Усиление ленточного фундамента: Усиление фундаментов и оснований, 🔨 в каких случаях производится усиление фундаментов, способы усиления различных фундаментов

Разное

Содержание

Усиление фундаментов и оснований, 🔨 в каких случаях производится усиление фундаментов, способы усиления различных фундаментов

В ходе эксплуатации зданий нередко возникает необходимость усиления старых фундаментов, потерявших значительную часть несущей способности, а также при реконструкции зданий, когда проектная нагрузка на фундамент увеличивается.

Оглавление:

Усиление фундамента существующего дома

Среди причин, приводящих к необходимости усиления оснований и реконструкции фундаментов, основными являются:

  • периодические колебания уровня грунтовых вод;

  • износ фундаментов старых построек под воздействием промораживания, перепадов температур, производства земляных работ вблизи фундаментов, пучения грунтов, превышения проектных нагрузок в ходе эксплуатации, вибрационного воздействия оборудования т. п.;

  • деформации вследствие ошибок при проектировании и строительстве;

  • суффозия (вымывание более мелких частиц грунта в процессе фильтрации через него паводковых вод.

Рис. 1:  Усиление фундамента существующего дома

Существующие технологии усиления фундаментов зданий различны и позволяют восстановить или существенно повысить показатели по несущей способности фундамента любого здания. Существенной разницы между усилением фундамента частного дома и многоэтажного административного, производственного или жилого здания нет, а вот от типа усиливаемого фундамента и характеристик грунтов методы усиления фундаментов зависят.

Способы усиления ленточных фундаментов

Перечислим основные способы усиления ленточных фундаментов, применяемые сегодня на практике строителями:

  • Усиление фундаментов торкретированием. Вдоль фундамента участками (захватками) отрывается траншея, поверхность фундамента тщательно очищается, на ней делаются насечки, глубиной не менее 15 мм, а затем наносится бетон с применением бетонной пушки.

  • Укрепление фундаментов цементацией. Без проведения земляных работ специальными механизмами через каждые 0, 5–1 м по периметру (или только на определенном проблемном участке) бурят шурфы в грунте и фундаменте, и с помощью специальных инъекторов под большим давлением подают раствор бетона; он заполняет пустоты и трещины фундамента и частично пространство между фундаментом и грунтом.

  • Усиление фундаментов железобетонными обоймами. Фундамент открывается участками, очищается, грунт основания уплотняется домкратами, монтируется каркас арматуры и заливается бетоном.

  • Усиление фундамента буронабивными сваями. Производится вертикальное бурение скважин сквозь опорную плитную часть фундамента, закладывается и перевязывается арматура сваи с арматурой фундамента, заливается и трамбуется бетон.

  • Усиление фундамента сваями. Пол основание фундамента домкратом вдавливаются составные железобетонные сваи.

  • Усиление фундаментов буроинъекционными сваями. Фундамент пробуривается в нескольких местах насквозь скважинами небольшого диаметра под углом к вертикали и не проектную глубину. Закладывается арматура и под давлением закачивается бетон.

Есть и другие способы, которые скорее можно назвать разновидностью перечисленных выше.

Усиление фундаментов путём усиления подошвы

Усиление свайных фундаментов

Свайные фундаменты также можно усилить, в случае необходимости., и для этого существуют следующие способы: 

  • усиление свай железобетонной обоймой, стенки которой должны быть не менее 100 мм толщиной, а углубление в грунт — не менее 1 м;

  • усиление свай «бетонной рубашкой», путем нагнетания раствора в заранее пробуренные по периметру сваи скважины;

  • усиление сваи второй сваей (забивной или буронабивной), вплотную с первой;

  • усиление ростверка торкретированием;

  • усиление ростверка нагнетанием раствора в предварительно устроенные в нем шпуры;

  • усиление фундамента дополнительными бурение скважин.

Часто усиление свайных и ленточных фундаментов сочетается с усилением грунтов основания.

Способы усиления железобетонных фундаментов

Железобетонные фундаменты могут быть монолитными (сделанные посредством заливки бетоном опалубки с арматурным каркасом) либо сборными (возведенными из блочных железобетонных конструкций).

В строительной практике применяются следующие способы усиления железобетонных оснований:

Усиление фундаментов посредством обустройства железобетонной обоймы

Совет эксперта! Выделяют два вида ЖБ обойм — с уширением опорной пяты основания, и обоймы без уширения.

  • К использованию обоймы без уширения прибегают при необходимости укрепления поврежденных железобетонных фундаментов с достаточной несущей способностью;
  • Обойму с уширением обустраивают при недостаточных несущих характеристиках основания либо при надстройке здания.

Особенности технологии:

По периметру основания копается траншея, оголенный фундамент очищается от грунта и промывается цементным молоком. По всей высоте основания в шахматном порядке просверливаются отверстия, в которые забиваются арматурные прутья диаметром 15-20 мм (они должны выходить из стены как минимум на 15 сантиметров).

Рис. 1.1:  Схема железобетонной обоймы

На забитых в фундамент стержнях формируется арматурный каркас, к которому приваривается листовой металл. В пустоты кладки фундамента через инъекционные трубки нагнетается бетон до полного заполнения всех существующих трещин. После отвердевания бетона в фундаменте производится заполнение бетоном металлической опалубки и обрезка верхних частей инъекционных трубок.

Усиление фундамента железобетонной рубашкой

Метод обустройства железобетонной рубашки идентичен технологии усиления обоймой, единственное отличие — охват основания.

Рис. 1.2: Схема отличий железобетонных обойм и рубашек

Совет эксперта! Обоймы представляют собою замкнутые конструкции, которые оцепляют весь периметр фундамента, тогда как рубашки используются для усиления одной из его поврежденных частей.

Усиление фундамента посредством увеличения площади опирания на грунт

Увеличение опорной площади производится с помощью наращивания толщины основания железобетонными отливами. 

Рис. 1.3:  Схема железобетонного отлива

После откопки фундамента в нем сверлятся сквозные отверстия, в которые проводятся стальные тяжи для фиксации ЖБ отливов. По завершению крепления отливов между ними и стеной размещаются гидравлические домкраты и осуществляется разжатие опалубки. Образовавшееся пространство заполняется бетоном, выжидается время до его схватывания и домкраты убираются. Происходит уплотнение бетона, в результате чего фундамент обжимается как самим отливом, так и бетонной прослойкой.

Усиление фундамента увеличением глубины его заложения

При необходимости переноса опорной подошвы фундамента в нижерасположенный слой грунта, под основанием дома формируются бетонные блоки.

Фундамент разгружается с помощью рандбалок и гидравлических домкратов, поднимающих стены дома. После чего вокруг фундамента участками по 2-2,5 метра откапываются шурфы глубиной на 1 метр ниже глубины заложения основания. Стенки и дно шурфов укрепляется деревянной забиркой.

Рис. 1.4:  Схема углубления фундамента бетонными блоками

Под опорной пятой фундамента роется колодец, размер которого соответствует глубине увеличения основания.

Совет эксперта! Колодец бетонируется так, что бы между поверхностью бетона и нижней стенкой опорной пяты фундамента оставался зазор в 3-4 см.

После отвердевания бетона в зазоре размещаются гидравлические домкраты и производится обжатие бетона в колодце. По завершению обжатия зазор бетонируется и траншея отсыпается грунтом.

Усиление фундамента второй сваей

Усиление фундамента буронабивными сваями не требует откопки основания, что значительно сокращает сроки проведения реконструкции.

Данный метод применяется при необходимости усиления фундаментов с недостаточной несущей способностью из-за неправильно проектирования, необходимости надстройки здания либо уменьшения плотности грунтов.

Дополнительные сваи могут размещаться как вплотную к уже существующим опорам фундаментам, так и выноситься за периметр контура основания. В таком случае нагрузка на дополнительные сваи передается с помощью горизонтальных балок, которыми они объединяются с ростверком дома.

Рис. 1.5: Схема усиления фундамента дополнительными сваями

Совет эксперта! При усилении фундаментов редко используются забивные ЖБ сваи, поскольку их погружение сопровождается деструктивными динамическими нагрузками на уже существующее основание, которые могут привести к его разрушению.

Усиление посредством подводки опорных элементов под подошву основания

Данная технология позволяет усилить мелкозаглубленные фундаменты не увеличивая их глубину и ширину. В качестве подкладываемого опорного элемента используются монолитные железобетонные плиты либо столбы, с помощью которых достигается увеличение площади опоры фундамента и увеличение его несущей способности.

Рис. 1.6: Схему усиления фундамента с помощью подводки и формирования ЖБ плит

Усиление железобетонного фундамента опускным колодцем

Опускные колодцы представляют собою сборные конструкции из ЖБ плит, которыми обжимается грунт вокруг стенок фундамента. Погружение колодца выполняется в процессе последовательной выемки грунта под бетонными плитами. Образованная вокруг стенок фундамента траншея засыпается песком, который поливается водой и послойно уплотняется.

Рис. 1.7: Схема опускного колодца для усиления фундамента

Совет эксперта! Глубина заложения опускного колодца должна быть в два-три раза большей глубины заложения самого основания.

Усиление фундамента переустройством его конструкции

Нередки случаи, когда для усиления столбчатого основания из него формируют ленточный фундамент, а при необходимости усиления ленточного, из него, в свою очередь, делают плитный фундамент.
К данному методу прибегают при серьезных деформациях фундамента, когда остальные способы его усиления не способны обеспечить требуемый результат.

Усиление грунтов основания

Основным фактором, провоцирующим усадку фундаментов нередко выступает недостаточная плотность и несущие характеристики грунтов, на которых они расположены. В таком случае в комплексе с укреплением фундамента должны выполняться работы по усилению грунтов. Существует несколько способов усиления грунтов основания:

путем нагнетания специальных химических реагентов в грунт, способных изменить его структуру (смолизация и силикатизация) цементация — нагнетание в грунт цементной суспензии; обжиг — путем сжигания газа в специальных шурфах и скважинах электросиликатизация.

  • Цементизация — проводится для усиления скальной почвы, гравелистых песков и супесей с минимальным содержанием пылистых частиц;

Цементизация выполняется посредством специального инъекционного оборудования — по периметру основания в почву погружаются полые металлические трубы диаметром от 25 до 80 миллиметров, на нижней части которых с шагом в 3 см просверлены отверстия диаметром 4-5 мм.

Рис. 1.8:  Схема усиления грунта цементизацией

В трубы с помощью компрессора нагнетается цементно-песчаный раствор под давлением в 7 атмосфер. Давление при подаче раствора контролируется с помощью манометров. В результате цементизации под опорной подошвой основания формируется бетонная прослойка, значительно увеличивающая несущую способность фундамента.

  • Силикатизация — используется для усиления мелкозернистой почвы: суглинка, плывунов, глины, и лессовидной почвы;

Силикатизация выполняется с помощью аналогичного инъекционного оборудования. В почву через рядом расположенные инъекторы подается два вида раствора — силикат натрия (он же жидкое стекло) и смесь хлористого кальция с водой.

Совет эксперта! При усилении лессовидного грунта применяется однорастворная силикатизация — хлористый кальций не используется, но количество нагнетаемого жидкого стекла увеличивается в три раза.

Усиление плохо проницаемых плывунов производится с помощью специальной эмульсии — силикадоля, состоящего из силиката натрия и фосфорной кислоты. Данная смесь имеет низкую вязкость и лучше проникает в поры лессового грунта.

Рис. 1.9:  Схема усиления грунта силикатизацией

Силикатизация может дополнятся электрическим воздействием на раствор силиката натрия, что способствует более равномерному распределению эмульсии внутри почвы. При электросиликатизации воздействие током на раствор производится в течении 2 суток.

  • Битумизация — применяется для скальных грунтов и сухой песчаной почвы;

Для битумизации используется расплавленный битум, который через инъекторы подается в пробуренные в скальных грунтах скважины. Заполнивший пустоты битум отвердевает и препятствует размытию трещиноватой скальной почвы грунтовыми водами.

Рис. 2.0:  Расплавленный битум

Усиление песчаной почвы проводится по методу холодной битумизации, для которой используется битумная эмульсия (смесь частиц битума с водой) с добавлением коагулянтов (катализаторов осадка битума). После нагнетания эмульсии в почву частицы битума заполняют поры грунта и создают уплотняющую почву водонепроницаемую завесу.

  • Смолизация — используется для усиления песчаной почвы;

Через инъекторы в песчаный грунт подается смесь соляной и карбамидной кислоты. После попадания в почву эмульсия, в результате химической реакции, образует гель, заполняющий поры и склеивающий песчаный грунт между собой.

  • Глубинное уплотнение — применяется для укрепление насыпных грунтов, сформированных для выравнивания и поднятия уровня строительных площадок;

Глубинное уплотнение производится с помощью обустройства вертикальных и наклонных буронабивных свай. Бурение ведется с помощью оборудования CFA (полым шнеком) с использованием обсадной трубы, после достижения проектной глубины скважины бур поднимается вверх и заполняет скважину бетонным раствором.

Рис. 2.1:  Усиление грунтов буронабивными сваями

Совет эксперта! Чем шире диаметр формируемых свай — тем сильнее уплотняется почва.

  • Термоусиление (обжиг) — используется для укрепления глинистой почвы;

Обжиг происходит в предварительно пробуренных вертикальных и наклонных скважинах. При усилении оснований, расположенных на склонах, практикуется горизонтальное бурение скважин под фундаментом здания. По завершению бурения в нижней части скважины размещается нихромовый электронагреватель, а оголовок скважины закрывается герметичным затвором.

Электронагреватель в процессе работы (температура от 300 до 500 градусов) поднимается с дна скважины в ее верхнюю точку, в результате чего все слои грунта подвергаются термическому воздействию.

Таким образом из арсенала средств по усилению фундаментов всегда можно выбрать наиболее приемлемый способ для вашего конкретного случая.

Наши услуги

Наша компания «Богатырь» специализируется исключительно на услугах: забивка свай, лидерное бурение, забивка шпунта, а так же статических и динамических испытаниях свай. В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

причины разрушения и проверенные временем методы (описание работ и необходимые средства)

Основными достоинствами ленточного фундамента являются высокая несущая способность, прочность, устойчивость ко всем нагрузкам при минимальном количестве строительных материалов.

Такое сочетание качеств по праву делает ленту лидером среди всех остальных видов опорных конструкций.

При этом, лента постоянно подвергается разнонаправленным нагрузкам со стороны грунта и воздействиям от веси постройки, снеговым, ветровым нагрузкам и т. д.

Нередко возникают ситуации, когда прочность ленты оказывается на пределе, особенно при появлении сезонных подвижек грунта.

Подобные случаи вызывают необходимость усиления ленты, о котором надо говорить подробно.

Содержание статьи

Причины разрушения ленточного фундамента

Ленточный фундамент постоянно испытывает разрушающие воздействия.

В их число входят:

  • Морозное пучение грунта.
  • Оседания почвы.
  • Строительные или земляные работы, ведущиеся поблизости.
  • Сезонные подвижки грунта.
  • Наводнения, изменения уровня грунтовых вод.
  • Наличие уклона.

Кроме того, отрицательные последствия способны вызывать:

  • Низкое качество строительных материалов.
  • Несоблюдение технологических требований во время строительства.
  • Изменение веса постройки, вызванное строительством дополнительного этажа или иными причинами.
  • Нарушения правил эксплуатации дома.

Перечисленные воздействия могут возникать как по одиночке, так и совокупно, что создает чрезвычайно сложные условия эксплуатации фундамента.

Бетон со временем начинает терять свою прочность, а дополнительные напряжения многократно ускоряют разрушительные процессы. Решением проблемы может стать усиление ленточного фундамента.

Когда требуется усиление и что это?

Необходимость усиления фундамента возникает в разных ситуациях:

  • Когда планируется дополнительного этажа, пристройки, или иное изменение размера дома.
  • При появлении на стенах или фундаментной ленте трещин.
  • Если нарушена гидроизоляция ленты, вызвавшая осыпание .
  • Механические повреждения ленты.
  • Подъем уровня грунтовых вод, разрушающих ленту.
  • Агрессивное воздействие среды.

Все эти случаи требуют немедленного вмешательства. Усиление — это увеличение несущей способности ленточного основания путем установки добавочных элементов, увеличения сечения ленты, инъекций специальных веществ или иных мероприятий.

Выбор конкретного метода зависит от состояния ленты, причин возникновения проблемы и размеров необходимого вмешательства. В любом случае, перед началом работ необходимо тщательное обследование конструкции и принятие решения с участием опытных специалистов.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Самодеятельность в таких делах абсолютно исключена, так как вместо ожидаемых результатов можно получить прямо противоположные последствия.

      
            

Диагностика проблемы

Диагностика — это комплекс мероприятий, направленных на получение полной информации о состоянии несущей конструкции, наличии механических повреждений, трещин или деформаций.

Производится обследование состояния подстилающего грунта, песчаной и прочих элементов, воспринимающих нагрузку от веса дома.

Процедура производится поэтапно:

  • Наружный осмотр видимых частей ленты. Визуальное обнаружение повреждений ленты производится снаружи, из (если есть возможность). Отыскиваются видимые признаки появления проблем с примыкающими слоями грунта — проседания, промоины и т.д.
  • Подземный осмотр. Лента окапывается по периметру, проверяется состояние траншеи, осматривается поверхность ленты и обнаруживаются все возникшие повреждения. Оценивается погружения ленты и материал закладки основания.

Составляется дефектная ведомость, в которую включаются все обнаруженные повреждения. Составляется план основания, на котором отмечаются точки возникших повреждений, трещины, деформированные участки.

На основании составленной документации производится принятие решения о мерах решения возникших проблем.

Во время этих работ производится месячная проверка неподвижности ленты. На поверхности устанавливаются специальные контрольные маячки, фиксируется их состояние.

Через месяц производится проверка их положения. Если изменений нет, значит, оседания ленты завершились.

Для выполнения сложных работ требуется разгрузка фундамента. Ее целью является перенос веса дома на вспомогательную опорную систему, позволяющую удалить грунт под лентой для его замены или .

Как усилить ленточный фундамент

Действия, которые необходимо предпринять для усиления ленты, обусловлены размерами и причинами разрушений. В некоторых случаях бывает достаточно обновить гидроизоляцию, в других ситуациях требуется комплекс сложных технических мероприятий, производить установку дополнительных опор или расширение ленты.

Рассмотрим эти методы подробнее:

Укрепление мелкозаглубленного основания бетонной рубашкой

Бетонная рубашка — это усиливающая бетонная отливка, установленная на проблемном участке стены.

Для ее создания выполняются следующие действия:

  • Поверхность ленты обнажается, весь грунт на проблемном участке удаляется из траншеи.
  • С бетонной ленты снимается слой гидроизоляции. Поверхность материала должна быть абсолютно чистой, как после заливки.
  • Сквозь ленту сверлят поперечные отверстия, в которые вставляют арматурные стержни.
  • , который приваривается к стержням, вставленным в отверстия ленты.
  • Устанавливается .
  • Заливается бетон, выдерживается положенное время.
  • После окончания срока выдержки опалубка снимается, поверхность бетона гидроизолируется и производятся дальнейшие действия.

Размеры железобетонной рубашки зависят от величины поврежденного участка, но не меньше 1 метра.

Создание бетонной обоймы

Бетонная обойма образует дополнительный слой материала с обеих сторон ленты. Технология напоминает методику установки железобетонной рубашки, но добавочный слой заливается по обе стороны проблемного участка ленты.

Все действия производятся как изнутри, так и снаружи ленты. В результате образуется значительное утолщение фундамента, способное выдерживать высокие нагрузки.

ВАЖНО!

Многие специалисты выражают недоверие к установке обойм. Они аргументируют это отсутствием качественной связи между старым бетоном и новой отливкой. Процессы, протекающие в свежем материале, не позволяют слоям качественно соединиться, поэтому методика годится только при наличии относительно малых повреждений.

С помощью использования свай

Методика усиления сваями достаточно сложна и разнообразна. Производится установка свай, создающих дополнительную опору для ленты. Они опираются на плотные слои грунта, прекращая оседания или увеличивая несущую способность фундамента для принятия повышенной нагрузки от пристроев или новых элементов конструкции дома.

Используются разные виды свай:

  • Микросваи.
  • Вдавливаемые.
  • Буронабивные.
  • Винтовые.
  • Выносные.

Каждый вид свай выполняет собственную функцию и применяется в отдельных ситуациях, где их использование является оптимальным вариантом решения проблемы. Так, винтовые сваи могут быть установлены вручную, максимально щадящими методами.

Вдавливаемые сваи нуждаются в использовании спецтехники, поэтому применение их для усиления ограничено.

Выносные сваи устанавливаются на некотором расстоянии от периметра старой ленты, затем сквозь нее пропускаются металлические балки, которые связываются со сваями. В результате дом оказывается как бы «подвешенным» на балках, получая дополнительную опору.

Вес постройки распределяется между старым и новым основаниями, что позволяет нести повышенные нагрузки.

При помощи отливов

Методика используется при усилении ленты из штучных элементов — кирпича или бутового камня. Отливы предназначены для выполнения функций армпояса.

Они устанавливаются на поверхности ленты с двух сторон, отжимаются с расчетом, чтобы верхняя часть не контактировала с поверхностью стены, а нижняя была максимально плотно прижата к ней.

После этого конструкция прочно фиксируется с помощью домкратов. Выкапывается траншея, образующая форму для бетона. В результате вокруг ленты образуется дополнительный железобетонный слой, усиливающий несущую способность и прочность основания.

Упрочнение торкретбетоном

Торкретирование — это процесс нанесения бетона специальным способом напыления. Для этого используется специальное оборудование. Суть метода заключается в подаче под давлением сжатого воздуха сухой смеси цемента и песка, называемой торкрет-смесью.

Одновременно с подачей смеси из другого резервуара подают воду, затворяющую смесь. В результате на усиливаемой поверхности появляется слой плотного и прочного бетона, обладающего повышенными характеристиками по сравнению с обычными видами материала.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Технология сложная, требует привлечения специалистов, использования сложного оборудования.

Полезное видео

В данном разделе вы можете посмотреть как происходит процесс, рассмотренный нами в статье:

Способы усиления ленточного фундамента

Малозаглубленные ленты МЗЛФ не рекомендуются на сложном рельефе с уклонами от 1,5 метров между противоположными стенами. Висячие ростверки сложнее в реализации проектов, не передают сборные нагрузки на грунт самостоятельно. Поэтому востребованы методы усиления ленточного фундамента сваями при строительстве новых объектов, для реставрации частично разрушившихся подземных конструкций эксплуатируемых зданий.

Технология свайно-ленточного фундамента

Традиционным недостатком неровного ландшафта являются опрокидывающие усилия на подземные конструкции фундаментов. Поэтому единственным решением для гористой местности остаются свайные поля.

Технология малозаглубленной ленты более удобна для срубов, кирпичных коттеджей, так как позволяет передавать нагрузки на почву по всей длине ленты. Поэтому для усиления фундамента ленточного часто применяются буронабивные, винтовые сваи.

Разметка, выемка грунта

При совмещении буронабивной, ленточной технологии необходимо изготовить траншеи, пробурить в них отверстия на 2,5 – 3 м, отлить сваи, обвязать их оголовки монолитной лентой. Эффектом усиления фундамента станет компенсация опрокидывающих нагрузок свайным полем. Для компенсации вспучивания, способного оторвать ленту от свай, необходимо заменить грунт под ней на глубину 60 – 80 см песком, щебнем.

Для этого производится стандартная разметка:

  • позиционирование обносок на 1 – 1,5 м за пределами периметра фундамента
  • крепление на них трех шнуров (оси стен + грани ленты) для каждого фасада
  • разметка по грунту мелом, раствором извести для оконтуривания траншей (0,8 м внутрь фундамента, 1,2 м наружу)

После чего шнуры с основных обносок снимаются, из траншей удаляется плодородный слой на глубину 0,8 – 1 м. Затем засыпается песок (низкий УГВ) или щебень (высокий УГВ, болото) слоями по 10 см с периодическим уплотнением (виброплита, трамбовка ручная).

