Если нет возможности приобрести нужную длину арматуры, можно их смонтировать самостоятельно. Однако стержни должны перекрывать друг друга минимум на 1 м во избежание разрушений.
Кроме того, при расчете необходимо учитывать следующие факторы:

• не нужно заглублять арматуру в фундамент, так как зона расхождения располагается на поверхности.
• для поперечных и вертикальных зон отделки можно применить гладкую арматуру. Таким образом можно снизить нагрузку на конструкцию.
• расстояние между элементами должно составлять 150-400 мм.

Такие рекомендации помогут снизить нагрузку и избежать неприятностей во время строительства.

Подробнее можно посмотреть в видео:

Варианты сборки металлического каркаса

Арматурные прутья используются не по отдельности, а из них формируется общая конструкция – каркас, обеспечивающий дополнительную прочность бетона. Такой каркас подлежит сборке, после чего устанавливается в опалубку. Процесс сборки может предусматривать различные варианты:

1. Точечная сварка. Этот вариант используется при промышленном строительстве, позволяя быстро и надежно скреплять прутья в общую конструкцию. Но у данной методики присутствуют свои нюансы. К примеру, сварке подлежат лишь те стержни, у которых имеется маркировка «С». Помимо этого, сварка обеспечивает жесткий тип скрепления, что является недостатком конструкции, поскольку при постоянных нагрузках необходимы незначительные люфты в соединениях, которые будут сглаживать деформацию. При сварке это исключается, к тому же, первоначальная прочность прутков также несколько снижается.

2. Избежать вышеописанных недостатков позволяет технология вязки. Такое армирование фундамента арматурой предполагает использование специально предназначенной вязальной проволоки. Посредством нее создаются специальные петли, которые закручиваются на пересечении стержней. В отличие от первого варианта, такой каркас получается с люфтом, что является лучшим вариантом. К тому же, такие прутки не теряют прочностных характеристик. Изготавливать подобные каркасы можно не только из металлических, но и из стеклопластиковых стержней.

Чем чреват неправильный выбор?

Выбор арматуры и установка во время прокладки фундамента — один из ответственных этапов.

Грозит опасными последствиями:

1. некачественный материал,
2. неправильное установление,
3. невыполнение алгоритма закладки.

В первую очередь, это отсутствие прочности, которая может повлечь за собой разрушение всего жилого комплекса. Кроме того, от состояния фундамента зависит долговечность сооружения.

Внимание! Необходимо проводить тщательный расчет всех элементов строительства: консистенция раствора, диаметр и количество арматуры, расстояние между прокладкой и т.д., иначе последствия могут угрожать не только здоровью, но и жизни жителей дома. При правильной прокладки фундамента здание может существовать более 150 лет.

Профессиональные работы по заливке фундаментов и строительству домов

Если вас интересует строительство фундамента в Подмосковье, то вам следует обратить свое внимание на компанию ИнноваСтрой. Наши специалисты уже не первый год занимаются выполнением подобных работ, а потому способны провести их на высшем уровне.

ИнноваСтрой – это компания, в которой работают высококвалифицированные специалисты различных областей. Опытные проектировщики смогут создать проект дома с нуля или же подобрать для вас оптимальный типовой вариант. Мы сможет произвести расчет прочности фундамента, учитывая все соответствующие факторы, что позволит построить по-настоящему надежный и долговечный дом.

Специалисты ИнноваСтрой способны выполнить весь спектр проектировочных и строительных работ, начиная от создания проекта и заканчивая строительством дома под ключ.

Процесс арматурного усиления

Правильная вязка арматуры для фундамента
Рассмотрим, как монтируют прутки перед началом установки арматуры:

1. Вдоль вырытого котлована делают опалубку, а затем вбивают вертикальные прутки. На вертикальные пруты навязывают два параллельных горизонтальных пояса. Эта арматура является основной.
2. Арматура не теряет свою форму по окончании укладки бетона, и сможет задержать его разрушение, что и обуславливает невероятную прочность такого фундамента. Если ширина основания 40 см и менее, то достаточно для армирования двух прутов внизу и стольких же вверху.
3. Если фундамент в ширину более 40 см, то в горизонтальных линиях вяжут по три прутка так, чтобы один из них шел по центру. Крайне редко допускают до четырех в поясах.
4. Выбор прутков, которые вбиваются вдоль края фундамента, должен соответствовать его высоте. Соединять пруты лучше так, чтобы вертикальные прутья не выступали выше 8 − 10 см.
5. Уделяется внимание углам при таком армировании . Ведь на углы действуют силы, вызывающие сжатие и растяжение. Если ошибиться при укреплении углов арматурой, то каркас утратит цельность конструкции, а это может повлечь появление трещин.

