Оглавление: [скрыть]

• Смысл армирования
• Противостояние различным нагрузкам
• Виды материала
• Сварка сетки
• Вязка прутьев
• Поверхность

Фундамент работает как несущее основание, на которое воздействуют все виды нагрузок от вышестоящих конструкций и которое равномерно распределяет их на почву.

Арматура из стали может абсолютно спокойно выдерживать нагрузки на растяжение в 10 раз больше, чем голый бетон.

В частном строительстве наиболее распространенным является фундамент ленточного типа. Он работает в виде замкнутой контур-ленты из сборного или монолитного железобетона, которая укладывается под несущими стенами постройки и по всему своему периметру распределяет вес строения. Большее распространение имеет ленточный фундамент из монолитного железобетона.

В процессе эксплуатации на фундамент воздействуют различные нагрузки, возникающие от веса самого здания, от морозного пучения и от движения грунтов. Нижняя часть при давлении дома имеет нагрузку на растяжения, а верхняя — на сжатие. Не стоит забывать и о силах морозного пучения, чья подъемная сила может значительно превышать вес здания и провоцировать растяжение в верхних частях ленточного фундамента.

В эпоху Петра І термин «арматура» обозначал армейское вооружение. Сегодня мы называем так «вооружение» стальными стержнями бетонного фундамента.

Смысл армирования

Ленточный малозаглубленный фундамент нужно армировать для того, чтобы компенсировать воздействующие на него нагрузки в процессе эксплуатации. Бетону свойственна большая прочность на сжатие, но вызывающие растяжение или срез бетона нагрузки могут с легкостью нарушить его структурную целостность. Устойчивость бетона к растяжению в 50 раз ниже, чем к сжатию. Трансформация при помощи стальной арматуры обычного бетона в совершенно новый материал, железобетон, дает возможность ленточному фундаменту получить улучшенную устойчивость к растягиванию.

Вернуться к оглавлению

Противостояние различным нагрузкам

Ленточный армированный фундамент является монолитной железобетонной рамой из надежно связанных балок, которая свободно лежит на упругом основании. Почва под основой фундамента не является неподвижной монолитной платформой; чаще всего она представляет собой неоднородную структуру, на которую воздействуют, провоцируя движение, влага, грунтовые воды, влияние снежного и растительного покровов, температура воздуха и пр. На конструкцию фундамента постоянно действуют различные нагрузки, возникающие от возможных движений почвы. Если представить, как работает нагрузка на ленточном фундаменте упрощенно, то можно говорить, что на нижнюю часть действует преимущественно растяжение, а верхняя часть испытывает сжатие.

Схема устройства ленточного фундамента.

Арматура из стали может спокойно, абсолютно без разрушений, выдерживать нагрузки на растяжение в 10 раз больше, чем голый бетон. Сталь имеет свойство удлиняться без разрывов при воздействии нагрузок на растяжение от 4 до 25 мм (тогда как бетон только на 0,2-0,4 мм). Бетон же лучше переносит нагрузку на сжатие. Соединенные в одном материале, железобетоне, бетон и сталь позволяют лучше переносить комплексные нагрузки на растяжение и сжатие. Равноудаленная от нижней и верхней частей ленточного фундамента часть фактически не воспринимает нагрузки. Это говорит от том, что использование срединного слоя продольных элементов, который нередко монтируют «для большей прочности», лишено необходимости. В том случае если вы возводите заглубленный фундамент (подземную стену), то и армировать его необходимо как монолитную бетонную стену.

Бывают такие случаи в самостоятельном дачном строительстве, когда строители работают так: они проводят армирование только нижней части фундамента. Аргументируется это тем, что нагрузка от здания не позволит балке выгнуться вверх, создавая этим самым растяжение в ее верхней части, в которой можно «сэкономить». Но такие горе-строители не берут во внимание немалую подъемную силу намокающей расширяющейся почвы или же силу морозного пучения при замерзании воды в почве. Нагрузка от этих сил может стать больше нагрузки от строения, и она вызовет растяжение в верхних частях фундамента, которое повлечет за собой разрушение его структурной целостности.

При неправильном армировании ленточного фундамента может произойти его разрушение, что повлечет за собой разрушение стен и всей постройки.

Вернуться к оглавлению

Виды материала

В России для армирования монолитного ленточного фундамента применяется арматура класса А-ІІІ (А400) периодического профиля. Эта арматура представлена в виде стальных круглых профилей с парой продольных ребер и поперечными выступами, которые идут по трехзаходной винтовой линии. Периодические профили предназначены для более надежного сцепления бетона с арматурой, что отличается от материала с гладким профилем, которая больше подходит для использования в качестве обвязки (хомута) продольных элементов. Маркировка стальной арматуры А400 обозначает предел текучести этого класса (390 Н/мм²). Но такая арматура сегодня уже считается устаревшей. В начале 90-х годов страны Европы перешли на один класс, которую можно варить, предел текучести которой равен 500 Н/мм². Применяя класс А500С вместо устаревшего класса А400, вы экономите свыше 10% стали в строительстве.

Схема плитного фундамента под коттедж с использованием армирования.

Арматура периодического профиля класса А-ІІІ производится в отечественном экземпляре с выступами в форме колец и в экземпляре «европрофиль» с выступами в виде серпов. Кольцевой профиль отечественного производства работает на повышение прочности сцепления бетона с арматурой, а профили в форме серпа повышают стойкость к часто повторяющимся нагрузкам. Для армирования ленточного фундамента стоит выбирать кольцевой профиль отечественного производства. Порой можно встретить 4-сторонние серповидные профили, которые объединяют плюсы обоих типов.

Арматуру марки А400 (А-ІІІ) не рекомендуется варить для соединения стержней. Если варить сталь, то есть локально воздействовать высокой температурой, происходит значительное структурное ослабление стали. Эти изменения в стальных стержнях происходят на том участке, который варят, и в прилегающих участках на длину, которая равняется четырем диаметрам стержня в обе стороны. Если вы хотите варить соединение между стержнями, то вам следует выбирать специальные, предназначенные для этого классы, которые можно узнать по букве «С» в названии: А400С, А500С. Именно их можно варить для соединения стержней в каркас. Если вы не знаете, арматурой какого именно класса вы располагаете, но вам необходимо варить место соединения продольных стержней, то арматуру предварительно необходимо нагреть до 200 градусов по Цельсию, чтобы свести к минимуму потери стальной прочности. Длина сварного шва как минимум должна быть равной 10 диаметрам одного стержня свариваемой арматуры (45-55% длины стержня).

Вернуться к оглавлению

Сварка сетки

Варить отдельные стержни сетки железобетонного фундамента можно двумя видами контактной электрической сварки: стыковой и точечной.

Точечная контактная сварка основывается на использовании тепла, которое выделяется в местах контакта стержней во время пропускания электрического тока, чтобы разогреть металл на этих участках до температуры плавления. Осаживая разогретые стержни друг к другу, получается их надежное соединение. Контактной точечной сваркой можно варить узлы каркасов и сеток, которые представляют собой два или три пересекающихся стержня под углами 60 и 90 градусов.

Вернуться к оглавлению

Вязка прутьев

Схема конструкции фундамента.

Также требуется гнуть арматуру для изготовления соединительных элементов, которые работают на растяжение (лапка или стандартный крюк) и для армирования примыканий и углов. Некоторые строители производят армирование примыканий лент и углов ленточного фундамента, используя перекрестия стержневой арматуры. Этот метод является очень грубым нарушением типовых схем армирования примыканий и углов, которые ослабляют конструкцию. Такой способ может повлечь за собой расслоение бетона.

Класс А-ІІІ гнется в холодном состоянии на прямой угол по диаметру изгиба без потерей прочности. Если гнуть арматуру на 180 градусов, то прочность снизится на 10%. Сегодня работает минимум два очень распространенных и недопустимых способа гибки стержней. Недобросовестные рабочие, не желающие выполнять лишнюю работу, или надпиливают точку, где будет производиться гибка стержня, с помощью угловой отрезной машинки, или греют место сгиба паяльной лампой (автогеном или же на костре). Ясно, что оба приема в разы ослабляют стержни, что может повлечь разрушение их целостности под влиянием нагрузок. Запомните, что все типы должны гнуться в холодном состоянии, если другое не указано проектировщиком.

Схема расчета арматуры для фундамента.

Арматура А-ІІІ (А400) применяется для поперечного и продольного армирования фундамента. Для дополнительного (вспомогательного) поперечного армирования (хомуты) можно также использовать стержневую гладкую горячекатаную арматуру класса А-І (А240) или А-ІІ.

Еще для армирования фундамента можно применять конструктивную арматуру, которая монтируется для восприятия непредвиденных усилий (к примеру, усилия от температурных деформаций или усадки бетона). Следует по возможности устанавливать арматуру пространственными или укрупненными заранее подготовленными элементами, сокращая при этом объем использования отдельных стержней. С бетонной подушки (подготовки) на месте монтажа стержней должны удаляться грязь, пыль, мусор, лед и снег.

Вернуться к оглавлению

Поверхность

Стержни необходимо обезжиривать, очищать от всех неметаллических покрытий посредством металлической щетки. Допускается наличие на арматуре эпоксидного покрытия. Оно в разы снижает сцепление с поверхностью бетона, но также повышает стойкость к коррозионному процессу.

Разрешается наличие на стержнях арматуры неотслаивающейся ржавчины. Кстати, обыкновенная неотслаивающаяся ржавчина даже усиливает прочность сцепления бетонной поверхности с арматурой.

Можно ли заливать фундамент без арматуры

Фундамент — составная часть постройки, служащая опорой для стен здания. Возведение любого здания начинается с заливки фундамента.

Баня, дачный домик, жилой дом — для всех объектов необходимо создать прочную основу, на которой здание простоит долгое время.

Большинство мастеров советуют армировать фундаменты под любые постройки, что повышает стоимость строительства.

Содержание

1. Обязательно ли использовать арматуру
2. Металлолом и камни вместо арматуры
3. Возможные последствия
4. Выводы

Обязательно ли использовать арматуру

Прежде чем выбрать способ заливки фундамента, исследуйте местность, на которой собираетесь строить. Есть ли в вашей местности грунтовые воды, какие свойства имеет грунт, существует ли вероятность затопления во время весеннего паводка, как глубоко промерзает почва, если ли риск землетрясений — все это нужно учитывать.

Бетон обладает высокой прочностью на сжатие и крайне низкой прочностью на растяжение — даже незначительные движения земли вызывает появления трещин и разрывов в основании дома.

Инженерно-геологическую диагностику почвы нужно сделать на начальных этапах проектирования, а результаты лабораторных исследований покажут, нужна ли арматура.

В большинстве случаев армирование необходимо, в нашей стране преобладают грунты с высокой степенью подвижности. Армирующие пруты в несколько раз повышают устойчивость бетона к растяжению, придают ему эластичность, продлевают срок службы фундамента.

Если же вы уверены, что армировать основание не надо: грунт в вашей местности неподвижен и крайне прочен, грунтовые воды отсутствуют и нет сейсмической опасности, то никто не в праве вас разубеждать. Вы принимаете решение на свой страх и риск. Сэкономив деньги, вы берете на себя ответственность за все возможные риски.