Для комбинированного фундамента необходим дренаж, состоящий из горизонтальных перфорированных труб, уложенных между вертикальными колодцами. Дрены собирают почвенную влагу, отводят ее самотеком в подземную емкость для последующего откачивания.

Колодцы необходимы для прочистки засорившихся участков. Горизонтальные трубы укладывают в слое природного фильтра (щебень), слой которого должен быть 10 см со всех сторон. Для самотека достаточно общего уклона в пределах 7 градусов, резервуар должен отстоять от фундамента на 4 м минимум.

Свайное поле

Необходимое для усиления ленточного фундамента свайное поле проектируется с учетом геологии в пятне застройки, технологии бурения скважин:

  • ручным инструментом, мотобуром можно изготовить 50 см отверстия максимум, хотя у большинства производителей диаметр шнека ограничен 40 см
  • глубина свай «ниже отметки промерзания» не является достаточным показателем, они должны достигнуть пласта с нормальной несущей способностью

Для армирования применяются пространственные каркасы следующих форм:

  • вертикальные прутки периодического сечения на всю глубину скважины 8 – 14 мм толщины с загнутыми верхними концами под прямым углом для связки с арматурой ленты
  • треугольные, квадратные либо кольцевые хомуты из 6 –8 мм арматуры, которыми стержни формируются в пространственную конструкцию через каждые 0,3 – 0,6 м

Чтобы обеспечить защитный слой бетона для арматуры внутри него по бокам каркасов устанавливаются полимерные прокладки. Опалубкой служат асбоцементные, полиэтиленовые трубы или свернутый в цилиндр кусок рубероида. Оголовки свай должны на 10 – 15 см заходить внутрь ленты с учетом подстилающего слоя щебня по дну траншеи, гидроизоляционного ковра поверх 5 см стяжки-подбетонки.

После укладки бетона в опалубку через воронку производится уплотнение поверхностным, глубинным вибратором до окончания выхода пузырьков из смеси, появления цементного молочка на поверхности. При удалении наконечника вибратора воронка должна закрываться практически мгновенно.

Лента МЗЛФ

Перед монтажом опалубки необходимо залить подбетонку (5 – 10 см), уложить поверх нее гидроизоляцию. Ширина стяжки превышает размер ленты на 20 – 30 см в каждую сторону, гидроизоляционный ковер так же чуть шире ленты, чтобы после распалубки его можно было запустить на боковые грани.

Опалубка для МЗЛФ стандартная, щиты выставляются чуть выше проектной отметки. Армирование производится в два слоя, нахлест 40 см должен смещаться в соседних рядах на 60 см минимум. Запрещено стыковать прутки в углах, сопряжениях – их необходимо загнуть, запустить на соседнюю ленту.

Для усиления фундамента арматура сваи, ленты связываются между собой. Укладка бетона производится в одном направлении, смесь уплотняется аналогичным предыдущему этапу способом. После распалубки все грани обрабатываются гидроизоляционными материалами (обмазка, оклеивание, пенетрирование).

Методы реставрации ленточных фундаментов

Индивидуальному застройщику следует знать, что реставрация фундаментов возможна лишь для каркасных, срубовых, щитовых, панельных зданий. Коробку придется поднимать домкратами, что возможно исключительно для длинномерных лесо-, пиломатериалов.

Кирпичная кладка при этом разрушится. Кроме того, для усиления фундамента ленточного придется приподнять коттедж выше проектной отметки, чтобы произвести работы под подошвой дома. Может потребоваться частичное вскрытие чернового пола для монтажа винтовых свай.

Винтовые сваи

Данная методика усиления фундамента обеспечивает минимально возможный бюджет ремонта. Технология реставрации сваями СВС имеет вид:

  • площадки под домкраты – оголяются участки фундамента на углах здания
  • монтаж СВС – сваи вкручиваются вручную или электродрелью с усилителем крутящего момента (мультипликатор)
  • фиксация стен – в нескольких местах на стенах вертикально крепится 5 см доска к каждому венцу для сохранения геометрии сруба
  • подъем – только длинные стены, поочередно по 20 – 30 см
  • фиксация – установка сруба на временные подпорки (полнотелый кирпич, стеновые блоки)
  • ростверк – швеллер либо двутавр по оголовкам выровненных свай двойным сварочным швом

После чего, здание поддомкрачивается вновь, удаляются временные подпорки, подошва опускается на новый фундамент. При значительном весе сруба, «каркасника» потребуется погружение свай возле внутренних стен. Ввиду ограниченного пространства вкручивание возможно исключительно дрелью. Новый фундамент получается шире предыдущего, в обязательном порядке потребуется забирка, отлив над ней, отмостка, примыкающая к фальш-цоколю.

Инъекционный способ

Другая методика заключается в подъеме здания, бурения наклонного шурфа, заполнении подземной полости бетоном под давлением. Эта технология сложнее, растянута во времени, так как опустить дом можно только после набора прочности бетоном 70 – 80%. Используется специальное оборудование нескольких типов:

  • микросваи – 15 – 30 см в диаметре, полый наконечник, через который бетоном заполняется внутреннее пространство в грунте
  • буровые штанги – остаются внутри скважины, являются армокаркасом
  • буронабивные сваи – наклонное бурение по периметру (внутри, снаружи здания) с шагом 1,5 – 2 м, установка в скважины прутки арматуры 10 – 16 мм, заливка бетоном, крепление к существующему фундаменту анкерами
  • вдавливаемые сваи – монтируются спецтехникой, достигают несущего пласта, крепятся к ремонтируемой ленте различными способами

Для реставрации углов используется наклонное погружение двух СВС по разные стороны от места сопряжения стен (0,3 – 0,5 м), обвязка их оголовков ростверком, бетонирование в опалубку прилежащей территории. Конструкция получила название «бык», имеет высокую несущую способность.

Недостаток – невозможность ручного вкручивания наклонной СВС, решается использованием механизированного способа погружения (мультипликатор + дрель 2 кВт минимум).

Железобетонная обойма

Технология заключается в заливке новой ленты впритык к существующей после подъема здания на проектную отметку. Для этого оголяется арматура б/у фундамента либо в просверленные в нем глухие отверстия помещаются дополнительные стержни. Сложность заключается в следующем:

  • для обеспечения несущей способности новой ленты для усиления необходимо изготовить траншею вплотную к эксплуатируемому фундаменту МЗЛФ
  • в то же время, нельзя допустить осыпания грунта из-под старого фундамента, чтобы здание окончательно не потеряло устойчивость

После изготовления траншей по периметру, монтажа закладных в существующий фундамент в новой ленте монтируется металлокаркас. Продольные прутки периодического сечения 10 – 16 мм связываются прямоугольными хомутами. К ним крепятся стержни, заведенные в фундамент. После установки опалубки бетон укладывается в нее, уплотняется глубинными вибраторами.

После усиления все доступные поверхности бетонных конструкций необходимо гидроизолировать битумными мастиками или пропитать пенетрирующими смесями. Новому цоколю потребуется декорирование, защита от ультрафиолета, выветривания. Он по умолчанию будет шире, поэтому необходима установка отливов в его верхней части.

Существует способ усиления ленточного фундамента без уширения цоколя. Отличие от предыдущей технологии заключается в заведении швеллера через 1,5 – 2 м под фундамент, заливка ленты ниже уровня земли с обеих сторон. Для этого придется вскрыть черновой пол полностью, смонтировать опалубку с обеих сторон ленты. Зато сохраняется экстерьер фасадов, забетонированные балки принимают на себя нагрузку, подошва ленты значительно уширяется.

Все указанные технологии могут быть использованы для кирпичных зданий при методе полной разгрузки:

  • на высоте 1 – 2 м от фундамента в кирпичной кладке изготавливаются штробы с двух сторон, их сечение должно совпадать с размерами швеллера, установленного на ребро
  • длинномерные балки металлопроката заводятся в штробы с обеих сторон стены, в них просверливаются сквозные отверстия, швеллеры стягиваются болтами

Весь расположенный выше них кирпич получает новую опорную поверхность, кладка фиксируется от разрушения. Для подъема стены используются металлические стойки, одной стороной зафиксированные к швеллеру, второй к домкрату. Даже при частичном разрушении кладки под металлопрокатом, ее можно восстановить перед возвращением нагрузки.

Таким образом, существует несколько методик усиления частично разрушившегося фундамента. Комбинированный свайно-ленточный фундамент позволит решить проблему до ее возникновения на этапе проекта. Для удобства индивидуальных застройщиков рассмотрены все нюансы на каждом этапе работ. Это позволит отремонтировать здание либо построить коттедж без нарушений технологии с максимально возможным ресурсом.

Усиление ленточного фундамента своими руками, бутового, мелкозаглубленного, расчет

Если надземная часть здания еще не несет следов разрушения, а фундамент свою прочность потерял, есть смысл выполнить ряд мероприятий по его укреплению.

Таким способом можно продлить жизнь постройке еще на несколько десятков лет. Усиление ленточного фундамента производится несколькими методами.

Выбор оптимального варианта зависит от общего состояния несущей конструкции и характеристик несущего слоя грунта.

Методы усиления фундамента и рекомендации по их применению

Степень сложности работ по укреплению основы постройки зависит от ее технического состояния. Иногда достаточно произвести восстановление гидро-и теплоизоляционной защиты. Более тяжелые случаи требуют расширения основания фундамента.

Одним из распространенных способов усиления ленточных фундаментов является замена грунтов, на которые опирается подошва сооружения. Такая необходимость может возникнуть в случае ослабления грунта или изменения его структуры.

Помимо вышесказанного применяются и другие, не менее радикальные способы усиления:

Иногда приходится обустраивать систему дренажа для отвода грунтовых вод.

Сразу оговоримся, что самостоятельно приниматься за работу нельзя без выполнения работ по расчету усиления ленточного фундамента. Особенно это касается случаев, предусматривающих увеличения нагрузки на основание – увеличение этажности, например.

При отсутствии хотя бы минимального опыта в этом вопросе эту часть работы надо без колебаний поручать специалистам.

Усиление мелкозаглубленных фундаментов

Основная масса частных домов старой постройки, бань и дач возводилась на мелкозаглубленных фундаментах (как сделать мелкозаглубленный ленточный фундамент).

Для укрепления сооружения такого рода под него подводят дополнительные элементы, при помощи которых несущая конструкция углубляется и расширяется.

Делается это следующим образом:

  • отдельные участки фундамента (длиной не более 1,5 метров) отрываются до полного раскрытия ленты;
  • на место удаленного грунта устанавливаются готовые железобетонные изделия. Вместо них можно залить армированный монолит;
  • при помощи гидравлических домкратов производится уплотнение грунта: места стыка ленты и нового элемента заливаются бетонным раствором с обязательным его уплотнением.

Если требуется радикальное усиление мелкозаглубленного ленточного фундамента, лучше всего применить сваи – буронабивные, винтовые или буроинъекционные. Последние весьма положительно зарекомендовали себя, однако с этим способом самостоятельно владельцу дома не справиться:

Во — первых, без чертежей усиление ленточных фундаментов буроинъекционными сваями произвести практически невозможно, а кто из частных строителей может это сделать, не имея соответствующего образования и опыта?

Во — вторых, для производства работ требуется тяжелая спецтехника.

В — третьих, стоимость усиления ленточного фундамента – бутового или железобетонного — посредством устройства буроинъекционных свай дорого обходится. Однако имейте в виду: при катастрофическом состоянии основы ее придется менять полностью. В таком случае возможно произвести инъекции будет дешевле.

Железобетонные обоймы

Самым распространенным способом усиления ленточного фундамента своими руками является сооружение прочно ж/б рубашки вокруг него.

Хотя многие строители скептически к этому относятся. Тем не менее, данный метод укрепления ленты весьма привлекателен хотя бы тем, что не требует углубления фундамента.

Для обеспечения надежного сцепления старой ленты и нового монолита на поверхность первой наносится частая насечка, а в ее тело забиваются арматурные стержни.

К ним крепится арматурный каркас рубашки. Таим образом, старый и новый монолиты образуют единое целое.

Таким способом можно произвести своими руками усиление ленточного фундамента дачи (о ремонте фундамента дачного дома своими руками). Бани или хозпостройки.

Укреплять несущую конструкцию солидного тяжелого дома таким образом лучше не надо. Здесь подойдут более радикальные методы – с установкой свай, например (о ремонте фундамента винтовыми сваями).

Статьи, которые будут Вам полезны:

Как сделать укрепление фундамента частного дома своими руками.
Технология замены фундамента на винтовые сваи.

Видео об усилении ленточного фундамента.

Усиление фундамента – почему появляется в нем потребность и как оно проводится

При коррозии бетона, увеличении нагрузки, ошибках проектирования и возведения возможно разрушение или проседание фундамента. Для устранения этих недостатков производится усиление фундамента сваями, железобетонной рубашкой, уширением стен фундамента, его подошвы, укреплением грунта инъекциями связующих веществ.

Для чего усиливают фундамент?

Причин для усиления фундамента дома много, но основные из них можно сгруппировать в следующие категории:

  • устранение ошибок: проектировщиков, руководителей работ, исполнителей отдельных операций;
  • значительное повышение уровня подземных вод в грунте вблизи здания;
  • желание увеличить жилую площадь дома профессиональными способами, например, строительством второго или третьего этажа;
  • идет быстрое разрушение существующего фундамента, например, за 3 – 5 лет;
  • другие причины.

Возможны ошибки в проекте:

  • не провели полного исследования грунтов на площадке или не учли все их особенности;
  • невысокая квалификация исполнителей проекта, отсутствие опыта таких работ;
  • результаты экономии при проектных работах,  проектные решения основаны на предельных значениях результатов расчетов или отсутствие запаса на разброс характеристик материалов и технологий.

Кроме того, подземные воды могут подняться до уровня основания здания из-за ошибок по осушению, строительства «ниже по течению» поперек подземных потоков длинных подземных сооружений или зданий, масштабных и продолжительных утечек из водопроводно-канализационных трубопроводов.

Может быть неожиданный рост семьи и желание достроить дом вверх.

Проблема может появиться при реконструкции старых зданий в тесной застройке города, с выкапыванием глубоких котлованов для новых домов возле старых.

Усиление своими руками ленточного фундамента

Проблемы с фундаментом проявляются в появлении трещин в цоколе или даже в стенах дома. За трещинами ведут наблюдение, установив поперек них бумажные или гипсовые маячки. Случаи их расширения являются сигналами необходимости ремонта основы дома.

Способов усиления ленточного фундамента несколько:

  1. Можно усиливать фундамент с одной или двух сторон по боковой поверхности. Нижняя часть усиления должна быть на уровне подошвы фундамента, верхняя – под цоколем или даже под несущей стеной дома.

    При усилении фундамента частного дома обязательна смоченная и утрамбованная песчаная или гравийно-песчаная подушка под новой частью, толщиной не менее 200 – 250 мм.

    В стене с шагом, заложенным в проекте реконструкции, сверлят горизонтальные отверстия – шпуры под отрезки арматурных стержней, передающих усилия с основной части основания на его уширения. Стержни забивают в хорошо смоченные отверстия, после введения в них жидкого цементного раствора. При необходимости стержни связывают арматурной сеткой.

  2. Уширение под опорой стены и/или в ее нижней части.

    Тут усиление нужно делать узкими захватками, подкапываясь под подошву. Но проще укрепить грунт под подошвой устройством буроинъекционных скважин и закачать полимерно-цементный или цементно-песчаный раствор, или даже жидкое стекло.

    В остальном процедура, как и при обычном уширении.

  3. Усиление фундамента железобетонной рубашкой.

    Если дополнительная нагрузка и толщина уширения будет большой, то имеет смысл усиление фундамента железобетонной рубашкой или обоймой. Для этого на горизонтальные стержни арматуры, проходящие через фундамент, вяжут конструкцию арматурного каркаса в виде сетки из вертикальных и горизонтальных прутьев, устанавливают опалубку и бетонируют. Обязательно обеспечить для арматуры защитный слой бетона в 30 – 50 мм.

    В зоне углов или переломов плоскостности стены продольное армирование нужно проводить по установленным правилам армирования. Главное – не делать стыков и перекрещиваний на самом переломе.

    Перед обратной засыпкой не забудьте гидроизолировать новую часть.

Некоторые обязательные правила проведения работ по усилению фундаментов

Шаг 1

Для работы освобождают часть фундамента с той стороны, на которой будет наращиваться толщина. Весь фундамент освобождать полностью не только не нужно, но и нельзя. Он и так перегружен, а если вы полностью снимете давление грунта до его нижнего уровня, то минимальные явления, которые могут проявиться, трещины в основании и в стенах, максимальные – разрушение фундамента.

Поэтому работу ведут по технологии захваток – участков в 1,5 – 2 м или чуть больше. Полностью закончив в одной захватке, сделав обратную засыпку грунтом и утрамбовав его, можно отрывать следующий участок, но пропустив одну захватку. Так, в шахматном порядке ведут работу вдоль всего периметра. За это время бетон на первых участках успеет набрать часть нормативной прочности, и новая отрытая захватка будет защищена уже усиленными соседними участками.

Шаг 2

Поверхность стены очищается от земли. Если есть разрушающиеся участки бетона, их тоже удаляют до прочного слоя. Удаленный бетон можно подробить в щебень и использовать как наполнитель в новом бетонном растворе.

На поверхность зубилом или перфоратором наносят вначале насечки для лучшей адгезии нового слоя, после чего – тонкий слой цементного раствора – цементное молочко (с минимальным количеством песка).

Шаг 3

Заливку или засыпку бетона нужно делать с перерывами, которые будут не больше, чем время первоначального схватывания бетонной смеси. Нужно провести все предварительные работы, подготовить исходные материалы возле захватки и начинать замес бетона утром на следующий день.

Шаг 4

Забетонированный участок обязательно нужно тщательно провибрировать или протрамбовать, чтобы удалить из бетона макро- и микро-пузырьки воздуха и избыточной воды, чтобы в будущем эти дефекты не заполнялись водой от дождей или таяния снега.

Способы усиления фундамента сваями

Метод усиления фундамента сваями можно отнести к работам по изменению его типа. Например, малозаглубленное ленточное проседающее основание дома можно усилить с помощью буронабивных, винтовых, железобетонных или стальных свай.

Для этого возле него с обеих сторон:

  • бурят скважины под буронабивные сваи, в которые устанавливается арматурный каркас и заливается бетон;
  • ввинчивают новые винтовые сваи на определенную глубину;
  • вдавливают домкратами или погружают свайным копром стальные или железобетонные сваи небольшого сечения.

Оголовки всех видов свай связывают между собой попарно проходящими через цоколь или стену стальными балками, распределяющими нагрузку от стены на сваи. Можно наружные и внутренние сваи соединить устройством монолитного железобетонного ростверка и сделать один свайно-ростверково-ленточный фундамент.

Вместе с реконструкцией основания дома можно построить новую отмостку – мягкую (скрытую) или традиционную.

Как усилить фундамент с помощью буроинъекционных свай?

Способ используют для увеличения проектной нагрузки. Для этого производится пропитка грунта цементом под основанием и возле его глубоких стен, например, в домах с подвалами.

Для усиления фундамента буроинъекционными сваями используются такие сваи с наружным диаметром не более 300 мм. Обычно сваи делаются буровой штангой с устройством пустотелого канала в центре по ее оси.

Через канал в процессе бурения подается самотеком или под давлением от 100 до 200 атмосфер суспензия на полимерно-цементной основе или цементно-песчаный раствор с повышенным содержанием цемента и воды (если грунт не переувлажнен). Частички цемента, полимеров и песка проникают в грунт, разрыхленный при бурении, и являясь связующим, образуют с его массой бетонный раствор, который перемешивается в процессе окончания бурения. Часто в таких случаях буровую штангу оставляют в скважине, и этим свае придается дополнительная прочность.

Усиление малозаглубленной ленты производят парными или одиночными сваями.

Возле фундаментной плиты ленты или в ней самой алмазной коронкой прорезаются отверстия чуть больше диаметра бурового шнека. Бурится вертикальная или наклонная скважина, устанавливается арматурный каркас и бетонируется с обязательным тщательным вибрированием бетонного раствора.

При парных сваях в бетонной стене сверлятся отверстия под горизонтальные прутки арматуры, которые включают в арматурные каркасы упрочняющих свай.

В случае наклонных скважин часто их устраивают и со стороны подвалов здания. Тогда используется малогабаритный бурильный станок.

Так же производится и усиление фундамента под ФБС.

В очень неустойчивых грунтах инъекциями цементного раствора в грунт под подошвой можно «расширить» ее зону опирания от 30 – 80% до 2 – 3 раз. И после усиления старых фундаментов спокойно на двухэтажном доме начала или середины прошедшего века достроить еще три облегченных этажа.

Торкретирование, Цементация +Фото и Видео

Довольно часто в процессе эксплуатации зданий или при желании расширить жилплощадь  дома приходится принимать какие-либо меры по усилению старого фундамента. Так как от  увеличения веса строения старый фундамент может лопаться и оседать, а это может приводить к  появлению трещин на стенах и соответственно разрушать их. Что бы не допустить этого, нужно  грамотно спланировать усиление ленточного фундамента.

Для начала будет необходимо проанализировать текущее состояние строения, провести оценку  возможности.

Эти работы могут быть выполнены своими руками или с помощью профессиональных мастеров.

Усилением фундамента предотвращается полная его замена, которая стоит владельцам не мало  средств и времени. Для качественно проведенной работы необходимо выявить все причины,  повлиявшие на его деформацию и принять соответствующие меры по их устранению.

Возможные причины разрушения оснований домов

Выделяют основные причины, которые приводят к необходимости реконструкции  фундамента:

  • Колебание уровня подземных вод;
  • несоблюдение правил эксплуатации здания;
  • неправильная технология закладывания основания, ошибки на этапе проектирования;
  • низкое качество использованных стройматериалов;
  • дом находится на наклонной местности;
  • как следствие повреждения строения действиями промерзания, температурных влияний;
  • земельные работы вблизи;
  • набухание почвы, наводнение;
  • перепланировка или реконструкция здания;
  • плохая гидроизоляция.

Частым явлением, разрушающим основание считается колебания подземных вод, происходящих   из-за больших осадков, паводков, которые приводят к вспучиванию почвы. При этом происходит  вспучивание почвы и, как следствие, перекос фундамента. Выходом здесь может быть  использование дренажа и гидроизоляции фундамента. Начинать какие-либо работы по укреплению основания  нужно только после полного устранения разрушающего фактора. Если это не брать во  внимание, разрушения будут происходить и дальше.

Обследование фундамента

Сначала проводится наружный осмотр, который направлен на анализирование размера  строения, оценку состояния несущей конструкции, а также на наличие трещинок и скосов на  фундаменте. Далее идет подземное обследование, где проводят оценку глубины залегания  основания, прочности и качество материала изготовления.

Есть ситуации, когда нет никаких видимых деформаций, а укрепление фундамента нужно:

  • в случае возрастания нагрузки на основание, например, пристройки еще одного этажа;
  • осадка здания, превышающая все нормы;
  • масштабные строительные работы вблизи.

Еще один подготовительный момент — это разгрузка фундамента. Бывает частичной и полной.  Является важным этапом и не допускает никаких перекосов.
Частичную можно провести с помощью устройства опор. Они могут быть деревянными или  металлическими. В подвальном помещении устанавливаются опоры, сверху кладется бревна и  закрепляются стойками. Эти элементы далее соединяются с помощью балок и клиньев.

Для полной разгрузки устанавливаются металлические балки. В стене пробивают штрабы, в них  помещаются и скрепляются на болты с с периодичностью балки, которые в дальнейшем  скрепляются сваркой. Образованное пространство засыпают смесью песка с цементом. Внизу стены пробиваются дыры, в них вставляются балки.