Армирование углов ленточного фундамента (схема)
Прутья недопустимо класть под 90 градусов один относительно другого. Их желательно изогнуть. Параллельные пруты поясов объединяют в единую систему лент.

Перекрывающее расстояние между прутьями на углу фундамента, должно быть не менее 25 см. При таком нахлесте каркас, залитый бетонным раствором, не прогнется и будет удерживать форму при деформации.

Какую арматуру используют для ленточного фундамента

Каждое строительство должно начинаться с расчета фундамента. Только после расчета можно будет приступать к его закладке.

Ленточный создается в том случае, если стены будущего дома будут выполнены из тяжелых материалов. Таких как бетон или кирпич.

Прочность и долговечность всего строения будет зависеть от того, как точно и правильно будут произведены расчеты. Фундамент – основа здания. Всю нагрузку он принимает на себя и распределяет ее на грунт. Плоскость, расположенная сверху, называется обрезом. Обрез – основа для внутренних и внешних стен. Нижняя плоскость – подошва. Подошва выполняет функцию по распределению нагрузки.

Ленточный фундамент – практически самое удобное решение для утяжеленных построек. Он позволяет возводить здания даже на слабых грунтах.

Схема армирования ленточного фундамента

Ленточный фундамент – это бетонная лента, которая сооружается по периметру предполагаемого здания, на нем возводят стены будущего здания. Для армирования используют арматуру различных диаметров.

В основе своей ленточный фундамент отлит из бетона, на этом постулате мы останавливаться не будем. Просто зафиксируем этот факт. Для повышения прочности и увеличения срока службы более 150 лет назад фундаменты начали армировать. Сейчас армирование – это очень эффективный способ для увеличения основной способности конструкции, несущей. Каркас изготавливают из стальных прутьев, тем самым повышая прочность и прочие эксплуатационные характеристики. Железобетонный, или, другими словами, армированный, фундамент фактически является изделием, способным выдерживать нагрузки, имеющиеся в уже построенных объектах.

Необходимость армирования

Часто фундамент испытывает очень неравномерные нагрузки. Это вызвано либо неоднородным грунтом, либо конструкционными различиями отдельных частей сооружения, на нем возведенного. Бетон в данном случае препятствует сжатию конструкции, а металл противостоит растяжению. Как раз в зонах растяжения чаще всего образуются трещины, поэтому очень важно осуществлять армирование любого фундамента, особенно ленточного. Для качественного армирования, кроме точных расчетов, вам понадобится только арматура. При строительстве частных домов или загородных коттеджей и садовых домиков чаще всего используется арматура. Диаметр ее может варьироваться от 6 до 14 мм. Для того чтобы собрать арматурный каркас, то есть соединить все прутья в одну целую конструкцию, применяют вязальную проволоку.

Расчет нагрузок на основание

Мелкозаглубленный ленточный армированный монолитный фундамент используется для деревянных домов и бань на пучинистых грунтнах.

Рассчитать нагрузку, а значит, не только выбрать диаметр арматуры, но и определить, какую именно арматуру использовать, – это довольно сложная операция. Обычно она осуществляется специалистом при проектировании жилого дома. Нужно использовать арматуру, диаметр 6 и 8 мм. Это допустимо только для легких, небольших построек в скальных или гравийных грунтах.

Глубина зависит от величины нагрузки, нагрузки на основание, состава грунта.

Наибольшие нагрузки воспринимает только продольный элемент каркаса ленточного фундамента. Поэтому для продольной укладки используется арматура ребристого профиля, диаметр 10-14 мм. Если качественные показатели грунта разные на площади всего фундамента, то и диаметры армирующих вложений должны быть соответствующими.