Отказываясь от армирования основания дома, подпишите с бригадой строителей дополнение к договору, где будет прописано, что вы не будете предъявлять к ним претензии, если фундамент треснет или просядет.

Металлолом и камни вместо арматуры

Когда вы решили армировать фундамент, но все-же хотите сэкономить, воспользуйтесь вместо арматуры камнями и металлоломом. Способ укрепления подойдет только хозяйственным постройкам (сараю, хлеву, гаражу) и на очень малоподвижном грунте.

Жилой дом на таком основании строить категорически нельзя. Основная задача при использовании такой «арматуры» — грамотное равномерное распределение ее по объему бетонной смеси.

Для улучшения сцепления с бетоном арматура имеет специальную ребристую поверхность, продольные и поперечные выступы, она крайне прочна и обеспечивает фундаменту устойчивость к растяжению и сжатию. Валуны, металлолом и некондиционный кирпич не обладают такими свойствами, поэтому их нельзя считать полноценной заменой арматурным прутьям.

Если решили сделать фундамент к малогабаритному сооружению, не стоит бежать в магазин и покупать дорогую арматуру. Вместо нее подойдут металлические изделия:

• Уголки, бывшие в употреблении;
• Швеллеры б/у;
• Толстая проволока, различные металлические предметы.

Разумеется, не любой металл заменит арматуру, а лишь качественный, без видимых признаков коррозии и ржавчины.

Возможные последствия

Фундамент непрерывно испытывает сильные нагрузки: верхняя часть подвергается сжатию, нижняя часть испытывает растяжение. Лишив основание арматуры, вы сознательно уменьшаете способность выдерживать нагрузки на растяжение более чем в 10 раз.

Стены дома, фундамент которого залит без арматуры, не имеют прочной связки между собой, что чревато появлением большого количества крупных трещин между ними. Со временем здание может очень быстро прийти в негодность.

В процессе обязательной усадки дома, длящейся не менее 5 лет, фундамент без арматуры может потрескаться не выдержав нагрузок. Небольшая деформация грунта, морозное пучение почвы и расширение ее при намокании могут привести к плачевным последствиям, которые невозможно предотвратить.

Обычно дома, не имеющее арматуры, обладает крайне недолгим сроком эксплуатации.

Часто вслед за фундаментом деформируются и разрушаются коммуникации дома, в частности канализация. Подвал дома подвергается затоплению при малейших осадках.

Выводы

Строительство дома — нелегкая и затратная задача. Цена качественного фундамента может составить до 15% от стоимости всего дома.

Русский человек всегда пытается найти пути экономии, но строительство фундамента — ответственное дело, экономить на нем нельзя.

Посмотрите видео:

Не рискуйте зря, иначе, вложив свои деньги в остальные материалы, но сэкономив на арматуре, вы рискуете получить неудовлетворительный и непредсказуемый результат в виде потрескавшихся стен и просевшего основания. Получаться еще большие убытки, связанные со сносом деформированного фундамента и проведением нового строительства.

Требуется ли сталь, арматура или волокнистая сетка для стоек и опор строительных компонентов?

ВВЕДЕНИЕ

Основное назначение фундаментов состоит в том, чтобы распределять и противостоять силам или нагрузкам, испытываемым несущей конструкцией из-за ветра, дождя, снега, сейсмических и других условий нагрузки. Когда дело доходит до строительных компонентов, таких как генераторы, знаки и заборы, код оставляет серую зону для проектирования фундамента. Это происходит потому, что большинство строительных компонентов необитаемы и, следовательно, не находятся в центре внимания, когда устанавливаются требования к коду. Эта статья обобщает наше исследование относительно того, в каких ситуациях стальная арматура не требуется при проектировании компонентов здания, и предлагает некоторые альтернативные методы армирования для проектирования.

РЕШАТЬ ИЛИ НЕ РЕШАТЬ?

Руководство ACI 318-14 является ведущим стандартом, когда речь идет о расчете бетона. Глава 2 ACI 318-14 дает нам определение простого бетона: «Бетон, простой — бетон без армирования или с армированием меньше минимального количества, указанного для железобетона».

Как уже упоминалось, определение простого бетона не обязательно означает, что в нем нет арматуры, это просто означает, что в нем меньше арматуры, чем указано для его выбранного использования. Для целей этой статьи мы будем исходить из того, что в простом бетоне отсутствует какое-либо армирование. Продолжая читать главу 14 ACI 318-14, мы, наконец, получаем область применения «простого бетона» и в каких случаях разрешен простой бетон:

·         «14.1 – Область применения

Настоящая глава применяется к проектированию элементов из простого бетона, включая (a) и (b):

(a) Элементы строительных конструкций

(b) Элементы нестроительных конструкций, таких как арки, подземные инженерные сооружения, гравитационные стены и экранирующие стены»

·         «14.1.3. Использование простого бетона допускается только в случаях с (a) по (d):

(a) Элементы, постоянно опирающиеся на грунт или поддерживаемые другими конструктивными элементами, способными обеспечивать непрерывную вертикальную поддержку

(b) Элементы, для которых арочное действие обеспечивает сжатие при всех условиях нагрузки

(с) Стены

(d) Пьедесталы»

·         «14. 1.4 Гладкий бетон допускается для конструкции, отнесенной к категории сейсмостойкости (SDC) D, E или F, только в случаях (a) и (b):

(a) Фундаменты, поддерживающие стены из монолитного железобетона или из армированной кладки, при условии, что фундаменты армированы в продольном направлении не менее чем двумя сплошными арматурными стержнями. Стержни должны быть не менее № 4 и иметь

общая площадь не менее 0,002 раза больше общей площади поперечного сечения фундамента. Непрерывность арматуры должна быть обеспечена в углах и пересечениях.

(b) Фундаментные элементы (i) – (iii) для отдельно стоящих одно- и двухквартирных жилых домов, не превышающих трех этажей и построенных с опорными стенами:

(i) Фундаменты, поддерживающие стены

(ii) Изолированные фундаменты, поддерживающие колонны или пьедесталы

(iii) Фундаментные или подвальные стены толщиной не менее 7-1/2 дюймов и удерживающие не более 4 футов несбалансированной насыпи».

При чтении разрешенных случаев для неармированного бетона выделенные жирным шрифтом варианты наиболее применимы к строительным элементам. Начиная с самого широкого случая; «14.1–Сфера применения: …(b)», этот случай охватывает большинство строительных компонентов, но ограничивается только конкретным случаем. Затем ACI 318-14 продолжает давать нам другие ситуации, в которых разрешен простой бетон IS «14.1.3-(a)». Эти определения могут быть применены ко многим компонентам здания, таким как солнцезащитные козырьки, навесы, внешние украшения здания, прикрепленные к зданию (в эстетических целях), столбы и т. д. Кроме того, они закладывают основу для изолированных фундаментов, не связанных с семейными жилищами или жилыми помещениями. , фраза, которая охватывает это, звучит так: «(а) Члены, которые постоянно поддерживаются почвой…». Таким образом, в соответствии с ACI, если фундамент постоянно поддерживается грунтом, его можно проектировать как простой бетон, подробнее об этой теме далее в статье. Последний применимый допустимый случай, указанный ACI, — «14.1.4-… (b)». Этот случай может применяться к любым основаниям, используемым для больших или малых заборов, навесов, генераторов или любых других нестроительных конструкций, которым могут потребоваться основания. Комментарии к этому разделу объясняют, почему простой бетон допустим в таких ограниченных случаях. Подводя итог комментарию, поскольку емкость простого бетона напрямую связана с прочностью на сжатие, размером и другими свойствами, простой бетон следует зарезервировать только для тех целей, в которых бетон в первую очередь будет: его структурная прочность и, как ожидается, будет иметь низкую пластичность, поскольку это не является существенной конструктивной особенностью.

В целом, вы должны рассчитать наихудшую комбинацию нагрузок, которую может испытать предложенный стержень. ASCE 7 дает нам наши основные комбинации нагрузок, которые также соответствуют разделу 1605.3 Семидесяти редакции строительных норм и правил Флориды (2020 г.). Бетонный фундамент должен выдерживать осевые силы, силы собственного веса, силы подъема и скольжения, а также опрокидывающие моменты с коэффициентом безопасности 1,5, если наихудшая комбинация нагрузок не равна 0,6W + 0,6D. Если наихудшая комбинация нагрузок составляет 0,6W + 0,6D, то бетонный фундамент должен выдерживать вышеупомянутые силы с коэффициентом безопасности 1,67. Имейте в виду, что это применимо только в том случае, если определяющим вариантом нагрузки является ветер, в противном случае этот фактор безопасности может быть изменен в соответствии с определяющей нагрузкой. Фундамент также должен соответствовать критериям разделов 14.1, 14.1.3 стандарта ACI 318-14 и категории сейсмостойкости плиты, подпадающей под категории, указанные в разделе 14.1.4. Если вы считаете, что ваша плита будет выдерживать большие усилия сдвига из-за температуры или усадки, рекомендуется армирование волокном, или если основание будет испытывать какие-либо высокие нагрузки на растяжение, рекомендуется использовать арматуру. Это должно быть проверено МУН или проектировщиком.

ФУНДАМЕНТ БЕТОННЫЕ СТОЛБЫ

Краткая заметка о фундаментах из простых бетонных стоек и их ограничениях. В соответствии с Международными строительными нормами (2018 г.), если фундамент географически расположен в районе, где линия промерзания составляет ноль дюймов, допускается опирание покрытия патио на бетонную плиту на уровне без фундаментов при условии, что плита соответствует положениям Глава 19 Международного строительного кодекса (2018 г. ) и толщина плиты не менее 3,5 дюймов. Колонны не должны выдерживать нагрузки, превышающие 750 фунтов (3,36 кН) на колонну.

БЕТОН, АРМИРОВАННЫЙ ВОЛОКНОМ

Это приводит нас к следующему разделу, что такое фибробетон (FRC)? ACI определяет его в своем руководстве ACI318-14 как в основном бетон, армированный стальной фиброй, но бетон, армированный фиброй (FRC), представляет собой бетон, содержащий волокнистый материал, который повышает его структурную целостность. Волокна обычно короткие, дискретные, равномерно распределены и беспорядочно ориентированы. Материал волокна может варьироваться от стали до стекла и даже синтетических или натуральных волокон. ACI318-14 описывает это в главе 7. Таблица 7.6.1.1 дает нам минимальную требуемую площадь стальной или «проволочной арматуры» для ненапряженных плит. Как видно ниже, это дает нам формулу для необходимой арматуры на основе общей площади поперечного сечения бетонной плиты и ее предела текучести.

Зачем использовать FRC? Армирование бетона фиброй обходится дешевле, чем арматура, связанная вручную, но при этом многократно увеличивает прочность на растяжение. Волокна могут быть круглыми или плоскими, и их часто описывают удобным параметром, называемым «соотношение сторон». Соотношение сторон – это отношение его длины к диаметру. Типичное соотношение сторон колеблется от 30 до 150. Волокна помогают бетону в том же вопросе, что и арматура. Поскольку модуль упругости волокон выше, чем у бетона, они помогают выдерживать силы, испытываемые элементом конструкции, за счет увеличения прочности элемента на растяжение. Увеличение соотношения размеров волокон обычно приводит к увеличению прочности на изгиб и ударной вязкости элемента, но если волокна слишком длинные, они могут сжиматься и создавать эффект «комкования» в бетонной смеси и создавать проблемы с удобоукладываемостью. У армирования волокном есть еще одно преимущество, которое еще не доказано, и оно заключается в том, что оно может улучшить морозостойкость бетона. Соотношение волокнистой сетки 0,1% на куб. дюйм обычно используется в промышленности для небольших строительных компонентов.