Перпендикулярными балками подпирают стены.

Методы укрепления основания

Во первых, степень сложности проводимых работ зависит от общего положения строения. При одних обстоятельствах достаточным будет восстановление тепло- и гидроизоляционного слоя,  при других будет необходимо провести расширение фундамента.
Самым распространенным способом укрепления считается регенерация почвы под фундаментом.  Это проводится в случаях структурного изменения почвы или при ее ослаблении.

А также имеются следующие методы усиления:

  • Торкретирование. По периметру основания роют траншею, основание чистят и делают на  нем засечки до пятнадцати миллиметров в глубину. С помощью бетонной пушки наносят  бетон.

На заметку: Торкретированием называется метод нанесения на конструкцию бетонной смеси  действием сжатого воздуха, благодаря чему цементный слой плотно заполняет трещины и  мелкие поры на поверхности конструкции.

  • Цементация фундамента.В данном случае земляные работы никакие не требуются. С  применением особых механизмов с определенной периодичностью (примерно через один  метр) бурятся шахты в земле и фундаменте дома. Затем инжектором большого давления,  подается жидкий бетон. Им заполняются пустые места и трещинки, а также расстояние между основанием и землей.

На заметку: Метод цементации еще носит название инъеционирование. Этот способ имеет отличие от других установкой пустотелых труб в основание. Они  устанавливаются и фиксируются смесью. Полости труб заполняют не густым цементным  раствором. Работу проводят с точной методичностью: создание обоймы, после ее застывания заполняются установленные трубки;

Важно: Цементация может использоваться только при условии что максимальная несущая  способность фундамента сохранена.

  • Железобетонной обоймой.Проводится фрагментарное открытие основы и ее очищение.  Грунт вокруг уплотняют с использованием домкратов. Далее монтируют каркас из арматуры и заливают его бетоном. С применением данного метода происходит укрепление по всей  толщине основания, за счет того, что раствором заполняются все дефекты. Для начала  необходимо выкопать участок старого фундамента длинной около 3м. Его углубляют на 1,5 м, а шириной он должен быть 1м. По двум сторонам делаются сквозные дыры. В эти дыры  вставляются стальные пруты от четырнадцати до двадцати миллиметров, на которых  закрепляется каркас. Каркас состоит из ячеек размером 150*150 мм. Затем устраивают  опалубку и образованный промежуток заполняют бетоном;
  • С помощью свай. Существует несколько разновидностей:
  • С помощью буронабивных свай. Сквозь опорную плиту основания бурится скважина вертикально. Затем проводится закладка и перевязка арматур  свай и основания.

После все это заливается бетоном и утрамбовывается;

  • 2.Микросваями от 150 до 300 миллиметров в диаметре. Является самым удобным способом, т. к. процесс бурения можно выполнять совместно с процессом инъектирования раствора в  скважину;
  • 3.Вдавливаемыми сваями. Этот метод используют, если необходимо, чтобы нагрузка  передавалась на более глубоколежащий твердый грунт. Для хорошего стыкования  фундамента со  сваями устраивают балки;
  • 4.Усиление с помощью выносных свай применяется при  повышенных  показателях  уровня  подземных вод. Сквозь старое основание пропускают  железобетонную  балку,  устанавливаемую на сваи;
  • 5.Усиление металлическими сваями. Их  устанавливают  с двух сторон  фундамента и  связывают железобетонными балками;

Важно: При проведении работ по усилению необходим точный расчет нагрузки на основание.  Если это не учитывать, через определенный период времени возможно усаживание и разрушение конструкции.

  • Укрепление с помощью железобетонной рубашки. Данный метод похож на технологию  укрепления с помощью обоймы с одним только отличием в охвате фундамента. Конструкция с обоймами представляет собой замкнутую конструкцию, оцепляющую фундамент по всему  периметру, а вот рубашка применяется для усиления поврежденного участка. Здесь  понадобится арматура от шестнадцати до восемнадцати миллиметров в диаметре и бетон  М400. Выкапывается траншея, начиная с углов, шириной превышающей старое основание  более пятидесяти сантиметров. Далее создается арматурный каркас, который должен брать на себя основную нагрузку, для чего его присоединяют к фундаменту анкерами. Заключительным этапом является деревянная опалубка, которая проходит по всему периметру каркаса, и залитие бетоном. После затвердения проводится обратная засыпка и создаются откосы для  предотвращения попадания влаги в конструкцию;
  • Уширением подошвы.Подошва представляет собой железобетонную подушку-опору для  фундамента. Сначала делают разметку основания с периодичностью от двух с половиной до  трех метров. Затем в по боковым местам основы и под ней в почве делаются углубления.  Делают стяжку. Смесь должна быть как можно более однородным и не содержать пузырьки  воздуха. Эту работу можно выполнить миксером для бетона;
  • Усиление отливами.Этот способ выполняется за счет того, что увеличивают площадь опоры  на почву. Это делается наращиванием толщины с помощью железобетонных отливов.  Фундамент откапывается. Затем в нем делаются сквозные дыры, через которые будут  проходить тяжи из стали. Образованное пространство заполняется бетонной смесью.  Благодаря этому основание укрепляется не только отливом, но и этой прослойкой из бетона.
  • Укрепление увеличением глубины залегания основания. Под фундамент укладывают  бетонные блоки. Стены здания поднимаются с помощью рандбалок и гидравлических  домкратов, чем добиваются разгрузки фундамента. Затем вокруг откапывают шурфы  ниже  залегания фундамента на 1м.  Под опорой основы вырывают  скважину.  Далее  производят ее  бетонирование, траншею засыпают.

Также существует еще способ усиления основания с помощью отпускного колодца,  представляющего собой конструкцию из жб плит, которой производят обжимание почвы по  периметру основания. Этот метод применяется при критических деформационных изменениях, не  возможных предотвратить другими методами.

Усиление почвы под основанием

Плохая плотность почвы считается основным провоцирующим фактором усадки фундамента. В подобной ситуации совместно с укреплением основания необходимо проведение усиления грунта.

Выделяются следующие способы:

  • Внесением в землю специальных химических веществ, которые способствуют изменению ее  конструкции. Такие процессы называют смолязацией и силикатизацией;
  • нагнетание в почву раствора цемента;
  • сжиганием газообразований в шурфах;
  • электросиликатизацией.

Из вышеописанного видно, сколько существует возможных вариантов усиления ленточного  фундамента. Есть возможность выбрать вариант подходящий именно для вашего случая.

Инженер-строитель: Пример проектирования 3: Армированный ленточный фундамент.

Несущая стена одноэтажного дома должна опираться на широкий армированный ленточный фундамент.

Исследование участка выявило рыхлые и среднезернистые почвы от уровня земли до значительной глубины. Почва изменчива и имеет безопасную несущую способность от 75 до 125 кН / м2. Также были выявлены уязвимые места, где нельзя было рассчитывать на несущую способность.

Здание может опираться на грунтовые балки и сваи, снятые до прочного основания, но в этом случае выбрано решение — спроектировать широкий усиленный ленточный фундамент, способный перекрывать мягкую зону номинальной ширины.

Чтобы свести к минимуму дифференциальные осадки и учесть мягкие участки, допустимое давление в опоре будет ограничено до na = 50 кН / м2 по всей площади. Мягкие участки, встречающиеся во время строительства, будут удалены и заменены тощим бетоном; Кроме того, основание будет спроектировано таким образом, чтобы охватить предполагаемые впадины шириной 2,5 м. Это значение было получено из указаний по местным впадинам, приведенным позже на фундаментах плотов. Плита пола спроектирована так, чтобы ее можно было подвесить, хотя она будет залита с использованием земли в качестве несъемной опалубки.

Загрузки

Если фундамент и надстройка проектируются в соответствии с принципами предельного состояния, нагрузки должны сохраняться как отдельные необработанные характеристические мертвые и заданные значения (как указано выше) без учета факторов (как указано выше), как для расчета давления на опору фундамента, так и для проверок работоспособности. Затем, как обычно, нагрузки следует учесть при расчете отдельных элементов конструкции в предельном состоянии.

Для фундаментов, подверженных только статическим и прилагаемым нагрузкам, коэффициент нагрузки для расчета арматуры лучше всего выполнять путем выбора среднего коэффициента частичной нагрузки, γP, для покрытия как статических, так и накладываемых нагрузок надстройки из Рис.11.22 (это копия Рис. 11.20 Условия расчета железобетонной полосы.).

Рис. 11.22 Комбинированный частичный коэффициент безопасности для статических + приложенных нагрузок.

Из Рис. 11.22 , комбинированный частичный коэффициент запаса прочности по нагрузкам надстройки составляет γP = 1,46.

Вес основы и засыпки, f = средняя плотность × глубина
= 20 × 0.9
= 18,0 кН / м2

Это все статическая нагрузка, таким образом, комбинированный коэффициент частичной нагрузки для нагрузок на фундамент, γF = 1,4.

Определение ширины фундамента
Новые уровни земли аналогичны существующим, поэтому (вес) нового фундамента не требует дополнительной оплаты и может быть проигнорирован.

Минимальная ширина фундамента равна

Принять армированный ленточный фундамент шириной 1,2 м и глубиной 350 мм из бетона марки 35 (, см. Рис.11.23 ).

Рис. 11.23 Пример расчета усиленного ленточного фундамента — нагрузки и опорные давления.

Реактивное расчетное давление вверх для расчета боковой арматуры

Боковой изгиб и сдвиг b = 1000 мм.

Таким образом, vu

Нагрузка для перекрытия углублений
В местах локального углубления фундамент действует как подвесная плита.Предельная нагрузка, вызывающая изгиб и сдвиг в фундаменте, — это общая нагрузка, т.е. нагрузка надстройки + нагрузка на фундамент, которая определяется как

.

Продольный изгиб и сдвиг из-за углублений
Предельный момент из-за перекрытия фундамента — предполагается, что он просто поддерживается — в локальной депрессии 2,5 м составляет

Ширина для расчета арматуры b = B = 1200 мм.

Таким образом, vu

Впадина на углу здания
В предыдущих расчетах предполагалось, что впадина расположена под сплошным ленточным основанием.Углубление
может также возникнуть в углу здания, где две опоры встречаются под прямым углом. Затем следует выполнить аналогичный расчет, чтобы обеспечить верхнее усиление обеих опор до консоли в этих углах.

Рис. 11.24 Пример расчета армированной ленточной опоры — арматура.

Ленточно-опорный фундамент — AMERICAN GEOSERVICES

КОЛОРАДО

Denver, CO
191 University Blvd # 375
Denver, CO 80206
(303) 325-3869
Наберите полный номер

Boulder, CO

2810 E.College Ave # 102
Boulder, CO 80303
(303) 325-3869
Полный номер набора

Fort Collins, CO
1281 E Magnolia St D250, Fort Collins, CO 80524
(303) 325-3869
Набрать весь номер

КОЛОРАДО

Colorado Springs, CO
738 Synthes Ave, Monument, CO 80132
(719) 344-8177
Наберите полный номер

Pueblo, CO
140 W. 29th St # 311
Pueblo, CO 81008
(719) 344 -8177
Наберите весь номер

Glenwood Springs, CO
1338 Grand Avenue # 316
Glenwood Springs, CO
(970) 436-7050
Наберите весь номер

OREGON

Portland, OR
Salem, OR
Lincoln City, OR
Newport, OR
Eugene, OR
Bend, OR

6312 SW Capitol Hwy # 231
Portland, OR 97239
(503) 922-3432
Набрать весь номер

ВАШИНГТОН

Seattle, WA
24 Roy Street # 727
Seattle, WA 98109
(206) 418-6634
Набрать весь номер

Vancouver, WA
Longview, WA
41105 NE Cedar Ridge Rd
Amboy , WA 98601
(360) 437-6369
Набрать весь номер

ФЛОРИДА

Jacksonville, FL
6001 Argyle Forest Blvd,
Suite 21
Jacksonville, FL 32244
(904) 512-0085
Наберите полный номер

Orlando, FL
10524 Moss Park Rd,
Suite 204 # 701
Orlando, FL 32832
(407) 362-1940
Набрать весь номер

ФЛОРИДА

Tampa, FL
701 S Howard Ave # 106, Tampa, FL 33606
(813) 569-7704
Наберите полный номер

Miami, FL
3725 W.Flaglen St,
Miami, FL 33134
(305) 677-9494
Набрать весь номер

Различия между ленточными и подкладными опорами

Фундамент конструкции, естественно, является центральным элементом любой строительной площадки, поэтому вы должны понимать различные варианты, имеющиеся в вашем распоряжении, чтобы сделать наиболее практичный выбор для конкретного проекта.

Ленточные и подкладные фундаменты на сегодняшний день являются наиболее распространенными решениями, а это означает, что они должны быть первыми в вашей повестке дня.

Вот все, что вам нужно
знать как о ленточных, так и о подушечных фундаментах, в том числе о
характеристики каждого типа фундамента, а также их отличия и большинство
подходящее использование.

Ленточная опора

Ленточные фундаменты, также известные как ленточные фундаменты, представляют собой фундамент неглубокого заложения, обычно с уровнем основания не более 3 м от поверхности земли.

Как следует из названия, формация представляет собой полосу линейной структуры, которая в конечном итоге служит для распределения веса по всей площади почвы.

Это вариант, который подходит для большинства типов почв, если они обладают подходящей несущей способностью.

Ленточные опоры, таким образом, могут обеспечивать непрерывную опору, которая чаще всего бывает ровной, но также может быть ступенчатой ​​для поддержки линейных конструкций, таких как несущие стены.

Источник изображения: DesigningBuildings.co.uk

Ленточные опоры — гораздо лучшее решение, чем опорные площадки, при работе с близко расположенными колоннами из-за способа их визуализации.

Ленточные фундаменты также считаются лучшим вариантом для легких нагрузок, например, в жилых домах с низкой и средней этажностью, поскольку ленточные фундаменты могут использоваться в качестве массивных бетонных оснований.

Размер и положение ленточных фундаментов обычно пропорциональны ширине конструкции стены.

Глубина полосы обычно равна ширине стены или превышает ее.

Ширина опорной полосы часто в три раза больше ширины опорной стены, что обеспечивает угол 45 градусов между основанием стены и почвой.

Ленточные опоры также должны быть достаточно глубокими, чтобы избежать замерзания, хотя при работе с более мягкими почвами может потребоваться увеличение ширины.

Тем не менее, когда необходимо поддержать линейную стену путем распределения точек напряжения, ленточный фундамент часто является лучшим решением.

Подушечки опоры

Падовые фундаменты, также известные как подушечные фундаменты, также часто являются неглубокими фундаментами.

Однако, когда почва и тип почвы считаются подходящими, их можно сделать намного глубже.

Это сразу дает им контраст по сравнению с ленточным фундаментом, несмотря на то, что в конечном итоге они выполняют аналогичную функцию.

С точки зрения конструкции, одно из существенных отличий состоит в том, что опорные площадки не состоят из полос.

Вместо этого, как следует из названия, они образованы «подушечками».

Это куски бетона, которые могут иметь форму прямоугольников, кругов или квадратов, которые впоследствии выдерживают одноточечные нагрузки, включая несущие колонны или каркасные конструкции.

Намерение выдерживать сосредоточенные нагрузки от одноточечной нагрузки означает, что метод опоры отличается от аналогов с ленточным фундаментом.

Это также делает подкладочные опоры хорошим вариантом для опоры грунтовой балки.

Верхняя поверхность этих конструкций может быть наклонной, но большинство подушек будут иметь одинаковую толщину.

Хотя эта толщина должна быть достаточной, чтобы поддерживать форму в плане, которая сама определяется нагрузками и несущей способностью нижележащих слоев грунта.

«Ленточные и подкладные опоры являются наиболее распространенными решениями, то есть они должны быть первыми в вашей повестке дня.”

Подушечки, помимо самых маленьких, могут быть усилены, чтобы уменьшить потребность в выемке грунта.

Подушки-опоры за счет их образования могут использоваться в нескольких вариантах исполнения.

В то время как в одном проекте может использоваться серия хорошо разделенных пэдов, в других могут использоваться непрерывные пэды или сбалансированные базовые пэды.

Их самые большие падения часто связаны с ветром и / или подъемными силами.

Какие еще существуют типы фундаментов?

Существует несколько альтернативных типов фундамента, которые можно использовать во время вашего следующего проекта, и руководителям проектов и строителям рекомендуется провести необходимые исследования, проконсультировавшись с вашим инженером, чтобы узнать больше о каждом из применимых решений.

Плотный фундамент является наиболее вероятной альтернативой и характеризуется как большая бетонная плита, которая простирается над загруженной областью.

Целью этого является распределение веса груза на большей площади для уменьшения нагрузки на грунт основания.

Он также может предотвратить дифференциальную осадку, чего не могут достичь ни блочный, ни ленточный фундамент.

Заключение

Хотя основные функции подушек и ленточных фундаментов сильно различаются, использование единой ленточной конструкции будет подходить в различных ситуациях для концепции подушек и конструкций с одинарной нагрузкой.

Если вы все еще не знаете, какие фундаменты можно использовать для поддержки стеновой конструкции, обратитесь к инженеру.

В конце концов, неправильное решение может обернуться катастрофой для всего проекта.

Армирование ленточного фундамента (75) | Tekla User Assistance

Добавлено 4 мая 2021 г. от

Tekla User Assistance
[email protected]

Используйте вкладку Изображение, чтобы определить толщину бетонного покрытия и смещение хомута.

Толщина крышки

Описание

1

Толщина покрытия (концы ленты)

2

Смещение хомута

3

Толщина крышки (верхняя и нижняя)

Используйте вкладку «Основные полосы» для определения свойств верхней, нижней, левой и правой полос.

Длина крепления основных стержней

Длина связки определяет, насколько далеко основные стержни входят в соседние конструкции на концах ленточных фундаментов. Используйте поля Bond Length 1 для первого конца опоры (с желтой ручкой) и поля Bond Length 2 для второго конца опоры (с пурпурной ручкой).

Длину облигаций можно определить отдельно для:

Используйте вкладку «Хомуты», чтобы определить свойства хомутов и тип шага.

Тип отвода

Выбрать место нахлеста хомутов в ленточном фундаменте.

Размеры хомута

Описание

1

Толщина крышки (по бокам)

2

Наружное расстояние между основными стержнями и внешними боковыми стержнями

3

Длина двойного хомута внахлест

4

Длина внахлест двойной U-образной балки

Форма торца стержней с двойным хомутом

Если выбраны стержни с двойными хомутами, можно выбрать формы концов стержней из списка.

Опция

Примеры

135 градусов

По умолчанию

90 градусов

Перекрытие

Если вы выбираете перекрытие, вы можете ввести длину перекрытия.

Используйте вкладку Атрибуты, чтобы определить процесс нумерации для присвоения номеров позиций деталям, отлитым элементам, сборкам или армированию.

В Tekla Structures номера позиций, назначенные в нумерации, отображаются, например, в метках и шаблонах.

свойства стержней и хомутов.

Опция

Описание

Префикс

Префикс для номера позиции детали.

Стартовый номер

Начальный номер для номера позиции детали.

Имя

Tekla Structures использует это имя на чертежах и в отчетах.

Класс

Используйте «Класс» для группировки арматуры.

Например, можно отображать арматуру разных классов разными цветами.

Фундамент из железобетонных лент — перевод на польский язык — Linguee

железобетонная полоса f o otin g , фундамент w a ll s обсадных бетонных блоков и покрытых бетоном, [ …]

утепленная стиродуром,

[…]

изолированные по горизонтали и вертикали (рубероид, диспербит, пленка, ямочная мембрана)

adgt.pl

ławy żelbe to we, ści an y foundationowe z b locz ków szal unk owy ch zasypowych zb roj on zalewanych be до nem, ocieplone […]

стиродурем, изоловане

[…]

poziomo oraz pionowo (папа, диспербит, folia, folia kubełkowa)

adgt.pl

Monoli th i c железобетон s l ab s, точечные опоры a n d ленточный фундамент

domdevelopment.com .pl

Płyty żelbetowe mono li tyczn e, stopy i ławy fun dame nt owe

domdevelopment.com.pl

перечень основных материалов — содержит информацию о количестве основных строительных материалов, выбранных в проекте и покрывающих: кровля, внешние облицовки и штукатурки, внутренние штукатурки, внешние стены и фундамент

[…]

изоляция стен,

[…]
кровельный утеплитель io n , ленточный фундамент a n d стены, внутренние и внешние wa ll s , железобетон s t ru арматура, пол […]

на потолке и на земле

eng.lk-projekt.pl

zawierające informacje dotyczące ilości głównych materiałów budowlanych, które przewidziane zostały w projekcie i obejmuje: pokrycie dachowe, tynki i okładziny

[…]

zewnętrzne, tynki

[…]
wewnętrzne, ocieplenie śc ia n zewnętrznych i ś ci an foundationowy ch , ocieplen ie dachu, ś cia ny i ławy…]

ściany zewnętrzne

[…]

i wewnętrzne, konstrukcje żelbetowe, posadzki na stropie i gruncie

lk-projekt.pl

Танки

[…]
находятся d o n железобетонные фундаменты , a nd герметичность […]

днища закреплены двумя слоями

[…]

стальных листов с контролируемым пространством между ними.

hbp-sa.pl

Зборники

[…]
posadowio ne na żelbetonowych foundationach , a sz czeln ć ich […]

dna zabezpieczaj dwie warstwy blach z monitoringiem przestrzeni między nimi.

hbp-sa.pl

В зависимости от несущей конструкции пристройки, а в

[…]
корпус из a железобетон b u il ding, […]

ширина не изменена, стальной каркас

[…]

может быть по большей части установлен на внешних бетонных стенах или колоннах или даже прикреплен к внешним стенам фасадов на каждом этаже для распределения нагрузки.

arcelormittal.com

Zalenie od konstrukcji nośnej części

[…]
rozbudowywanej i w przyp adk u budynków ż el betow yc h, których […]

szerokość nie jest zmieniana, konstrukcja

[…]

stalowa może, w przeważającej części, być montowana na zewnętrznych ścianach betonowych lub słupach, a nawet mocowana do zewnętrznych ścian elewacji na kazeenia obiętrzia.

arcelormittal.com

Основная основная конструкция состоит из несущих элементов

[…]

каркасов и элементов стабилизации, обеспечивающих устойчивость объекта и

[…]
переносит нагрузку с т o железобетонный фундамент .

trimo.eu

Główna konstrukcja stalowa składa się z ramy nośnej oraz

[…]

elementów стабильный, które zapewniaj стабильный объект oraz

[…]
przenoszą obcią ż enia na wzmocnieni e betonowych f un dam entó w .

trimo.pl

Фундамент железобетонный , w al ls из […]

Кирпич пустотелый керамический, перекрытия железобетонные монолитные внутренние

[…]

подъезда, деревянная крыша покрыта черепицей.

kpb.com.pl

Fundamenty ż el bet owe, śc iany z pustaków ceramicznych […]

poryzowanych, stropy monolityczne żelbetowe, klatki schodowe wewnętrzne,

[…]

dach o konstrukcji drewnianej kryty blachodachówką.

kpb.com.pl

Залы устанавливаются на a бетон s u rf ac e o r ленточный фундамент , o r в некоторых случаях брусовые фундаменты […]

с анкерным креплением заземляющим стержнем.

haltec.co.uk

Halę możecie Państwo zamontować samodzielnie l u b z p omocą naszego wykwalifikowanego pracownika.

haltec.pl

Подходит как

[…]
опалубка f o r полоса f o un dations, защита от замерзания или как круглая кромка f o r железобетонный фундамент .

schalungsstein.com

Nasz pustak może być stosowany zarówno prz y budowan iu Fundmentów , ś cian ek osłonowych, piwnic, jak i garaży podziemnych.

schalungsstein.com

Можно утилизировать «натуральный»

[…]

элемента, например,

[…]
соединенная сталь l o r железобетон c o ns строительные конструкции или другие подземные металлические конструкции, расположенные в здании di n g фундаменты o f d Размеры […]

не менее указанного выше.