Расчет армирования

При расчете арматуры для ленточного фундамента необходимо будет учесть следующее:

1. Арматура ребристого профиля позволяет достичь максимального сцепления с бетонной заливкой. Диаметр арматуры в данном случае определяющего значения не имеет.
2. Уложенная вдоль периметра арматура должна отстоять от стенок опалубки, от дна траншеи и от верхней части сооружаемого фундамента не менее чем на 50-60 мм. Тем самым вы скроете стальные пруты в бетоне и защитите их от коррозии.
3. У ленточного фундамента максимальная зона растяжения находится на поверхности, поэтому заглублять арматуру в бетонную заливку не нужно.
4. • Например, у фундамента шириной 400 мм зазор между продольными прутами составит 300 мм в горизонтали и от 150 до 300 мм в вертикальной плоскости, в зависимости от глубины.
5. Для поперечных и вертикальных элементов армирования можно использовать гладкие прутки, диаметр которых составит 6-8 мм. Нагрузка на них будет гораздо меньше, чем на продольные элементы.
6. Расстояние между вертикальными и поперечными элементами должно быть 150-350 мм. Допускается увеличение до 500-600 мм.

Оптимальное количество арматуры

Ленточный армированный монолитный фундамент с опорной подошвой применяется для посторойки деревянных домов на грунтах (песке, глине, суглинках).

Относительно точный расчет необходимого количества арматуры для ленточного фундамента провести очень несложно. Для этого необходимо посчитать периметр вашего будущего дома, добавить к этому числу длины внутренних стен (но только тех, под которыми будет фундамент) и помножить получившееся число на количество прутков в арматурном коробе. Этот расчет является малой составной частью расчета, в котором учитываются все факторы, воздействующие на фундамент.

В виде примера давайте рассчитаем необходимую арматуру для ленточного фундамента размерами 6 х 5 м, у которого одна несущая внутренняя стенка имеет длину 5 м. В схеме армирования 4 продольных прута ребристого сечения, диаметр которых составляет 12 мм. Периметр дома – 22 пог. м (5+6+5+6). Общая длина фундамента с внутренней стеной составит 27 м (22+5). Общая длина необходимой вам арматуры – 108 м (27*4). Если вдруг у вас не получилось купить пруты той длины, которая нужна, не отчаивайтесь. Отрезки можно соединять, но делать это нужно так, чтобы один прут перекрывал другой как минимум на 1 м. Эти длины тоже нужно будет учесть.

Покупка материала

Довольно редко арматуру продают погонными метрами. Обычно продавцы арматуры считают ее килограммами. Для того чтобы точно определить нужное ее количество, необходима таблица расчета. Предприятия, выпускающие металлопрокат, должны использовать в работе и соблюдать ГОСТ 5781-82. В нем указана масса метра изделия. Есть еще ГОСТ 2590-88, он определяет вес стального круглого проката. Хочется уточнить, что цифры в обоих документах одинаковые. Какую из них предпочесть? Все будет зависеть от удобства пользования этой справочной литературой.

Влияние армирования на осадочную характеристику ленточного фундамента, примыкающего к зернистому грунту-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:

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

в котором (H) обозначает глубину выемки, (b) представляет «отступ от края» выемки, (N) представляет количество «слоев георешетки», (BCR) описывает коэффициент «несущей способности», ( φ) — «угол трения», (L) — длина арматуры, (u) — глубина залегания первого «слоя георешетки», (h) — вертикальное расстояние между слоями георешетки, (s) — основание осадка, (B) — ширина фундамента, (D) — расстояние между двумя фундаментами, а (Δ) — прогиб «шпунтовой стены». 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 окончательную несущую способность, а γ представляет собой ед. веса) при различных отступах для неармированного песчаного грунта представлены на рис. 5. Полученные данные показывают, что в неармированном рыхлом песчаном грунте конечная несущая способность увеличивается за счет увеличения отступов. В пределах отступа 8 B окончательная 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 снижается. 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 модульной пластичности, 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

Вторая серия численных исследований была проведена 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, что эквивалентно 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, примыкающий 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. Отмечается, 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°.