FRC И УСТОЙЧИВОСТЬ К ЛЕДОУСТОЙЧИВОМУ ОТТАЛИВАНИЮ

Раздел 1809.5 Строительного кодекса Флориды, 7-е издание (2020 г.) и Международный строительный кодекс 2015 г. 2018 г. определяют, что фундаменты должны быть защищены от мороза, чтобы предотвратить явление, известное как «пучение». Пучение возникает в районах, где почвы подвержены сезонному промерзанию грунтов, когда замерзшая вода в верхнем слое почвы тает и вытесняет окружающую почву. Это, в свою очередь, приводит к оседанию фундамента. Со временем цикл замораживания-оттаивания приводит к перекосу конструкции и увеличивает вероятность отказа. Участок верхнего слоя почвы, который промерзает, называется линией промерзания. Одним из способов защиты от этого является проектирование фундамента так, чтобы он проходил не менее чем на 5 дюймов за линию промерзания, или в соответствии с ASCE 32 вы можете установить изоляционный слой и слой, не подверженный промерзанию, который ограничивает теплопередачу. Вы можете прочитать больше на эту тему на нашем сайте здесь: https://engineeringexpress.com/wiki/frost-protection-concrete-footings-grade/

Было исследование, проведенное Cantin and Pigeon и Pigeon et al. Исследование пришло к выводу, что включение стальной фибры длиной от 54 мм до 60 мм (от 2 до 2,5 дюймов) не оказывает существенного влияния на устойчивость бетона к поверхностному окалине. Напротив, включение коротких волокон длиной 3 мм уменьшило степень деградации бетона. Теперь, хотя это исследование показывает эти результаты, есть некоторые другие исследования, на которые он ссылается, которые показывают обратное. В целом это преимущество, на наш взгляд, пока остается неубедительным. Для получения дополнительной информации о требованиях к арматуре посетите ACI-360 и ASCE 7

Источники:

https://www.asce.org/uploadedFiles/Newsroom/Content_Pieces/asce-fact-sheet.pdf

https://alleghenydesign.com/fiber-reinforcing-in-concrete-slabs/ https://theconstructor. org/concrete/fiber-reinforced-concrete/150/

https://www.britannica.com/biography/Joseph-Monier https://www.giatecscientific.com/education/the-history-of-concrete/

https://csengineermag.com/article/clearing-the-confusion-on-plain-concrete/

https://engineeringexpress.com/wiki/frost-protection-concrete-footings-grade/

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705815013144

https://en.wikipedia.org/wiki/American_Concrete_Institute

https://en.wikipedia.org/wiki/Fiber-reinforced_concrete

Статья, написанная Франсиско Сармиенто из Engineering Express 5/2019

Почему бетон требует армирования?

Бетон — фантастический строительный материал, который используется во всем мире. Он прост в изготовлении, доступен по цене, долговечен и очень прочен. Но при всех его плюсах у него есть один очень большой минус — прочность на растяжение. Бетон имеет очень высокую прочность на сжатие. Это означает, что он может выдерживать большой вес, не трескаясь. Но его прочность на растяжение очень низкая. Это делает его склонным к структурным трещинам и разрушениям при определенных видах нагрузки. Но когда строители добавляют в бетон арматуру, его слабость можно преодолеть. Итак, почему бетон требует армирования? Чтобы устранить его естественную низкую прочность на растяжение и предотвратить структурные трещины.

Именно благодаря армирующим материалам, таким как стальная арматура, мы можем строить огромные бетонные конструкции, такие как здания, мосты и плотины. На самом деле почти во всех современных бетонных конструкциях используется какая-либо арматура. Будь то волокно, микроармирование, проволочная сетка или сталь, какой-либо тип армирования, вероятно, находится внутри каждого основания, стены и плиты. Даже небольшие готовые изделия из бетона, такие как литые камины, столешницы, цветочные горшки и мебель, используют армирование для повышения прочности на растяжение. Без него они легко треснут.

Бетон требует армирования, чтобы сделать его прочнее. Он добавляет прочности и гибкости, что помогает преодолеть естественные слабости бетона. Благодаря армирующим материалам мы можем строить крупномасштабные конструкции, такие как мосты, здания и плотины.

Впереди мы обсудим, почему бетон требует армирования и какие виды лучше.

Почему бетон нуждается в армировании

Бетон нуждается в армировании, потому что обычный бетон сам по себе слаб с точки зрения напряжения растяжения. Это сопротивление материала разрыву при растяжении. Это напряжение включает в себя скручивание, растяжение и/или сгибание. Все, чему регулярно подвергаются бетонные конструкции. Например, каждый раз, когда дует ветер, бетонные здания подвергаются растягивающим усилиям.

Без армирования обычный бетон уязвим для трещин и возможного обрушения, потому что он не обладает прочностью, чтобы выдерживать растягивающую нагрузку сам по себе.

Все современные бетонные конструкции включают арматуру. Это включает в себя фундаменты в вашем доме, фундаментные стены и большинство плит. Даже небольшие вещи, такие как бетонные столешницы, камины, статуи и цветочные горшки, используют некоторые формы армирования, такие как проволочная сетка или волокно.

Однако важно отметить, что армирование не требуется, если бетон не используется в конструкции. Например, по закону вам не нужно использовать арматуру внутри ваших бетонных столешниц. Но это сделало бы их менее склонными к трещинам.

Армирование бетона помогает справиться с напряжением

Напряжение относится к силам, которые постоянно воздействуют на бетон. Прочность строительных материалов, таких как бетон, измеряется с точки зрения их сопротивления обычным нагрузкам, таким как растяжение и сжатие. Это два очень разных вида стресса, которые действуют на бетон каждый день.

Важно понимать разницу между ними.

Прочность на сжатие

Это выталкивающее напряжение. К объекту прикладывается сжатие или сжимающее напряжение, что часто приводит к деформации за счет уменьшения объема. Бетон обладает очень высокой прочностью на сжатие, поэтому он может выдерживать такой большой вес без уплотнения. Измеряется в psi или фунтах на квадратный дюйм.

Например, бетон 3500 фунтов на квадратный дюйм означает, что он может выдержать 3500 фунтов давления или сжатия на квадратный дюйм. Рейтинг 3500 фунтов на квадратный дюйм не относится к прочности бетона на растяжение.

Прочность бетона на сжатие достигается в процессе твердения. Это химическая реакция между цементом и водой, которая вызывает образование минералов силиката кальция. Обычно процесс длится около месяца. Однако некоторые крупномасштабные проекты занимают больше времени из-за большого количества тепла.

Бетон представляет собой смесь песка, камня и цемента, смешанную с водой. Цемент и вода являются активными ингредиентами, вызывающими отверждение. Песок придает бетону зернистость и некоторую прочность. Но именно камень придает бетону высокую прочность на сжатие. Чем больше камня вы добавите, тем выше psi бетона.

Прочность на растяжение

Это нагрузка на растяжение, скручивание или изгиб. Техническое определение прочности на растяжение – это растяжение или растягивающее напряжение – это внутренняя сила, действующая перпендикулярно объекту, деленная на его единицу площади. Направление растягивающего напряжения всегда направлено от объекта, поэтому длина объекта обычно увеличивается при деформации.

Бетон недостаточно прочен, чтобы выдерживать большое растягивающее напряжение сам по себе. Его естественная прочность на растяжение составляет всего около 10-12% его прочности на сжатие. Это слишком мало, чтобы использовать его в качестве строительного материала для больших сооружений. Он также очень хрупок и легко трескается. Из-за этих недостатков бетон требует армирования из других материалов.

Когда бетон растягивается, изгибается или скручивается, ему необходима прочность на растяжение, чтобы выдержать нагрузку. К сожалению, это естественная слабость бетона.

Сам по себе бетон имеет очень низкую прочность на растяжение, но очень высокую прочность на сжатие. Однако строители добавляют арматуру и другую арматуру внутрь бетона, чтобы преодолеть его слабость.

Инженеры-строители проектируют арматуру, которая входит в бетон, исходя из нагрузок, которые она должна выдержать. При этом также учитываются движения в почве, вызванные ветром или вибрациями.

Бетон может стать очень прочным при правильном армировании. Но обычно его не следует использовать в качестве конструкционного материала без внутренней арматуры, такой как арматура.

Бетон — композитный строительный материал

Из-за того, что он зависит от армирования, бетон можно считать композитным материалом. Сам по себе он обычно недостаточно прочен для строительства. Но когда вы добавите сталь и другие подкрепления, их можно будет использовать для строительства зданий, мостов и плотин.

Без какого-либо армирования, повышающего прочность бетона на растяжение, с ним мало что можно построить. Вы можете предположить, что бетон все еще можно использовать сам по себе из-за его высокой прочности на сжатие, но, как правило, вы ошибаетесь. Даже сплошные бетонные основания имеют арматуру внутри, чтобы предотвратить растрескивание.

Элемент конструкции редко испытывает только сжатие. В действительности почти все конструкции испытывают смешанные нагрузки. Земля может сдвигаться, что создает пустоту под фундаментом. Ветер может дуть здание из стороны в сторону, создавая боковое давление. Вибрации могут сотрясать здание и его фундамент. Все эти вещи считаются формами растягивающего напряжения. Без армирования бетон может выдержать вес конструкции, но все же может выйти из строя из-за внешних напряжений.

Бетон сам по себе не является хорошим конструкционным материалом. В реальном мире существует слишком много типов стресса, которым он не может противостоять сам по себе. Чтобы бороться с этим, строители добавляют армирование, чтобы повысить прочность бетона и преодолеть присущие ему недостатки.

Армирование внутри бетона создает композиционный материал. Бетон обеспечивает прочность на сжатие, а арматура обеспечивает устойчивость к растягивающим напряжениям.

Понимание бетона

Бетон производится путем смешивания цемента, песка и заполнителя с водой.

Вода вступает в химическую реакцию с цементом, образуя пасту, которая со временем высыхает и затвердевает. Это называется лечением. Обычно отверждение занимает 28 дней.

Во время отверждения бетон высыхает, нагревается, затвердевает и становится очень прочным с высокой прочностью на сжатие. Но очень низкая прочность на растяжение.

В то время как цемент и вода являются активными ингредиентами, песок и заполнитель обеспечивают прочность. Сам по себе цемент слаб и склонен к трещинам.

Бетон — пористый материал, поглощающий воду. Когда бетон затвердевает, внутренняя вода испаряется, что создает множество маленьких трубочек по всей конструкции. Вода легко впитывается в эти трубки, как губка. Вот почему бетон поглощает так много воды и нуждается в герметизации.

Несмотря на то, что структура бетона придает ему большую прочность на сжатие, он имеет очень низкую прочность на растяжение. Эти внутренние трубки и поры могут легко треснуть. Без надлежащего армирования даже толстая бетонная балка, поддерживаемая с обоих концов, имеет очень небольшую прочность в середине и может в конечном итоге треснуть под собственным весом.

Прочность бетона измеряется в psi или фунтах на квадратный дюйм. Это измерение его прочности на сжатие. Мешок бетона с давлением 3500 фунтов на квадратный дюйм может выдерживать 3500 фунтов на квадратный дюйм без образования трещин. Но эти 3500 фунтов на квадратный дюйм не имеют ничего общего с его прочностью на растяжение.

Прочность бетона на сжатие можно регулировать, изменяя тип, размер и количество заполнителя. Однако ничто из этого не сильно повлияет на его прочность на растяжение. Чтобы увеличить прочность бетона на растяжение, вы должны добавить армирование, такое как арматура, проволочная сетка, волокно и/или химикаты.

Арматура является наиболее широко используемой формой армирования бетона. Его можно найти практически в каждом доме, здании и сооружении, построенном из бетона.

Чего не делает армирование бетона

Как правило, армирование не сильно увеличивает прочность бетона на сжатие. Он увеличивает прочность на растяжение. Добавление арматуры к бетону на 3000 фунтов на квадратный дюйм не добавляет много фунтов на квадратный дюйм.

Армирование не имеет ничего общего с величиной сжатия или веса, которые может выдержать бетон. Чтобы увеличить это, вам нужны другие добавки или изменение в смеси. Как правило, добавление дополнительного пси требует использования камней большего размера и/или большего количества.

Химические добавки также могут использоваться для повышения прочности бетона на сжатие.

Железобетон помогает предотвратить большие трещины, которые могут привести к разрушению конструкции. Но они не предотвращают все трещины. Небольшие трещины на уровне поверхности являются нормальными и не обязательно ослабляют бетон. Когда трещины становятся глубокими, армирование помогает удерживать их плотно, что может предотвратить разрушение бетона.

В дополнение к армированию бетона необходимо также обязательно выполнить следующее:

• Иметь одинаковую толщину плиты.
• Правильное расстояние между швами.
• Принять меры против усадки.
• Постройте прочное и ровное основание.
• Правильно вылечить бетон.
• Используйте правильное соотношение бетонной смеси.
• Не используйте слишком много воды.
• Контролируйте температуру затвердевающего бетона.

Армирующие материалы необходимы при строительстве большинства бетонных конструкций. Но они только часть плана. Вам также понадобится правильная бетонная смесь, прочное основание и хорошая установка.

Бетон требует армирования для строительства больших конструкций

Почему бетон требует армирования? Потому что он преодолевает врожденную слабость бетона, которая является очень низкой прочностью на растяжение. Добавляя армирование, такое как арматура, строители могут придать бетонной конструкции свойства, позволяющие ей противостоять внешним силам. И эти силы очень распространены, такие как смещение земли, вибрация или ветер.

Нам нужна бетонная арматура, чтобы строить всякие штуки. Мосты, дамбы, дома и здания нуждаются в укреплении. Как и небольшие проекты, такие как бетонные столешницы, литые камины, мебель, статуи или цветочные горшки. Сам по себе бетон, как правило, не является отличным строительным материалом, потому что его очень легко взломать. Но добавление армирования позволяет нам делать всевозможные крутые продукты.

Хотя бетон веками использовался во всем мире для строительства домов и зданий. Эти конструкции, как правило, были небольшими или строились таким образом, чтобы преодолеть недостатки бетона. Другими словами, дизайн был очень ограничен. Большинство из них имеют простые квадратные или прямоугольные формы. В наши дни мы можем делать с бетоном практически все, потому что мы используем надлежащее армирование.

Общие формы армирования бетона

На рынке представлено довольно много типов материалов для армирования бетона. Наиболее распространенной на сегодняшний день является стальная арматура. Он встречается практически в каждой бетонной конструкции, построенной в наше время.

Вы должны выбрать материал, который подходит для проекта, над которым вы работаете, и нагрузки, которую придется выдержать вашей конструкции. Очевидно, что тип нагрузки на мост или здание сильно отличается от нагрузки на столешницу. Хотя причина, по которой вы добавляете подкрепление, обычно та же, только в гораздо меньшем масштабе.

Стальная арматура

Основная цель арматуры — повысить прочность бетона на растяжение. Эта дополнительная прочность помогает ему противостоять растрескиванию и компенсирует присущую ему слабость.

Обладая большей прочностью на растяжение, бетон способен сопротивляться разрушению под напряжением, что означает, что он может безопасно перекрывать большие расстояния. Именно из-за арматуры у нас есть многие мосты, дамбы и здания, которые вы видите сегодня. Большинство крупномасштабных строительных и жилых построек были бы невозможны без стальной арматуры.

• Арматура придает бетонной конструкции дополнительную прочность на растяжение. Это помогает распределить вес и связать конструкцию вместе, что предотвращает трещины и структурные повреждения.
• Помогает стабилизировать бетонные конструкции, которые двигаются под действием ветра, вибрации подвижного грунта.
• Помогает скрепить хрупкий и/или потрескавшийся бетон
• Стальная арматура помогает выдерживать термические нагрузки. Бетон и сталь имеют относительно одинаковые коэффициенты теплового расширения, что означает, что они расширяются и сжимаются с одинаковой скоростью при термическом напряжении.
Прочность бетона
• на растяжение составляет всего 10-12% от его прочности на сжатие.

Бетон сам по себе является очень прочным и долговечным строительным материалом. Он использовался во всем мире для строительства зданий на протяжении веков. Но у этих конструкций были большие ограничения, пока не была изобретена арматура. В наши дни мы можем построить практически все из бетона благодаря включению арматуры.

Арматура также помогает справиться с силами расширения и сжатия, естественным образом возникающими при изменении температуры. Он помогает удерживать бетонную конструкцию вместе, когда она пытается расширяться и сжиматься.

Арматура внутри бетонной конструкции может быть так же важна, как и сам бетон. Когда вы видите бетонное здание, фундамент, мост или стену, знайте, что внутри обычно находится хорошо спроектированная арматурная конструкция, обеспечивающая дополнительную прочность и поддержку.

Именно арматура делает возможным создание большинства современных конструкций.

Подробнее о арматуре читайте в нашей статье здесь.

Типы арматуры

Почти все современные бетонные конструкции используют арматуру в виде стальной арматуры. Но арматура бывает нескольких разных форм. Важно использовать правильный тип арматуры для вашего проекта.

Деформированная стальная арматура

Деформированная стальная арматура является наиболее распространенным типом стальной арматуры, используемой в бетоне. Это стандартный материал для армирования бетона, который строители и каменщики используют практически в каждом проекте. Он имеет ребристый внешний край, за который бетон может зацепиться. Из-за ребер очень сложно вытащить деформированную стальную арматуру из плиты.

• Деформированная стальная арматура обеспечивает гибкость, прочность и сцепление с бетоном.
• Относительно дешево.
• Выпускается различной толщины, называемой толщиной.
• Склонен к ржавчине. Однако это не проблема, когда он заключен в твердый бетон.

Ребра деформированной арматуры бывают различных конструкций. К ним относятся формы полумесяца, елочки и спирали. Наилучшая конструкция ребер зависит от типа бетона, с которым вы работаете, и того, что вы строите.

Стальной стержень с резьбой

Если вам нужна очень длинная арматура, два меньших деформированных стальных стержня связываются вместе, образуя один длинный кусок. Это называется нарезкой внахлест. Однако, если вы не хотите нарезать арматурный стержень внахлестку, вместо этого можно использовать стальной стержень с резьбой. Он имеет резьбу на конце, что дает две длины арматурного стержня для крепления механическими средствами.

Полимерные стержни, армированные волокном

Полимерные стержни, армированные волокном, или FRP – это армированные волокна, покрытые коррозионностойким материалом. Обычная арматура подвержена ржавчине. Но FRP не будет.

Проблема с FRP заключается в покрытии. Он хрупкий и легко трескается. Как только покрытие трескается, защита, которую оно обеспечивает, исчезает. Но пока покрытие остается неповрежденным и в хорошем состоянии, арматура не подвергается коррозии.

Из-за того, что покрытие является чувствительным, FRP теряет часть гибкости арматурных стержней. Если вы согните или растянете его слишком сильно, покрытие может треснуть.

FRP намного дороже обычной арматуры.

Если в чертеже специально не указано использование FRP, я его не использую.

Фибра

Фибра увеличивает прочность бетона.

Волокна для армирования бетона добавляются в бетон, пока он влажный и перемешивается. Это помогает обеспечить равномерное распределение волокон в бетоне.

Хотя волокна не повышают прочность бетона на растяжение так сильно, как арматура, преимущество все же есть. И их можно использовать вдоль боковой арматуры для еще большей прочности.

Волокна очень распространены в таких областях, как плиты и набрызг-бетон. Когда бетон недостаточно толстый для арматуры, могут помочь волокна. Они обеспечивают некоторую прочность без увеличения толщины конструкции.

Армирующие волокна предотвращают образование микротрещин и усадочных трещин. Они больше подходят для небольших проектов, таких как бетонные столешницы, чем для крупномасштабных фундаментов. Хотя они все еще могут быть полезны в больших структурах.

Micro Rebar

Micro Rebar — относительно новый продукт, который существует всего несколько десятилетий. Он сделан из 1-дюймовой стали, которая скручена, образуя небольшие выступы. Микроармирование добавляется во влажную смесь точно так же, как и волокно, но добавляет гораздо больше прочности.

В некоторых случаях микроармирование достаточно прочно, чтобы заменить традиционную арматуру.

При использовании в плитах микроармирование может быть даже достаточно прочным, чтобы исключить необходимость в подрезке. Это может быть огромным преимуществом при заливке внутреннего бетонного пола. Бетон расширяется и сжимается в зависимости от температуры. Из-за этого плиты нуждаются в соединениях, чтобы предотвратить растрескивание. Но микроармирование может противостоять этому давлению, что устраняет необходимость в соединениях. Это гораздо более чистый и последовательный вид.

Проволочная сетка

Проволочная сетка представляет собой листы из тонкой проволоки, сваренной вместе в виде сетки. Листы проволочной сетки связываются между собой и помещаются внутрь плиты.

Прочность проволочной сетки меньше, чем у арматуры и микроармирования, но больше, чем у волокна. Однако вы можете использовать проволочную сетку вместе с другими армирующими элементами, такими как волокно, арматура, микроармирование и химикаты.

Проволочная сетка очень распространена внутри тонких плит, где нет достаточной толщины для арматуры. Это дешевле и требует меньше труда, чем арматура, потому что она поставляется в больших листах. Листы простые нужно разрезать по размеру и связать между собой. Это быстрый и простой процесс.

При использовании проволочной сетки убедитесь, что вы размещаете ее в центре плиты. Например, поместите его на 2 дюйма в глубину в 4-дюймовую плиту. Это типичная толщина тротуаров и внутренних двориков. Если вы разместите его слишком близко к поверхности, а не по центру, ваша плита не будет должным образом укреплена и может треснуть.

Все ли бетоны нуждаются в армировании?

Нет, не весь бетон нуждается в армировании. Большие структурные проекты и плиты обычно нуждаются в стальной арматуре для обеспечения поддержки, гибкости и дополнительной прочности. Проволочная сетка также может помочь противостоять растрескиванию. Однако не каждый конкретный проект нуждается в дополнительном армировании.

Когда вы работаете над большим проектом, важно тщательно изучить и понять структурные планы и требования к зданию. Тип арматуры, который вам нужен, а также размер и способ ее использования будут подробно описаны на структурных страницах ваших чертежей. Обычно они обозначаются буквой S.

Обычно я использую некоторую форму армирования даже в небольших проектах, где они не обязательно нужны. Бетон хрупок и склонен к растрескиванию, поэтому рекомендуется использовать его. К ним относятся такие вещи, как камин, столешницы, плантаторы, ступеньки и небольшие плиты. Немного волокна, проволочной сетки или тонкой арматуры имеет большое значение.

Треснет ли бетон без арматуры?

Бетон может треснуть как с арматурой, так и без нее. Однако вероятность растрескивания бетона с арматурой гораздо меньше, и трещины обычно менее серьезные. В случае трещины арматура иногда может удерживать основание или фундамент вместе.

С трещинами можно справиться, если они не такие серьезные. Стальная арматура может предотвратить увеличение трещин, что дает вам время для ремонта. Во многих случаях арматура предотвратила или отсрочила катастрофическое разрушение здания, дав инженерам время на ремонт.

Небольшие трещины могут возникать как с арматурой, так и без нее. Их называют волосяными, паутинными или усадочными трещинами. Как правило, они находятся на поверхностном слое и не так уж серьезны. Тем не менее, вы все равно должны исправить их, чтобы предотвратить их распространение.

Резюме: Почему бетон нуждается в армировании

Бетон — фантастический строительный материал, который используется во всем мире. Он прост в изготовлении, доступен по цене, долговечен и очень прочен. Но при всех его плюсах у него есть один очень большой минус — прочность на растяжение. Бетон имеет очень высокую прочность на сжатие. Это означает, что он может выдерживать большой вес, не трескаясь. Но его прочность на растяжение очень низкая. Это делает его склонным к структурным трещинам и разрушениям при определенных видах нагрузки. Но когда строители добавляют в бетон арматуру, его слабость можно преодолеть. Итак, почему бетон требует армирования? Чтобы устранить его естественную низкую прочность на растяжение и предотвратить структурные трещины.

Именно благодаря армирующим материалам, таким как стальная арматура, мы можем строить огромные бетонные конструкции, такие как здания, мосты и плотины. На самом деле почти во всех современных бетонных конструкциях используется какая-либо арматура. Будь то волокно, микроармирование, проволочная сетка или сталь, какой-либо тип армирования, вероятно, находится внутри каждого основания, стены и плиты. Даже небольшие готовые изделия из бетона, такие как литые камины, столешницы, цветочные горшки и мебель, используют армирование для повышения прочности на растяжение. Без него они легко треснут.

Бетон требует армирования, чтобы сделать его прочнее. Он добавляет прочности и гибкости, что помогает преодолеть естественные слабости бетона. Благодаря армирующим материалам мы можем строить крупномасштабные конструкции, такие как мосты, здания и плотины.

Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии по армированию бетона, напишите нам в любое время по электронной почте.

Бетонные фундаменты | Как армировать бетонный фундамент?

Многие домовладельцы не задумываются о фундаменте дома, пока не возникнет проблема. Однако есть веские причины подумать об инвестировании в укрепление фундамента задолго до того, как это произойдет. Наводнения, ветер и общая эрозия почвы со временем могут стать серьезной проблемой для владельцев недвижимости. К счастью, существуют решения, позволяющие предотвратить катастрофические сбои в большинстве ситуаций.

Зачем укреплять фундамент?

Основа дома — это то, чем является все остальное. Это должна быть прочная основа, способная выдержать все. Однако изменения в грунте под ним (например, вызванные наводнениями) или веса над ним (например, при добавлении этажа) могут вызвать сдвиги в фундаменте. Иногда сам фундамент не выдерживает этих сдвигов и разрывов.

Хорошей новостью для владельцев недвижимости является то, что большинство существующих конструкций можно укрепить. Существуют различные способы сделать это. Тем не менее, лучше всего, если инженер-строитель или строительный подрядчик даст конкретные рекомендации для вашего дома. Суть в том, что если у вашего фундамента есть проблемы, их часто можно исправить.

Как построить железобетонный ленточный фундамент?

Наиболее важной частью арматуры в основании полосы является та, которая находится между основанием и стеной основания, если стена основания выполнена из железобетона. В этом случае армированием бетона может быть армирование стены фундамента. В этой ситуации армирование стены фундамента аналогично армированию бетонной балки, которая равномерно распределяет нагрузки по основанию и предотвращает разрыв фундамента горизонтальными силами; а основание может быть бетонным или нет, при условии, что на его вершине, вдоль его средней оси, подготовлен паз для предотвращения скольжения стены фундамента по основанию.

Стена фундамента должна быть смонтирована в деревянной опалубке. Простейший вид армирования получается путем размещения двух стальных стержней (арматурных стержней, арматурных стержней, арматурных стержней) внизу опалубки, отстоящих на несколько сантиметров (около 3) от низа опалубки и примерно на 2 см от боковых сторон. Во время укладки бетона стержни должны быть прочными, прикрепив их к небольшим бетонным блокам, связанным стальной проволокой, образующей основание.

Необходимо следить за тем, чтобы арматурные стержни не смещались при укладке влажного бетона в опалубку. Самый простой способ настройки стержней следующий, но есть риск их повреждения. Но наиболее правильной конфигурацией стержней является следующая, при которой никогда не бывает стержней, сплошных под углом менее 180° градусов.

Наиболее продуманным и надежным решением для армирования фундамента является конструкция цельного стального арматурного каркаса для балки с четырьмя продольными стержнями в бетоне (два внизу и два вверху) и более мелкими изогнутыми стальными стержнями. через продольные стержни, расположенные на расстоянии около 30 см друг от друга. Бетон всегда должен содержать и покрывать арматурные стержни таким образом, чтобы он защищал их от ржавчины, оставаясь около угла бетонной секции, чтобы сопротивляться изгибу.

Еще более эффективным решением является укрепление фундамента в целом. В этом случае можно следовать процедуре, упомянутой выше, для усиления базовой и базовой системы. Это также самое дорогое решение. Есть два экземпляра. В растворе железобетонные основания и стены железобетонных фундаментов заливаются отдельно, два раза. Это решение проще, но его создание занимает больше времени, и оно слабее последнего.

В последнем решении как основная стена, так и основная стена усилены так, что клетка между ними является непрерывной. Железобетон также можно использовать для равномерного распределения нагрузки по неармированному ленточному фундаменту.

Компания Spaulding Concrete занимается укладкой бетонных фундаментов в районе залива Сан-Франциско уже более тридцати лет. На протяжении многих лет мы заливали сотни и сотни фундаментов домов, коммерческих и сельскохозяйственных объектов. Чем сложнее проект, тем усерднее мы работаем, чтобы предоставить реальные решения и самые современные решения. Мы сотрудничаем с каждым клиентом от концепции до завершения, что позволяет нам разрабатывать и реализовывать планы, которые соответствуют или превосходят цели нашего клиента. Наша команда по проектированию бетона состоит из высококвалифицированных, опытных оценщиков и мастеров, которые усердно работают, чтобы свести к минимуму проблемы и обеспечить соблюдение графика. Обладая всеми ресурсами, доступными для завершения вашего проекта благодаря прочным связям с ведущими поставщиками, мы являемся единым поставщиком любого типа бетонного фундамента. Для всех наших продуктов и услуг мы используем новейшие отраслевые технологии, поэтому вы можете быть уверены, что ваш проект будет завершен вовремя и в соответствии с кодом. Когда придет время финишировать и занимать место, вы можете рассчитывать на нашу высококвалифицированную команду, которая хорошо разбирается во всех аспектах отрасли. Компания Spaulding Concrete предоставит услуги, если вам нужен опыт работы с конструкционным бетоном любого типа. до запланируйте бесплатную смету , позвоните или свяжитесь с нами сегодня! Мы гордимся тем, что обслуживаем Оринду, Лафайет, Морагу, Плезант-Хилл, Конкорд, Мартинес, Питтсбург, Антиохию, Брентвуд и прилегающие районы.

Что такое подкрепление и когда оно необходимо?

Фундамент – это усиление существующего фундамента здания . Это требуется, когда первоначальный фундамент уже недостаточно прочен, чтобы поддерживать дом. Обычно это происходит в результате изменения структуры почвы, будь то из-за типа почвы или какого-либо внешнего воздействия на почву. Читайте дальше для получения более подробной информации.

Команда Foundation Solutions строит дом в Брисбене.

Что такое фундамент (здания)?

Фундамент – это процесс поддержки или укрепления фундамента существующего дома, здания или аналогичной конструкции. Это достигается за счет усиления существующего фундамента, укрепления грунта путем введения расширяющегося наполнителя или удлинения фундамента, чтобы нагрузка распределялась по большей площади поверхности.

Когда необходима поддержка?

Большинству домовладельцев требуется фундамент, если первоначальный фундамент недостаточно прочен, чтобы поддерживать дом. Обычно это происходит из-за того, что:

• грунт, поддерживающий фундамент, каким-либо образом изменился, например, через просадку, расширение/сжатие из-за влаги, большие деревья рядом, поврежденную сантехнику, оставленную без ремонта.

• свойства грунта не были должным образом изучены при первоначальном проектировании фундамента, что означает, что фундамент не соответствует условиям.

В менее распространенных случаях опора также требуется по следующим причинам:

• Способ использования конструкции изменился, например, после капитального ремонта

• Новое строительство рядом с выемкой грунта, поддерживающего существующие фундаменты для поддержки другого этажа здания

• Стихийные бедствия, такие как землетрясения, наводнения или засухи, вызвавшие движение или нестабильность конструкции.

Чтобы понять, когда и когда требуется подкрепление, давайте более подробно рассмотрим ключевые элементы, влияющие на фундамент.

Here’s what we’ll cover:

Soil types and site classifications
Types of foundations and footings
Why do building foundations fail?
Типы подкрепления
Нужно ли подкрепление?
Когда обращаться за помощью?
Нужен ли мне инженер-строитель?
Будет ли поддержка постоянным решением?

Типы грунтов и классификация участков

Тип грунта играет ключевую роль в устойчивости фундамента. Определенные типы склонны к более значительным структурным изменениям в почвенных условиях (например, в течение продолжительных периодов влажной или сухой погоды) и, таким образом, способствуют структурным проблемам фундамента. Такие почвы мы называем реактивными.

Типы почвы под вашим домом будут играть роль в степени повреждения вашего дома и методе фундамента, который лучше всего подходит для стабилизации здания.

Почвы можно классифицировать по нескольким признакам. Когда дело доходит до фундаментов зданий, мы характеризуем почву по классификации площадок (в соответствии с австралийским стандартом AS 2870/2011, Плиты и фундаменты жилых домов). Это позволяет нам понять потенциал почвы для поддержки конструкции.

Класс A

«Приемлемо» 0–10 мм В основном участки с песком и камнем , с небольшим или отсутствующим движением грунта из-за ожидаемого изменения влажности.

Класс S

«Удовлетворительно» 10-20 мм Слабоактивные глинистые участки. Ожидается лишь незначительное движение грунта из-за изменений влажности.

Класс M / M-D

«Умеренный» 20-40 мм Умеренно реакционноспособная глина или ил участки, которые могут испытывать умеренное движение грунта из-за изменений влажности.

Класс h2 / h2-D

«Высокореактивные» 40-60 мм Высокореактивные глиняные участки . Может испытывать высокие движения почвы из-за изменений влажности.

Класс h3 / h3-D

«Высокореактивный» 60-75 мм Высокореактивные глинистые участки. Может испытывать очень сильное движение грунта из-за изменений влажности.

Класс E / E-D

«Экстремальный» 75 мм+ Чрезвычайно реактивные участки. Может испытывать сильное движение грунта из-за изменений влажности.

Класс P

«Проблемные» участки , которые включают мягкие почвы, такие как мягкая глина, или ил, или рыхлый песок, различная глубина насыпи, оползни, горные породы, обрушающиеся почвы, почвы, подверженные эрозии, реактивные участки, подверженные аномальной влажности условия или сайты, которые не могут быть классифицированы иначе.

Включение «D» в вышеприведенную классификацию относится к «глубоким» движениям почвы из-за больших колебаний влажности. Эти классификации в основном встречаются в засушливых районах.

Типы фундаментов и фундаментов зданий

С технической точки зрения «фундамент» представляет собой землю или слои, на которых сооружаются «фундаменты» здания. Однако слово «фундамент» сегодня регулярно используется в Австралии для обозначения «системы фундамента» и «системы перекрытия», которые вместе составляют фундамент.

В жилищном строительстве используются 2 распространенные системы перекрытий :

Плита на грунте

Существует несколько типов плит на грунтовом фундаменте, например, плита-плот, плита вафельных коробок, плита с укороченными балками или армированная плита на заливке. Это типичные системы фундаментов, которые уже много лет используются в Австралии, особенно в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе.

Подвесные полы

Эти фундаменты чаще всего обрамляются пнями или опорами и поддерживаются несущими и балками.

Системы фундаментов, обычно используемые в жилищном строительстве, состоят из:

Непрерывных фундаментов

Таких как бетонная полоса или плита, используемые для поддержки равномерно распределенных нагрузок.

Подпятники

Например, квадратная или круглая бетонная подушка, используемая для поддержки сосредоточенной нагрузки. Чаще всего используется в сочетании с пнями.

Пни

Предназначены для полых стальных или деревянных столбов или столбов из обработанной древесины.

Сваи и опоры

Аналогичны пням, но вбиты или пробурены в землю. Обычно используется там, где требуется дополнительная поддержка. Включает в себя монолитные бетонные сваи, буронабивные сваи, забивные сваи (деревянные, стальные, бетонные) и стальные винтовые сваи.

Подкрепление чаще всего выполняется на фундаментах типа «Плита на земле».

Почему разрушается фундамент здания?

Существует несколько причин, по которым фундамент здания может выйти из строя.

Реактивные грунты

Чаще всего проблема связана с перемещением высокореактивных грунтов. Это движение включает усадку (что приводит к оседанию) или расширение (что вызывает вспучивание). Когда сохраняются засушливые условия, почвы постепенно теряют влагу и усыхают. Когда уровень влажности повышен, например, в течение продолжительных периодов влажной погоды, почвы набухают, иногда на несколько сотен процентов.

Как усадка, так и расширение грунта могут нарушить целостность фундамента, что приведет к вздутию, оседанию и видимым трещинам в фундаменте и стенах.

Плохо уплотненная засыпка

Если место подлежит засыпке, иногда используемый материал недостаточно уплотнен, чтобы выдержать вес конструкции над ним. В этих случаях часто возникают проблемы с фундаментом. Проблема может возникнуть из-за плохо уплотненного наполнителя, использования нескольких наполнителей или того и другого.

Эрозия на месте

Эрозия может привести к износу почвы вокруг фундамента до такой степени, что фундамент будет структурно нарушен. Эрозия может быть вызвана рядом источников, таких как прорыв водопроводной трубы или другой неконтролируемый поток воды, неправильный дренаж и т.п.

Обрушение склона

Обрушение склона связано с движением земли вниз по склону. Это может быть медленное разрушение, известное как «ползучесть», или внезапное разрушение, которое называется «оползнем». Если склон разрушается из-за ползучести, для устранения проблемы можно использовать подкрепление. Однако это очень специфично для конкретного места и требует экспертной оценки.

Испарение (также известное как Деревья)

Деревья являются важным фактором разрушения фундамента. Все растения удаляют влагу из почвы. Это известно как транспирация. Большие деревья, удаляющие влагу из почвы, могут значительно ускорить усадку почвы. Когда деревья расположены слишком близко к зданиям, это может привести к расширению или усадке почвы, достаточной для нарушения фундамента.

Проект фундамента

В меньшей степени проект первоначального фундамента мог быть неадекватным. Это может быть связано с тем, что свойства грунта не были должным образом изучены при первоначальном проектировании фундамента, что означает, что фундамент не соответствует условиям. Однако, благодаря современным строительным нормам, это не проблема.

Типы фундамента

Как мы упоминали ранее в статье, фундамент относится к армированию существующего фундамента.

Когда речь идет о ремонте фундаментов зданий с пнями, используемый метод называется повторной забивкой или повторной блокировкой. По сути, это включает в себя замену пней фундамента, когда они треснуты или иным образом повреждены. Это не считается опорой.

В рамках этого определения подкрепления сегодня используются три метода:

Исторически сложилось два основных метода подкрепления. Это опора из бетонной плиты (также известная как поддомкрачивание плиты) и опора из винтовых свай (также известная как опора для пирса или простенок). Совсем недавно используется третий метод, называемый раствором или инъекцией смолы.

Бетонная плита

Традиционно бетонное основание использовалось для увеличения размера фундамента и в процессе его укрепления. Он все еще используется много сегодня.

Винтовые сваи

Это метод, используемый компанией Foundation Solutions, при котором стальные опоры сочетаются с бетонными основаниями для закрепления здания, а лифт возвращается в исходное положение, закрывая щели и трещины. Использование опор считается постоянным решением, на которое не повлияют дальнейшие изменения грунта, окружающего дом, поэтому мы используем этот метод.

Инъекция раствора/смолы

Это новейший доступный метод, хотя на самом деле он не является основой. Он включает в себя введение смолы или цементного раствора в землю, которые заполняют пустоты под плитой и расширяются, сжимая землю. Это наименее поддающийся количественной оценке метод с точки зрения постоянства ремонта и конечной стоимости (количество требуемого раствора нельзя точно предсказать, и он регулярно выходит за пределы первоначальной оценки), и он не подходит для всех грунтовых условий.

Нужна ли мне поддержка?

Есть несколько ориентировочных признаков, на которые следует обращать внимание при самостоятельной оценке собственного имущества. Читая этот список, важно понимать, что проседание происходит на многих объектах в разной степени. Подкрепление требуется только там, где активно происходит оседание. Иногда после первоначального проседания конструкция достигает состояния равновесия и дальнейшей опасности нет. Как всегда, если вы не уверены, лучше всего обратиться к профессионалу, поэтому мы предоставляем бесплатную услугу проверки на дому.

Трещины в полу или стенах

Трещины не всегда страшны. Иногда они носят поверхностный характер, например, мелкие или микротрещины в штукатурке, карнизах и плинтусах. Большие трещины — это отдельная история, и обычно они указывают на более серьезные проблемы, такие как неравномерное распределение веса из-за слабого фундамента.

Трещины, которые следует искать, могут быть внутренними (штукатурка, настенная и напольная плитка) или наружными (кирпичная кладка, штукатурка, бетонная плита).

В идеале постарайтесь наблюдать за трещинами в течение нескольких недель или месяцев, чтобы определить, становятся ли замеченные вами трещины больше, шире или длиннее, или появляются новые трещины. Если они остаются неизменными в течение длительного периода времени, скорее всего, оседание исчерпало себя, и дом осел.

Неровный пол

Неровный пол не всегда так очевиден, как трещины. Однако, когда вы можете их идентифицировать, наклон к одной или нескольким сторонам вашего дома является явным признаком того, что в игре есть серьезные проблемы с фундаментом.

В серьезных случаях, которые мы видели, вы можете стоять в конце коридора и видеть падение дома, глядя вниз по коридору. В других случаях неровный пол будет способствовать смещению дверей. Как правило, вы можете использовать спиртовой уровень, чтобы получить некоторое представление о том, насколько неровной является комната. Или поместите мяч в комнату и посмотрите, остается ли он на месте или катится в определенном направлении. Но чтобы понять, насколько это важно, обычно требуется профессионал.

Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание, это неровные траншеи, образующиеся вокруг края здания или плиты в верхних слоях почвы. Это еще один признак проседания.

Двери и окна не выровнены

Двери и окна могут быть хорошим индикатором проблем с фундаментом. Вокруг окон и дверей появляются и расширяются щели. Вам трудно закрыть (или снова открыть) двери или окна, или вы не можете их запереть.

В более запущенных случаях становятся более заметными наклоны к двери, а дверные или оконные рамы могут начать отрываться от окружающих стен.

Когда обращаться за помощью

Ни один из вышеперечисленных признаков не является гарантией того, что вам потребуется поддержка. Но в то же время вы не хотите ждать, пока симптомы не станут серьезными. Если после самостоятельной оценки вашего дома у вас возникнут сомнения, лучше всего сохранять спокойствие — вам всегда помогут.

Первым шагом будет небольшое исследование (возможно, именно поэтому вы сейчас находитесь на этой странице). Однако не ограничивайтесь интернет-исследованиями. Поднимите трубку к нескольким людям, готовым дать полезный совет и узнать их мнение о ситуации.

Если вы получаете обратную связь о том, что у вас действительно может быть проблема, требующая основного решения, попросите кого-нибудь прийти к вам домой, чтобы выяснить это из первых рук. Для этого мы предоставляем бесплатную услугу Home Checkup, которая является отличным первым шагом и избавляет вас от необходимости тратить деньги на инженеров, когда они могут быть не нужны.

Другим ключевым моментом, который следует учитывать при получении помощи, является стоимость. Есть много подрядчиков, поэтому получите более одного мнения и более одной цитаты. В процессе вы также почувствуете людей, с которыми имеете дело, и сможете решить, с кем вам удобнее иметь дело. У нас есть отдельная статья, в которой подробно рассматривается, сколько должна стоить поддержка.

Нужен ли мне инженер-строитель?

Когда мы проводим проверку дома, одна из наших задач — определить, требуется ли инженер-строитель (он же судмедэксперт) для проведения более подробной оценки объекта. У нас есть собственные инженеры-строители, которых мы используем, поэтому вам не нужно звонить, чтобы получить отдельные предложения.

Будет ли поддержка постоянным решением?

Ответ на этот вопрос в конечном счете будет зависеть от почвы, на которой стоит ваш дом (классификация участка), и от типа вспомогательных услуг, которые вы выберете для решения своей проблемы.

Не все типы фундаментов подходят для решения всех проблем с фундаментом. Когда мы проводим наши бесплатные домашние проверки, мы заранее сообщаем вам, может ли наш метод поддержки обеспечить вам постоянное решение. Если нет, мы не будем вас цитировать и порекомендуем альтернативный курс действий.

Причина, по которой мы используем исключительно винтовые сваи, заключается в том, что это самый надежный доступный метод крепления.

Вам нужна экспертиза?

Если у вас есть какие-либо сомнения, почему бы не забронировать в Домашний осмотр с одним из наших экспертов. Или если вы просто хотите немного поковырять наши мозги, то поднимите трубку к нам сейчас. Мы будем более чем рады помочь.