дипол.пт

Można również wykorzystać elementy «naturalne»

[…]

takie jak np. połączone

[…]
pręty stalowe i elazobeto no we lub in ne odpowiednie podziemne structure ry meta low e znajdujące s w fu nd a. .]

mieszczących się w podanych wyżej granic.

dipol.com.pl

Предварительно напряженная сталь состоит из

[…]

длинный, гнутый из стали

[…]
провода б / у wi t h бетон o n c на стройплощадках до ma k e фундаменты , b al conies или […]

мостов а также

[…]

используется в подземном строительстве и мостостроении.

eur-lex.europa.eu

Stal sprężająca składa się z

[…]

długich, Poskręcanych

[…]
drutów stalowy ch sto sowa ny ch wraz z be tone m na b udowa ch w celu t wor zenia f undamentów, […]

balkonów lub mostów,

[…]

a także w inżynierii podziemnej i przy budowie mostów.

eur-lex.europa.eu

Железобетонный фундамент s l ab a n d strip f o ot ing

domdevelopment.com.pl

Płyta fu nd amento wa i stopy f un d.

domdevelopment.com.pl

Групповые сваи соединены

[…]
через ок. p b y усиленный m o noli t h бетонный фундамент , t hr ough который […]

напряжение передано

[…]

от верхнего строения до свай.

topgeo.eu

Głowice grupy

[…]
pali połączone są monol it yczn ą elbetową po dsta , przez którą przenoszone […]

jest na pale obciążenie oddziaływujące

[…]

z górnej części konstrukcji.

topgeo.pl

UAB Autokausta

[…]
строит и устанавливает монолитные бетонные стены, перекрытия, колонны, be am s , strip a n d dri ll e d фундаменты , p ol i sh e d бетон f l oo rs, inst al l s железобетон a n d металлические конструкции, сносит здания и выполняет различные […]

землеройно-транспортных работ.

autokausta.lt

Spółka UAB «Autokausta» wykonuje budowę ścian z

[…]

monolitycznego żelbetu,

[…]
przekryć , kolum n, belek , f undam en tów taśmow yc hiw ie rconych, szlifow an ych pod на owych, prace wykończeniowe, montuje konstrukcje żelbetowe i metalowe, wykonuje roboty w zakresie bu rz enia budynków orraz w szystkie prace…]

z zakresu przygotowania

[…]

terenu pod budowę i roboty ziemne.

autokausta.lt

В здании sl a b фундаменты , железобетон f o un dation стены, плита и каркас […]

Несущая конструкция, цокольный участок

[…]

спроектирован как водонепроницаемая обвязка с несущим плиточным фундаментом, монолитные кровли в виде трехпролетных плит, опирающиеся на заливные несущие рамы, крыша, покрытая факельной мембраной, обратная крыша в нижней части.

wrobis.com.pl

Будынек Посадовёны

[…]
na płyc ie , ściany f un damentowe ż elbe tow e, krzyżowo zbrojone, k ons tru kcja noś na [ .. .]

w układzie płytowo-ramowym,

[…]

ш obrębie piwnic kondygnację budynku ukształtowano ш postaci szczelnej Wanny г nośną płyta fundamentową, Stropy monolityczne Jako płyty Troj przęsłowe oparte на wylewanych podłużnych ramach nośnych, DACH pokryty папа termozgrzewalną, на niższej części — дацг odwrócony.

wrobis.com.pl

Конструкция: Стан горячей прокатки Объем исследования:

[…]

Строительные работы

[…]
конструкция для т h e фундаменты f o r установки, конструкция n o f железобетон s u pp ort structure […]

Инвестор: Mittal

[…]

Steel Poland S.A. Поставщик технологий: Siemens VAI, Линц, Австрия.

кв.пл

Zakres opracowania: projekt

[…]
konstrukcyjny wy kona wczy фундамент pod inst al ac je , pro jek t żelbetowych k ons trukzych […]

Inwestor: Mittal Steel

[…]

Польша S.A. Dostawca technologii: Siemens VAI, Линц, Австрия.

кв.пл

Береговые лебедки будут

[…]
установленный на a фундамент из железобетон s l ab s которые имеют […]

уложено на подготовленную поверхность

[…]

в конце траншеи каждого трубопровода.

nord-stream.com

Wciągarki

[…]
zamontowane zostaną na podstaw ie z płyt ż el betow yc h ułożonych na […]

przygotowanym podłożu na końcu wykopu przeznaczonego

[…]

dla każdej z nitek rurociągu.

nord-stream.com

(18) Радары для измерения уровня в резервуарах (TLPR) — это особый тип приложений для радиоопределения, которые используются для резервуаров

.
[…]

уровня и установлено

[…]
in Metalli c o r железобетон t a nk s или аналогичный […]

конструкции из материала с

[…]

сравнимые характеристики затухания.

eur-lex.europa.eu

(18) Radary sondujące poziom napełnienia zbiornika (TLPR) są to urządzenia radiolokacyjne, które wykorzystuje się do pomiarów poziomu napełniania

[…]

zbiornika i które instaluje się w

[…]
zbiornikac h wykon any ch z metalu lub zbr ojo nego be tonu, […]

lub w подобных объектов wykonanych

[…]

z materiału o podobnych właściwościach tłumiących.

eur-lex.europa.eu

Водонепроницаемый пол из однослойного сплава

[…]
приваривается непосредственно к сплаву ki c k полоса a n d i s усиленная i n t Задняя часть для высоких нагрузок вилочного погрузчика.

krone-trailer.com

Wodoszczelne, ciągłe korytko podłogowe

[…]

jest przyspawane

[…]
bezpośrednio do li stew odbojowych , aw t ylnej częś ci doda tko wo wzmocnione w celz ul …]

dużych obciążeń z wózka widłowego.

krone-trailer.com

Это означало, что на короткое время

[…]
лед на т h e бетонный фундамент h a d подлежит замене […]

специальным слоем песка толщиной 2 см.

wirtgen.dk

Oznaczało to, e na krótki

[…]
czas na betono wym fundamencie zam iast lo du musiała […]

się znaleźć specjalna warstwa piasku o grubości dwóch centymetrów.

wirtgen.dk

После настройки условий для автономной работы

[…]
компания, Ede nr e d усиленная i t s фундаменты i n 2 011, в порядке […]

для обеспечения устойчивого и сильного органического роста.

edenred.it

Po ustanowieniu warunków swojej

[…]
autonomii , Grup a wzmocniła swo je фундаментальный w 201 1 rok u w celu […]

wygenerowania utrzymującego się trwałego wzrostu.

edenred.pl

При расчете глубины и уклона траншеи учтите, что после завершения установки длина трубы должна быть

[…]

заглубленный минимум на 300 мм от верха трубы до готовой

[…]
уровень АЗС (250 мм при u si n g железобетон ) .

kpsystem.com

Przy obliczaniu głębokości i nachylenia rowu należy wziąć pod uwagę, że gdy instalacja będzie gotowa, rura powinna być zakopana na głębokości zapewniającej

[…]

Minimalny Odstęp 300 mm od góry rury do poziomu wykończonego

[…]
подязду (25 0 мм w prz ypa dku zastosowania zbrojonego bet onu ) .

kpsystem.com

Компания также построила многочисленные складские помещения, магазины

[…]

центров, кинотеатров, индустриальных

[…]
здания, спец. ci a l железобетонные фундаменты a n d прочие промышленные […]

объекта.

polbau.pl

A także liczne hale magazineynowe, Centra

[…]

handlowe, kina, obiekty

[…]
przemysłowe, budy nk i miesz kal ne, фундаментальный że lbe towe spec jalne i inne obdowlane [… ]

o różnym przeznaczeniu.

polbau.pl

Позиция, которую должен занять Союз в Совместном комитете, учрежденном в соответствии с Европейско-Средиземноморским временным соглашением об ассоциации по торговле и сотрудничеству между Европейским сообществом, с одной стороны, и Организацией освобождения Палестины (ООП) в интересах

[…]

Палестинской автономии Запада

[…]
Банк и Ga z a Strip , w it h с учетом […]

поправка к Приложению II Протокола 3,

[…]

, касающийся перечня обработки или обработки, которая должна выполняться на материалах, не являющихся источниками происхождения, для того, чтобы произведенный продукт получил статус происхождения, должен быть основан на проекте решения Объединенного комитета, прилагаемом к настоящему Решению.

eur-lex.europa.eu

Stanowisko, jakie ma zająć Unia w ramach Wspólnego Komitetu ustanowionego na mocy Eurośródziemnomorskiego przejściowego układu stowarzyszeniowego w sprawie wymiany handlowej W ramach Wspólnego Komitetu ustanowionego na mocy Eurośródziemnomorskiego przejściowego układu stowarzyszeniowego w sprawie wymiany handlowej W ramach, wspólnego wimiany handlowej i wspójnód
[…]

Палестины (OWP) на Речи Палестинской автономии

[…]
Zachod ni ego B rze gu i St ref y Gaz y z other […]

strony, w odniesieniu do zmiany załącznika

[…]

II do protokołu 3 dotyczącego wykazu processów obróbki lub przetwarzania, którym należy poddać materiały niepochodzące, aby wytworzony produkt mógł uzyskać status pochodzéziezieziezieziezní.

eur-lex.europa.eu

2. Уголки «Halfen», формы и сечения приблизительно омега-поперечного сечения с прорезями через неравные промежутки времени вдоль спины,

[…]

слегка горбатый, чтобы разрешить

[…]
вставка an ch o r strip , i nt закончилась для вставки g i n бетон f l oo RS, потолки или […]

стены, по назначению

[…]

крепления специальными болтами различного оборудования (машины, железнодорожный путь, конвейерный путь, монорельсовые пути, мобильные краны, трубопроводы и т. Д.).

eur-lex.europa.eu

2) kątowniki, kształtowniki i profile pozbawione połowy swoich cech szczególnych (tzw. «Halfen»), o przekroju zbliżonym do kształtu omegi ze szczelinami w nierównłuzędstę000
[…]

grzbietu, lekko

[…]
wypukłymi, aby u mo żli wić umieszczenie taś m ko tw owych, pr zezn aczo ne do osza do osza nia w betonowych […]

посадкач, суфитач

[…]

lub ścianach w celu zabezpieczenia rónego typu wyposażenia, za pomocą specjalnych śrub (maszyn, torów kolejowych, torów transporterowych, kolejek jednoszynowych, ruzdwigów.

eur-lex.europa.eu

Позиция, которую должен занять Европейский Союз в Совместном комитете, созданном Европейско-Средиземноморским временным соглашением об ассоциации по торговле и сотрудничеству между Европейским сообществом, с одной стороны, и Организацией освобождения Палестины (ООП) в интересах

[…]

Палестинской администрации Западного берега

[…]
и Ga z a Strip , o f другой […]

часть, в части изменения статьи

[…]

15 (7) Протокола 3 относительно определения понятия «продукты происхождения» и методов административного сотрудничества в целях расширения применения этого положения об изъятии или освобождении от таможенных пошлин, должны основываться на проекте решения Объединенный комитет прилагается к настоящему Решению.

eur-lex.europa.eu

Stanowisko, jakie ma zająć Unia Europejska w ramach Wspólnego Komitetu utworzonego Eurośródziemnomorskim przejściowym układem stowarzyszeniowym w sprawie wymiany handlowej i wąl
[…]

(OWP) на Речи Палестинской автономии на

[…]
Zachodn im Brz egu i w S tref ie Gazy […]

з другой строны, w odniesieniu do zmiany art.

[…]

15 уст. 7 Protokołu 3 dotyczącego Definicji pojęcia „produkty pochodzące” или метод współpracy administracyjnej w celu przedłużenia stosowania tego przepisu dotyczącego zwrotu lub zwlnocyño zw

eur-lex.europa.eu

Создаем проект т h e фундаменты a s i индивидуальный f er r o бетон m o нет литическое строительство, для широко развитой сети профессиональных бетонных центров и простых проектных решений следует […]

не создает затруднений

[…]

любой компании, имеющей опыт такого строительства.

konar.eu

Fundamenty pro jektu je my jako indywidualne żelbetowe konstrukcje monolityczne, gdyż szeroko rozwinięta na terenie kraju sieć profesjonalnyc h węzł11 związania projektowe […]

nie powinny sprawić

[…]

trudności żadnej firmie wykonawczej posiadającej doświadczenie w wykonywaniu tego typu konstrukcji.

konar.eu

T h e бетон c o at ing для трубопроводов будет состоять из смеси цемента, воды и заполнителя (включая щебень, песок, гравий и железо o re ) , усиленный b y s teel bar […]

приварен к сепараторам с

[…]

минимальный диаметр стержня 5,0 мм.

nord-stream.com

P łas zcz betonowy rur ocią w będzie się składać z mieszanki Cementu, wody i kruszyw (w tym tłucznia kamiennego, p składa, p uir ud y ż elaz a) , wzmocnionej prętami stalowymi […]

o минимальные средние 5,0 мм, zespawanymi w klatki.

nord-stream.com

Эффективность ленточного фундамента с армированием георешеткой для различных типов грунтов в Мосуле, Ирак

Реферат

Основная причина проблемного разрушения грунта при определенной нагрузке — низкая несущая способность и чрезмерная осадка. В связи с растущим интересом к использованию неглубокого фундамента для поддержки тяжелых конструкций важно изучить методы улучшения почвы.Техника использования геосинтетического армирования широко применяется в последние несколько десятилетий. Целью данной статьи является определение влияния использования георешетки Tensar BX1500 на несущую способность и осадку ленточного фундамента для различных типов почв, а именно Аль-Хамедат, Башика и Аль-Рашидия в Мосуле, Ирак. Расчет армированных и неармированных грунтовых оснований проводился численно и аналитически. Был протестирован ряд условий путем изменения количества ( N ) и ширины ( b ) слоев георешетки.Результаты показали, что георешетка может улучшить несущую способность основания и уменьшить осадку. Почва на участке Аль-Рашидиа была песчаной и показала лучшее улучшение, чем почвы на двух других участках (глинистые почвы). Оптимальная ширина георешетки ( b ) в пять раз превышала ширину основания ( B ), в то время как оптимальное число георешетки ( N ) получено не было. Наконец, численные результаты предельной несущей способности были сопоставлены с аналитическими результатами, и сравнение показало хорошее соответствие между результатами анализа и оптимальным диапазоном, опубликованным в литературе.Значительные результаты показывают, что усиление георешетки может способствовать улучшению грунтового основания, однако напрямую не зависит от ширины и количества только георешетки. Различные свойства почвы и размер основания также влияют на значения BCR и SRR, подтвержденные расчетами коэффициента улучшения. Таким образом, полученные результаты дополнили выгоду от эффективного применения укрепленных грунтовых оснований.

Образец цитирования: Хасан Н.И., Мохд Тайб А., Мухаммад Н.С., Мат Язид М.Р., Муталиб А.А., Абанг Хасболлах Д.З. (2020) Эффективность ленточного фундамента с армированием георешеткой для различных типов почв в Мосуле, Ирак.PLoS ONE 15 (12):
e0243293.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0243293

Редактор: Цзяньго Ван, Китайский горно-технологический университет, КИТАЙ

Поступила: 17 июня 2020 г .; Одобрена: 19 ноября 2020 г .; Опубликовано: 17 декабря 2020 г.

Авторские права: © 2020 Hasan et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе.

Финансирование: Инициалы автора: AMT Номер гранта: GGPM-2018-039 Спонсор: Universiti Kebangsaan Malaysia URL: https://www.ukm.my/portal/ Роль спонсора: Оплата сборов за публикацию и предоставление оборудования для проекта.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Методы улучшения грунта с помощью геосинтетических материалов были широко разработаны за последние несколько десятилетий, особенно в области строительства дорожных покрытий и фундаментов.Хотя было проведено множество экспериментальных исследований для определения эффекта геосинтетического армирования, анализ отличается в отношении свойств геотекстиля, таких как форма и размеры, расстояние и толщина [1–13]. Кроме того, в исследованиях также анализируется влияние различных типов грунтов и конструкций основания. Что касается поведения грунта с классификацией песчаных грунтов, многочисленные аналитические исследования внесли свой вклад в изучение взаимодействия грунта и конструкции, проведенного несколькими исследователями в отношении несущей способности оснований из грунта, армированного георешеткой [13–17].Кроме того, бесчисленные численные модели, позволяющие сэкономить время и средства, были выполнены для исследования несущей способности и осадки армированного грунта [9, 18–29]. Концепция армированного грунта как строительного материала, основанная на существовании взаимодействий между грунтом и арматурой за счет прочности на разрыв, фрикционных и адгезионных свойств арматуры, была впервые представлена ​​французским архитектором и инженером Анри Видалем в 1960-х годах [29]. С тех пор этот метод широко используется в инженерно-геологической практике.Геосинтетика, которая используется в армированных грунтах, бывает многих типов, включая геосетки, геотекстиль, геомембраны, геосинтетические глиняные облицовки, геосетки и геоячейки [30]. Георешетка — один из строгальных геосинтетических материалов, обычно изготавливаемых из полимеров; В настоящее время различные разновидности геосеток изготавливаются из полипропилена или полипропилена высокой плотности (HDPP), что способствует эффективному использованию различных геотекстильных материалов.

Фундамент с системой армирования грунтом называется фундаментом с грунтовым покрытием (РПГ).На рис. 1 показан типичный геосинтетический армированный грунт фундамент и описание различных геометрических параметров. Параметры армирования георешетки включают расстояние между верхними слоями ( и ), расстояние по вертикали ( с или х ), количество слоев армирования ( N ), общую глубину армирования ( d ) и ширину арматуры ( б ). Как указано в литературе, оптимальное значение для параметров ( u / B ) и ( h / B ) равно 0.33 (где B — ширина опоры). Во многих исследованиях были выбраны разные размеры основания и георешетки, но все результаты указывают на различное поведение в зависимости от классификации почвы. Можно понять, что разные географические районы имеют разные типы почвы и условия, поэтому правильная конструкция используемой георешетки важна для улучшения грунтовых оснований. Более того, усиленные грунтовые основания могут быть экономичной альтернативой обычным мелким фундаментам с большими размерами фундамента, которые, в свою очередь, увеличивают осадку фундамента из-за увеличения глубины зоны влияния под фундаментом или замены слабых слоев грунта на качественные материалы [31] .

В течение последних тридцати лет было проведено множество экспериментальных, численных и аналитических исследований для изучения поведения RSF для различных типов почв. Все исследования показали, что использование арматуры может значительно увеличить несущую способность и уменьшить осадку грунтовых оснований [33]. Чен и Абу-Фарсах и др. . В работе [34] использовались две концепции для оценки преимуществ фундамента с усиленным грунтом, например, коэффициент несущей способности (BCR) и коэффициент уменьшения осадки (SRR).BCR определяется как отношение несущей способности фундамента из армированного грунта к несущей способности фундамента из неармированного грунта, тогда как SRR определяется как отношение уменьшения осадки основания на основе армирования к осадке основания из неармированного грунта при постоянном поверхностном давлении [ 35]. BCR представлен как:
(1)

Где:

( q ult ) r — предельная несущая способность фундамента с усиленным грунтом.

( q ult ) u — предельная несущая способность неармированного грунтового основания.

И SRR определяется как:
(2)

Где:

s R — осадка из армированного грунтового основания.

с 0 — осадка неармированного грунтового основания.

Многие из этих исследовательских усилий были направлены на изучение параметров и переменных, которые будут влиять на значения BCR и SRR.Другие исследования также были сосредоточены на улучшении осадки основания, других геотехнических конструкций и методов расчета, таких как Abbas и др. . [36], Росииди и др. . [37], Хаджезаде и др. . [38], Joh и др. . [39], Чик и др. . [40], Ли и др. . [41], Азриф и др. . [42] и Zhanfang и др. . [43] работают. Гвидо и др. . [1] провели экспериментальное исследование земляных плит, армированных геотекстилем.Их модельные испытания проводились с использованием квадратного фундамента на песке. Они показали, что BCR уменьшалась с увеличением ед. / B ; улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 0B для u / B , h / B и b / B отношения 0,5, 0,25 и 3. Незначительное улучшение BCR наблюдалось при увеличении отношения длин ( b / B ) арматуры сверх трех с двумя армирующими слоями и соотношениями u / B и h / B равными 0.25 и 0,25 соответственно. Кроме того, Ли и др. . [44] провели испытание лабораторной модели, используя жесткую ленточную основу, опирающуюся на плотный песок, покрывающий мягкую глину, со слоем геотекстиля на границе раздела. Они обнаружили, что армирующий слой на границе раздела песок-глина привел к дополнительному увеличению несущей способности и уменьшению осадки основания; Эффективная ширина арматуры, которая привела к оптимальным характеристикам основания, оказалась примерно в пять-шесть раз больше ширины основания.

Кроме того, исследование методом конечных элементов, проведенное Курианом и др. . [45] на ленточном основании, поддерживаемом армированным песком, с использованием модели грунта Дункана-Чанга показали явное уменьшение осадки в армированном песке при более высоких нагрузках, чем в случае неармированного песка. Численные результаты также показали, что небольшое увеличение осадки произошло в армированном песке на начальной стадии процесса нагружения. Возможное объяснение этого явления дано Курианом и др. .[45] было то, что нормальная нагрузка была слишком мала, чтобы мобилизовать достаточное трение между грунтом и арматурой. Относительное движение между грунтом и арматурой увеличивалось с увеличением нагрузки и уменьшалось с увеличением глубины армирования. Максимальное напряжение сдвига на границе раздела грунт-арматура произошло на относительном расстоянии ( x / B ) примерно 0,5 от центра основания, а напряжение, развиваемое в арматуре, было максимальным в центре и постепенно уменьшалось к концу. арматуры.С другой стороны, Махарадж [19] выполнил численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом армированной глиной, с использованием модели грунта Друкера – Прагера. Он пришел к выводу, что в случае однослойной арматуры оптимальное соотношение расстояния между верхним слоем ( u / B ) оказалось около 0,125 в армированной глине. Он также обнаружил, что эффективное отношение длины ( b / B ) арматуры было около 2,0, глубина влияния зависела от жесткости арматуры, а увеличение геосинтетической жесткости уменьшило оседание основания.

Хотя многие исследования показали много интересных особенностей механизма взаимодействия грунт-геосинтетика, методы, используемые для проектирования геосинтетических грунтовых систем, все еще различаются и в большинстве случаев озадачивают инженеров. В основном использовался расчет системы армированного грунта с использованием методов предельного равновесия, который считался очень консервативным [46–48]. В последнее время внедрение метода конечных элементов для моделирования и анализа системы армированного грунта обеспечило соответствующие проектные характеристики, низкую стоимость и скорость, с использованием различных систем армирования грунта и граничных условий [49].Однако необходимость численного и аналитического исследования, учитывающего основные факторы механизма взаимодействия армированного грунтового основания, остается актуальной. В этой статье анализ несущей способности и осадки армированного георешеткой и неармированного грунтового основания трех участков (т.е. Аль-Хамедат, Аль-Рашидия и Башика) в Мосуле, Ирак, проводится численно с помощью программы конечных элементов Plaxis. и сравнивается с аналитической несущей способностью, рассчитанной теоретически с использованием метода, разработанного Ченом и Абу-Фарсахом [17].Производные и аналитические методы основаны на анализе предельного равновесия и рассчитывают только предельную несущую способность для данного осадки. Поскольку с помощью этих методов невозможно получить осадки, поэтому осадки, полученные в результате численного анализа, были использованы в теоретическом методе.