901 19

Табл.40117

Грунт	Подшипник Емкость (Pu/γB)	Коэффициент осадки (S/B%)
Неармированный	» colname=»c2″> 15,30	1,38
Однослойная арматура	15,75	1,1
двухслойная арматура	22.00	1,5
3-слойная арматура	9000 2 26,00	2,19

Согласно таблице 4 осадка фундамента увеличивается при армировании, однако при использовании 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. 009 Φ ′= 39.4°

Тип грунта

Подшипник

Грузоподъемность (Pu/γB)

Комплект отношение прочности (S/B%)

Неармированный

20.09

0.75

1-слойная арматура

» colname=»c2″>

22. 00

1,00

двухслойная арматура

25,00

9 0002 1,20

Трехслойная арматура

27,14

1,50

При сравнении Таблиц 4 и 5 видно, что эти два типа почвы 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 связанных между собой ленточных фундаментов, а ее величина увеличивается на большее расстояние фундаментов (D), а 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 – коэффициент несущей способности, I _γs – коэффициент формы фундамента, I _γd – коэффициент глубины фундамента, I _γi — коэффициент наклонной нагрузки, I _γg — коэффициент уклона грунта, I _γb — коэффициент отступа, 9 0009 я 9\circ \right)}{10}=\frac{90}{10}=9 \left(4\right)$$

На основании этого исследования поправочный коэффициент отступа (I _γb ) для конечной 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 , окончательная 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. Можно предложить следующие поправочные коэффициенты (I _γb ) для уступа фундамента, расположенного вблизи карьера: 32,2º, I _γb =0,13b + 0,2.

Для плотного песка φ = 39,4º, I _γb =0,14b + 0,24.

Для b/B > (b/B) _c эффект ямы рассеивается.

В уике, b: отступ фундамента от гребня котлована. Глубина ям на этот фактор не влияет.

Тогда уравнение 3 становится следующим:

$$\frac{{P}_{u}}{\gamma B}=\frac{1}{2} {N}_{\gamma}{I}_{\gamma g }{I}_{\gamma b} {I}_{f} \left(5\right)$$

Толщина ленточных фундаментов | Строительство и проектирование ленточного фундамента

Ленточные фундаменты изготавливаются из сплошной ленты, обычно бетонной. Они в основном разработаны под несущими стенами. Эта непрерывная полоса может использоваться в качестве ровного основания, на котором сооружается стена, и имеет ширину, необходимую для распространения нагрузки на фундамент на участок подпочвы, который может выдержать нагрузку, лишенную неправильного уплотнения.

Ширина бетонного ленточного фундамента зависит от несущей способности основания, а также от нагрузки на фундамент. Ширина фундамента при одинаковой нагрузке будет меньше, если несущая способность основания больше.

На толщину ленточного фундамента в основном влияют различные факторы, такие как состояние потери прочности, типы грунта и глубина заложения фундамента. Ниже приведены данные о толщине ленточного фундамента в зависимости от условий нагрузки и глубины заложения.

Толщина ленточного фундамента, несущего легкие нагрузки

Как правило, толщина ленточного фундамента эквивалентна выступу от поверхности фундамента или стены, но не менее 150 мм. Эта наименьшая толщина обеспечивается для того, чтобы ленточный фундамент имел достаточную твердость и, как следствие, мог связывать слабые карманы в грунте.

Кроме того, он противостоит продольным усилиям, возникающим при тепловом сжатии и расширении, а также прогрессировании влаги в стене основания. Если тип грунта под фундаментом глинистый, то вздутие глины должно быть большим и оказывать давление на фундамент. Поэтому необходимо обеспечить соблюдение минимального ограничения на ленточный фундамент.

Толщина ленточного фундамента, воспринимающего большие нагрузки

Если ленточный фундамент способен выдерживать большие нагрузки, то толщина фундамента регулируется его прочностью с целью противодействия поперечным и изгибающим моментам, которые могут привести к обрушению выступа фундамента.

Если арматура не заложена в ленточный фундамент, то разрушение залегания ленточного фундамента будет управлять его толщиной.