Заказать домашний осмотр

Поддерживающие услуги Николь Розенталь 31 июля 2019 г.

Арматура для бетона: как армировать бетон и зачем

Toggle Nav

Поиск

p01283 763 992 / 07727 643 526

Бетон лежит в основе каждого создаваемого здания, моста, дороги или трубопровода, от самых простых домашних построек до масштабных строительных и инфраструктурных проектов. Независимо от погодных условий или грунтовых условий, а также от проектных нагрузок на конструкцию бетон должен всегда надежно и стабильно работать. Тем не менее, хотя бетон обладает значительной прочностью на сжатие (обычно до 4000 фунтов на квадратный дюйм в жилых и стандартных коммерческих зданиях), он относительно слаб в отношении прочности на растяжение, а это означает, что он может сломаться или треснуть под действием сдвигающих усилий. Для уменьшения слабости при растяжении бетон обычно армируют сталью. В этой статье мы подробно рассмотрим, почему армирование бетона работает и как это достигается.

Что такое железобетон?

Железобетон — это обычный бетон, усиленный добавлением стальных стержней, называемых арматурой или сетчатыми панелями. Сам бетон обеспечивает большую часть прочности на сжатие, что позволяет ему выдерживать значительные нагрузки, в то время как стальная арматура увеличивает прочность на растяжение, позволяя конструкции противостоять ветру, вибрации и другим силам сдвига.

Поскольку бетон и сталь имеют очень близкие коэффициенты теплового расширения, они почти одинаково реагируют на изменения температуры, а это означает, что они расширяются и сжимаются с одинаковой скоростью, что сохраняет структурную целостность. Это делает сталь идеальным партнером для армирования бетона.

Coefficients of Thermal Expansion (C°)-1

Once rebar is added to бетона для формирования композитного материала, прочность этого железобетона почти удваивается по сравнению с самим бетоном.

Когда нужно армировать бетон?

Любой строительный элемент, предназначенный для выдерживания большой нагрузки, всегда должен быть усилен, особенно фундаменты, фундаменты, колонны и плиты. Без армирования эти элементы могут быть структурно скомпрометированы или даже полностью выйти из строя в какой-то момент своего срока службы. Однако не весь бетон требует армирования, и простая домашняя заливка пола небольшого сарая или садовой дорожки прекрасно справится без армирования. Всегда разумно обратиться за профессиональным советом по поводу необходимости армирования, если вы не уверены, и добавление армирования, когда это не является строго необходимым, никоим образом не повредит вашему строительному проекту и снизит вероятность появления неприглядных трещин.

Существуют особые рекомендации, которым необходимо следовать при разработке бетонного покрытия, необходимого для проекта. Как марка арматуры или арматурной сетки, так и глубина залитого бетона будут зависеть от конструкции и требований к нагрузке конструкции, а покрытие над арматурой также должно соответствовать создаваемой плите или элементу. Существует ряд британских стандартов, которые применяются к бетонным конструкциям, в том числе BS 8110, а также стандарты, регулирующие производство самих арматурных изделий.

Как армировать бетон арматурой

Для армирования бетонной плиты стержни арматуры располагаются по всей плите через равные промежутки, как в продольном, так и в поперечном направлении. Стержни должны быть связаны между собой подходящими арматурными стяжками, а вся арматурная конструкция должна поддерживаться снизу с помощью соответствующих инструментов для позиционирования. Эти меры гарантируют, что сетка, образованная из стержней арматуры, находится на одинаковой высоте от земли (и от верха заливаемого бетона) по всей площади плиты, а арматура не смещается во время заливки бетона.

Ищете стальную арматуру?

У нас есть все необходимое для армирования бетона; от незакрепленной и изогнутой арматуры до сборных каркасов, сетки и всех аксессуаров, которые вам понадобятся для правильного выполнения работы.

Узнать больше

Как армировать бетон сеткой

Для более крупных проектов может быть целесообразнее использовать армирование бетона сеткой, так как ее легче укладывать поперек большой плиты, и она обеспечивает экономию средств слишком. Они сделаны из тех же деформированных стальных стержней, из которых сделана арматура, но они предварительно сварены в листы, которые обычно имеют размер 2,4 м х 4,8 м. Эти панели укладываются поперек плиты с соблюдением надлежащего нахлеста, чтобы все области плиты были армированы одинаково. Сетчатые панели по-прежнему необходимо правильно связывать и поддерживать через равные промежутки времени.

Нужно ли армировать бетонную плиту?

В конечном счете, ответ на этот вопрос зависит от того, какой вес или движение будет выдерживать плита. Если плита предназначена исключительно для пешеходного движения, например, для пешеходной дорожки, то нет реальной необходимости в стальной арматуре. Многие источники называют 5 дюймов минимальной толщиной, которая должна быть у плиты, прежде чем потребуется армирование. Для более крупных и глубоких плит, рассчитанных на некоторый вес конструкции, потребуется стальная арматурная сетка для усиления плиты и распределения нагрузки. Для подтверждения этого рекомендуется привлечь инженера к проектированию плиты.

Какова минимальная толщина железобетонной плиты?

Бетонная плита (по Евро 5) в здании должна иметь толщину не менее 125 мм. Однако при включении арматуры должно быть достаточное покрытие сверху и снизу стальной арматуры. Формула для определения минимальной толщины:

C _nom = C _min + ∆C _dev

C _min – Минимальный защитный слой

∆C _{dev – 9 Допуск покрытия0869}

C _nom – Покрытие Номинальная толщина (минимальное покрытие)

Армированы ли бетонные плиты перекрытий?

Это зависит от многих факторов, включая толщину плиты, тип плиты, подложку, на которой находится плита. Некоторые плиты не требуют армирования.

Заключение

За последнее столетие стальная арматура стала центральной частью бетонных конструкций, и трудно представить, как выглядели бы наши городские ландшафты, если бы железобетон не стал нормой. В то время как новые разработки в области армирования происходят с головокружительной скоростью, арматурная сталь, похоже, еще долгое время будет оставаться в основе бетонных конструкций.

Категории: News

Опубликовано по адресу: 21/12/2021

Опубликовано: Admin

Подкрепление в пробуренных валах. передавать усилия от конструкции к грунту. В типичных условиях эти силы являются результатом действия силы тяжести (веса здания, людей и материалов внутри здания), а также ветра, землетрясений, текущей воды и других воздействий окружающей среды.

При проектировании всех фундаментов учитывается нисходящая нагрузка на элемент фундамента и способность грунта противостоять этой нагрузке. В фундаменте с пробуренным стволом эта передача направленных вниз сил обычно происходит за счет сжатия ствола фундамента, часто при этом напряжение в опоре уменьшается с глубиной, поскольку окружающий грунт воспринимает нагрузку за счет поверхностного трения. В случаях подъема на глубоком фундаменте опора сопротивляется движению вверх за счет сочетания длительных нагрузок надстройки, собственного веса опоры и трения ствола опоры о прилегающий грунт. В некоторых грунтах большая часть или вся направленная вниз сила сопротивляется нижней части заглубленного конца вала (наконечнику). Расчетная емкость этого сопротивления называется концевой подшипник . Если пробуренная шахта для сваи расширяется в нижней части скважины, говорят, что свая является недорасширенной или раструбной . Колокол может быть предназначен для увеличения пропускной способности вниз за счет увеличения площади кончика пирса или может быть предназначен для сопротивления подъему пирса, действуя как якорь, зацепляясь с окружающим грунтом.

При отсутствии разрушенных элементов фундамента сваи должны также сопротивляться горизонтальной составляющей боковых сил за счет изгиба ствола сваи и опоры по сторонам сваи на грунт. Программное обеспечение (например, LPILE от Ensoft, Inc. ) обычно используется для расчета изгибающих усилий в свае и взаимодействия сваи с окружающим грунтом.

В экспансивных почвах, которые расширяются во влажном состоянии и сужаются в сухом, может также потребоваться вал, чтобы противостоять поднятию, возникающему, когда верхние слои почвы проходят циклы влажности. В этих почвах по мере высыхания почва может отслаиваться от ствола и опускаться вниз. Осадки на почве могут затем стекать в пространство вокруг ствола, впитываться в почву, вызывая вспучивание почвы. Когда почва расширяется, она может захватывать ствол, а затем, по мере того как почва продолжает расширяться, почва оказывает восходящее усилие на поверхность пробуренной шахты. Эти циклы влажности могут быть сезонными колебаниями осадков или многолетними засухами. Инженер-геотехник обычно оценивает глубину этих колебаний влажности почвы и указывает глубину, на которой проектировщик игнорирует поверхностное трение. Затем проектировщик предполагает, что указанная длина сваи не обеспечивает сопротивление трению против сил в свае. Кроме того, инженер-геотехник может указать величину восходящей силы, которую следует предвидеть, чтобы шахта была рассчитана на сопротивление этой восходящей силе (подъему).

Степень усиления монолитной сваи зависит от нагрузки сваи и характера окружающего грунта. В простом случае проектировщик может определить, что только часть сваи подвергается чистому растяжению, исходя из веса здания и сваи и способности поверхностного трения передавать нагрузку на землю. В таком случае может потребоваться глубокая опора, потому что некоторые комбинации нагрузок приводят к большему нисходящему усилию, чем восходящему. В некоторых ситуациях постоянные нагрузки могут потребовать более глубокого фундамента для уменьшения/предотвращения долговременной осадки. В таких случаях проектировщик может указать, что площадь армирования должна уменьшаться с глубиной или прекращаться ниже указанной глубины.

Если грунты не способны обеспечить адекватное боковое сопротивление выпучиванию по длине сваи, может потребоваться усиление для ограничения бетона и предотвращения растрескивания бетона при сжатии. Армирование также может потребоваться на всю глубину сваи, если грунт потенциально подвержен сейсмическому разжижению. Сваи, которые недостаточно расширены, чтобы сопротивляться подъему, потребуют существенного усиления, чтобы быть непрерывным от вершины до низа сваи.

В очень сильно нагруженных сваях может потребоваться усиление для увеличения прочности сваи, как и в случае надземных бетонных колонн.

Бетонное покрытие
Во всех случаях, когда требуется армирование, бетонное покрытие вокруг всех стержней необходимо по всей длине армирования. ACI 318 Строительные нормы и правила для конструкционного бетона, издание 2014 г. (ACI 318-14) и Спецификации ACI 301 для конструкционного бетона, издание 2016 г. арматура и грунт, на который укладывается бетон в качестве формообразующей поверхности. Это указанное покрытие подлежит допуску, который обычно снижает его до минимального требования к крышке в два дюйма. Спецификация ACI 117 по допускам для бетонных конструкций и материалов, издание 2010 г. (ACI 117-10) содержит допустимые допуски на защитный слой бетона и другие переменные, которые могут повлиять на толщину защитного слоя. В разделе 5.2.1 Отчета о проектировании и строительстве буронабивных свай ACI 336.3R говорится, что арматура должна быть «точно размещена и закреплена в правильных местах» и защищена от воздействия почвы при снятии обсадных труб.