Механизм армирования георешеткой

Во многих случаях при строительстве неглубокие фундаменты возводятся поверх существующего слабого грунта, что приводит к низкой несущей способности и чрезмерным проблемам осадки.Недостатки могут вызвать структурное повреждение, снижение срока службы и ухудшение уровня производительности [50]. В этих условиях методы улучшения почвы использовались в течение длительного времени для решения проблемы, связанной с этими типами почв. Несколько исследователей разработали различные методы улучшения почвы для повышения прочности почвы с помощью различных методов стабилизации. Для решения вышеупомянутых проблем с почвой было разработано несколько типов методов улучшения почвы, включая цементацию, вертикальные дренажи, замену почвы, укладку свай и геосинтетическое армирование [51–54].Полимерная природа геосинтетического материала делает геосинтетические изделия долговечными в различных условиях грунта и окружающей среды. Общие применения геосинтетики в области инженерно-геологической инженерии включают повышение прочности и жесткости подземного грунта, подчеркнутого на неглубоких фундаментах и ​​тротуарах, обеспечение устойчивости грунтовых подпорных конструкций и откосов, обеспечивая безопасность плотин, как обсуждалось в Han и др. . [55] и Ван и др. . [56] работают. Георешетка используется для улучшения механических характеристик подземного грунта при внешних нагрузках.Таким образом, он широко применяется в качестве армирующих слоев в стенах из механически стабилизированного грунта (MSE) и геосинтетического армированного грунта (GRS), в качестве меры стабилизации откосов и в качестве армирования подземного грунта под тротуарами и основаниями. Высокая растягивающая способность геосеток позволяет слоям армирования принимать на себя значительную часть растягивающих напряжений, возникающих в массиве грунта из-за действия внешней нагрузки. Таким образом, георешетки действуют как армирующие элементы и усиливают нагрузочно-деформационные характеристики армированного грунтового массива.

В ходе некоторых экспериментальных исследований Бинке и Ли [14] оценили несущую способность грунта, армированного металлическими полосами; Результаты испытаний показали, что несущая способность может быть улучшена в 2–4 раза за счет усиления грунта. Результаты их испытаний также показали, что арматура, размещенная ниже глубины воздействия, которая составляла приблизительно 2B , оказала незначительное влияние на увеличение несущей способности и размещение первого слоя на ( u / B = 0.3) ниже подошвы фундамента привело к максимальному улучшению. Акинмусуру и Акинболаде [57] исследовали влияние использования канатных волокон в качестве армирующих элементов на песчаную почву; их результаты показали, что предельная несущая способность может быть увеличена до трех раз по сравнению с неармированным грунтом; Оптимальное расстояние между верхними слоями ( и ) было определено как 0 . 5B , и они показали, что улучшение несущей способности было незначительным, когда количество армирующих слоев было увеличено до трех, что соответствовало глубине воздействия 1 . 75Б . Сакти и Дас [2] провели экспериментальное исследование фундамента из глинистого грунта, армированного геотекстилем. Результаты их испытаний показали, что большинство преимуществ геотекстильной арматуры было получено при соотношении расстояния между верхним слоем ( u / B ) от 0,35 до 0,4. Для u / B 0,33 и h / B 0,33, BCR увеличился с 1,1 до 1,5, когда количество слоев увеличилось с 1 до 3, и после этого оставался практически постоянным. Затем была определена глубина воздействия при укладке геотекстиля, равная 1.0 Б . Наиболее эффективная длина геотекстиля равнялась четырехкратной ширине ленточного фундамента

.

Чжоу и Вэнь [58] провели экспериментальное исследование, чтобы изучить эффект использования однослойной песчаной подушки, армированной геоячейками, на мягкой почве. Результаты показали, что произошло существенное уменьшение осадки нижележащего мягкого грунта, а коэффициент реакции земляного полотна K30 был улучшен на 3000%; деформация уменьшилась на 44%.Более того, Рафтари и др. . [24] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом усиленным откосом, с использованием модели грунта Мора – Кулона. Результаты испытаний показали, что осадка фундамента на неармированном склоне более сильная, чем на усиленном. Так как осадка в армированной ситуации с тремя слоями арматуры уменьшилась примерно на 50%. Они сообщили, что для достижения наименьшей осадки оптимальное вертикальное расстояние между георешетками ( х ) должно быть эквивалентно ширине фундамента ( B ).Хинг и др. . [5] провели серию модельных испытаний ленточных фундаментов, поддерживаемых песком, армированным георешеткой. Результаты испытаний показали, что размещение георешетки на глубине ( d / B ) более 2,25 не привело к улучшению несущей способности ленточного основания. Для достижения максимальной выгоды минимальное соотношение длины ( b / B ) георешетки должно быть равно 6. BCR, рассчитанный при ограниченном коэффициенте осадки ( s / B ), равном 0,25, 0,5 и 0.75 составляло примерно 67–70% от окончательной BCR.

Адамс и Коллин [11] выполнили несколько серий крупномасштабных полевых испытаний. Испытания проводились в бетонном боксе с четырьмя квадратными опорами различных размеров. Для испытаний был выбран мелкодисперсный песок для бетонного раствора с плохой сортировкой. Результаты испытаний показали, что три слоя армирования георешеткой могут значительно увеличить несущую способность и что коэффициент предельной несущей способности (BCR) может быть увеличен до более чем 2.6 для трех слоев армирования. Однако величина осадки, необходимая для этого улучшения, составляла примерно 20 мм ( s / B = 5%) и могла быть неприемлемой для некоторых применений фундамента. Результаты также показали, что положительные эффекты армирования при низком коэффициенте осадки ( s / B ) могут быть максимально достигнуты, когда расстояние между верхними слоями меньше 0,25 B . В качестве альтернативы, Араб и др. . [27] провели численный анализ на ленточном основании, поддерживаемом песчаным грунтом, с использованием модели затвердевающего грунта.Они сообщили, что для геометрических параметров u / B = h / B = 0,5 и b / B = 4, эффект увеличения количества слоев георешетки ( N ) на несущую способность армированных георешеткой грунтов увеличили несущую способность и немного увеличили общую жесткость армированного песка. Увеличение жесткости георешетки также привело к увеличению BCR. Несмотря на то, что исследования грунтового основания, армированного георешеткой, проводились широко, поведение грунта не отражено полностью, особенно с учетом оптимизированного применения георешетки.Численное моделирование в этом исследовании способствует более глубокому пониманию грунтового основания за счет определения арматуры в моделях грунта.

Численное моделирование

Численное моделирование поведения армированного и неармированного грунтового основания проводилось с использованием программного обеспечения Plaxis. Plaxis — это программа конечных элементов, специально разработанная для анализа деформации и устойчивости в инженерно-геологических задачах [59]. В этом исследовании процесс тестирования включает в себя полное моделирование грунта, усиления георешетки, установки фундамента и приложения нагрузки, как показано на рисунке 1.Реальные сценарии можно смоделировать с помощью модели плоской деформации, которая используется в текущей задаче. Модель плоской деформации подходит для реализации с относительно однородным поперечным сечением, схемой нагружения и большой протяженностью модели в направлении, перпендикулярном плоскости модели, где нормальные напряжения полностью учитываются, но смещения и деформации принимаются равными нулю. .

Анализ модели

В Plaxis доступны различные модели почв. С помощью моделирования методом конечных элементов в данной работе была рассмотрена упруго-идеально пластичная модель грунта Мора – Кулона.Конститутивная модель Мора-Кулона широко используется в большинстве инженерно-геологических задач, поскольку исследователи показали, что комбинации напряжений, приводящие к разрушению в образцах грунта при трехосных испытаниях, соответствуют контуру разрушения по критерию Мора-Кулона (шестиугольная форма) Гольдшейдера [60]. При использовании конститутивной модели Мора-Кулона в качестве входных данных требуются пять параметров [61]. Эти пять параметров могут быть получены путем анализа основных испытаний грунта, и они состоят из двух параметров жесткости: эффективного модуля Юнга ( E ′) и эффективного коэффициента Пуассона ( v ′) и трех параметров прочности: эффективного сцепления ( c ). ′), Эффективный угол трения ( φ ′) и угол расширения ( ψ ).В 2D-пространстве огибающая разрушения символизирует прямую или слегка изогнутую линию, касающуюся круга Мора или точек напряжения. В диапазонах напряжений в пределах области текучести почвенный материал эластичен. По мере развития критического сочетания напряжения сдвига и эффективного нормального напряжения точка напряжения будет совпадать с зоной разрушения, и предполагается идеально пластичное поведение материала с непрерывным сдвигом при постоянном напряжении. После достижения идеально пластичного состояния материал никогда не сможет вернуться к полностью эластичному поведению без каких-либо необратимых деформаций.Ленточный фундамент моделируется как жесткая плита и в анализах считается очень жестким и грубым.

Детали армированных георешеткой грунтов, рассмотренных в модельных испытаниях, показаны в Таблице 1. В Plaxis армирование георешетки представлено с помощью специальных элементов растяжения (пятиузловых элементов георешетки). Георешетки имеют только нормальную жесткость и не имеют жесткости на изгиб, которая может выдерживать только растягивающие усилия. Единственное свойство материала георешетки — упругая осевая жесткость EA .Чтобы смоделировать взаимодействие элементов георешетки с окружающей почвой, часто бывает удобно комбинировать эти элементы георешетки с интерфейсами. Назначенные интерфейсы почва-георешетка показаны на рис. 2. Каждому интерфейсу присвоена виртуальная толщина, которая является воображаемым размером, используемым для определения свойств материала границы раздела. Модель упруго-идеально пластическая используется для описания поведения границ раздела при моделировании взаимодействия грунт-георешетка. Кулоновский критерий используется для различения упругого поведения, при котором небольшие смещения могут происходить внутри границы раздела, и пластического поведения границы раздела, когда происходит постоянное скольжение.Параметры границы раздела рассчитываются из параметров окружающего грунта с использованием коэффициента взаимодействия R между , определяемого как отношение прочности на сдвиг границы раздела к прочности почвы на сдвиг [59]. В этом исследовании используются 15-узловые элементы грунта, а прочность границы раздела установлена ​​вручную. Для реального взаимодействия грунт-конструкция граница раздела слабее и гибче, чем связанный грунт, а это означает, что значение R между должно быть меньше 1.Следовательно, R между предполагается равным 0,9 в настоящем исследовании.

После того, как геометрическая модель полностью определена и свойства материала назначены слоям грунта и структурным объектам, сетка применяется для расчетов методом конечных элементов (КЭ). Plaxis включает в себя процедуру полностью автоматического создания сетки, в которой геометрия дискретизируется на элементы типа базового элемента и совместимые структурные элементы, как показано на рис. 3. Основным типом элемента в сетке, использованной в настоящем исследовании, является треугольный элемент со средним размером 0.5–2 м, что обеспечивает точный расчет напряжений и разрушающих нагрузок. Plaxis предлагает пять различных плотностей ячеек, от очень крупной до очень мелкой. Предварительные расчеты проводились с использованием пяти доступных уровней глобальной грубости сетки, чтобы получить наиболее подходящую плотность сетки и минимизировать влияние зависимости сетки на моделирование методом конечных элементов. В ходе анализа количество треугольных элементов и точек напряжения в модели для каждого участка было изменено в зависимости от плотности сетки и расположения арматуры.В таблице 2 показано изменение количества элементов и точек напряжений в зависимости от плотности сетки моделей трех участков для случая пяти слоев георешетки. Как видно на рис. 4, размер сетки оказывает минимальное влияние на результаты после примерно 240 элементов для участка Башика и 400 элементов для участков как Аль-Хамедат, так и Аль-Рашидиа. Для Ba’shiqa это соответствует крупной сетке с уточнением вокруг элементов георешетки и фундамента модели, где ожидаются большие концентрации напряжений, и средней сетке с уточнением как для Аль-Хамедат, так и для Аль-Рашидиа.

Смоделированные граничные условия предполагались такими, что вертикальные границы были свободными по вертикали и ограничены по горизонтали, в то время как нижняя горизонтальная граница была полностью фиксированной, как показано на рис. 5. Рассматриваемые вертикальные границы сетки находились на расстоянии 10 м от центра сетки. фундамент с каждой стороны, в то время как нижняя горизонтальная граница была на 20 м ниже основания фундамента, так что эти границы не влияют на напряжения и деформации, возникающие в массиве грунта.В исследовании использовалась точечная нагрузка. Конструкция была смоделирована с возрастающей величиной нагрузки до тех пор, пока почва не достигла невозможности изучить осадку под влиянием приложенной нагрузки. После создания геометрической модели и создания сетки конечных элементов необходимо указать начальное напряженное состояние. Начальные условия состоят из двух различных режимов: один режим для создания начального давления воды, а другой режим для задания начальной геометрической конфигурации и создания начального эффективного поля напряжений.Поскольку слои почвы для Аль-Хамедат и Башика сухие, а уровень грунтовых вод на участке Аль-Рашидиа достаточно глубок, чтобы не влиять на поведение фундамента, состояние грунтовых вод было принято как незначительное. Начальные напряжения в грунте генерируются с использованием формулы Джаки, выраженной уравнением 3 (в программном обеспечении Plaxis процедура создания начальных напряжений грунта часто известна как процедура K 0 ).
(3)
где K 0 — коэффициент бокового давления грунта, а φ — угол внутреннего трения грунта.

Plaxis позволяет выполнять различные типы расчетов методом конечных элементов, такие как расчет пластичности, анализ консолидации, анализ уменьшения Phi-c и динамический расчет. Для текущего исследования был выбран пластический расчет. Для проведения анализа упругопластической деформации следует выбрать пластический расчет. Этот тип расчета подходит для большинства практических геотехнических приложений. В инженерной практике проект делится на фазы проекта. Точно так же процесс расчета в Plaxis также разделен на этапы расчета.В данном исследовании рассматриваются два этапа расчета. Первый — это начальная фаза, которая представляет начальную ситуацию проблемы. Второй этап включает в себя усиление георешетки и приложение нагрузки на внешние линии.

При расчете методом конечных элементов анализ становится нелинейным, если задействован расчет пластичности, что означает, что каждый этап расчета необходимо решать в этапах расчета (этапах нагрузки). Размер шага и алгоритм решения важны для нелинейного решения.Если шаг вычисления подходящего размера, то количество итераций, необходимых для достижения равновесия, будет небольшим, примерно 5–10, а если шаг большой, то количество требуемых итераций будет чрезмерным, и решение может отличаться. Итерационные параметры в программном обеспечении: желаемый минимум и максимум в первую очередь предназначены для определения того, когда расчет должен включать большие или меньшие шаги. Если расчет может решить шаг нагрузки (следовательно, сходиться) за меньшее количество итераций, чем желаемый минимум, который по умолчанию равен 4, он начинает использовать шаг нагрузки, который в два раза больше.Если, однако, для вычисления требуется больше итераций, чем желаемый максимум, который по умолчанию равен 10 для схождения, вычисление решит выбрать шаг вычисления только половинного размера. Для пластического анализа изменение желаемого минимума или желаемого максимума не влияет на результаты. Пока расчет сходится на каждом шаге, неважно, использует ли расчет много маленьких шагов с несколькими итерациями или ограниченное количество больших шагов с большим количеством итераций на шаг.

Существует несколько процедур для решения задач нелинейной пластичности. Все процедуры основаны на автоматическом выборе размера шага в зависимости от применяемого алгоритма. Предельный уровень продвижения нагрузки — одна из таких процедур, которая используется в текущем анализе. Процедура автоматического определения размера шага используется в основном для этапов расчета, на которых необходимо достичь определенного предельного уровня нагрузки. Процедура завершает расчет при достижении заданного уровня нагрузки или при обнаружении разрушения грунта.Количество дополнительных шагов установлено на 1000, чтобы процесс расчета продолжался до конца до того, как будет достигнуто количество дополнительных шагов. В этой процедуре итерационные параметры установлены на стандартные и показали хорошую производительность при сходимости вычислений. В стандартных настройках допустимая ошибка, которая представляет собой отклонение от точного решения, была установлена ​​на 0,03, коэффициент чрезмерной релаксации, который отвечает за уменьшение количества итераций, необходимых для сходимости, был установлен на 1,2, максимальное количество итераций было установлено на 50, желаемая минимальная и максимальная итерация была установлена ​​на 4 и 10 соответственно, и, наконец, было активировано управление длиной дуги, что важно для сходимости вычислений и точного определения нагрузки при отказе, иначе расчет будет повторяться и нагрузка при отказе будет переоценен.Поэтапное строительство было выбрано в качестве варианта ввода нагрузки, где можно определить значение и конфигурацию нагрузки, а также состояние отказа, которое должно быть достигнуто. Поскольку поэтапное строительство выполняется с использованием процедуры предельного уровня увеличения нагрузки, оно контролируется общим множителем (∑Mstage). Этот множитель обычно начинается с нуля и достигает конечного уровня 1,0 в конце фазы расчета. Временной интервал фазы расчета считается нулевым, поскольку анализ модели является пластическим и не включает консолидацию или использование модели ползучести мягкого грунта.

Свойства материала

Почвы были собраны с трех разных участков в Мосуле, Ирак: Аль-Хамедат, Башика и Аль-Рашидия. Мосул расположен в северной части Ирака. Район отличается обширными равнинами и антиклиналями. Возле реки Тигр расположены три уровня накопленных террас аллювиальных почв. Большая часть почвы в этом районе умеренно экспансивного типа. Плоские участки между антиклиналями покрыты слоистыми наносами стока, которые включают глину, песок, ил, а иногда и покрыты рассыпным гравием.В таблице 3 показаны механические и физические свойства почвы, а в таблице S1 показаны пределы Аттерберга и размер зерна для каждого задействованного участка. В данном исследовании использовался бетонный ленточный фундамент шириной B = 600 мм. Свойства основания показаны в Таблице 4. Двухосные георешетки (Tensar BX1500), показанные на Рис. 5, использовались для укрепления почвы на всех трех участках. Различные свойства армирования георешеткой, использованные при моделировании методом конечных элементов данного исследования, показаны в Таблице 5.

Результаты и обсуждения

Результаты, полученные от Plaxis для определения предельной несущей способности и осадки основания, представляли собой кривые осадки под нагрузкой армированного и неармированного грунта на трех упомянутых площадках, в то время как результаты аналитического анализа Уравнение Мейерхоф [63] и метод, полученный Ченом и Абу-Фарсахом [17], были значениями BCR для этих грунтов с усилением георешеткой.

Грунты неармированные

Три моделирования методом конечных элементов были проведены с использованием программного обеспечения Plaxis для оценки предельной несущей способности неармированного грунта для каждого участка. На рис. 6 показана деформированная сетка (увеличенная до 15 раз) грунта под действием разрушающей нагрузки. На рис. 6 можно увидеть небольшой пучок грунта по краям основания и осадку 57,43 мм, что указывает на разрушение грунта при сдвиге. На рис. 7 и 8 показаны разработанные вертикальное напряжение и вертикальное смещение неармированного грунта, соответственно, при приложении разрушающей нагрузки.На рис. 7 и 8 показан пузырь вертикального напряжения и приращения вертикального смещения, соответственно, в пределах профиля почвы из-за приложения нагрузки полосы [64]. Однако вертикальное напряжение и вертикальное смещение уменьшались с увеличением глубины, как показано на этих рисунках значениями штриховки контуров. Соответствующие напряжения и смещения в горизонтальном направлении представлены на рисунках 9 и 10 соответственно. Максимальные горизонтальные напряжения на рис. 9 были сосредоточены непосредственно под основанием на глубине B и по горизонтали шириной B ; кроме того, по штриховке горизонтальных напряжений было ясно, что грунт разрушился под действием местного сдвига.

Максимальная часть горизонтального смещения, представленная на Рис. 10, приходилась на поверхность почвы, и это было причиной вспучивания почвы на краях подошвы. Однако эти горизонтальные напряжения и смещения значительно повлияли на поведение георешетки, как будет обсуждаться позже в разделе с усиленным грунтом. Напряжения сдвига и деформации, связанные с разрушением, показаны на рисунках 11 и 12 соответственно. Обратите внимание, что максимальные касательные напряжения и деформации или зона сильного сдвига были расположены под краями основания и почти распространялись на глубине 2 B по горизонтали на расстоянии B от краев основания и значительно уменьшались на нижние глубины.Тем не менее, местное разрушение при сдвиге было почти очевидно из затенения касательных напряжений, показанных на рис. 11. На рис. 13 представлены точки пластичности или точки пластичности разрушения, образовавшиеся в массиве грунта под действием разрушающей нагрузки. Пластическая точка — это точка, соответствующая необратимому напряжению и деформации, которая расположена на огибающей Мора-Кулона (огибающая является функцией угла внутреннего трения сцепления грунта).

На рис. 13 также показаны точки растяжения (точки с черным цветом) на поверхности почвы, которые соответствуют трещинам от растяжения (участки напряжений от растяжения).Однако эти точки натяжения указывали на то, что грунт разрушился под действием растяжения, а не сдвига. Теоретическая предельная несущая способность неармированного грунта была получена с помощью уравнений (4) — (9). Параметры прочности на сдвиг (c и φ ) и удельный вес ( γ ), используемые в следующих уравнениях, показаны в таблице 3.

Сайт Аль-Хамедат:

Сайт Башики:

Сайт в Аль-Рашидиа:

Результаты неармированного грунтового основания, полученные путем численного анализа, и теоретическая предельная несущая способность, полученная Мейерхофом [63], показаны в Таблице 6.Здесь можно увидеть, что числовые значения несущей способности были больше, чем теоретические значения. Высокое значение несущей способности может быть связано с тем, что уравнения несущей способности обычно недооценивают (более консервативно) предельную несущую способность грунта [64]. Кривые зависимости давления от осадки из численного анализа неармированных грунтовых оснований трех площадок показаны на рис. 14–16. Кроме того, эти цифры показывают метод, используемый для определения предельной несущей способности по кривым нагрузки – осадки; он представляет собой консервативное и наиболее реальное состояние отказа.Этот метод представляет собой метод касательных пересечений, разработанный Траутманном и Кулхави [65].

Из рисунков 14–16 можно заметить, что грунт Аль-Хамедат показывает более высокую несущую способность ( q u = 640 кПа ), чем два других участка, где грунт Ba’shiqah показывает промежуточную несущую способность. ( q u = 365 кПа ), а почва Аль-Рашидия представляет собой самое низкое ( q u = 67 кПа ) среди почв.Это различие может быть связано с характеристиками и свойствами почвы, указанными в Таблице 3 и Таблице S1. Считается, что почва на участке Аль-Хамедат представляет собой твердую глину с высокой степенью сцепления ( c = 40 кПа ), Аль-Рашидиа представляет собой песчаный грунт с высоким углом трения ( φ = 28 °) с нулевым сцеплением ( c = 0 кПа), в то время как почва участка Башика классифицируется как глинистая от низкой до средней с относительно низким сцеплением ( c = 15 кПа ) по сравнению с почвой Аль-Хамедат.

Армированные грунты

Девяносто расчетов методом конечных элементов было проведено на армированном грунтовом основании, чтобы изучить влияние усиления георешетки на предельную несущую способность и осадку ленточного основания, расположенного на трех упомянутых участках. Деформированная сетка (увеличенная до 10 раз) армированного георешеткой грунта показана на рис. 17. Кроме того, осадка была уменьшена до 44,68 мм за счет включения арматуры георешетки, где уменьшение осадки было отнесено за счет подъемных сил. создается арматурой георешетки во время деформации и мобилизации осевых растягивающих сил слоев арматуры.Кроме того, просачивание грунта на краях основания уже исчезло, что означало, что грунт не разрушился при сдвиге, как упоминалось ранее в неупрочненном грунте. На рис. 18 показаны горизонтальные напряжения, возникающие в массиве укрепленного грунта. Видно, что горизонтальные напряжения были немного увеличены до значения 228,96 кН / м 2 из-за передачи части вертикальной нагрузки на горизонтальную нагрузку, которую несет арматура и, в свою очередь, на окружающий грунт. Кроме того, горизонтальные напряжения были распределены по слоям арматуры шириной 5 B , что указывало на сцепление и взаимодействие слоев почвы и георешетки; в результате силы растяжения внутри арматуры были мобилизованы, как показано на рис.19.

На рис. 20 показано распределение горизонтальных смещений в армированном грунте. Понятно, что смещение уменьшено до 8,68 мм из-за ограничения слоев арматуры, стрелки почти одинаково распределены по слоям арматуры и небольшие значения смещения, вызванные на поверхности почвы по сравнению с неармированным состоянием, когда большая часть горизонтального смещения произошла на верхняя часть почвы, вызывающая вспучивание почвы. Следовательно, разрушение грунта при сдвиге предотвращается путем передачи приложенной вертикальной нагрузки к силам растяжения в арматуре георешетки за счет поверхностного трения и опоры между грунтом и арматурой.На рисунках 21 и 22 показаны напряжения сдвига и деформации армированного грунта и их распределение вдоль арматуры георешетки, соответственно. Замечено, что области концентрации касательных напряжений и деформаций под фундаментом уменьшаются за счет распределения напряжений и деформаций вдоль и через слои арматуры, что приводит к изменению плоскости разрушения и предотвращает разрушение в армированной зоне. Пластические точки в усиленной зоне изображены на рис. 23.Показано, что точки пластичности сильно концентрируются вдоль армированной зоны, что указывает на экстремальные напряжения, возникающие на границе раздела между почвой и георешеткой. Следовательно, это оправдывает взаимодействие между грунтом и георешеткой и изменение механизма разрушения.

Влияние ширины георешетки

(b) и количества слоев георешетки (N) на предельную несущую способность

На рис. 24–26 показано изменение BCR с шестью различными значениями ширины георешетки. (b) для от 1 до 5 слоев георешетки ( N ) для трех участков Аль-Хамедат, Аль-Рашидия и Башика, соответственно.Из рисунков 24–26 видно, что увеличенная ширина георешетки (b) и номер георешетки (N) приводит к увеличению BCR для всех трех участков. Кроме того, грунт на Аль-Рашидиа способствует более высокому повышению предельной несущей способности, чем на двух других участках. Улучшение может быть связано с различием свойств почвы и размера зерна, как показано в Таблице 3 и Таблице S1. Почва Аль-Рашидиа песчаная и имеет угол трения ( φ = 28 °) больше, чем на двух других участках, в которых силы пассивного трения и трения между почвой и георешеткой будут выше, чем на двух глинистых участках [8].Что касается участков Аль-Хамедат и Башика с глинистыми почвами, то почва участка Башика с глинистостью от низкой до средней лучше улучшается, чем грунт участка Аль-Хамедат, который представляет собой твердую глину с точки зрения предельной несущей способности. Следовательно, используя армирование георешеткой со слабой глиной, почва может улучшиться до более жесткой глины. Однако максимальное улучшение предельной несущей способности может быть получено при b / B = 5 для любого номера георешетки на этих трех участках, поэтому оптимальная ширина георешетки (b) для трех участков составляет 5 B в то время как не было оптимального числа георешетки (N) , полученного как N = 5, все три почвы показывают хорошее улучшение несущей способности основания.

Влияние ширины георешетки

(б) и количества слоев георешетки (N) на осадку основания

Коэффициент уменьшения осадки (SRR%) в зависимости от ширины георешетки ( b ) с числом слоев георешетки от 1 до 5 ( N ) показан на рисунках 27–29 для почв Аль-Хамедат, Аль-Рашидия, и Ba’shiqa соответственно. Из этих рисунков видно, что увеличение ширины слоя георешетки (b) и номера георешетки ( N ) приводит к уменьшению осадки основания для трех участков.На рисунках 27–29 наблюдалось уменьшение осадки фундамента (SRR%), полученное на этих трех площадках в результате увеличения ширины арматуры георешетки (b) и количества слоев георешетки ( N ). Показано, что большее уменьшение осадки основания при увеличении ширины георешетки (b) достигается за счет грунта участка Башика для первых трех слоев георешетки ( N = от 1 до 3), за которым следует грунт Сайты Аль-Рашидиа и Аль-Хамедат соответственно.В то время как при N = 4 и 5 почва Аль-Рашидиа начала показывать более высокие улучшения, чем почва участка Башика, в отличие от почвы участка Аль-Хамедат, где улучшение было наименьшим.

Разница в SRR% может быть вызвана двумя причинами: хорошим углом трения грунта Башика ( φ = 25 °) и возникновением эффекта глубокой опоры [50] в почве участка Башика, который делает общее разрушение грунта сдвигом развито ниже армированной зоны.В этом случае натяжение всех слоев георешетки в усиленной зоне будет мобилизовано, поскольку основание выйдет из строя с точки зрения предельной несущей способности после пробивки слоев георешетки. Почва участка Аль-Рашидиа показывает второе более высокое улучшение и при N = 4 и 5, что указывает на более высокое улучшение грунтового поселения. Как указывалось ранее, грунт на участке Аль-Рашидиа песчаный и имеет самый высокий угол трения ( φ ) между двумя другими участками, в котором значение мобилизованного натяжения слоев георешетки в усиленной зоне будет выше, чем это два участка из-за попадания частиц песка в отверстия георешетки.Кроме того, может возникнуть более высокое сопротивление трению в зоне контакта между почвой и слоями георешетки. С другой стороны, грунт Аль-Хамедат имеет угол трения ( φ = 20 °) ниже, чем у двух других участков, что приводит к меньшему трению в зоне контакта грунта с георешеткой и меньшим пассивным силам на краях ребра георешетки. Таким образом, небольшое улучшение отражается на оседании фундамента, даже несмотря на то, что эффект глубокого залегания может происходить в пределах этой почвы.

Из рисунков 27–29 также можно увидеть, что почва Аль-Хамедат демонстрирует лучшее улучшение опоры основания, поскольку число георешетки ( N ) увеличивалось, чем приращение ширины георешетки ( b ), в то время как почва Башика была противоположной .Увеличение может быть связано с более высокой прочностью почвы на участке Аль-Хамедат ( c = 40 кПа ), чем с почвой Башика ( c = 15 кПа ), где на нее могут повлиять количество слоев георешетки ( N ) больше ширины георешетки ( b ). Оптимальная ширина георешетки ( b ) для трех участков при любом номере георешетки также составляет 5 B , в то время как не было получено оптимальное число георешетки ( N ), N = 5 все три почвы показали хорошее улучшение опоры основания.

Коэффициент улучшения (IF)

Коэффициент улучшения (IF) определяется как отношение несущей способности армированного грунта ( q усиленного ) к неармированному грунту ( q неармированного ) при определенных сек / B соотношения. Где s / B — отношение осадки основания к ширине основания. IF при различных соотношениях с / B был рассчитан для сравнения предельной несущей способности грунтов с различным номером георешетки ( N ) на разных уровнях осадки.Вариация IF с соотношениями s / B трех сайтов показаны на рис. 30–32. Из этих цифр очевидно, что при увеличении осадки фундамента коэффициент улучшения (предельная несущая способность армированного грунта) увеличивается для любого номера георешетки, и это ожидается, поскольку слоям георешетки требуется осадка основания для мобилизации их сил растяжения, следовательно, повышение устойчивости к приложенным вертикальным нагрузкам. Также можно отметить влияние номера георешетки ( N ), увеличение количества слоев георешетки приводит к увеличению IF, таким образом, уменьшая начальную осадку, необходимую для мобилизации натяжения слоя георешетки и обеспечения устойчивости армированного грунта. сопротивление приложенным нагрузкам даже при очень высокой осадке без обрушения.

Более того, использование георешетки в почве на участке Аль-Хамедат демонстрирует меньший коэффициент улучшения и достигает очень большого поселения для улучшения несущей способности основания по сравнению с двумя другими участками. Это большое поселение связано с тем, что почва Аль-Хамедат представляет собой очень прочную глину ( c = 40 кПа) с низким углом трения ( φ = 20 °), чем на двух других участках, и, следовательно, требует высокой осадки для мобилизации напряжения в георешетке. слоев, почва Башика также глинистая ( c = 15 кПа) с углом трения ( φ = 25 °) лучше, чем грунт Аль-Хамедат, поэтому он показал лучшее улучшение предельной несущей способности и меньшее оседание для мобилизации напряжение в слоях георешетки, чем в почве Аль-Хамедат.В то время как почва Аль-Рашидиа показала самое высокое улучшение предельной несущей способности и самое низкое оседание при мобилизации напряжения в слоях георешетки, что связано с почвой Аль-Рашидии, это песок с более высоким углом трения ( φ = 28 °), кроме того, Георешетка лучше работает с песчаным грунтом из-за угла трения и сцепления частиц с отверстиями георешетки.

Сравнение численного и аналитического анализа

BCR численного анализа с использованием Plaxis и аналитического анализа с использованием метода, разработанного Ченом и Абу-Фарсахом [17] для армированных грунтов трех участков, сравниваются на рис. 33–35.Эти рисунки показывают изменение BCR численного и аналитического анализа с номером георешетки ( N ) для почв Аль-Хамедат, Аль-Рашидиа и Башика, соответственно.

Из рисунков 33-35 заметно, что аналитический анализ является почти линейным и показал небольшую разницу с численным анализом, что может быть связано с ограничениями в определении точной глубины продавливания в глинистых грунтах (Al-Hamedat & Ba’shiqa), что впоследствии приводит к низкому или высокому сопротивлению грунта приложенным нагрузкам.Кроме того, значения угла наклона арматуры георешетки (ξ и α) для глинистых участков (Аль-Хамедат и Башика) и песчаных участков (Аль-Рашидиа) под нагрузкой на фундамент могут быть выбраны не совсем так, как они есть в действительности. Однако общий аналитический анализ показал почти хорошие результаты, близкие к численному анализу.

Заключение

Что касается комплексного анализа методом конечных элементов и аналитического анализа, включение арматуры может улучшить несущую способность основания и уменьшить осадку.Несущая способность и уменьшение осадки армированного грунтового основания для трех участков увеличились с увеличением ширины слоев георешетки ( b ). Степень улучшения несущей способности и осадки фундамента для каждого участка была разной. Почва участка Аль-Хамедат показала меньшее улучшение, чем два других участка, в то время как почва участка Аль-Рашидиа показала более высокое улучшение. Оптимальная ширина георешетки для всех трех участков составила (5 B ).Увеличение количества слоев георешетки ( N ) привело к повышению несущей способности и уменьшению осадки армированного грунтового основания на всех трех площадках. По мере увеличения количества георешеток степень улучшения несущей способности и осадки фундамента для каждого участка была различной. Почва участка Аль-Хамедат показала меньшее улучшение, чем два других участка, в то время как почва участка Аль-Рашидиа показала более высокое улучшение. Оптимального числа георешеток не было, так как три участка показали хорошее улучшение даже при N = 5.Использование армирования георешеткой с песчаными почвами или слоями слабых глин привело к лучшему улучшению несущей способности и уменьшению осадки, чем более сильные слои, которые требуют более высокого оседания, чтобы показать свои улучшения; это было ненадежно, потому что фундамент мелкого заложения был почти рассчитан на определенный уровень поселения. BCR из аналитического анализа увеличивались по мере увеличения количества ( N ) и ширины ( b ) георешетки. Их прирост был почти линейным и показал приемлемые значения, которые близко соответствовали BCR из численного анализа.Это исследование убедительно доказывает, что усиление георешетки потенциально способствует улучшению грунтового основания, однако напрямую не зависит от ширины и количества только георешетки. Различные свойства почвы и размер основания также влияют на значения BCR и SRR. Общие выводы дополняют преимущество эффективного применения укрепленных грунтовых оснований.

Список литературы

  1. 1.
    Гвидо В. А., Чанг Д. К. и Суини М. А. Сравнение земляных плит, армированных георешеткой и геотекстилем.Канадский геотехнический журнал, 1986, 23 (4): 435–440.
  2. 2.
    Сакти Дж. П. и Дас Б. М. Модельные испытания ленточного фундамента на глине, армированной слоями геотекстиля. Совет по исследованиям в области транспорта, 1987 г. Получено с https://trid.trb.org/view/289088
  3. 3.
    Хуанг К. и Тацуока Ф. Несущая способность укрепленного горизонтального песчаного грунта. Геотекстиль и геомембраны, 1990, 9 (1): 51–82.
  4. 4.
    Мандал Дж. Н. и Сах Х. С. Испытания несущей способности глины, армированной георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 1992, 11 (3): 327–333.
  5. 5.
    Хинг К. Х., Дас Б. М., Пури В. К., Кук Э. Э., Йен С. С. Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 1993, 12 (4): 351–361.
  6. 6.
    Омар М. Т., Дас Б. М., Пури В. К. и Йен С. С. Максимальная несущая способность фундаментов мелкого заложения на песке с армированием георешеткой. Канадский геотехнический журнал, 1993, 30 (3): 545–549.
  7. 7.Шин Э., Пинкус Х., Дас Б., Пури В., Йен С. и Кук Э. Несущая способность ленточного фундамента на глине, армированной георешеткой. Журнал геотехнических испытаний, 1993, 16 (4): 534.
  8. 8.
    Дас Б. М. и Омар М. Т. Влияние ширины фундамента на модельные испытания на несущую способность песка с армированием георешеткой. Геотехническая и геологическая инженерия, 1994, 12 (2): 133–141.
  9. 9.
    Етимоглу Т., Ву Дж. Т. Х., Сагламер А. Несущая способность прямоугольных фундаментов на песке, армированном георешеткой.Журнал геотехнической инженерии, 1994, 120 (12): 2083–2099.
  10. 10.
    Дас Б. М., Шин Э. К. и Сингх Г. Ленточный фундамент на глине, усиленной георешеткой: предварительная процедура проектирования. Международное общество морских и полярных инженеров. Шестая Международная конференция по морской и полярной инженерии, 1996 г., 26–31 мая, Лос-Анджелес, Калифорния, США.
  11. 11.
    Адамс М. Т. и Коллин Дж. Г. Испытания под нагрузкой на большую модель распределительного фундамента на геосинтетических основаниях из армированного грунта.Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (1).
  12. 12.
    Зайни М. И., Каса А. и Наян К. А. Прочность на сдвиг границы раздела геосинтетической глиняной облицовки (GCL) и остаточного грунта. Международный журнал передовых наук, инженерии и информационных технологий, 2012. 2 (2): 156–158.
  13. 13.
    Xie L., Zhu Y., Li Y. и Su T. C. Экспериментальное исследование давления кровати вокруг геотекстильного матраса с наклонной пластиной. PLoS ONE, 2019, 14 (1): e0211312.pmid: 30682145
  14. 14.
    Бинке Дж. И Ли К. Л. Испытания несущей способности армированных земляных плит. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1975, 101 (Протокол ASCE # 11792).
  15. 15.
    Уэйн М. Х., Хан Дж. И Акинс К. Проектирование геосинтетических армированных фундаментов. геосинтетика в системах усиления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., Источник: https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113604
  16. 16.
    Михаловски Р.L. Предельные нагрузки на грунты с усиленным фундаментом. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 2004, 130 (4): 381–390.
  17. 17.
    Чен К. и Абу-Фарсах М. Анализ предельной несущей способности ленточных опор на фундаменте из армированного грунта. Почвы и фундаменты, 2015, 55 (1): 74–85.
  18. 18.
    Лав Дж. П., Берд Х. Дж., Миллиган Г. В. Э. и Хоулсби Г. Т. Аналитические и модельные исследования армирования слоя зернистой насыпи на мягком глиняном грунте.Канадский геотехнический журнал, 1987, 24 (4): 611–622.
  19. 19.
    Махарадж Д. К. Нелинейный конечно-элементный анализ опор полосы на армированной глине. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2003, 8.
  20. 20.
    Эль Савваф М. А. Поведение ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой, над мягким глиняным откосом. Геотекстиль и геомембраны, 2007, 25 (1): 50–60.
  21. 21.
    Ахмед А., Эль-Тохами А. М. и Марей Н. А. Двумерный конечно-элементный анализ лабораторной модели насыпи.В геотехнической инженерии для смягчения последствий стихийных бедствий и реабилитации, 2008 г., https://doi.org/10.1007/978-3-540-79846-0_133
  22. 22.
    Аламшахи С., Хатаф Н. Несущая способность ленточных фундаментов на песчаных склонах, усиленных георешеткой и анкерной сеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (3).
  23. 23.
    Чен К., и Абу-Фарсах М. Численный анализ для изучения масштабного эффекта неглубокого фундамента на укрепленных грунтах. Рестон, Вирджиния: Материалы конференции ASCE Geo-Frontiers 2011, 13–16 марта 2011 г., Даллас, Техас | г 20110000.
  24. 24.
    Рафтари М., Кассим К. А., Рашид А. С. А., Моайеди Х. Осадка мелкого фундамента возле укрепленных склонов. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2013, 18.
  25. 25.
    Аззам В. Р. и Наср А. М. Несущая способность основания из оболочек на армированном песке. Журнал перспективных исследований, 2015, 6 (5). pmid: 26425361
  26. 26.
    Хусейн М.Г. и Мегид М.А. Трехмерный метод конечных элементов для моделирования двухосной георешетки с применением к почвам, усиленным георешеткой.Геотекстиль и геомембраны, 2016, 44 (3): 295–307.
  27. 27.
    Араб М. Г., Омар М. и Тахмаз А. Численный анализ фундаментов мелкого заложения на грунте, армированном георешеткой. Сеть конференций MATEC, 2017, 120.
  28. 28.
    Каса А., Чик З. и Таха М. Р. Глобальная устойчивость и оседание сегментных подпорных стен, армированных георешеткой. ТОЖСАТ, 2012, 2 (4): 41–46.
  29. 29.
    Видаль, М. Х. Развитие и будущее армированной земли. Труды симпозиума по укреплению грунта на ежегодном съезде ASCE, Питтсбург, Пенсильвания, 1978, стр. 1–61.
  30. 30.
    Кернер Р. М., Карсон Д. А., Дэниел Д. Э. и Бонапарт Р. Текущее состояние тестовых участков Цинциннати GCL. Геотекстиль и геомембраны, 1997, 15 (4–6), 313–340.
  31. 31.
    Бушехриан А. Х., Хатаф Н. и Гахрамани А. Моделирование циклического поведения неглубоких фундаментов, опирающихся на геомеш и песок, армированный якорями. Геотекстиль и геомембраны, 2011, 29 (3): 242–248.
  32. 32.
    Рен Й. Мгновенная реакция на нагрузку и оседание ленточных фундаментов, опирающихся на глину, армированную георешеткой, 2015 г., Получено с https: // etda.библиотеки.psu.edu/catalog/25223
  33. 33.
    Габр М. А., Додсон Р. и Коллин Дж. Г. Исследование распределения напряжений в песке, армированном георешеткой. Геосинтетика в системах укрепления фундамента и контроля эрозии, 1998 г., взято с https://cedb.asce.org/CEDBsearch/record.jsp?dockey=0113608
  34. 34.
    Чен К., Абу-Фарсах М. Ю., Шарма Р., Чжан Х. Лабораторное исследование поведения фундаментов на геосинтетически армированных глинистых почвах. Отчет об исследованиях в области транспорта: Журнал Совета по исследованиям в области транспорта, 2004 г., 2007 г., (1): 28–38.
  35. 35.
    Алаваджи Х. А. Испытания модели пластиной нагрузкой на складной грунт. Журнал Университета Короля Сауда — Технические науки, 1998, 10 (2).
  36. 36.
    Аббас Дж. М., Чик З. Х. и Таха М. Р. Моделирование и анализ одной сваи, подвергшейся воздействию поперечной нагрузки. Электронный журнал геотехнической инженерии, 2008, 13 (E): 1–15.
  37. 37.
    Росьиди С. А., Таха М. Р. и Наян К. А. М. Эмпирическая модельная оценка несущей способности осадочного остаточного грунта методом поверхностных волн.Jurnal Kejuruteraan, 2010, 22 (2010): 75–88.
  38. 38.
    Хаджезаде М., Таха М. Р., Эль-Шафи А. и Эслами М. Модифицированная оптимизация роя частиц для оптимального проектирования опор и подпорной стены. Журнал Чжэцзянского университета: Science A, 2011, 12 (6): 415–427.
  39. 39.
    Джох С. Х., Хванг С. К., Хассанул Р. и Рахман Н. А. Построение поперечного сечения модуля упругости железнодорожного полотна под балластом для определения потенциальной осадки. Журнал Корейского общества железных дорог, 2011, 14 (3): 256–261.
  40. 40.
    Чик З., Альджанаби К. А., Каса А. и Таха М. Р. Моделирование искусственной нейронной сетью с перекрестной проверкой десятикратной проверки поведения каменной колонны под насыпью шоссе. Арабский журнал наук о Земле, 2013, 7 (11): 4877–4887.
  41. 41.
    Ли Ю. П., Янг Ю., Йи Дж. Т., Хо Дж. Х., Ши Дж. Й. и Го С. Х. Причины проникновения самоподъемных оснований со спудканом в глины после монтажа. PLoS ONE, 2018, 13 (11): e0206626. pmid: 30395581
  42. 42.Азриф М., Закиран М. Н. Ф., Сякира М. Р. Н., Азван С. М., Нур Р. К., Ли Э. К. и др. Применение геофизических исследований к возникновению поселений — тематическое исследование. На 2-м Азиатско-Тихоокеанском совещании EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии (2-е Азиатско-Тихоокеанское совещание EAGE-GSM по приповерхностной геонауке и инженерии). Европейская ассоциация геологов и инженеров, EAGE, 2019.
  43. 43.
    Чжанфан Х., Сяохун Б., Чао Ю. и Яньпин В. Вертикальная несущая способность фундамента из свайного разжижаемого песчаного грунта при горизонтальной сейсмической силе.PLoS ONE, 2020, 15 (3): e0229532. pmid: 321
  44. 44.
    Ли К., Манджунатх В. и Дэвайкар Д. Численные и модельные исследования ленточного фундамента, поддерживаемого системой армированного гранулированного грунта и мягкого грунта. Канадский геотехнический журнал, 2011 г., 36: 793–806.
  45. 45.
    Куриан Н. П., Бина К. С. и Кумар Р. К. Осадка армированного песка в фундаменте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1997, 123 (9): 818–827.
  46. 46.
    Зорнберг Дж.Г., Лещинский Д. Сравнение международных критериев проектирования геосинтетических армированных грунтовых конструкций. В: Ochiai et al. (ред.) Ориентиры в укреплении земли, 2003, 2: 1095–1106.
  47. 47.
    Лещинский Д. О глобальном равновесии при проектировании геосинтетической армированной стены. J. Geotech. Geoenviron. Англ. ASCE, 2009, 135 (3): 309–315.
  48. 48.
    Ян К.Х. Утомо П. и Лю Т.Л. Оценка подходов к расчету на основе равновесия сил и деформации для прогнозирования нагрузок на арматуру в геосинтетических конструкциях из армированного грунта.j.GeoEng, 2013, 8 (2): 41–54.
  49. 49.
    Sieira A.C.F. Вытягивание геотекстиля: численный прогноз. Int. J. Eng. Res., 2016, Appl. 6 (11–4): 15–18.
  50. 50.
    Шарма Р., Чен К., Абу-Фарсах М. и Юн С. Аналитическое моделирование грунтового основания, армированного георешеткой. Геотекстиль и геомембраны, 2009, 27 (1): 63–72.
  51. 51.
    Лю С. Ю., Хан Дж., Чжан Д. В. и Хун З. С. Комбинированный метод DJM-PVD для улучшения мягких грунтов. Geosynthetics International, 2008, 15 (1): 43–54.
  52. 52.
    Rowe R.K. и Taechakumthorn C. Комбинированное воздействие PVD и армирования на насыпи на чувствительных к скорости грунтов. Геотекстиль и, 2008, 26 (3): 239–249.
  53. 53.
    Ван К., Ли X., Сюн З., Ван К., Су К. и Чжан Ю. Экспериментальное исследование влияния цементирующей арматуры на прочность на сдвиг трещиноватого массива горных пород. PLoS ONE, 2019, 14 (8): e0220643. pmid: 31404074
  54. 54.
    Ван Ю., Гэ Л., Ченди С., Ван Х., Хан Дж.И Го З. Анализ гидравлических характеристик улучшенных песчаных грунтов с мягкими породами. PLoS ONE, 2020, 15 (1): e0227957. pmid: 31978135
  55. 55.
    Хан Дж., Покхарел С. К., Ян Х., Манандхар К., Лещинский Д., Халахми И. и др. Характеристики оснований из RAP, армированных геоячейками, на слабом грунтовом полотне при полномасштабных нагрузках от движущихся колес. Журнал материалов в гражданском строительстве, 2011, 23 (11): 1525–1534.
  56. 56.
    Ван Дж. К., Чжан Л. Л., Сюэ Дж. Ф. и Йи Т. Реакция на осадку неглубоких квадратных фундаментов на песке, армированном георешеткой, при циклической нагрузке.Геотекстиль и геомембраны, 2018, 46 (3): 586–596.
  57. 57.
    Акинмусуру Дж. О. и Акинболаде Дж. А. Устойчивость нагруженных опор на армированном грунте. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии, 1981, 107 (ASCE 16320 Proceeding).
  58. 58.
    Чжоу Х. и Вэнь X. Модельные исследования песчаной подушки, армированной георешеткой или геоячейками, на мягком грунте. Геотекстиль и геомембраны, 2008, 26 (3): 231–238.
  59. 59.
    Бринкгрев Р. Б. Дж. И Вермеер П.A. Конечноэлементный код для анализа грунтов и горных пород. A. A. Balkema, Роттердам, Нидерланды, 1998.
  60. 60.
    Гольдшейдер М. Истинные трехосные испытания на плотном песке. Практикум по определяющим отношениям для почв, 1982, 11–54. Получено с https://ci.nii.ac.jp/naid/10007804852/
  61. 61.
    Бринкгрев, Р. Б. Дж., Кумарсвами, С., Свольфс, В. М., Уотерман, Д., Чесару, А., Бонньер, П. Г. и др., 2014 г., Plaxis 2014. PLAXIS bv, Нидерланды.
  62. 62.
    NAUE GmbH & Co.KG, 2012. https://www.naue.com/naue-geosynthetics/geogrid-secugrid/ (веб-сайт) [10 июня 2020 г.]
  63. 63.
    Мейерхоф, Г.Г. Предельная несущая способность фундаментов. geotecniadecolombia.com 1963, Получено с http://geotecniadecolombia.com/xtras/ Максимальная несущая способность фундаментов.pdf
  64. 64.
    Буссинеск, Дж. Применение потенциалов равновесия и движения твердых эластичных материалов, Готье-Виллар, Париж, (1883).
  65. 65.Траутманн К. Х. и Кулхави Ф. Х. Поведение при подъеме и перемещении насыпных фундаментов. Журнал геотехнической инженерии, 1988, 114 (2): 168–184.