Основные строительные требования по надежному размещению арматуры внутри опалубки или в грунте перед заливкой бетона указаны в ACI 301-16:

3.3.2 Укладка
3.3.2.1 Допуски:
Разместите, поддержите и закрепите арматуру, чтобы сохранить ее положение во время укладки бетона в соответствии с Контрактной документацией. Не превышайте допуски, указанные в ACI 117, перед укладкой бетона.

Строительные нормы и правила ACI 318-14 «Требования к конструкционному бетону» содержат следующее положение, налагающее аналогичное требование: необходимые допуски при укладке бетона.

Раздел 3. 3.2.4 ACI 301 ссылается на ANSI/CRSI RB4.1 Опора для арматуры, используемой в бетоне , и требует соблюдения его положений.

Институт арматурной стали для бетона (CRSI) первоначально выпустил CRSI RB4.1 в 2014 году. Это документ на обязательном (кодовом) языке, который формализовал положения Руководства по стандартной практике CRSI . В этом документе описываются требования к материалам и использованию арматурных стержней. RB4.1 устанавливает основное требование в следующем положении:

3.1.1.
Вся арматура должна быть точно расположена в формах или относительно земли и прочно удерживаться на месте до и во время укладки бетона с помощью арматурных опор.

В частности, для перфорированных валов CRSI содержит следующее положение:

3.2. Боковые распорки
3.2.1. Распорки боковых опалубок должны использоваться, когда это необходимо для поддержания бокового бетонного покрытия на арматуре против вертикальной опалубки или котлована, включая просверленные стволы.

АКИ 336.R3-93 (2006 г.) Проектирование и строительство буронабивных свай, в разделе 4.4.3 говорится, что арматура не должна касаться боковой стены котлована, а минимальное бетонное покрытие в 3 дюйма должно поддерживаться за счет использования распорок.

ACI 336.1-01 Спецификация для строительства буронабивных свай 3.4.6 указывает, что минимальное боковое покрытие сваи должно быть 3 дюйма до почвы и должно быть не менее 4 дюймов в обсаженных сваях, где необходимо снять обшивку. Крышка должна поддерживаться с помощью распорок роликового типа.

В соответствии с этими отраслевыми нормами, стандартами и спецификациями усиление, необходимое по конструктивным причинам в пробуренной шахте, независимо от того, размещено ли оно у обсадной колонны или на открытом грунте, должно располагаться с использованием боковых проставок. Кроме того, поскольку коррозия арматуры может неблагоприятно повлиять на целостность ствола пирса, даже если арматура не требуется для конструкционных целей, вся арматура должна поддерживаться для сохранения требуемого покрытия.

Бетонное покрытие предназначено для:

• Защита арматуры от возникновения и развития коррозии,
• Ограничение арматуры для улучшения сцепления с бетоном и
• Ограничение стыков деформированной арматуры на стыках внахлестку

Защита арматуры от коррозии защитным слоем бетона является результатом двух характеристик бетона: pH бетона и низкой проницаемости бетона для воздуха и воды.

Свежий бетон является щелочным (основным) с pH более 12. Когда бетон первоначально укладывается на стальную арматуру, говорят, что поверхность стали равна пассивированный . Эта пассивация ингибирует коррозию, эффективно предотвращая коррозию до тех пор, пока pH бетона не уменьшится с возрастом. Этот процесс известен как карбонизация, потому что он обычно является результатом реакции диоксида углерода в воздухе внутри бетонной матрицы. Скорость этого снижения pH за счет карбонизации зависит от окружающей среды использования, толщины бетонного покрытия и пористости бетона. Бетон обычно защищает заключенную в кожух стальную арматуру до тех пор, пока pH на поверхности стали не достигнет примерно от 10 до 12. Этот порог pH для начала коррозии снижается за счет присутствия хлоридов, при этом инициирование коррозии начинается, как только уровень хлоридов достигает достаточных концентраций. .

Когда начинается коррозия, относительно низкая скорость проникновения воздуха и влаги через бетонную матрицу ограничивает скорость коррозии стали в бетоне. Чем толще и плотнее покрытие, тем медленнее будет происходить коррозия после его инициирования. Если какая-либо часть арматурного каркаса подвергается воздействию почвы, коррозия со временем снизит эффективность арматуры.

Коррозия стержней, заключенных в бетон, приводит к расширению объема стали по мере возникновения ржавчины. Этой силы этого расширения достаточно, чтобы растрескать бетон и открыть дополнительные пути для проникновения влаги и кислорода к арматуре, ускоряя процессы коррозии. Если коррозия происходит в свае выше уровня, на котором требуется армирование для обеспечения прочности, это может поставить под угрозу несущую способность сваи. Там, где ожидается сейсмостойкость или подъем, или опрокидывание является фактором, например, для конструкций шоссе, поддержание прочности опоры имеет решающее значение для безопасности и производительности. Из-за относительного повсеместного распространения хлоридов вокруг автомагистралей бетонное покрытие является важной защитой фундаментов под этими сооружениями.

Бетонное покрытие также обеспечивает ограничение, необходимое для функционирования соединений внахлестку, и стержней для взаимодействия с бетоном. В ACI 318 и ACI 301 указано, что между самой внешней арматурой и грунтом, на который укладывается бетон в качестве формирующей поверхности, требуется трехдюймовое бетонное покрытие. Для большинства применений на эту указанную крышку распространяются допуски, указанные в ACI 117. Эти допуски обычно уменьшают указанную трехдюймовую крышку до минимального требования около двух дюймов. В рамках этого требования подразумевается, что поверхность почвы будет неровной, а покрытие бетона будет различным. Подрядчик несет ответственность за поддержание толщины покрытия в пределах указанного допуска.

Использование боковых проставок необходимо для поддержания этой боковой крышки и уменьшения склонности клетки к соскальзыванию с просверленными стенками шахты, когда арматура вставляется в шахту. Если шахта не облицована для предотвращения попадания воды или контроля потока влажного или рыхлого грунта в шахту, волочение клетки по почве может привести к попаданию почвы в шахту и, в конечном итоге, к покрытию стяжек или спиралей влажной почвой.

Расположение армирования
Помимо защиты армирования, использование боковых дистанционных опор на армировании просверленного вала помогает поддерживать выравнивание армирования внутри вала. В большинстве случаев вал просверливается вертикально, и арматура должна быть вертикальной. Арматурные каркасы могут показаться жесткими, но длинные арматурные каркасы, установленные в просверленные сваи, имеют тенденцию деформироваться, потому что каждый стержень относительно слабо соединен с каркасом. Как и в случае с отдельными стержнями, стержни в связанных клетках, которые опираются только на дно вала, следуют изгибу Эйлера с небольшой поправкой на нахождение в клетке. В большинстве случаев продольные стержни имеют тенденцию изгибаться/изгибаться в одном направлении, а не поддерживать друг друга. В поврежденных шахтах еще более важно надлежащим образом поддерживать арматуру вдали от внутренней части просверленной шахты, поскольку стержни имеют тенденцию отклоняться от оси под действием силы тяжести.

Хотя необходимость держать стержни прямо внутри пробуренной сваи на первый взгляд кажется тривиальной, учтите, что поперечное расположение неподдерживаемого арматурного каркаса может варьироваться до шести дюймов (три дюйма покрытия с каждой стороны). Поскольку клетка пытается согнуться, она также может скручиваться, что еще больше усложняет последующую работу. В дополнение к взаимодействию арматуры с окружающим грунтом (и влагой), изгиб или скручивание арматуры приводит к укорочению выступа арматуры над землей. Размещение с использованием правильно расположенных боковых проставок/опор помогает поддерживать правильное размещение.

Помимо боковых опор, в большинстве случаев для армирования требуются опоры в нижней части опоры. Опоры, установленные на нижних концах продольной арматуры, уменьшают проникновение влаги и помогают распределить вес арматурных стержней в грунте, не допуская их погружения в грунт.

Если арматура не доходит до дна шахты, ее обычно подвешивают к опоре поперек просверленной шахты. В этом состоянии опоры выровнены со стенкой шахты, обеспечивая надлежащее покрытие.

Качество и использование поддержки
CRSI RB4.1 также определяет испытания опор, чтобы убедиться, что опоры функционируют в соответствии с требованиями. В соответствии с требованиями испытаний материалы, используемые в опорах, и конфигурация опор должны быть оценены, чтобы гарантировать, что они сохраняют положение стержня во время укладки бетона и не снижают долговечность бетонного покрытия.

Хотя боковые прокладки, используемые в просверленных валах, не входят в требования CRSI, они должны противостоять смещению или поломке, когда арматурный каркас помещается в просверленный вал. В настоящее время не существует стандартного метода испытаний для оценки этих аспектов. Опыт показывает, что опоры салазочного типа должны быть прикреплены к вертикальным арматурным стержням и должны охватывать связи или спирали, чтобы уменьшить тенденцию к вращению или скольжению по вертикальным стержням, что становится неэффективным. Большинство производителей сняли с производства опоры салазочного типа, поскольку они сложны в использовании, а опоры колесного типа стали предпочтительными опорами.

Колесные распорки крепятся вокруг поперечной арматуры (стяжки или спирали). Эти опоры превосходят салазки, потому что вращение колеса приводит к меньшему трению о стенку шахты, уменьшая смещение грунта в местах, где прокладка соприкасается со стенкой шахты. Это вращение также снижает силы, действующие на распорку, и может помочь в размещении гибких арматурных каркасов, особенно там, где арматура может тянуться за неровности вдоль вала.

Несмотря на эти требования и преимущества, арматура перфорированного вала часто размещается без использования боковых прокладок. Хотя выбор арматурных опор часто зависит от «средств и методов строительства», инженерам важно указать в строительной документации, какие опоры следует использовать. В рамках CRSI RB4.1 рейтинги несущей способности опор дают проектировщикам и подрядчикам инструмент, который хочет убедиться, что окончательная конструкция соответствует контрактной документации. Включение спецификаций арматурных опор в проектно-сметную документацию гарантирует, что подрядчик получил уведомление об использовании правильных стержневых опор. Затем во время торгов подрядчики могут включить соответствующую компенсацию за покупку и установку этих опор. Во время строительства, поскольку были указаны опоры, маловероятно, что они будут опущены из-за недосмотра.

ОБ АВТОРЕ:
Джон Б. Тернер — профессиональный инженер с многолетним опытом работы инженером-конструктором и почти двадцатилетним опытом работы в области расследования несчастных случаев, анализа отказов, обучения, промышленных операций и строительства. безопасность. В качестве дизайнера он работал в проектных группах для школ, больниц, складов, офисных зданий и государственных учреждений. Г-н Тернер недавно работал с производителями стальной арматуры, которые занимались внесением изменений в правила использования высокопрочной стальной арматуры и другими новыми технологиями. Он имеет степень магистра наук в области гражданского строительства Техасского технологического университета и степень бакалавра наук в области техники безопасности Техасского университета A&M. Профессиональные связи г-на Тернера включают Американский институт бетона, ASTM International, Техасскую ассоциацию инженеров-строителей — член правления и бывший президент отделения, а также бывший региональный менеджер Большого Юго-Западного института арматурной стали для бетона. Он работал в нескольких технических комитетах, включая ACI 301 — Спецификации конструкционного бетона, ACI 117 — Допуски, ASTM A1.05 — Стальная арматура, SEI — Стандарты предотвращения непропорционального обрушения строительных конструкций и Техасский университет торговли A&M — Консультативный совет по строительной инженерии.