Несущая способность обшивки на армированном песке

J Adv Res. 2015 сен; 6 (5): 727–737.

Кафедра структурной инженерии инженерного факультета Университета Танта, Танта, Египет

Поступила в редакцию 8 января 2014 г .; Пересмотрено 2 апреля 2014 г .; Принято 11 апреля 2014 г.

Авторские права © 2014 Производство и хостинг компанией Elsevier B.V. от имени Каирского университета.

Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/).

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Реферат

В этой статье предельная нагрузка на фундамент из оболочек на неармированном и армированном песке была определена с помощью лабораторных модельных испытаний. Серия нагрузочных испытаний была проведена на основании модели оболочки с однослойным армированием и без него.Испытания проводились на фундаменте-оболочке при различной глубине заделки оболочки и плотности земляного полотна. Результаты сравнивались с результатами для плоских фундаментов без армирования. Результаты испытаний модели были проверены с помощью конечно-элементного анализа с помощью программы PLAXIS. Экспериментальные исследования показали, что предельная несущая способность фундамента оболочки на усиленном земляном полотне выше, чем на неармированном основании, и кривые осадки под нагрузкой были значительно изменены. Фундамент-оболочка поверх армированного земляного полотна можно считать хорошим методом увеличения эффективной глубины фундамента и уменьшения возникающей осадки.Кроме того, поверхность разрыва армированной системы оболочки была значительно глубже, чем обычное основание и основание корпуса без армирования. Численный анализ помогает понять деформационное поведение исследуемых систем и определить поверхность разрушения армированного основания оболочки.

Ключевые слова: Фундамент из ракушек, Предельная грузоподъемность, Песок, Армирование, Эффективность оболочки, Коэффициент оседания

Введение

Фундамент из ракушечника считается лучшим неглубоким фундаментом для передачи большой нагрузки на слабые грунты, где обычно неглубокий фундамент подвергается воздействию. чрезмерная осадка из-за его экономического преимущества в области с высоким соотношением материальных и трудовых затрат.Куриан [1] и Фарид и Давуд [2]. Фундамент с конической оболочкой, представляющий собой комбинированный фундамент, подходит для резервуаров с водой и башенных конструкций. Концепция каркаса не нова в конструкции фундамента, учитывая, что в прошлом в этой категории использовался фундамент из кирпичной арки. Использование перевернутых кирпичных арок в качестве фундамента уже давно практикуется во многих частях мира. Оболочки — это, по сути, тонкие конструкции, поэтому конструктивно они более эффективны, чем плоские.Это преимущество в ситуации, когда большие сверхструктурные нагрузки передаются на более слабые почвы. Фундамент оболочки ограничен несколькими геометрическими формами, например конической, пирамидальной, гипер- и сферической опорой. Структурные характеристики основания оболочки в отношении мембранных напряжений, изгибающего момента, сдвига, прогиба и предела прочности самой оболочки исследовались в широком диапазоне, как заявили Паливал и Рай [3], Паливал и Синха [4] и Мелерски. [5]. Однако геотехническому поведению фундамента оболочки для определения реакции грунта в отношении осадки, несущей способности, распределения контактного давления и деформации в массиве грунта уделялось мало внимания.Экспериментальные и численные исследования, которые проводились для определения геотехнических характеристик фундамента оболочки, были ограничены. Абдель-Рахман [6], Ханна и Абдель-Рахман [7] сообщили о результатах экспериментов на конических основаниях оболочки на песке для условий плоской деформации. Махарадж [8], Хуат и Мохамед [9] и Кентаро и др. [10] провели анализ методом конечных элементов и экспериментальный анализ фундамента из оболочки, чтобы изучить эффекты увеличения модуля упругости грунта в дополнение к исследованию геотехнического поведения фундамента из оболочки.В большинстве публикаций в литературе изучается только поведение различных оснований из ракушек на неармированном песке, без учета существования армированного элемента ниже этого типа. Все работы выполнялись только на плоском фундаменте, размещенном на однослойной или многослойной арматуре, как это обсуждали многие исследователи, такие как Латха и Сомванши [11] и Патра и др. [12], за исключением Шалиграма [13], который изучал поведение треугольного основания оболочки на армированном слоистом песке. Его исследование представляет собой исследование поверхности, которое объясняет только влияние такой техники на несущую способность без определения напряжения и деформации принятой системы.Следовательно, в этом исследовании был принят новый подход к изучению геотехнического поведения ленточного фундамента с оболочкой, опирающегося на один слой арматуры, для подтверждения эффекта армирования в сочетании с использованием оболочки с фундаментом. Настоящее исследование было выполнено с использованием как экспериментального, так и численного анализа для подтверждения результатов испытаний модели и определения деформационных характеристик исследуемой системы.

Экспериментальный

Испытательный резервуар

a показывает схематический вид экспериментальной модели стального устройства, использованного в этом исследовании.Испытательный бокс, имеющий внутренние размеры 90 × 30 см в плоскости и 120 см в глубину, толщина стенок резервуара составляет 6 мм. Резервуар был построен достаточно жестким, чтобы поддерживать условия плоской деформации за счет минимизации смещения вне плоскости во всех направлениях. Стенки резервуара крепились к внешней поверхности с помощью горизонтальной стальной балки, установленной на средней глубине резервуара. Внутренние стенки резервуара гладко отполированы, чтобы уменьшить трение о почву, насколько это возможно, за счет оцинкованного покрытия на внутренней стене.

Схематическое изображение: (а) испытательной установки и (б) модели фундамента оболочки.

Погрузочная система состоит из гидравлического домкрата с ручным приводом и предварительно откалиброванного нагрузочного кольца для ручного приложения нагрузки к грунтовой системе основания, а оседание измерялось стрелочными индикаторами, закрепленными на поверхности основания.

Модели фундаментов

Модели фундаментов из ленточной оболочки были изготовлены из стальных пластин постоянной ширины ( B = 150 мм) в горизонтальной проекции с разной глубиной заделки a ( a = 60, 75 и 112.50 мм) и толщиной 20 мм. Поперечная длина опоры составляет 29 см, чтобы удовлетворить условию плоской деформации. Эскизы моделей фундаментов показаны на б. Приблизительное состояние основания было достигнуто за счет фиксации тонкого слоя песка на основании основания модели с помощью эпоксидного клея. Нагрузка передается на опору через стальной погрузочный рычаг, который был жестко закреплен сваркой в ​​середине модели фундамента, как показано в соответствующем пункте b.

Материалы для испытаний

Песок, использованный в данном исследовании, представляет собой кварцевый песок со средними и крупными частицами.Образовался однородный слой сухого кварцевого песка. Средний размер зерна D 50% = 0,33 мм и коэффициент однородности 3,5. Физические свойства испытанного песка следующие: удельный вес был определен с использованием метода газового ящика и оказался равным 2,65; максимальная и минимальная плотность в сухом состоянии были получены японским методом и составили 17,96 и 15,6 кН / м 3 соответственно.

Для подготовки уплотненного песчаного слоя был принят японский метод [14] с использованием ручного компактора.Глубина песка во время испытаний поддерживалась постоянной. Были проведены три серии испытаний на рыхлом, среднем и очень плотном песке. Удельный вес песка и, таким образом, требуемая относительная плотность контролировали путем заливки заранее определенного веса песка в испытательный резервуар для заполнения каждого слоя, а затем поверхность песка выровняли и уплотнили. Рыхлый песчаный слой был получен за счет укладки слоев грунта толщиной 50 мм на нулевой высоте падения. Чтобы получить структуру уплотненного песка, песок укладывают слоями, каждый слой имеет толщину 50 мм и уплотняют с помощью ручного уплотнителя 35 Н.Количество проходов уплотнения предварительно оценивается для каждого слоя в начале программы для достижения требуемой плотности песка. Для среднего и плотного ящика высота падения составляет 40 см и 90 см соответственно. Относительная плотность, достигнутая во время испытаний, контролировалась и оценивалась путем сбора образцов в небольшие емкости известного объема, помещенные в различные произвольные места в емкости для испытаний. Относительные плотности во время программы испытаний составили 50%, 72% и 83%. Соответствующие углы сопротивления сдвигу составляют 31 °, 36 ° и 41 °, соответственно, которые были получены путем применения серии испытаний на прямой сдвиг в боксе при соответствующей относительной плотности при различных нормальных напряжениях.

Чтобы подготовить ядро ​​грунта под модель оболочки, пространство под оболочкой было заполнено песком в соответствии с требуемым удельным весом, указанным Ханной и Абдель-Рахманом [7]. Процесс заполнения модели оболочки песком был выполнен путем размещения тонкой стальной пластины на дне модели оболочки перед ее установкой на свое место. Затем стальную пластину медленно вытащили горизонтально под корпус сбоку.

Армирование, принятое в настоящем исследовании, представляло собой термосваренный нетканый геотекстиль (Typar-3857), изготовленный из полипропиленовых мультифиламентных волокон.По данным производителя, он имеет номинальную толщину 2 мм и массу на единицу площади 290 г / м 2 . Предел прочности при растяжении по методу испытания полосы составляет 20,1 кН / м, а относительное удлинение при максимальной нагрузке составляет 10%.

Программа экспериментальных испытаний

Всего было проведено 34 испытания на заранее подготовленных моделях фундамента с использованием трех различных плотностей песка и при различной глубине заделки ( a / B ). Была проведена серия нагрузочных испытаний для фундамента как на неармированном, так и на армированном песчаном грунте с использованием геотекстиля, который был размещен на фиксированном расстоянии, равном 0.5B ниже кончика фундамента с постоянной длиной, равной 4B, как утверждали Androwes [15], Abdel-Baki и Raymond [16] и Abu-Farsakh et al. [17]. Во всех программах испытаний обе стороны плит фундамента оболочки были погружены в песок.

Увеличение предельной нагрузки основания оболочки по сравнению с ее плоским аналогом признано в настоящем исследовании как коэффициент полезного действия оболочки ( η ). Он определяется, как указано в формуле. (1), как отношение разницы предельных нагрузок на опоры оболочки к предельной нагрузке на плоские опоры.

, где η : КПД оболочки; Q us : предельная нагрузка на подошву корпуса; Q uf : предельная нагрузка плоского основания.

Для исследования характеристик осадки оснований из оболочек по сравнению с традиционными плоскими, был введен безразмерный коэффициент осадки ( F δ ). Коэффициент осадки был рассчитан при предельной нагрузке ( Q и ), чтобы отразить характеристики осадки опор в процессе загрузки.Расчетный коэффициент представлен в формуле. (2). Следует отметить, что более низкое значение коэффициента расчетности указывает на лучшие расчетные характеристики.

, где δ u : осадка при предельной нагрузке; γ : удельный вес грунта; A b : опорная площадка в горизонтальной проекции; Q u : предельная нагрузка.

Результаты и обсуждение

Кривые осадки под нагрузкой фундамента оболочки с арматурой и без нее

Данные осадки под нагрузкой суммированы для данных испытаний из-за ограниченного пространства, а некоторые результаты представлены в.Представлены графики расчета нагрузок для плоских и оболочечных фундаментов с армированием и без армирования при разной плотности песка. Было обнаружено, что кривые осадки нагрузки были значительно изменены по мере увеличения плотности земляного полотна. Наличие опоры корпуса может улучшить и увеличить предельную нагрузку по сравнению с плоской опорой. Можно видеть, что предельная нагрузка увеличивается из-за эффектов оболочки и усиления, как показано на соответствующем рисунке, на глубине заделки оболочки ( a / B = 0.5). Из этого рисунка также видно, что предельная нагрузка возрастает с увеличением угла сопротивления сдвигу, а также опоры оболочки имеют более высокие предельные нагрузки, чем плоские. Наличие арматуры под фундаментом корпуса может значительно улучшить и увеличить предельную несущую способность фундамента корпуса. Несущая способность фундамента оболочки над армированным земляным полотном выше, чем у основания оболочки без армирования; это указывает на то, что усиление оказывает значительное влияние на увеличение несущей способности фундамента с увеличением глубины заделки оболочки.Основание корпуса обеспечивает лучшую изоляцию корпуса внутри пространства основания, предотвращая вытекание почвы наружу. Кроме того, клин грунта внутри основания корпуса постепенно уплотняется на этапах загрузки; таким образом улучшается грунт земляного полотна и уменьшается осадка. Это может быть очень значительным, особенно когда плотность почвы плохая / низкая.

Сводка кривых расчета нагрузок для плоского и оболочкового фундамента при разной плотности с армированием и без него.

Несущая способность опоры на рыхлом песке увеличена по сравнению с опорой на ровном грунте. С другой стороны, армирование может привести к дополнительному улучшению оболочки, где клин грунта между оболочкой и грунтом над армированием был эффективно заблокирован, и было достигнуто уплотнение земляного полотна. Это связано с армированием, которое контролирует и уменьшает вертикальную деформацию, вызывая постепенное уплотнение. Можно видеть, что был индуцирован комбинированный эффект, который представлен в эффекте оболочки и в эффекте усиления.Таким образом, и грунт внутри клина оболочки, и грунт над усиленным слоем стали более жесткими, как единое целое и эффективно сцепились. В результате увеличилась несущая способность фундамента и уменьшилась осадка.

Степень улучшения предельной несущей способности системы зависит от соотношения ( a / B ) и плотности грунта или угла сдвига. Эти результаты согласуются с Ханной и Адель-Рахманом [7].

Влияние глубины заделки обечайки и усиления на предельную нагрузку

Для изучения влияния глубины заделки обечайки и арматуры на предельную несущую способность фундамента было установлено соотношение между углами сопротивления сдвигу от предельной нагрузки. нанесены на разную глубину заделки обечайки как с армированием, так и без него.Замечено, что увеличение глубины заделки увеличивает предельную нагрузочную способность основания оболочки по сравнению с плоской опорой. Поскольку увеличение глубины заделки приводит к эффективному увеличению глубины фундамента и замкнутой зоны, таким образом увеличивается предельная несущая способность. По мере увеличения угла сдвига земляного полотна грузоподъемность основания также увеличивается. Настоящий армированный слой под носком оболочки снижает давление, создаваемое внутри земляного полотна, и увеличивает предельную нагрузочную способность, как показано в соответствующих случаях, для различных усиленных случаев.Комбинированный эффект такой арматуры может существенно снизить степень деформации в зоне сдвига и ограничить наведенные деформации растяжения, возникающие при разрушении. Кроме того, этот рисунок еще раз подтверждает, что армирование может значительно улучшить способность земляного полотна за счет комбинированного эффекта (эффект оболочки и армирования).

Соотношение между углом сопротивления сдвигу и предельной нагрузкой для плоского и оболочечного фундамента с армированием и без него при различных подъемах оболочки.

Взаимосвязь между предельной нагрузкой ( Q и ) и углом сдвига земляного полотна ( ϕ ) для основания оболочки с армированием и без него может быть выражена следующей нелинейной зависимостью, основанной на регрессионном анализе:

, где C 1 и C 2 — факторы, связанные с соотношением ( a / B ) и наличием армирующего слоя. Значения коэффициентов C 1 и C 2 в различных случаях были извлечены из соотношения ( a / B ) для основания оболочки с армирующим слоем и без него, как показано на рис.Было обнаружено, что увеличение глубины заделки оболочки может увеличить значения коэффициента C 1 как для основания оболочки с армированием, так и без него. Однако значения коэффициента C 1 усиленных корпусов выше, чем у основания корпуса без усиления (а). Это также может подтвердить влияние армирования на увеличение предельной несущей способности основания оболочки на армированном песке.

Изменение коэффициента C 1 и C 2 с соотношением a / B для фундамента с армированием и без него.

С другой стороны, было обнаружено, что резкое уменьшение коэффициента C 2 было достигнуто для неармированного основания оболочки, когда коэффициент заделки a / B увеличился с 0,5 до 0,75 (b). Значения коэффициента C 2 усиленного корпуса выше, чем у неармированного основания корпуса, но есть тривиальная разница между усиленным и неармированным корпусом. Также было обнаружено, что коэффициенты C 1 и C 2 зависят от начальной плотности земляного полотна, особенно от угла внутреннего трения.

Это уравнение можно использовать в качестве приблизительного ориентира для определения предельной прочности основания корпуса в исследуемых условиях. Можно видеть, что на основе приведенного выше уравнения конечные теоретические значения почти равны конечным лабораторным значениям. Поскольку разница между полученными значениями незначительна, это уравнение справедливо выражало измеренные значения Q u в лабораторных испытаниях, если учитывать коэффициент C 1 , C 2 и угол сопротивления сдвигу. известны.

Влияние оболочки и усиления на эффективность фундамента

представляет расчетные коэффициенты эффективности оболочки ( η , которые были выведены в ходе настоящего экспериментального исследования. В целом можно сделать вывод, что эффективность оболочки увеличивается с увеличением глубины заделки оболочки. глубина ( a / B ). Видно, что влияние конфигурации оболочки уменьшается, когда почва становится более плотной. Более того, коэффициент полезного действия оболочки значительно уменьшается, когда почва более плотная.Это мнение аналогично мнению, высказанному Ханной и Адель-Рахманом [18]. Эффективность оболочки заметно возрастает в испытаниях, проведенных на армированном земляном полотне, по сравнению с основанием оболочки без армирования.

Коэффициент полезного действия оболочки по сравнению с оболочкой увеличивается для оснований оболочки с армированием и без него при разной относительной плотности.

Коэффициенты эффективности оболочки также уменьшаются с увеличением угла сопротивления сдвигу, что подтверждается в. На этом рисунке представлено изменение эффективности оболочки ( η ) в зависимости от угла сдвига ( ϕ ) при различной глубине заделки оболочки.Отмечено резкое снижение КПД оболочки при увеличении угла сдвига и увеличение значений КПД с увеличением глубины заделки оболочки. Было обнаружено, что увеличение плотности земляного полотна значительно снижает коэффициент полезного действия оболочки как для усиленного, так и для неармированного основания оболочки. Можно сделать вывод, что при более высокой плотности земляного полотна диапазон улучшений невелик по сравнению с рыхлой и средней относительной плотностью. Это происходит из-за увеличения степени улучшения рыхлого состояния за счет эффекта оболочки и лучшего улучшения за счет наличия армированного слоя.

Изменение КПД оболочки в зависимости от угла сопротивления сдвигу для опор оболочки с армированием и без него при различных коэффициентах подъема.

Влияние конфигурации оболочки и усиления на характеристики осадки

В этой части была предпринята попытка изучить влияние основы оболочки, а также наличие армированного слоя на результирующую осадку при разрушении. Расчетный коэффициент осадки ( F δ ), который был выведен из настоящего экспериментального исследования при различных изученных параметрах, нанесен на график.Как правило, для любого основания коэффициент осадки уменьшается для более плотного песка. Сравнение опор из оболочки и плоских оснований для любого данного состояния песка показывает, что опоры из оболочки имеют более низкий коэффициент осадки, что демонстрирует лучшие характеристики осадки для опор из оболочек. Сравнение фундамента из оболочки без армирования и с армированием показывает, что коэффициент осадки заметно уменьшается для фундамента из оболочки с армированием. Также на коэффициенты осадки влияет глубина заделки оболочки.Увеличение глубины заделки оболочки ( a / B ), очевидно, уменьшает осадку грунтовой системы основания оболочки как в усиленных, так и в неусиленных условиях. Но снижение осадки для усиленного фундамента корпуса выше, чем для неармированного корпуса. Было обнаружено, что при низкой относительной плотности и на глубине заделки ( a / B = 0,75 усиленное состояние) улучшение коэффициента осадки достигает 50% от его начального значения плоского основания, в то время как это значение составляет 26%. для фундамента без армирования.С другой стороны, в плотном состоянии эти значения достигают 55% для усиленного основания оболочки при ( a / B = 0,75) и 31% для неармированного основания оболочки. Это еще раз подтвердило эффективность армированного слоя в регулировании вертикальной осадки основания оболочки за счет результирующего комбинированного эффекта.

Соотношение между углом сопротивления сдвигу и коэффициентом осадки для плоского и оболочкового фундамента с армированием и без армирования различной плотности.

Механизм разрушения несущей способности системы

В следующем анализе приводятся некоторые полезные комментарии по поводу разрушения системы грунтов основания корпуса с одинарным армированным слоем и без него.экспериментально и теоретически показаны режимы разрушения фундамента оболочки с армированием и без него. Как правило, в случае нормального плоского основания, расположенного в среднем и плотном состоянии, можно видеть, что общее разрушение при сдвиге представляет собой четко определенный образец, который состоит из непрерывной поверхности разрушения, которая развивается от одного края основания до поверхности земли. . Механизм обрушения грунта нормального плоского основания на армированном слое, размещенном на заданной глубине ниже основания, подробно исследовали Яхмамото и Кусуда [19] и Михаловски и Ши [20].Их исследование доказало, что разрушение было вызвано и образовалось непосредственно под арматурой. Армирование может способствовать увеличению несущей способности за счет значительного изменения геометрии схемы обрушения, предотвращая проникновение механизма глубоко в почву. Армирование предотвращает возникновение наиболее неблагоприятных механизмов, приводящих к увеличению предельной нагрузки. Основная роль включения заключается в уменьшении скорости деформации в зоне сдвига и уменьшении предельного напряжения сдвига, возникающего в зоне сдвига.Армирование обеспечивает эффективное сдерживание и играет важную роль в предотвращении вертикального распространения почвы. В результате прочность земляного полотна на сдвиг заметно увеличивается, а характер разрушения изменяется, как заявили Михаловски и Ши [20].

Модифицированная картина разрушения фундамента оболочки без и с усиленным одинарным армирующим слоем, a / B = 0,50.

Применяя эту терминологию к испытанному основанию оболочки на армированном песке, можно сделать вывод, что присутствие такого армированного слоя под основанием оболочки вызывает постепенное уплотнение замкнутого земляного полотна и действует как улучшенная зона.Зона между оболочкой и арматурой может постепенно уплотняться на этапах нагружения и вести себя как закладной блок или один блок (как указано в уплотненном треугольнике или клине, как показано на a, с воображаемой шириной основания B в зависимости от передачи нагрузки механизм). В результате разрушение грунта при сдвиге происходит ниже армированного элемента из-за более высокой деформации армированного слоя при разрушении. Фундамент оболочки и почва внутри оболочки, расположенная над арматурой, могут препятствовать эффекту глубокого фундамента.Это подтверждает, что основание оболочки и замкнутый грунт поверх арматуры ведут себя как заложенный фундамент или жесткий блок, а разрушение грунта распределяется непосредственно под арматурой, что подтверждается экспериментальными результатами, показанными на рис. Этот рисунок продемонстрировал, что плоскости разрушения при сдвиге начинаются и рассеиваются ниже армированного слоя.

Необходимо отметить, что не только форма фундамента и плотность грунта, но и другие вышеупомянутые определяющие факторы влияют на изменение характера индуцированных отказов.Например, увеличение глубины заделки может значительно увеличить эффективное напряжение в арматуре, в результате чего повышается несущая способность и модифицируется механизм разрушения. Также воображаемая ширина подошвы оболочки на поверхности армированного слоя может играть важную роль в изменении плоскости разрушения ( B ). Увеличение ширины обечайки увеличило воображаемую ширину, следовательно, увеличилась несущая способность. Поверхности разрушения или плоскости сдвига имели место в нижней части армированного слоя (с).На этом рисунке показан механизм передачи нагрузки и концентрация напряжения, которая в основном находится под арматурой.

Анализ методом конечных элементов подтверждает и показывает изменение характера разрушения испытываемого основания оболочки.

С другой стороны, для основания оболочки с армированием и без него, поверхность разрыва изменяется, как показано на рисунках a, b и c, и нарушение несущей способности происходит на носке оболочки. Клин поверхности разрушения основания оболочки более глубокий, чем у плоского основания, из-за эффекта закладки.Можно сделать вывод, что использование ракушечного фундамента можно считать хорошим методом увеличения эффективной глубины фундамента, как это ясно видно на диаграммах соединения. Таким же образом армированный слой под подошвой основания оболочки также может заметно увеличить эффективную глубину фундамента, и поверхность разрушения возникает непосредственно под армированным слоем. Отмечено, что клин поверхности разрыва основания оболочки с арматурой более глубокий, чем у других систем.Это связано с тем, что образовавшийся клин грунта внутри оболочки и над арматурой больше, чем в основании оболочки без армирования. Это также указывает на то, что фундамент с армированием имеет более высокую несущую способность, чем другие системы. В то время как при низкой относительной плотности усиленная опора оболочки может значительно уменьшить вызванное пробивным сдвигом разрушение в виде упругой осадки по сравнению с большой оседкой, вызванной в случае плоской опоры.

Численное моделирование

В следующей части представлена ​​проверка численного анализа по результатам модельных испытаний.Результаты, полученные в результате модельных испытаний, были проверены путем проведения численных исследований с использованием метода конечных элементов. Упругопластический анализ методом конечных элементов плоской деформации проводился с использованием коммерческой программы PLAXIS [21]. Этот анализ направлен на выявление характера разрушения и поведения напряжений в системе усиленной оболочки. Это также считается хорошим методом для проверки параметров, которые невозможно измерить в лаборатории, таких как эффект масштаба при использовании крупномасштабного основания оболочки.

Почва в этом анализе моделировалась критерием разрушения Мора – Кулона. Это просто и достаточно совместимо, и согласуется с результатами экспериментальных испытаний по сравнению с другими моделями. Для этого анализа использовались условия плоской деформации и 6-узловые треугольные элементы. Модуль упругости грунта при различной плотности песка был получен в результате трехосных испытаний.

Элемент основания оболочки, использованный в этом исследовании, представляет собой элемент балки, который считается очень жестким и грубым (прочность на границе раздела R inter была взята 0.67, границы раздела из песчаной стали). Свойства материала балки: упругая нормальная жесткость EA и жесткость на изгиб EI . Принимая во внимание, что E : модуль упругости используемого материала балки, A : площадь поперечного сечения и I : момент инерции модели основания оболочки. Армированный слой принятой модели был смоделирован как геотекстильный элемент, который определяется осевой горизонтальной жесткостью EA (кН / м) для геотекстильного материала.Виртуальный интерфейсный элемент с геотекстильным элементом был смоделирован до создания сетки. В программе моделируются положительные и отрицательные элементы интерфейса с виртуальной толщиной.

Во всех расчетах, описанных в этом исследовании, рассматривается метод управления силой, в котором сосредоточены точечные силы, силы, которые действуют на геометрическую точку в центре опор оболочки. Точечные силы на самом деле являются линейными нагрузками, направленными вне плоскости. Входные значения точечных сил даны в силе на единицу длины (например, кН / м).Значение приложенной точки (система нагрузки A) берется в соответствии с полученным значением в результате модельного испытания, деленным на ширину основания в плоскости.

Свойства принятого песка, которые были смоделированы и определены в программе, следующие: ( γ = 18 кН / м 3 , ν = 0,3, E = 7500 кПа, угол трения ϕ = 41 ° и угол дилатансии = 11 °). Фундамент оболочки моделируется как элемент упругой балки и определяется с коэффициентом заделки ( a / B = 0.75). Основными характеристиками основания являются (осевая жесткость, EA = 20,1 кН / м и жесткость на изгиб, EI = 151 200 кН / м 2 / м).

Проверка анализа методом конечных элементов

Сравнение между реакциями на смещение нагрузки было рассчитано с использованием анализа методом конечных элементов, и результаты, полученные в ходе соответствующих модельных испытаний основания оболочки с армированием и плоского основания, показаны на рис. Расчеты методом конечных элементов умеренно корректны для расчетных значений предельных нагрузок.Результаты конечных элементов близки к результатам лабораторных испытаний моделей и согласуются с теми же тенденциями.

Кривые осадки под нагрузкой для модельных испытаний и численных результатов в плотном состоянии, ϕ = 41 °.

Результаты анализа методом конечных элементов подтверждают экспериментальное значение. Однако есть небольшая разница между результатами анализа методом конечных элементов и результатами модельного испытания. Эта разница связана с обычными условиями деформации и эффектом масштаба в дополнение к условиям окружающей среды в лаборатории.

Численные результаты

Результаты анализа методом конечных элементов и его выходные данные показаны на графиках a – g для различных вариантов фундамента, которые являются плоскими, оболочками без армирования и с армированием. Вектор полного смещения, полученный в результате анализа, показан на (a – c) при соответствующей предельной несущей способности. Можно видеть, что оболочка и арматура могут значительно изменить направление деформации по сравнению с плоскими случаями (а), в то время как деформация и поток частиц грунта для плоского основания происходит в основном под основанием, и есть тривиальная восходящая деформация / вспучивание вдоль сторона плоской опоры, как ясно показано, и наличие оболочки приводит к значительному вспучиванию почвы вдоль каждой стороны оболочки (b).Кроме того, армирование может ограничивать и уменьшать деформацию грунта, как показано в c. Как правило, сравнение плоских фундаментов и фундаментов из оболочек показывает, что поверхность разрыва фундамента оболочки глубже, чем поверхность разрыва плоского типа. Это также подтверждает характер отказов системы, показанный и согласуемый с Абд-Аль-Рманом [6].

Отклик нормального и оболочечного фундамента с армированием и без него ( a / B = 0,75 и ϕ = 41 °).

Кроме того, при отказе происходит постепенное уплотнение. Следовательно, клин грунта внутри оболочки, который расположен непосредственно над армированным элементом, ведет себя как единое целое и оседает одновременно, как указано в c. Это показывает, что векторы смещения распределяются непосредственно под арматурой и простираются до глубины, равной 0,5B, что подтверждает наличие встроенного блока.

С другой стороны, деформации сдвига, связанные с разрушением, показаны на (d – f) для различных типов фундаментов.Распределение предельных деформаций сдвига представлено в заштрихованной области, где красная заливка относится к максимальным деформациям. Замечено, что для плоского основания максимальные деформации или зоны с высоким сдвигом находятся непосредственно под основанием на глубине, равной B, и заметно уменьшаются как на более низкой глубине, так и по горизонтали на соседних сторонах основания (d). В то время как для испытанного основания оболочки без армирования максимальные деформации (зоны с высоким сдвигом) возникают на краю основания оболочки и уменьшаются на более низкой глубине грунта.Он также увеличен до расстояния, равного 2B, как показано на рисунке e. Это еще раз подтверждает, что оболочка может значительно сделать поверхность разрушения глубже, чем это плоское основание, тогда как наличие арматуры под основанием оболочки изменяет результирующие экстремальные напряжения. Максимальные деформации сдвига обнаруживаются только у носка оболочки и распространяются на расстояние, равное 0,5B, вдоль сторон оболочки, как ясно показано красной штриховкой f. Это относится к эффективности оболочки и армирования в изменении распределения деформаций.Это также оправдывает эффект армирования при изменении плоскости разрушения. Замечено, что разрушение грунта при сдвиге происходит под арматурой непосредственно под опорным блоком оболочки, который действует как закладной фундамент. Этот фундаментный блок оседает одновременно и передает напряжение ниже арматуры, как показано на f. Он показал, что максимальные деформации сдвига возникают ниже армированного грунтового блока. Таким образом, g подтвердил и обосновал возникновение разрушения грунта при сдвиге в нижней части армированного элемента.Как видно из этого рисунка, пластические точки и отсечки растяжения находятся в основном в ограниченной зоне и простираются на глубину ниже арматуры. Это подтверждает и подтверждает, что разрушение грунта при сдвиге изменяется и становится отличным от основания оболочки без армирования. Это также подтверждает полученные и ожидаемые ранее результаты, представленные в.

Для изучения влияния основания оболочки и наличия арматуры значения контактного давления под фундаментом оболочки с армированием и без него были численно извлечены из результатов программы при различной плотности земляного полотна и глубине заделки ( a / В ).Эти значения были определены на глубине, равной расстоянию ( a /2) ниже центральной линии оболочки и в ограниченной области стенками оболочки.

Как правило, можно заметить, что контактное давление при разрыве увеличивается с увеличением глубины заделки оболочки, как показано на. Увеличение глубины заделки оболочки обеспечило большее ограничение для более плотного состояния песка, так как угол сопротивления сдвигу увеличивается, а контактное давление при разрушении увеличивается. Сравнение основания оболочки с армированием и без него показывает, что арматура имела более ограниченное давление, как показано на соответствующем рисунке, в то время как значения контактного давления плоского основания на той же глубине ниже основания были меньше, чем у корпусов корпусов. .

Изменение контактного давления с коэффициентом a / B для фундамента оболочки с армированием и без него ниже центра оболочки на глубине a /2, полученное в результате численного анализа.

Масштабный эффект

Как и во всех тестах маломасштабных моделей, особенно в песке, необходимо учитывать масштабные эффекты. Есть несколько важных факторов, которые делают невозможным использование мелкомасштабных моделей, которые были построены из песка и испытаны при весе 1 г.Работа, описанная в этом исследовании, была выполнена на мелкомасштабных физических моделях весом 1 г. Для таких мелкомасштабных моделей размер частиц грунта, методы строительства, граничные условия, особенности сопряжения грунта и арматуры, жесткость арматуры и дилатансия при низком напряжении являются важными факторами, которые необходимо учитывать. Кусакабе [22] обобщил данные испытаний и указал, что влияние размера частиц на несущую способность основания становится менее заметным для отношения ( D 50 / B ), которое меньше 1/100.Следовательно, влияние размера частиц в этом исследовании должно быть меньше, поскольку отношение D 50 / B , используемое в модели, составляло 0,0092. Согласно Брансби и Смиту [23], с гладкими боковыми стенками и относительно широким резервуаром, боковое трение и граничные условия не оказывают существенного влияния на результаты модели уменьшенного масштаба. Таким образом, внутренние стенки контейнера гладко отполированы, чтобы уменьшить трение о песок, насколько это возможно. Кроме того, чтобы пренебречь влиянием граничных условий, длина резервуара была взята в 6 раз больше ширины основания, а толщина слоя почвы в 7 раз больше ширины основания [24,25].Кроме того, для обеспечения надлежащей жесткости модели резервуара и предотвращения бокового смещения стенок контейнера его борта и верх были усилены за счет установки стальных уголков. Строительные методы, использованные для построения макета модели в лаборатории, были аналогичны полевым требованиям.

Эффект масштаба и валидация использования такого армирования с опорой оболочки мелкомасштабной модели были обеспечены и сопоставлены с результатами лабораторной модели основания, как представлено ранее.

Эта часть исследования направлена ​​на изучение масштабного эффекта принятой оболочки-фундамента на усиленный грунт с использованием анализа методом конечных элементов, как указано DeMerchant et al.[26] и Чен и Абу-Фарсах [27]. Модель конечных элементов сначала была проверена результатами лабораторных модельных испытаний фундаментов, как представлено на рисунке, а затем использовалась для численного исследования реакции на нагрузку и оседание различных размеров фундаментов больших размеров и глубины заделки ( a / B ) на армированных грунтовые основания. В этом исследовании принятая ширина основания оболочки составляет 2 м, а коэффициент заделки варьируется и принимается, как указано в этом исследовании. Результаты крупномасштабных модельных фундаментов оболочек сравнивались с модельными испытаниями безразмерным образом.Было получено улучшение предельной несущей способности опор корпуса как для малых, так и для больших опор по сравнению с плоскими опорами. Соотношение нагрузки основания оболочки на армированном песке определялось при разной глубине заделки ( a / B ). Коэффициент нагрузки может быть получен из следующего выражения ( Lr = Q ultR / Q ultF ), где Qi ultR — предельная нагрузка на опору корпуса на армированном песке, а Q ultF — это максимальная грузоподъемность плоского фундамента без армирования.показывает изменение отношения нагрузки к коэффициенту заделки как для модельной, так и для аналитической крупномасштабной опоры оболочки в плотном состоянии. Было замечено, что численные результаты натурного фундамента оболочки на армированном песке согласуются с результатами лабораторных испытаний модели и имеют ту же тенденцию. Но есть небольшое расхождение в результатах около 7%. Как видно на этом рисунке, значения численного анализа (полномасштабного) близки к значениям лабораторных тестовых моделей, подтверждая результаты, полученные в обоих исследованиях.Конечно, небольшие различия между экспериментальными (малая модель) и численными значениями (натурные) связаны с ошибками и условиями окружающей среды в лаборатории. В дополнение к изменению уровня напряжения, которое применялось к армированному элементу как в модельном испытании, так и в программе, можно сделать вывод, что текущие результаты модельного испытания могут подтвердить полномасштабный фундамент, представленный DeMerchant et al. [26] и Чен и Абу-Фарсах [27].

Сравнение повышения несущей способности фундамента оболочки на усиленном земляном полотне для модельных испытаний и теоретического анализа крупномасштабного фундамента оболочки.

Выводы

В данной статье геотехническое поведение фундамента из оболочки с однослойным армированием и без него было исследовано экспериментально и по сравнению с плоским основанием. Следующие основные выводы, насколько это возможно, изложены в количественной форме. Несмотря на то, что приведенные таким образом значения применимы к конкретным данным, используемым в анализе, их можно считать показательными для общей тенденции этих результатов.

  • 1.

    Клин грунта между оболочкой и грунтом над арматурой эффективно блокируется, и достигается уплотнение земляного полотна, в результате повышается несущая способность основания и уменьшается осадка.

  • 2.

    Было обнаружено, что несущая способность основания оболочки на усиленном плотном земляном полотне увеличилась примерно в 2,5 раза по сравнению с плоским основанием, когда коэффициент глубины заделки a / B увеличился с 0,40 до 0,50, и увеличилась в 2,9 раза при увеличении коэффициента глубины заделки с 0,5 до 0,75.

  • 3.

    Повышение несущей способности основания оболочки на усиленном рыхлом грунтовом полотне достигнуто до 2.80 раз ровное основание при коэффициенте глубины заделки 0,75.

  • 4.

    Увеличение угла сопротивления сдвигу земляного полотна с 31 ° до 41 ° для усиленного основания оболочки снижает коэффициент осадки плоского типа на 200–230% от плоского основания на a / B = 0,75.

  • 5.

    Коэффициент осадки основания оболочки на усиленном рыхлом грунтовом полотне был снижен на 200% от плоского основания при соотношении глубины заделки a / B = 0.75 и уменьшена на 230% для плотного состояния.

  • 6.

    Наблюдается резкое снижение КПД оболочки при уменьшении угла сдвига и увеличение значений КПД оболочки с увеличением глубины заделки оболочки.

  • 7.

    Эффективность оболочки заметно возрастает при испытаниях, проводимых на основании оболочки на усиленном земляном полотне, по сравнению с основанием оболочки без армирования.

  • 8.

    Наличие армированного слоя под носком кожуха значительно изменяет нарушение несущей способности.Клин поверхности разрыва фундамента оболочки с армирующим слоем более глубокий, чем у плоского фундамента и фундамента без арматуры.

  • 9.

    Анализ методом конечных элементов был подтвержден результатами модельных испытаний и определяет характер разрушения основания оболочки с армированием и без него.

  • 10.

    Рекомендуется для будущей работы обеспечить результаты на крупномасштабной основе в полевых условиях, чтобы сделать общие и исчерпывающие выводы на основе этой рукописи.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Соответствие этическим требованиям

Эта статья не содержит исследований с участием людей или животных.

Сноски

Экспертная проверка под ответственностью Каирского университета.

Список литературы

1. Куриан Н.П. Экономия гиперболических параболоидальных оснований оболочек. Geotech Eng. 1977; 8: 53–59. [Google Scholar]

2.Фарид А, Давуд Р. Цилиндрические оболочки на упругом основании. Всемирный конгресс, ракушечные и пространственные конструкции. Мадрид, Испания; 1979, 1 (3). п. 33–46.

3. Паливал Д.Н., Рай Р.Н. Неглубокая сферическая оболочка на фундаменте Пастернака, подверженная повышенным температурам. J Тонкостенная конструкция. 1986. 5 (1): 343–349. [Google Scholar] 4. Паливал Д.Н., Синха С.Н. Статическое и динамическое поведение мелких сферических оболочек на фундаменте Винклера. J Тонкостенная конструкция. 1986. 4 (2): 411–422. [Google Scholar] 5. Мелерски Э. Тонкостенный фундамент, опирающийся на стохастический грунт.J Struct Eng ASCE. 1988. 114 (8): 2692–2709. [Google Scholar]

6. Абдель-Рахман М. Геотехническое поведение оснований из оболочек. Кандидатская диссертация. Факультет гражданского строительства Университета Конкордия, Монреаль, Канада; 1996.

7. Абдель-Рахман М., Ханна А.М. Максимальная несущая способность треугольных опор на песке. J Geotech Eng ASCE. 1990; 116 (2): 851–1863. [Google Scholar] 8. Махарадж Д.К. Конечно-элементный анализ фундамента конической оболочки. Электрон Дж. Геотек Рус — EJGE. 1990; 348: 500–516. [Google Scholar] 9.Хуат Б., Мохамед А. Исследование методом конечных элементов с использованием кода КЭ Plaxis геотехнического поведения основания оболочки. J Comput Sci. 2006. 2 (1): 104–108. [Google Scholar] 10. Кентаро Ю., Андрия В., Мизуки Х. Несущая способность и механизм разрушения различных типов фундаментов на песке. J Обнаружена почва. 2009. 49 (4): 305–314. [Google Scholar] 11. Лата Г.М., Сомванши А. Несущая способность квадратных фундаментов на геосинтетическом армированном песке. Geotext Geomembr. 2009. 27 (2): 81–294. [Google Scholar] 12. Патра К., Дас Б., Аталар С. Несущая способность закладного ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой. J Geotex Geomembr. 2010. 23 (1): 454–462. [Google Scholar] 13. Шалиграм П.С. Поведение треугольного ленточного фундамента на геоармированном слоистом песке. Int J Adv Eng Tech IHEAT. 2011. 2 (1): 192–196. [Google Scholar]

14. Йоскими Ю., Тохано И. Статистическая значимость относительной плотности. Оценка относительной плотности и ее роли в геотехнических проектах с участием несвязных грунтов: ASTM STP523-EB.7744-1, Лос-Анджелес; 25–30 июня 1972 г.п. 74–84.

15. Androwes KZ. Изменение поведения почвы включениями. Конференция по наземной инженерии, Париж; 1978. стр. 234–45.

16. Абдель-Баки С., Раймонд Г.П. Повышение несущей способности фундамента за счет однослойного армирования, В: Материалы конференции по геосинтетике в Ванкувере; 1994. стр. 356–67.

17. Абу-Фарсах М., Чен К., Шарма Р. Экспериментальная оценка поведения оснований на геосинтетически армированном песке. Почва найдена. 2013. 53 (2): 335–348.[Google Scholar] 18. Ханна А., Абдель-Рахман М. Экспериментальное исследование фундаментов из ракушек на сухом песке. Кандидат Геотек Дж. 1998; 35: 847–857. [Google Scholar] 19. Яхмамото К., Кусуда К. Механизмы разрушения и несущая способность усиленного фундамента. Geotex Geomembr. 2001. 19 (3): 127–162. [Google Scholar] 20. Михаловски Р.Л., Ши Л. Модели деформации армированного песка для фундамента при разрушении. J Geotech Geonviron Eng. 2003. 129 (3): 439–449. [Google Scholar]

21. Bringkgreve RB, Vermeer PA. Программа конечных элементов Plaxis для анализа грунтов и горных пород.Версия 7 Plaxis B.V., Нидерланды; 1998.

22. Кусакабэ О. Фонды. В: Тейлор Р.Н., редактор. Геотехническая центрифуга. Блэки Академический и Профессиональный; Лондон: 1995. Глава 6. [Google Scholar] 23. Брансби П.Л., Смит И.А.А. Боковое трение в модельных экспериментах с подпорной стенкой. J Geotech Eng, ASCE. 1975; GT7: 615–632. [Google Scholar]

24. Абдель-Баки С., Раймонд Г.П. Армирование грунта для неглубокого фундамента. В: Материалы 2-й инженерно-геологической конференции, Каир; 1993 г.п. 488–99.

25. Раймонд Г.П. Армированный гранулированный грунт для улучшения грунта для цементирования опор пути ASCE Geotech Special Publ. 1992. 30 (2): 1104–1115. [Google Scholar] 26. ДеМерчант М., Валсангкар А., Шрайвер А. Испытания под нагрузкой плиты на легком заполнителе из расширенного сланца, армированного георешеткой. Geotex Geomembr. 2002. 20 (3): 173–190. Дата публикации в сети: 01.06.2002. [Google Scholar] 27. Чен К., Абу-Фарсах М. Численный анализ для изучения масштабного эффекта неглубокого фундамента на укрепленных грунтах. Гео-границы.2011: 595–604. [Google Scholar] .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *