Арматура для фундамента – какую лучше использовать? + Видео

Арматура для фундамента — это важный элемент основания дома. На него воздействуют всевозможные нагрузки. Именно поэтому для заливки фундамента используется железобетон (бетон с каркасом из арматуры).

1 Типы арматуры, используемой в фундаменте

Для заливки фундамента используется бетон. Но этот материал хоть и отличается высокой прочностью и долговечностью, является довольно хрупким. Поэтому дополнительно он укрепляется арматурой. Раньше в основном использовались только металлические прутья, однако современные технологии расширили выбор.

Сегодня для укрепления фундамента применяются 2 основных вида арматуры:

1. Металлический. Представляет собой стальные прутья. Наиболее часто используются стрежни, имеющие круглую форму сечения. Для улучшения прочностных характеристик прутки имеют ребристую винтовую поверхность.
2. Стеклопластиковый. Композитные прутки были изобретены еще в конце 70-х гг. XX века, однако стали использоваться при строительстве фундамента сравнительно недавно. Постепенно начали вытеснять металлический тип. Изготовлены они из прочного стеклопластика. Главное преимущество таких стержней заключается в стойкости к коррозии, чего не скажешь о стальных прутках.

Арматура для фундамента

Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая? Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. Кроме того, второй вариант появился недавно, и на практике пока не доказаны его долговечность и прочность.

Основным параметром арматуры является ее сечение (диаметр). Металлические прутки выпускаются диаметром от 5 до 32 мм, стеклопластиковые — от 4 до 20 мм. Благодаря этому можно подобрать оптимальный вариант под строительство любого здания или сооружения, обеспечивая при этом необходимую прочность основания.

При возведении частных домов используются стальные стержни диаметром 8-16 мм. То, какую арматуру использовать при заливке фундамента, зависит и от его типа.

Для ленточного, плитного, свайного оснований стальные стержни подбираются отдельно.

Использование стальных стержней при возведении домов

Кроме того, металлическая арматура подразделяется на 2 вида: с ребристой или гладкой поверхностью. Первый вариант используется в зонах, на которые приходятся растягивающие нагрузки. Гладкие стержни применяются, как правило, в качестве соединительных перемычек. И на них не оказывают воздействие основные нагрузки.

Различается арматура для фундамента и по марке стали. Для изготовления прутков может применяться углеродистая и низколегированная сталь. Марка материала выбирается потребителем либо указывается непосредственно самим заводом-изготовителем.

То, какая арматура нужна для фундамента, зависит от множества факторов. Необходимо учитывать тип грунта, сезонные деформации, мощность строящегося здания и все нагрузки. Не меньшее значение в выборе типа прутков имеет и вид основания (ленточное, плитное, буронабивное).

2 Сборка металлического каркаса

Арматура в фундаменте устанавливается по-разному. Как правило, изначально собирается металлический каркас из арматуры, который затем устанавливается в опалубку. Способ сборки каркаса тоже может быть различным.

Сборка металлического каркаса

При промышленном строительстве зданий и сооружений металлические прутки собираются в каркас при помощи точечной сварки. Это позволяет быстро собирать металлическую конструкцию. Однако такой способ имеет свои нюансы. Во-первых, сварить каркас можно только из тех стержней, которые имеют в маркировке букву «С». Во-вторых, с помощью сварки получается жесткое соединение, что относится к недостаткам. Постоянное воздействие нагрузки требует наличия люфта в местах соединения, что исключается при сварке. В-третьих, в месте сваривания прутки теряют свою первоначальную прочность.

Вторым популярным способом создания каркаса является вязка стальных стержней.

Для выполнения процесса используется специальная вязальная проволока. С ее помощью создаются и закручиваются петли в местах пересечения стальных стержней.

Вязка стальных стержней

Обвязка фундамента, в отличие от сваренного каркаса, имеет люфт, что оставляет небольшую свободу движения. Изготавливать ее можно из любой арматуры, а прочность прутков сохраняется на первоначальном уровне.

3 Армирование фундамента

Укладка стержней в фундамент зависит от его типа. Для каждого отдельного вида схема различна. Для ленточного основания используются прутки диаметром 10-14 мм. Выбор зависит от нагрузки: чем мощнее строящееся здание, тем толще должна быть арматура.

Ленточное основание, какой бы высоты оно ни было, требует устройства только 2 армирующих поясов: один располагается сверху, второй — снизу. Каждый пояс выполняется из 2 продольных ребристых стержней, соединенных перемычками из гладкой арматуры диаметром 8 мм.

Армирование ленточного основания

Важно знать, что стержни должны быть полностью утоплены в бетон, никаких концов выглядывать не должно. Это обеспечивает долговечность и надежность каркаса.

Армирование плитного фундамента требует значительных вложений, как и устройство самого основания. Плитный фундамент — это самый надежный и прочный, но в то же время и наиболее дорогостоящий тип основания.

Для усиления плитного основания применяются прутки с ребристой поверхностью диаметром 10-16 мм. Диаметр стержней выбирается, исходя из типа грунта и мощности здания. Чем сложнее условия строительства, тем толще стержни.

Усиление плитного фундамента

Армирование заключается в укладке 2 стальных поясов, которые имеют клетки со сторонами размером 20 см.

Для усиления буронабивного основания используются стержни диаметром 10 мм. В одну сваю устанавливаются 2-4 прутка. Иногда устанавливается большее количество стержней. Количество зависит от диаметра заливаемой сваи. Прутки должны располагаться не менее чем за 50 мм от стенок сваи и устанавливаться на специально подготовленную площадку. Для связки используется поперечная гладкая арматура сечением 6 мм.

4 Сколько нужно арматуры?

Прежде чем покупать арматуру для усиления фундамента, необходимо рассчитать требуемое количество. Для каждого вида основания количество определяется индивидуально. Правила подсчета регламентируются нормативными документами.

Для ленточного фундамента, согласно СНиП 52-01-2003, относительное содержание продольных стержней должно быть свыше 0,1% от общей площади сечения железобетонного объекта. То есть учитывается соотношение общей площади сечений прутков и площади ленты.

Стержни в ленточном фундаменте

Сколько арматуры нужно для плитного фундамента? Определение количества проводится аналогично его расчету при заливке ленточного основания.

Арматура в плитном основании

О количестве требуемой арматуры при строительстве буронабивного фундамента сказано выше. Расчет провести несложно, учитывая количество прутков в одной свае и общее количество самих свай.

Естественно, арматуры не должно быть меньше чем положено. От этого зависит прочность фундамента. А это, в свою очередь, сказывается на надежности здания в целом и на безопасности его использования.

Таким образом, арматура играет важную функцию в создании прочного, надежного и долговечного основания.

При этом необходимо правильно рассчитать количество используемых прутков, подобрать оптимальный диаметр и тип прутков.

Можно ли залить фундамент без арматуры. Виды арматуры; какая арматура лучше всего подходит для фундамента.

Вместо арматуры в фундамент трубы

Виды арматуры; какая арматура лучше всего подходит для фундамента. Вместо арматуры в фундамент трубы

Можно ли заливать фундамент без арматуры

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

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

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

Обязательно ли использовать арматуру

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

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

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

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

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

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

Металлолом и камни вместо арматуры

Когда вы решили армироват

pellete.ru

Ленточный фундамент без арматуры | Все про Фундамент

Здравствуйте, уважаемые читатели! В этой статье мы поговорим про Ленточный фундамент без арматуры. Ленточный фундамент — это упрощенный вариант для постройки домов из нетяжелых материалов (пеноблок, дерево). В зависимости от качества грунтов и близости грунтовых вод определяется ширина вкапывания ленты. Если другие фундаменты требуют как минимум полтора метра, то для данного вида хватит и 90 сантиметров. Это своеобразное ноу-хау в современном строительстве, возможность облегчить себе задачу без негативных последствий. Но, если придерживаться к надежным рекомендациям.

Ленточный фундамент строится с арматурой и без. Первый вариант дороже, но качественнее. Второй — больше подходит для дач или гаражей. То, что нынешние технологии позволяют упрощать все процессы, не всегда хорошо. Есть моменты, в которых это неуместно. Например, если грунт песчаный. А особенно, если еще и под наклоном! Не зря архитектурный отдел проверяет и утверждает планы постройки (материалы тоже), есть в этом свой смысл.

Строители считают, что фундамент без арматуры — штука ненадежная. Он промерзает при первых низких температурах (так как он тоньше), промокает, трескает при намокании грунта, вымывается грунтовыми водами и быстро теряет свои основные качества. Говорят, что лучше хотя бы один слой арматуры постелить, чем потом весь дом перестраивать.

Еще существует такая проблема, как оседание дома. Вы не раз, наверное, замечали домики, как будто втоптанные в землю. Так вот, как раз яркий пример. И чем менее прочный фундамент, тем больше вероятность, что так и случится. И потом его останется разве что сносить.

Но есть все-таки один вариант, при котором можно использовать ленточный фундамент без арматуры: когда грунты — скальные. Тогда ничего не сможет повлиять на его качество и выносливость. В таких породах редко бывают ссувы и грунтовые воды достаточно глубоко. Так что можно без лишних волнений смело ставить дом на такую опору. Так что первым делом — диагностика почвы.

Что бы кто не говорил, каждый случай индивидуален. Все зависит от многих факторов, по этому, прежде чем что-нибудь затевать, нужно хорошо посоветоваться с многими людьми (в особенности с теми, кто имеет прямое отношение к интересующей Вас проблеме). Бессмысленно в таких делах полагаться на советы аматоров или чьи-то догадки.

Существует много компаний, которые занимаются именно таким профилем. Стоит воспользоваться их услугами, дабы потом не переплачивать и не терять времени. Как гласит пословица, “скупой платит дважды”.

Вот и подошла к концу тема Ленточный фундамент без арматуры. Желаем Вам построить дом своей мечты, но не забывайте про фундамент.

npo-fundament.ru

Можно ли заливать фундамент без разрешения на строительство

Можно ли заливать фундамент зимой

— Хотя экономия стоимости строительных материалов налицо, в то же время цена на земляные работы в морозную погоду сильно возрастает. Также вы понесете дополнительные траты на прогревание бетонного раствора, конструкций, поэтому в целом экономия строительства зимой весьма сомнительна.

2. Основание из бетонных свай. Такой вид фундамента идеально подходит для легких строений, в частности деревянных домов. Соблюдая строительную технологию и придерживаясь основных правил, можно получить прочное свайное основание, не уступающее по своим качествам другим видам. Далее из статьи можно узнать все о заливке фундамента в зимний период.

Можно ли заливать фундамент без арматуры

Все зависит от исходных технических показателей. Если вы станете армировать основание, то вопросов нет. Но если приняли решение создать особое основание без арматуры, то следует тщательно изучить подстилающие грунты и их динамику по сезонам. Также нужно точно знать технические показатели будущего дома и соответствующие требования к фундаменту. Только после этого можно ответить, нужно ли армировать фундамент или есть основания для риска и внедрения новой технологии. Выбор в каждом случае индивидуальный.

В большинстве ситуаций нужна. Безальтернативно. Экономия на арматуре тут неуместна. Причем оптимальным способом скрепления армированного каркаса является вязка. С помощью специальной вязочной проволоки можно быстро создать качественный и прочный каркас. Если соединения скреплять с помощью сварки, то нарушается структура прута. Фундамент без армирования в процессе обязательной усадки, которая длится около 5 лет, с высокой вероятностью трескается. Поэтому экономия на материале каркаса недопустима.

Можно ли залить фундамент жилого дома если нет разрешения на строительство а только право собственности на участок

В вашем случае можно идти двумя путями, если у вас есть 100% уверенность что разрешение в ближайшие по закону 30 дней вы получите то не нарушая закона о противопожарных расстояниях между жилыми домами, соблюдением строительных норм и правил(расстояние от забора, от дороги(переулка) можете спокойно заливать фундамент. Если вдруг кто то из соседей или «доброжелателей» настучит на вас в соответствующие органы не беспокойтесь, если придут проверяющие скажете что заливаете фундамент под вспомогательную(хозпостройку) постройку-баню, гараж, сарай для инвентаря и живности и т .д. А фундамент как раз к моменту получения разрешения уже выстоится, усядется, и вы спокойно продолжите строить дом.

Второй путь , им сейчас идут большинство застройщиков малоэтажного жилья ,это «дачная амнистия». Данная амнистия ,в прямом смысле слова, для тех, кто самовольно без разрешения построил себе жилой дом на земельном участке ,даже не оформленном в отличие от вашего в собственность. Она позволяет застройщику зарегистрировать право собственности на самострой(самовольно построенное жилье) с минимальным набором документов-без разрешения на ввод обьекта в эксплуатацию и без получения разрешения на строительство .

Можно ли заливать фундамент частями

Долговечность любой постройки зависит от надежности его основания. Какой грунт, какой высоты постройку он выдержит, какой фундамент выбрать для данной постройки — все эти вопросы важны для прочности зданий. Но часто при решении возводить постройку самостоятельно решают только, какой вид фундамента будет выбран

.Для построек на загородных участках наиболее часто используют фундаменты из блоков или ленточные. Первые требуют специальной техники: их надо как-то доставлять на участок, как-то поднимать для установки на месте. Поэтому домашние мастера отдают предпочтение ленточным фундаментам. Чтобы залить бетон, можно доставить исходный материал на участок без особых трудностей.

Нужно ли разрешение на строительство фундамента

Согласно правовой позиции Верховного суда Российской Федерации, отраженной в п. 38 Постановления Пленума от 23.06 года № 25 при разрешении вопроса о признании объекта недвижимой вещью необходимо установить, что на нем, по крайней мере, полностью завершены работы по сооружению фундамента или аналогичные им работы.

Образование высшее — Военно-транспортный университет ЖДВ РФ в 1998 году Инженер строитель (мосты и транспортные тоннели). Калужский техникум Железнодорожного транспорта им Н.Е.Вилонова в 1993 году(техник-электромеханик). 2004-20012 Инспекция государственного строительного надзора Вологодской области. 2012 — частная практика Облседование зданий и сооружений в т.ч. по назначению судов. В настоящее время Руководитель группы обследования и диагностики ИССОиДО Московского филиала ОАО Иркутскгипродор.

Можно ли заливать фундамент зимой

При производстве земляных работ в морозное время года следует контролировать состояние грунтовых вод и излишков влаги, так как они могут замерзнуть, а на лед укладывать бетонный раствор нельзя. Перед заливкой бетона днище котлована необходимо очистить от наледи.

Для производства работ в зимнее время года подходит не всякий бетон, а только тот, в состав которого входят соответствующие модификаторы. Именно благодаря модификаторам бетон не схватывается преждевременно и успевает набрать необходимые качества. К тому же данные вещества облегчают заливку раствора в опалубку.

Можно ли заливать фундамент частями

Длится эта фаза в зависимости от температуры воздуха от 3 часов до 1 суток. Чем ниже температура, тем дольше схватывается бетон. При этом в начальной стадии схватывания он остается жидким без каких-либо изменений структуры. Если за этот промежуток времени добавить в опалубку новую порцию бетона. Никакого разрушения цементных связей не произойдет. Для температуры 20°С «жидкая» стадия длится примерно 2 часа, при нулевой температуре она продолжается примерно 6-8 часов.

1. Твердение бетона. Эта фаза продолжается довольно долго, за счет постепенной гидратации компонентов бетона фундамент набирает прочность в течение многих лет. Первые 28 суток – это обязательный срок выдержки бетона до набора им прочности, соответствующей его марке. Твердение происходит довольно быстро в первые сутки, затем скорость его замедляется.
2. В первые часы после схватывания твердость бетона еще невелика, и добавка следующей порции бетона может привести к микротрещинам из-за повышения нагрузки. После трех суток твердения, как правило, эти нагрузки не оказывают такого воздействия на первые слои бетон.

Можно ли заливать бетонный фундамент частями

Однако есть и альтернативные варианты сооружения фундамента. Например, при постройке заглубленного ленточного фундамента можно использовать готовые железобетонные блоки, которые укладываются друг на друга. Такой способ позволяет ускорить строительство. Блоки можно использовать и при сооружении мелкозаглубленного ленточного основания.

Если нет возможности заливать бетон быстро, обязательно следует рассмотреть вариант с блоками. Конечно, потребуется транспорт для их перевозки и механизмы для разгрузки. Но лучше немного переплатить, чем получить под дом основание, которое начнет разрушаться через 2 года после постройки. Заливка фундамента частями именно к этому и приведет.

Как заливать фундамент в любое время года

В настоящее время дождь не повод для прекращения бетонирования, как это было в недалёком прошлом. Используя несложное оборудование и подходящую марку цемента, можно заливать фундамент и в сырую погоду. Сама по себе вода не оказывает негативного воздействия на раствор, просто до его застывания может произойти размывание и нарушение пропорций. Поэтому всё зависит от силы осадков.

По разным оценкам за последние пять лет доля зимнего бетонирования в общем объёме строительства колеблется от 10 до 17%. Это солидный куш для производителей и поставщиков строительной химии, и, в частности, тех добавок, которые должны обеспечить эффективность процесса при отрицательных температурах. С другой стороны, именно производители повлияли на рост зимнего строительства. Интерес тут взаимный.

Можно ли класть фундамент заливая металлолом раствором без арматуры

Использование арматуры – необязательно, но желательно. Ее применяют для увеличения устойчивости бетона к нагрузкам сдвига, растяжения и усадки. Такие же функции выполнят и металлический прут, уголок или толстая стальная проволока, но несколько хуже, поскольку они не имеют специального рифления, усиливающего сцепление с бетоном. Если есть дармовой металл, можно с помощью болгарки сделать на нем насечки.

Завезли металлолом, несколько машин песка и всего несколько мешков цемента. Металлолом укладывают прямо на дно фундамента (может, надо засыпать вначале песок?). Затем частично сыпят песок и снова кладут металлолом. И только потом делают раствор и заливают им металлолом.

exjurist.ru

Можно ли делать фундамент без арматуры



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

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

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

Обязательно ли использовать арматуру

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

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

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

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

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

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

Металлолом и камни вместо арматуры

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

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

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

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

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

Разумеется, не любой металл заменит ар

vsjaarmatura.ru

Вместо арматуры трубы в фундаменте

Главная › Новости

Опубликовано: 14.10.2018

Армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой

Если вы решили построить дом, то требуется подготовить необходимый проект. Вы сможете воплотить в жизнь любые идеи и пожелания. Современные материалы отличаются великолепным качеством, что позволит соорудить постройку на много десятилетий. Первоначальной задачей является обеспечение прочности конструкции, поэтому нужно вместо арматуры трубы в фундаменте. От данного этапа зависит устойчивость всего здания.

Как здорово поселить за городом. Здесь всегда царит тишина и комфорт. Наличие свежего воздуха прекрасно влияет на состояние здоровья. Вам предстоит построить дом? Изначально потребуется подумать о прочности и устойчивости постройки. Вам необходим фундамент самовывоз , заложенный в соответствии с требуемыми технологиями. Правильный порядок работ и качественные материалы позволят получить крепкое и устойчивое здание.

Стеклопластиковая арматура вместо железной. Можно ли заменить.Все по уму.

Отличное решение буронабивные сваи типа бнс , видео фундамент для пристройки к дому , фундамент самый дешовый , как правильно укладывать кирпич на фундамент , кирпич красный полнотелый для фундамента цена , фундаменты для частного дома с подвалом , какой длины должны быть винтовые сваи , неровные фбс , заливаем сваи своими руками видео , фундамент из блоков фбс цена с работой .

Фундамент за день. Сваи ТИСЭ своими руками.

Все постройки рассчитаны на многолетнюю эксплуатацию. Следовательно, вам нужно составить проект сооружения, который вы хотите возвести. Не стоит пренебрегать первоначальным этапом, во время которого закладывается винтовые свай в красноярске . В данный момент вы обеспечиваете особую прочность конструкции. Следовательно, желательно нанять профессиональных мастеров, которые изучат место возведения постройки, учтут все нюансы и особенности.

Какую арматуру лучше использовать для конкретного типа фундамента

Важной составной частью железобетонных конструкций, к которым также относится множество типов фундаментов, является арматура. Именно благодаря этому элементу плиты, ленты, буронабивные сваи – все отдельные составляющие оснований постройки наделяются способностью противодействовать растягивающим нагрузкам. Арматура для фундамента – все равно, что скелет для человеческого тела. Без нее бетонная конструкция не может похвастаться долговечностью и надежностью, не говоря уже о безопасности. В этой статье мы рассмотрим типы используемой в строительстве арматуры, рассмотрим ситуации, в которых лучше использовать тот или иной тип арматуры, дадим некоторые рекомендации по правильному армированию фундамента и затронем еще целый ряд вопросов.

Арматура – что, как, почему

Арматура представляет собой прочные изделия круглого гладкого или периодического (ребристого) профиля. Чаще всего прутья арматуры производят из стали, но в последнее время не редко можно услышать об изделиях из стеклопластика которые, как утверждают производители, превосходят аналоги по показателям прочности более чем в два раза. Важной характеристикой арматуры является ее диаметр. В продаже можно встретить изделия диаметром 5,5, 6, 8…32 мм. Как правило, чем больше диаметр прута, тем более высокие требования предъявляются к его прочностным характеристикам. В индивидуальном строительстве, а именно им мы и занимаемся, чаще всего используют арматуру диаметром 8-16 мм. Причем, арматурный каркас для фундамента одного типа, например, ленточного, требует использования прутов одного диаметра, а каркас буронабивного свайного – другого. Впрочем, об этом мы поговорим подробнее ниже.

Если вы интересовались покупкой арматуры, то успели обратить внимание на то, что одни образцы имеют ребристую поверхность, а другие – гладкую. Какой тип прута лучше подходит для вашего фундамента? Материал, который будет непосредственно воспринимать растягивающие нагрузки, должен иметь ребристую поверхность. Это позволит ему более прочно сцепиться с бетонным раствором (о бетоне для фундамента читайте здесь) за счет увеличенной площади соприкосновения. В свою очередь пруты с гладкой поверхностью (как правило, имеющие небольшой диаметр) целесообразно применять в качестве конструктивного, а не функционального элемента скелета. Попросту говоря, гладкая арматура нужна лишь для того, чтобы должным образом сориентировать в пространстве ребристую.

Соединение арматуры

Самым простым способом укладки арматуры в фундамент является сварка прутьев в единый каркас. Такая технология отличается еще и высокой скоростью. Вот только при этом большая часть изделий (прутьев) в месте сваривания теряет свои прочностные характеристики. Поэтому мы не рекомендуем использовать сварку, а приберечь ее для совершенно безвыходных ситуаций.

Другим вариантом конструирования каркаса является так называемая вязка арматуры, которая подразумевает создание проволочного соединения в каждом пересечении прутьев «скелета». Данный процесс является достаточно трудоемким, но если приноровиться, то на каждое соединение будет уходить не более 5 секунд. Последовательность вязки изображена на рисунке ниже. Все вышеперечисленные операции лучше проводить перед тем, как установлена опалубка для фундамента.

Обращаем ваше внимание на то, что более 50% всех пересечений прутов должны быть соединены. Это относится, в первую очередь, к угловым частям каркаса.

Армирование при возведении ленточного фундамента

Одной из особенностей ленточного монолитного основания является то, что независимо от высоты при его возведении достаточно использовать всего 2 пояса армирования – сверху и снизу. Чаще всего используют прутья диаметром от 10 до 14 мм – в зависимости от нагрузки. Чем капитальнее постройка, тем больше диаметр используемой арматуры. Каждый армирующий пояс состоит из пары продольных ребристых прутов. Они соединяются посредством перемычек из гладких прутков диаметром 8 мм, расположенных с шагом 500 мм в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Важно, чтобы все элементы каркаса впоследствии были покрыты защитным слоем бетона – около 50 мм (для защиты от влаги). Одновременно нужно учитывать то, что продольно ориентированные пруты должны быть максимально приближены к горизонтальной поверхности, играя роль балки, устойчивой к растяжению. Именно по этой причине не стоит увлекаться и прятать пояс глубже. Вертикальные конструктивные элементы устанавливают на предварительно подготовленное основание – 30 мм подбетонку. Это позволяет уберечь металл от коррозии, которая неминуемо возникла бы в иных ситуациях из-за воздействия влаги.

Также отметим необходимость изгиба арматуры на углах – не стоит укладывать пруты под прямым углом друг к другу, т.к. это сведет на нет все старания по созданию монолитной конструкции. Пруты размещают внахлест не менее 250 мм и прочно связывают проволокой.

Армирование при строительстве буронабивного основания

При усилении буронабивной сваи используют ребристые пруты диаметром 10 мм. Их может быть 2, 3, 4 или более – в зависимости от диаметра используемой формы заливки. Как правило, в качестве последней используют асбестоцементную трубу диаметром 200 мм. В этом случае можно использовать 3-4 прута арматуры, соединенные вместе так, как показано на рисунке ниже. Важно, чтобы элементы каркаса отступали от трубы не менее чем на 50 мм. Так же нужно учитывать, чтобы нижние части прутов упирались на заранее подготовленную бетонную площадку (см. статью о буронабивных сваях).

Армирование для плитного фундамента

Плитное основание является одним из самых надежных и при этом самых дорогостоящих решений. Цена арматуры для фундамента, которую придется заплатить за нулевой цикл при таком строительстве, может составить до 20% от общей стоимости постройки.

При возведении такого типа основания используют ребристую арматуру диаметром 10-16 мм в зависимости от пучинистости грунта и величины нагрузки от будущего здания. Чем сложнее условия строительства, тем больше диаметр стальных прутьев. Укладывается два пояса, причем таким образом, чтобы образовались клетки со сторонами 200 мм.

Загрузка…

Арматура для мелкозаглубленного ленточного фундамента

Грунт под мелкозаглубленным ленточным фундаментом – не неподвижная монолитная платформа, а чаще всего неоднородная структура, которая претерпевает различные виды движений под воздействием влаги, движения воды, температуры воздуха, солнечного света, воздействия растительного и снежного покровов, и от собственно дома и манипуляций по его постройке. Мелкозаглубленный ленточный фундамент постоянно воспринимает различные нагрузки от возможных движений грунтов. Упрощенно рассматривая нагрузки на ленточный фундамент, можно представить, что нижняя часть мелкозаглубленного ленточного фундамента под нагрузкой от здания испытывает преимущественно растяжение, а верхняя часть фундамента – сжатие. Стальная арматура способна упруго без разрушения воспринимать в 10 раз большие нагрузки на растяжение, чем бетон. Сталь способна удлиняться без разрыва при приложении нагрузки на растяжение от 4 до 25 мм, а бетон всего на 0,2 -0,4 мм. Бетон же лучше выдерживает нагрузки на сжатие. Объединенные в единый материал – железобетон, сталь и бетон помогают лучше выдерживать комплекс нагрузок на сжатие и растяжение. Равноудаленная от верхней и нижней части мелкозаглубленного ленточного фундамента часть практически не испытывает нагрузок. Поэтому срединный слой продольных стержней арматуры, который часто добавляют «для прочности» фактически бесполезен. Если же вы строите заглубленный фундамент – подземную стену, то и армироваться он должен как монолитная бетонная стена. Иногда в самодеятельном дачном строительстве встречаются ситуации, когда строители армируют только нижнюю часть мелкозаглубленного ленточного фундамента. Аргумент у таких строителей такой: нагрузка от  дома не даст балке выгнуться вверх и создать растяжение в верхней части балки, где можно «сэкономить» арматуру. Однако такие строители забывают о значительной подъемной силе намокающего расширяющегося грунта или силе морозного пучения, при замерзании воды в грунте. Приложение таких сил может превысить нагрузку от дома и вызвать растяжение в верхней части мелкозаглубленного ленточного фундамента, которое приведет к разрушению целостности  ее структуры.

Характеристика видов арматуры, используемых для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента.

Для армирования монолитных мелкозаглубленных ленточныхо фундаментов в России используется арматура периодического профиля класса А-III (А400). Такая стальная арматура представляет собой круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии. Периодический профиль арматуры обеспечивает лучшее сцепление арматуры с бетоном, в отличие от арматуры гладкого профиля, которая рекомендуется в применении в качестве обвязки (хомутов) продольных стрежней арматуры периодического профиля. Маркировка А400  соответствует пределу текучести данного класса стальной арматуры (390 Н/мм2). Этот класс арматуры уже является устаревшим. С 1990-х годов европейские страны перешли на единый класс свариваемой арматуры с пределом текучести 500 Н/мм2. Применение такой арматуры класса А500С вместо арматуры класса А400 (А-III) обеспечивает более 10 % экономии стали в строительстве. Стержни арматуры класса А-III изготовляют длиной от 6 до 12 м. Арматура, используемая для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента должна иметь следующее обозначение: номер профиля – класс арматуры – ГОСТ, например: 12-A-III (A400) ГОСТ 5781-82. Для производства арматуры используются следующие марки сталей: 35ГС, 25Г2С (для номеров профиля 6-42) и 32Г2Рпс (профиль номер 6-22).

Таблица. Соответствие номера профиля, площади поперечного сечения и масса 1 м длины арматурной стали гладкого и периодического профиля (ГОСТ 5781-82)

Номер профиля (номинальный диаметр стержня, мм) Площадь поперечного сечения стержня, см2 Масса 1 м профиля Теоретическая, кг Предельные отклонения, % 6 0,283 0,222 +9,0 8 0,503 0,395 -7,0 10 0785 0,617 +5,0 12 1,131 0,888 -6,0 14 1,540 1,210   16 2,010 1,580   18 2,540 2,000   20 3,140 2,470 +3,0 22 3,800 2,980 -5,0 25 4,910 3,850   28 6,160 4,830   32 8,010 6,310

Арматура А-III периодического профиля выпускается в отечественном варианте с кольцевыми выступами и в варианте «европрофиль» с серповидными выступами. Отечественный кольцевой профиль обеспечивает лучшую прочность сцепления арматуры с бетоном, а серповидный профиль позволяет повысить выносливость арматуры к периодически повторяющимся нагрузкам. Для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента лучше подходит отечественный кольцевой профиль арматуры.  Реже встречается четырех сторонний серповидный профиль арматуры, который объединяет достоинства обоих видов периодического профиля арматуры. Арматуру класса A-III (А400) соединять при помощи сварки не рекомендуется. При локальном температурном воздействии происходит значительное ослабление структуры стали. Структурные изменения стали происходят в области сварки и в прилежащих участках на длину, равную четырем диаметрам арматуры в каждую сторону [комментарии к ACI 318-05, глава 7, пункт R7.2.3].  Для сварки предназначены только специальные свариваемые классы арматуры – они обозначаются литерой «С» (А400С, А500С).  В нормах Американского института цемента [ACI 318-05, глава 7, пункт 7.5.4] подчеркивается, что запрещается сварка перекрестий арматуры, которая может привести к надлому стрежней арматуры. Если класс арматуры не известен и требуется произвести сварное соединение продольных стрежней, то свариваемую арматуру (45-55% по длине стержня) необходимо предварительно нагревать до 200 °С, чтобы минимизировать потери прочности стали [нормы Американского общества по сварке ANSI/AWS D1.4:2005]. Минимальная длина сварного шва должна соответствовать  10 диаметрам стержня свариваемой арматуры.

Арматуру требуется гнуть для устройства соединительных элементов, работающих на растяжение (стандартный крюк и лапка) и для армирования углов и примыканий. Стоп-халтура!: Некоторые рабочие — строители армируют углы мелкозаглубленных ленточных фундаментов и примыканий лент с помощью перекрестий стрежневой арматуры. Такой способ является грубейшим нарушением типовых схем армирования углов и примыканий, ослабляющих конструкцию, который может привести к расслоению бетона.   Читайте о правильном армировании углов и примыканий малозаглубленного ленточного фундамента. Арматуру класса А-III можно гнуть в холодном состоянии на угол до 90° по диаметру изгиба с оправкой радиусом равным пяти диаметром сгибаемой арматуры без потери прочности. При загибе арматуры на 180 градусов прочность арматуры снижается на 10%. По американским нормам [глава 7, ACI 318-2005]диаметр оправки  для арматуры номинальным диаметром до 26 мм сгибается по диаметру равному шести диаметрам сгибаемой арматуры, а арматура диаметром 28-36 мм сгибается по восьмикратному диаметру. При этом свободный загибаемый конец арматуры должен быть не короче 12 диаметров стержня арматуры [пункт 7.2.2 ACI 318-2005]. Нельзя сгибать арматуру, один конец которой уже замоноличен в бетон.   Стоп-халтура! Практикуется как минимум два широко распространенных недопустимых приема гибки арматуры.  Если заказчик строительства требует от рабочих — строителей, как и положено, сгибать арматуру для армирования углов и примыканий фундаментной ленты, а не класть ее перекрестиями (о чем мы будем говорить ниже), то рабочие, ленясь, либо нагревают место сгиба автогеном, на костре или паяльной лампой, либо надпиливают место сгиба арматуры диском  угловой отрезной машинки. Понятно, что оба способа значительно ослабляют стрежни арматуры, что может привести к разрушению их целостности под  нагрузкой. Требование пункта 7.3.1 ACI 318-08 гласит: Все виды арматуры должны сгибаться в холодном состоянии, если иное не предписано проектировщиком. Арматура класса A-III (A400) используется для продольного и поперечного армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента. Для вспомогательного поперечного армирования (изготовления хомутов) также может использоваться стержневая горячекатаная гладкая арматура класса A-I (А240), А-II, проволока (гладкая арматура) класса Вр-I. Продольные рабочие стрежни арматуры малозаглубленного ленточного фундамента воспринимают совместно с бетоном основные нагрузки растяжения и сжатия, действующие вдоль продольной оси фундамента.  Кроме продольных стержней при армировании лент фундамент может устанавливаться поперечная  арматура из расчета на восприятие нагрузок, действующих вдоль поперечной оси фундамента. Также поперечная арматура служит для ограничения развития трещин в бетоне, для удержания продольных стержней в проектном положении, и для закрепления от их бокового выпучивания при воздействии нагрузок [пункт 5.18 СП 52-101-2003].  Поперечная арматура устанавливается у всех поверхностей фундамента, вблизи которых устанавливается продольная арматура. Закрепление поперечной арматуры производят путем ее загиба и охвата продольной рабочей  арматуры.

В лентах фундамента высотой сечения более 15 см следует устанавливать и вертикальную поперечную арматуру (хомуты). [Пункт 3.105 Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения, Москва, 1978]. В железобетонных элементах, содержащих продольную арматуру, работающую на сжатие, следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не  более пятнадцати диаметров сжатой продольной арматуры и не более 50 см, а конструкция поперечной арматуры должна обеспечивать отсутствие выпучивания продольной арматуры в любом направлении [пункт 7.3.8 СНиП 52-01-2003]. Стоп-халтура! Некоторые рабочие — строители считают, что в качестве рабочей арматуры для мелкозаглубленного ленточного фундамента можно использовать любой металл любой конфигурации: трубы, алюминиевые изделия, плоские листы, отходы от промышленной вырубки деталей, сетку рабицу, проволоку и т.п.    Все эти материалы не обладают  требуемыми характеристиками, чтобы адекватно воспринять нагрузки на сжатие или растяжение, и не предохраняют бетон от деформаций и образования трещин. Армирование рельсами также не рекомендуется из-за низкого сцепления бетона с гладкой поверхностью металла.  Включение в состав бетона алюминия [пункт 6.3.2 ACI 318-08] приводит к химическим реакциям, разрушающим бетон. Также в фундаменте может использоваться конструктивная арматура, устанавливаемая  для восприятия непредусмотренных усилий, таких как усилия от усадки бетона или температурных деформаций. В частности, в разделе 3  пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2007)  для фундаментных лент высотой сечения более 70 см рекомендуется установка дополнительной продольной  конструктивной арматуры на каждые  40 см  высоты ленты. По возможности арматуру следует монтировать укрупненными или пространственными заранее изготовленными элементами, по возможности сокращая объем применения отдельных стержней [пункт 4.3 ВСН 37-96] .

Требования к поверхности арматуры Арматуру следует монтировать укрупненными или пространственными заранее изготовленными элементами, по возможности сокращая объем применения отдельных стержней.  С бетонной подготовки (подушки) в местах установки арматуры должны быть удалены мусор, грязь, снег и лед. Стержни арматуры должны быть обезжирены, очищены от любого неметаллического покрытия, краски, грязи, льда и снега, отслаивающегося налета ржавчины. Удаляется отслаивающаяся ржавчина с помощью металлической щетки. Разрешается наличие эпоксидного покрытия на арматуре. [Пункт 7.4.1 ACI 318-08]. (Эпоксидное покрытие значительно снижает сцепление с бетоном, но снижает коррозию арматуры). Допускается наличие неотслаивающейся ржавчины на стрежнях арматуры используемых без предварительного напряжения [Пункт 7.4.2 ACI 318-08]. Не-халтура! Привычка многих строителей поливать водой арматуру за несколько дней перед укладкой, чтобы она заржавела, и к ней сильнее прилипал бетон, не является халтурой. В официальных комментариях к нормам ACI-318-08 в пункте R7.4 указано: Обычная поверхностная неотслаивающаяся ржавчина усиливает силу сцепления арматуры с бетоном. Ржавая поверхность лучше склеивается с цементным гелем в составе бетона. Но отслаивающуюся ржавчину требуется удалить. Читайте про стандартные ошибки армирования монолитных плитных фундаментов.

Какая арматура нужна для различных типов фундамента?

Ни для кого не секрет, какую важную роль играет фундамент при строительстве дома. От этой части здания, в конечном счете, зависит долговечность всей конструкции.

Наиболее часто встречаются 7 типов фундамента:

• свайный,
• ленточный,
• монолитный,
• винтовой,
• столбчатый,
• плавающий,
• плитный.

Для того чтобы бетонное основание дома не потрескалось и не рассыпалось, его армируют, то есть укрепляют. Арматура играет роль остова, который принимает на себя основную нагрузку. Выделяют два класса арматуры: рабочая и распределительная. Первая берет на себя как внешнюю нагрузку, так и нагрузку массы самой конструкции. Распределительная арматура направляет массу на стержни рабочих прутков.

Правильный выбор арматуры – залог надежности фундамента. Рассмотрим, какой профиль предпочтительнее использовать при возведении самых распространенных типов фундамента.

Армирование монолитного фундамента

Если в основании дома закладывается цельный элемент железобетона, то фундамент называют монолитным. Монолитом может быть и ленточный, и свайный, и плитный фундамент. Арматура для монолитного фундамента имеет вид горизонтальной сетки, перпендикулярно которой привариваются горизонтальные стержни диаметром не менее 10 мм.

Вместо возведения армирующего каркаса можно приобрести готовую арматурную сетку, которая производится в заводских условиях. Арматурная сетка сваривается из стальных заготовок.

Арматура для ленточного фундамента

Лента железобетона, которая закладывается под несущими стенами дома, представляет собой ленточный фундамент. Его основа – это арматурная сетка, которая заливается бетоном. Чаще всего используют два пояса армирования. Чем мощнее здание, тем толще должны быть прутья. Как правило, для ленточного фундамента нужны прутья диаметром 14 мм.

Арматура для плитного фундамента

В роли фундамента может выступать бетонная плита толщиной  20-40 см. Если вам нужно возвести плитный фундамент, советуем купить арматуру диаметром 10-16 мм. Как и в случае с ленточным фундаментом, диаметр зависит от нагрузки на основание, а также от вида грунта. Пучинистый грунт — повод выбрать прут потолще. Арматура для плитного фундамента укладывается таким образом, чтобы получились клетки со сторонами 20 см (если смотреть на фундамент сверху).

Пруток стальной: как армировать бетон |

Арматура для фундамента широко используется для армирования бетона  с целью его связки и упрочнения изделия. Армированный бетон носит название «железобетон».

В зависимости от типа изготовления арматура разделяется на:

• проволочную;
• канатную;
• стержневую.

В зависимости от того, что собой представляет сечение профиля, различают:

• арматуру периодического профиля;
• гладкую арматуру;
• круглую арматуру.

В зависимости от способа установки различают:

• сварную арматуру;
• вязаную арматуру.

В большинстве случаев для изготовления арматуры используют стальной пруток. Однако вместе с ним на строительной площадке может быть использованы и другие типы металлопроката, например, профильная труба, а также другие металлические изделия.  Стоит отметить, что цены на профильные трубы весьма рознятся – компании, занимающиеся реализацией данной, продукции предлагают свою стоимость, в большинстве случаев, приближенную к общерыночной.

В зависимости от предназначения прутки делятся на:

• устраняющие наклонные трещины;
• связывающие напряженные зоны;
• препятствующие образованию трещин в вертикальной плоскости.

Пруток стальной, применяемый в качестве арматуры, находится в тесном контакте с бетоном. В свете этого  возникает множество процессов, а именно – сцепление, трение, обжатие арматуры бетоном после его усадки. Помимо этого происходит электромеханическое взаимодействие бетона и металла, влияющее на то, насколько прочным и долговечным будет железобетонный элемент.

Труба профильная стальная используется несколько иначе.

Арматура производится из арматурной стали. Выделяют несколько классов такой стали: AI, AII, A3, и Ат. В соответствии с химическим составом каждому классу арматурной стали устанавливают конкретные марки — Ст3, Ст5, 09г2с, арматура А500С.

Буквенные обозначения в маркировке являются названием химического элемента, а численные говорят об их процентном соотношении.

Так, например, буква «Г» обозначает марганец, а «С» — кремний.

В большинстве случаев из стального прутка изготавливают арматурные пучки и пряди.

Арматура, в основном, изготавливается из холоднотянутой проволоки, диаметром до 7 мм, и низколегированной стали.

Бетонные конструкции с тонкими стенками зачастую армируются специальными сетками. По аналогии с такой разновидностью металлопроката, как трубы профильные, цены на сетку зависят от надежности и качества всех его составляющих.

Естественно, никто не будет оспаривать тот факт, что арматура необходима там, где возводятся многоэтажные здания. И это не удивительно. Перед установкой готовых бетонных блоков на стройплощадке собирается каркас из металлопроката различного профиля. Именно этот каркас и примет основную часть возникшей в ходе эксплуатации нагрузки. Сборка в данном случае выполняется при помощи специальной запорной арматуры. Особенно ответственные узлы металлоконструкций многоэтажек изготавливаются из нержавеющей стали.

На сегодняшний день в России активно внедряется монолитное домостроение. Данный метод весьма популярен за рубежом, теперь же и российские компании решили перенять опыт соседей.

Для того чтобы возвести высотный монолитный дом требуется огромное количество самой различной арматуры. И стальной пруток в этом списке занимает вовсе не последнее место.

Означенное изделие, обладающие различными диаметрами используется для армирования самых разнообразных элементов строящегося здания.

При этом армирование прутком возможно по месту, непосредственно на строительной площадке, что делает пруток еще более востребованным.

Проектный подход к методу усиления существующих кессонных фундаментов с использованием шпунтовых свай из стальных труб

Открытый архив в сотрудничестве с Японским геотехническим обществом

открытый архив

Реферат

В этом документе предлагается метод усиления шпунтовых свай из стальных труб кессонный фундамент в воде. Техника включает в себя обводку SPSP вокруг фундамента кессона и присоединение их к нему с помощью арматурного основания. Для поддержки рационального проектирования арматуры с использованием этого метода следует учитывать следующие факторы, влияющие на эффективность метода и соответствующее механическое поведение: (1) условия соединения опор кессона и арматуры SPSP; (2) отношение жесткости кессона к изгибу SPSP; (3) расстояние между кессоном и стенкой СПСН; и (4) длина ворса.Однако, поскольку влияние этих факторов на эффект армирования и механическое поведение еще не выяснено, текущий метод не имеет стандартизации концепции механизма передачи нагрузки в системах усиленного фундамента, а конечная боковая несущая способность существующих кессонов в значительной степени игнорировались в предыдущем строительстве. В этой статье описываются испытания модели центрифуги и трехмерный упругопластический анализ общего напряжения конечных элементов, проведенный применительно к реальным случаям, чтобы определить более эффективную и рациональную структуру армирования.Статическая боковая несущая способность и сейсмостойкость армированных фундаментов были исследованы, и были приняты во внимание следующие факторы: (1) условия соединения кессона и арматуры SPSP; (2) отношение жесткости кессона к изгибу SPSP; и (3) длина ворса. Наконец, на основе результатов экспериментального и численного моделирования предлагается схема структурного проектирования. Также представлена ​​диаграмма для облегчения определения соответствующих структур армирования.

Ключевые слова

Кессон

Несущая способность

Испытание модели центрифуги

Метод конечных элементов

Армирование

Фундамент из стальных труб из шпунтовых свай

IGC: E04 / H01

Реферат Рекомендуемые статьи 9Citing статей (0) © 2014 Японское геотехническое общество.Производство и хостинг Elsevier B.V.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

(PDF) Железобетонные балки средней глубины с заделанными трубами из ПВХ

Wasit Journal of Engineering Science Vol. (3), № (1), 2015



6. ВЫВОДЫ:

На основании представленной экспериментальной программы можно сделать следующие выводы

.

1. Установка труб из ПВХ в железобетонные балки снижает прочность и жесткость балок

в зависимости от размеров и расположения этих труб

.

2. Размер трубы, вставленной в железобетонные балки, влияет на пропускную способность балок

. Для балки с трубой меньшего диаметра предел прочности

снизился на 3,3% по сравнению с пределом прочности сплошной балки

.Снижение пропускной способности достигло 26,7% для балки с трубой большего диаметра

.

3. Труба, вставленная в центре балки, снижает предел прочности балки

меньше, чем труба того же размера, установленная ниже центра балки рядом с растянутой арматурой

. Центральная труба снизила предел прочности балки

на 26,7%, а эксцентриковая труба снизила нагрузочную способность на 33,3%.

4. Для балок с заделанными трубами диаметром более одной трети ширины балки

наблюдалось значительное снижение жесткости (от 103 до 297 процентов),

, тогда как для балок с трубами меньшего размера снижение жесткости было значительным. меньше

(от 1 до 12 процентов).

5. Нет необходимости принимать какие-либо меры в отношении балки с центральной трубой, если диаметр трубы

составляет около или менее одной трети ширины балки.

6. Наиболее предпочтительное место для установки трубы в железобетонные балки средней глубины

— это центр балок вдали от натяжной арматуры, по порядку

, во избежание разрыва соединения.

Ссылки:

1. ACI 318-2008, Требования Строительного кодекса к конструкциям и комментарии,

Приложение A, Модели распорок и стяжек, Американский институт бетона, Фармингтон

Хиллз.

2. Аль-Ахмед, А.Х., «Нелинейное поведение железобетонных прямоугольных колонн

с заделанными трубами (ПВХ)», докторская диссертация, Департамент гражданского строительства

Инженерное дело, Багдадский университет, 200pp, 2010.

3. Чиад, С.С., «Напряжения сдвига в полых бетонных балках», Журнал прикладных исследований

, Vol. 9, No. 4, pp. 2880-2889, 2013.

4. Патель, В.Р. и Пандья, II, «Предел прочности на сдвиг волокнистых средних

глубоких балок без стремена», Журнал прикладных наук и инженерии

Исследования , Vol.1, No. 2, pp. 138-145, 2012.

5. Hanna, TH. Х., «Экспериментальное исследование статического поведения волокнистых бетонных балок

с простой опорой и глубинными балками под патч-нагрузкой», Tikrit Journal

of Engineering Sciences, Vol. 19, No. 3, pp. 68-78, 2012.

6. Саху, Д.Р., Флорес, К.А. и Чао, Ш., «Поведение армированных стальным волокном

бетонных глубоких балок с большим отверстием», ACI Structural Journal, Vol. 109,

№ 2, стр. 193-204, 2012.

Варианты ремонта фундамента — Американский ремонт фундамента

Распространенные причины, по которым стена может наклоняться или наклоняться во многих случаях, связаны с недостаточным количеством анкерных болтов на подоконнике. Проблема усугубляется неправильным шагом уклона снаружи (уклон уклона к дому), вызывающим поперечное давление грунта на стену фундамента. Затем вы начнете замечать по крайней мере две трещины на концах фундаментной стены, обычно это диагональные трещины. Это главный признак разрушения фундамента.

Нашим решением было бы высадить на берег (слегка приподнять домашний лифт, чтобы снять вес с фундамента) весь дом из подвала и выкопать снаружи (рытье траншеи), а затем изнутри с помощью гидроцилиндров медленно отодвинуть стену назад до компромисса и отдохнуть. каркас обратно на фундамент. Все трещины изнутри залить эпоксидкой. Когда мы выкопаем и отодвинем стену, у нас будет два варианта. Мы можем разместить вертикальные стальные опорные балки или установить новые стенки крыльев снаружи.

В остальных случаях мы можем установить новую железобетонную подпорку изнутри. Это поддержит общие причины, по которым стена может наклоняться или наклоняться во многих случаях из-за недостаточного количества анкерных болтов на подоконнике. Проблема усугубляется неправильным шагом уклона снаружи (уклон уклона к дому), вызывающим поперечное давление грунта на стену фундамента. Затем вы начнете замечать по крайней мере две трещины на концах фундаментной стены, обычно это диагональные трещины.Это главный признак разрушения фундамента.

Нашим решением было бы высадить на берег (слегка приподнять домашний лифт, чтобы снять вес с фундамента) весь дом из подвала и выкопать снаружи (рытье траншеи), а затем изнутри с помощью гидроцилиндров медленно отодвинуть стену назад до компромисса и отдохнуть. каркас обратно на фундамент. Все трещины изнутри залить эпоксидкой. Когда мы выкопаем и отодвинем стену, у нас будет два варианта. Мы можем разместить вертикальные стальные опорные балки или установить новые стенки крыльев снаружи.

В остальных случаях мы можем установить новую железобетонную подпорку изнутри. Это будет поддерживать и удерживать поврежденную стену от дальнейшего прогиба или наклона. Между новой и старой поврежденной стеной установим гидроизоляционную пароизоляцию, по периметру подвала установим водосточную плитку. Установите арматуру горизонтально и вертикально, а затем нанесите на стену торкретирование. Завершите его гладким шпателем и удерживайте поврежденную стену от дальнейшего прогиба или наклона. Между новой и старой поврежденной стеной установим гидроизоляционную пароизоляцию, по периметру подвала установим водосточную плитку.Установите арматуру горизонтально и вертикально, а затем нанесите на стену торкретирование. Завершите это гладкой обработкой шпателем.

Факты о бетонных трубах

| Общий

Труба из железобетона — материал, не похожий на большинство других бетонных изделий. Он имеет уникальную историю, изготавливается с использованием специализированных процессов, и в результате получается материал, обеспечивающий прочность, долговечность и устойчивость. Приведенные ниже темы дадут вам много подробной информации о стальных железобетонных трубах.

История

Строительство труб и подземных трубопроводов насчитывает тысячи лет и является одной из самых ранних форм гражданского строительства.Римляне разработали цемент и бетон, аналогичные тем, которые используются сегодня. Они смешали гашеную известь с пуццолановым вулканическим пеплом с горы. Везувий производит гидравлический цемент, который затвердевает под водой и не портится под воздействием влаги. Некоторые трубопроводы и акведуки, построенные из этого бетона, используются до сих пор.

Самая старая из зарегистрированных современных бетонных труб — это канализационная труба, построенная в 1842 году в Мохавке в штате Нью-Йорк, США. Он проработал более 100 лет.Французы первыми внедрили стальную арматуру в бетонную трубу в 1896 году (известный как патент Монье). Эта концепция была привезена в Америку в 1905 году и в Австралию в 1910 году. С тех пор в Австралии и Новой Зеландии было проложено более 300 000 километров стальных железобетонных труб для дренажа, водопропускных труб, канализации и напорных труб. Многие из этих труб до сих пор находятся в эксплуатации и свидетельствуют о долгом сроке службы центрифугированных железобетонных труб. Действительно, владельцы активов теперь могут с уверенностью планировать 100-летний срок службы железобетонных труб.

К началу

Стандарты Австралии и Новой Зеландии

Железобетонная труба признана долговечным и экономичным решением для дренажных трубопроводов. Это было дополнительно подчеркнуто последними стандартами Австралии и Новой Зеландии для бетонных труб, которые признают срок службы этого эталонного продукта более 100 лет.

Стандарты Австралии и Стандарты Новой Зеландии признаны ведущими органами по стандартизации в своих странах.Эти стандарты разработаны комитетами специалистов, обладающих знаниями и обширным опытом в области производства, исследований, разработок и оказания услуг.

Стандарты на бетонные трубы подробно описывают спецификацию продукта, чтобы гарантировать, что он будет обеспечивать предполагаемый срок службы в различных условиях. Нормы, в соответствии с которыми достигается качество железобетонных труб, весьма заметно отличаются от тех, которые установлены для других бетонных изделий, поскольку они изготавливаются с использованием уникальных производственных методов и размещаются в подземных условиях, не типичных для условий воздействия, ожидаемых для надземных элементов.

Промышленность железобетонных труб руководствуется двумя стандартами на этой основе для производства, долговечности, проектирования и монтажа:

AS / NZS 4058 « Сборные железобетонные трубы — напорные и безнапорные. » излагает минимальные требования для материалы и производство сборных железобетонных труб. Он классифицирует трубы по размеру, прочности и применению и устанавливает минимальные требования для отбора проб и испытаний. Стандарт является эталоном для производителей бетонных труб.Этот документ также важен для разработчиков и разработчиков, чтобы обеспечить правильную спецификацию для каждого приложения.

AS / NZS 3725 « Проект для установки подземных бетонных труб » устанавливает методы и данные, необходимые для расчета рабочих нагрузок на подземные бетонные трубы, связывая это с правильным выбором железобетонной трубы и уточняя детали установка. Стандарт подробно описывает критерии проектирования и установки для широкого спектра применений.

К началу

использует

Бетонная труба

имеет долгую историю отличных эксплуатационных характеристик как долговечный продукт для ливневой канализации и канализации по всему миру. В Австралии бетонные трубы производятся более 100 лет, и до сих пор используются трубы, изготовленные более 90 лет назад.

Сегодня новые технологии делают бетонные трубы более надежными, чем когда-либо прежде. Десятилетия исследований и разработок многих аспектов бетонных труб позволили производителям бетонных труб реализовать бетонные смеси и конструкцию труб, чтобы обеспечить продукцию, которая может выдерживать полный спектр подземных сред и профилей сточных вод.

Это, в сочетании с применением рационального подхода к управлению активами к общественной инфраструктуре, делает выбор в пользу бетонных труб для устойчивых систем ливневой канализации. Дренажный трубопровод, построенный сегодня из стальных железобетонных труб, не требующих особого ухода, прослужит более 100 лет, если система будет спроектирована и спроектирована с полным знанием существующих и будущих характеристик сточных вод и нагрузки. Когда проекты разрабатываются с учетом затрат жизненного цикла, бетонные трубы — это продукт, который легко подпадает под общепринятое общее понятие устойчивости, удовлетворяя потребности нынешнего поколения, не ставя под угрозу потребности будущих поколений.

Практика монтажа в соответствии со стандартами и общепринятыми нормами практики доказывает, что может значительно снизить затраты на монтаж в строительных проектах. Для трубопроводных систем, срок службы которых ожидается 100 и более лет, нет сомнений в том, что бетонная труба, изготовленная, спроектированная и установленная в соответствии с AS / NZS 4058 и AS / NZS 3725, будет продолжать работать еще много лет. Благодаря долговечности и производительности бетонные трубы являются уверенным выбором для систем ливневой канализации и напорных канализационных систем.

К началу

Гидравлика

Гидравлическая мощность (количество воды, которое может передать труба) всех типов труб зависит от гладкости внутренней стенки трубы. Чем ровнее стена, тем больше гидравлическая способность трубы. Гладкость трубы может быть представлена ​​любым из следующих значений:

• Коэффициент шероховатости Колбрука «ks» мм
• Хейзен и Уильямс «c»
• Коэффициент шероховатости Мэннинга «n»

В целом, чем меньше значение, тем больший объем воды будет протекать через трубу.

Гидравлический анализ дренажных систем включает оценку проектного расхода на основе климатологических характеристик и характеристик водосбора. Гидравлический расчет дренажной системы всегда включает экономическую оценку. В течение проектного срока на площадке будет возникать широкий спектр паводковых потоков с соответствующими вероятностями. Выгоды от строительства системы большой пропускной способности, способной выдержать все эти штормовые явления без вредных последствий наводнения, обычно перевешиваются первоначальными затратами на строительство.Экономический анализ компромиссов выполняется с разной степенью усилий и тщательности. Анализ рисков уравновешивает стоимость дренажной системы с убытками, связанными с неадекватной производительностью. С бетонной трубой риска нет. Обладая долгим сроком службы и гидравлической эффективностью, бетонная труба отвечает требованиям гидравлической конструкции системы.

Выбор подходящих коэффициентов шероховатости для ливневого дренажа неточен из-за необходимости оценивать влияние любого мусора, переносимого ливневыми потоками.К сожалению, но по понятным причинам, существует нехватка соответствующих данных испытаний действующих ливневых стоков. Проектирование системы ливневой канализации без учета мусора (то есть для чистой воды с «ks» = 0,06 мм для бетонной трубы) представляет собой маловероятную ситуацию. Точно так же влияние обломков на эквивалентную шероховатость трубы вряд ли будет столь же серьезным, как влияние биологических шламов в сильно зашламленной канализации. По этим причинам промышленность по производству бетонных труб рекомендует принять значение «ks», равное 0.6 мм для большинства конструкций ливневой канализации, но это значение «ks» следует изменить с помощью инженерной оценки, если доступны дополнительные данные. Значение «ks», равное 0,6 мм, является консервативным по сравнению с диапазоном «ks» (от 0,15 мм до 0,30 мм), рекомендованным для осадков и стока в Австралии, но опять же следует отметить, что обычно штраф за принятие «ks» = 0,6 мм по сравнению с 0,06 мм — это не более одного шага в диаметре трубы.

Исследования пришли к выводу, что конструкции с использованием бетонных труб в большинстве случаев можно уменьшить по крайней мере на один размер по сравнению со стальными, алюминиевыми и гофрированными трубами из полиэтилена высокой плотности.Чтобы инженеры-проектировщики и владельцы могли выбрать подходящую дренажную трубу для конкретной водопропускной трубы или канализации, критически важно, чтобы применяемые значения коэффициента шероховатости были расчетными значениями, а не лабораторными значениями

К началу

Производство

Машины и оборудование, используемые для производства железобетонных труб в Австралии и Новой Зеландии, характеризуются способностью обрабатывать и уплотнять бетон с низким содержанием воды, но с высоким содержанием цемента и, следовательно, с низкой удобоукладываемостью.Методы, используемые в двух странах, включают:

• центробежные валки для уплотнения и тяжелые вибрационные методы
• центробежное прядение, в котором водоцементное соотношение бетона уменьшается за счет центробежного действия
• Вертикальные методы сухой заливки с использованием двунаправленных роликов для уплотнения бетона

Водоцементное соотношение бетона в трубах, изготовленных с использованием этих процессов, всегда меньше 0,4 и чаще находится в диапазоне от 0,3 до 0.35. Такое сочетание таких низких водоцементных соотношений и высоких уровней уплотнения обычно обеспечивает прочность бетона на сжатие до 60 МПа и выше. Полученный таким образом бетон практически непроницаем для воды и имеет самый высокий уровень прочности, который может быть достигнут с помощью любого промышленного процесса бетонирования. Высокопрочный бетон с низкой проницаемостью признан органами по стандартизации как прочный материал.

К началу

Тестирование

AS / NZS4058 описывает ряд эксплуатационных испытаний, которые должны быть проведены производителями, чтобы продемонстрировать соответствие готовой бетонной трубы.

Стандарт включает следующие тесты:

• испытание испытательной нагрузкой
• Испытания под предельной нагрузкой
• водонепроницаемость (прежнее название — гидростатические испытания)
• Испытания на заданное и предельное давление
• водопоглощение
• гибкое соединение в сборе
• измерение бетонного покрытия до арматуры
• измерение размеров, кроме бетонного покрытия
  

Кроме того, производители бетонных труб имеют строгие процедуры контроля качества, обеспечивающие учет всего производственного процесса.В частности, это включает смешивание и дозирование бетона с соответствующими заполнителями, добавками и вяжущими веществами, используя:

• Системы взвешивания и дозирования с компьютерным управлением
• Смесительные системы с компьютерным управлением
• автоматизированные регистрирующие системы

Системы качества также необходимы, чтобы гарантировать, что сварка стальной арматуры в каркасы тщательно контролируется и проверяется на соответствие требованиям.

К началу

Недвижимость

Бетонная труба известна как жесткая труба, которая обеспечивает как конструкцию, так и канал, когда она прибывает на место.Гибкие трубопроводные системы, такие как дренажные системы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и поливинилхлорида (PVC), обеспечивают только трубопровод. Засыпка должна быть правильно спроектирована и применена, чтобы обеспечить структуру. Импортная заливка обязательна; требуется для гибких трубопроводных систем.

Бетонная труба

известна качеством изготовления, неизменной прочностью, доступностью конструкции и размеров для большинства установок, простотой установки и обеспечением надежной и долговечной системы, особенно под нагрузкой.

Труба железобетонная, произведенная сегодня, это результат:

• Компьютерное проектирование и анализ на основе стандартов Австралии и Новой Зеландии
• перспективные конструкции бетонных смесей
• автоматизированное дозирование с компьютерным управлением
• прецизионная арматура из проволоки
• технологий производства, ориентированных на качество
• соединения водонепроницаемые улучшенные
• новые стандарты установки

Наверх

Прочность

Бетонная труба — это жесткая система труб, которая в основном зависит от прочности трубы и лишь незначительно зависит от прочности, полученной из грунтовой оболочки.Собственная прочность бетонной трубы может компенсировать проблемы на стройплощадке, не предназначенные для устранения недостатков конструкции, а также большую высоту засыпки и глубину траншеи.

Бетонная труба менее подвержена повреждениям во время строительства и сохраняет свою форму, не прогибаясь. Гибкая труба должна отклоняться для достижения максимальной установленной производительности. Гибкая труба как минимум на 95% зависит от грунтовой опоры и опыта монтажа подрядчика. Это самый важный фактор при использовании гибкой трубы.Специалисты по гибким трубам должны учитывать теорию дизайна, сбалансированную с практичностью установки продукции в каждом приложении. Бетонные трубы для сравнения имеют неограниченный диапазон прочности трубы, из которой можно выбирать, и прочность демонстрируется перед установкой.

Прочность бетонных труб стандартизована AS / NZS 4058 «Сборные железобетонные трубы». Предполагается, что бетонная труба будет испытана производителем на прочность на испытательные нагрузки или испытательные нагрузки, как указано в стандарте для определенного диаметра и класса.

Стальная арматура в бетонной трубе значительно увеличивает присущую ей прочность. Стальная арматура формируется в каркасы с использованием прецизионных мер для изготовления стальной сетки с помощью автоматических сварочных машин. Машины с сепаратором изготавливают детали машинной формы, имеют стабильные размеры и допуски на проектирование.

К началу

Соединения

Бетонные трубы имеют множество стыков. На них не влияет тип обратной засыпки, использованной при установке.Перед установкой трубы необходимо продемонстрировать характеристики соединения на заводе, а целостность соединения можно проверить в полевых условиях различными способами. В случае бетонной трубы прогиб не повлияет на возможность испытания полевого стыка. Жесткость поперечного сечения бетонной трубы делает сборку соединения простой операцией. Жесткая целостность соединения минимизирует вероятность проникновения заделки и проседания переполнения, часто называемого инфильтрацией. Эти соединения включают:

Катящиеся резиновые кольца начинаются круглыми и обычно натягиваются на цапфу и позиционируются (раскручиваются) в канавке цапфы.Затем они становятся сплющенными, когда закатывают конец трубы, чтобы герметизировать соединение. Они собираются всухую, без использования смазки для стыков. Поверхности трубы должны быть сухими, чтобы кольцо могло катиться. Если поверхность частично влажная, ее необходимо просушить.

Кольца скольжения могут быть круглыми или V-образными и удерживаются в кольцевой канавке при перемещении трубы на место. Смазка наносится на переднюю поверхность кольца и прилегающую поверхность ввода гнезда. Смазка поставляется производителем труб и представляет собой специальный раствор (часто смесь мягкого мыла).Продукты на нефтяной основе, такие как консистентная смазка, никогда не должны использоваться в качестве замены, так как они могут повредить резиновую смесь.

Наружные ленты («EB» или «песчаные ленты») используются на трубах, соединенных заподлицо, для предотвращения попадания почвы в трубопровод и размывания засыпки. Поэтому такие ленты применяются в условиях песчаной засыпки, простирающейся по стыку трубы, соединенной заподлицо.

К началу

Установка

Надлежащая практика монтажа необходима для обеспечения того, чтобы бетонный трубопровод работал с максимальной эффективностью.Для целей анализа и проектирования обычно рассматриваются следующие варианты конструкции, обеспечивающие опору для бетонной трубы:

• траншея Состояние
• Состояние набережной (положительная проекция)
• Состояние набережной (негативная проекция)

Условия насыпи с отрицательным выступом и условия искусственной траншеи часто аппроксимируются либо условиями траншеи, либо положительной насыпью соответственно.

Состояние траншеи

Траншеи — это узкие выемки в земле или скале.Когда труба устанавливается в траншею и траншея засыпается, материал обратной засыпки со временем имеет тенденцию оседать. Эта осадка засыпки создает нагрузку на трубу. Эта нагрузка снижается за счет действующих вверх сил трения, которые возникают между насыпью и стенками траншеи. Насыпная (или статическая) нагрузка, действующая на верхнюю часть трубы, принимается как вес заполняющего материала в прямоугольной призме по всей ширине траншеи, за вычетом сил трения, возникающих на стенках траншеи. Прилегающий природный материал считается самонесущим и поэтому не передает нагрузку на трубу.

Чтобы минимизировать нагрузку на трубу, траншеи должны быть как можно более узкими. Принятая ширина траншеи и, следовательно, нагрузка будут зависеть от:

• Ширина ковша экскаватора
• глубина траншеи
• диаметр трубы
• Доступ, необходимый с боковых сторон трубы для установки и уплотнения опорных материалов для трубы
• потребность в траншейной опоре

Состояние набережной

Состояние насыпи для трубы создается, когда труба укладывается на естественный грунт или рядом с ним (или в виде искусственной траншеи), а насыпной материал укладывается сверху в виде насыпи.Независимо от природы наполнителя и метода его размещения, можно ожидать некоторой оседания наполнителя. В ситуациях положительного проецирования труба выступает над естественным уровнем земли, и происходит неравномерное оседание насыпи на верхней части трубы по сравнению с осадкой на каждой стороне. Нагрузка засыпки, действующая на верхнюю часть трубы, принимается как масса материала засыпки в трапециевидной призме по ширине (диаметру) трубы плюс силы трения, возникающие между призмой грунта и прилегающей насыпью насыпи (сравните это с состоянием траншеи).Таким образом, нагрузка на трубу в условиях насыпи обычно зависит от:

• диаметр трубы
• высота насыпи набережной

Условия поддержки

Устойчивый и однородный фундамент необходим для удовлетворительной работы любого подземного трубопровода. Фундамент должен поддерживать правильное выравнивание трубы и выдерживать вес земли, транспортных средств и строительных нагрузок на трубопровод. Кровать-зона — это область между трубой и фундаментом.Обычно он имеет толщину 100 мм и помогает обеспечить ровную опору вдоль трубы. Его функция — поддерживать нижнюю часть трубы и снижать интенсивность реактивных сил. Для бетонных труб с внешним диаметром более 1500 мм эту толщину следует увеличить до 150 мм. Зона врезки расположена непосредственно над зоной пласта и простирается до высоты от 10% до 30% внешнего диаметра трубы над зоной пласта. Он обеспечивает опору для нижней стороны трубы, тем самым уменьшая воздействие изгибающего момента в стенке трубы за счет более эффективного распределения приложенных нагрузок на фундамент.Боковая зона обеспечивает поддержку сторонам трубы и простирается от вершины вогнутой зоны до уровня не менее 50% внешнего диаметра трубы над вершиной зоны пласта. Зона перекрытия, простирающаяся до уровня 150 мм над верхней частью трубы, обеспечивает защиту от физического повреждения негабаритным материалом при засыпке или насыпи насыпи.

К началу

Прочность

Есть ряд свойств бетона, которые влияют на долговечность продукта. Эти свойства включают прочность на сжатие, плотность, водопоглощение, соотношение вода / цемент, щелочность (количество цемента в бетоне), тип цемента и заполнители.

Прочность на сжатие бетонных труб, изготовленных по стандартам Австралии и Новой Зеландии, обычно находится в диапазоне до 60 МПа и выше. Прочность трубы зависит от материалов, используемых в бетонной смеси, таких как заполнители, вяжущий материал и добавки. Это также зависит от дизайна смеси, технологий производства и процесса отверждения.

Водопоглощение в основном используется для проверки плотности и непроницаемости бетона, используемого в железобетонных трубах.На водопоглощение могут сильно влиять как агрегаты, так и используемый производственный процесс. AS / NZS4058-2007 определяет максимально допустимое поглощение 6% для всех бетонных труб и описывает соответствующие методы испытаний, которые должны использоваться производителями.

Низкое водоцементное (W / C) соотношение считается товарным знаком для прочных бетонных труб, особенно потому, что с этим критерием связана высокая прочность на сжатие. Типичная железобетонная труба в Австралии и Новой Зеландии имеет отношение W / C в диапазоне от 0.От 35 до 0,40. В некоторых случаях рацион W / C может быть даже ниже 0,35.

Щелочность зависит от содержания цемента в смеси и включает как цемент, так и летучую золу. Ключ к высокой щелочности и правильному содержанию вяжущего — это конструкция смеси с учетом всех свойств используемых материалов, а также процессов производства и отверждения. Щелочной бетон обычно обозначается значениями pH от 12 до 13.

Бетонная труба , заполнители , грубые и мелкие, соответствуют требованиям AS2758.Заполнители являются ключевым элементом в производстве качественного бетона и, в свою очередь, качественных труб. Что касается прочности, долговечности и производительности, следует учитывать все аспекты агрегатов. К ним относятся градация, абсорбция, удельный вес, твердость и, в некоторых случаях, щелочность.

AS / NZS4058 утверждает, что стальная железобетонная труба прослужит 100 лет , если она спроектирована соответствующим образом. Это означает выбор трубы для правильного использования в определенных условиях, производства с хорошим контролем качества, квалифицированной установки и надлежащей и тщательной вулканизации.

Наверх

Горизонтальная несущая способность композитных заполненных бетоном стальных трубчатых свай

Стальные обсадные трубы (SC) широко и все чаще используются для стабилизации стенки скважины при строительстве свайных фундаментов мостов. Стальные обсадные трубы (ЖБК) вместе с железобетонными сваями (ЖБП) образуют композитные заполненные бетоном стальные трубчатые сваи (ББТ), которые существенно отличаются от обычных ГТН по горизонтальной несущей способности. В этом исследовании, основанном на характеристиках CCFSTP, горизонтальная несущая способность CCFSTP была исследована посредством испытания на центробежной модели с длиной стального корпуса ( L _SC ) и модулем массы грунта в стали. зона уплотнения грунта обсадной колонны ( E _{SCSC_zone} ) в качестве переменных.Сопротивление грунта со стороны сваи, кривые нагрузки-смещения и кривые момента сваи были получены для CCFSTP. Результаты показывают, что увеличение L _SC в пределах диапазона 12 см значительно увеличивает предельную горизонтальную несущую способность CCFSTP, а дальнейшее увеличение L _SC свыше 12 см приводит к непрерывному увеличению предельной горизонтальной несущей способности. CCFSTP, но лишь в незначительной степени. Кроме того, увеличение E _{SCSC_zone} увеличивает предельную горизонтальную несущую способность CCFSTP, но в относительно небольшой степени.Результаты этого исследования обеспечивают теоретическую основу и техническую поддержку для проектирования и строительства CCFSTP.

1. Введение

Свайный фундамент [1–10] является важной частью строительства автомобильных мостов. При строительстве буронабивных свай стальная обсадная труба обычно используется для стабилизации стенки скважины или решения проблемы утечки шлама в огромных пещерах. Когда стальные обсадные трубы перерабатываются, их называют железобетонными сваями (ЖБИ). Однако стальные кожухи (SC), используемые во время строительства, трудно утилизировать после сооружения свай из-за требований к конструкции и их относительно большой глубины заглубления.Таким образом, вместе с железобетоном (RC) SC образуют композитную конструкцию из стальных труб, заполненных бетоном, которую в данном исследовании называют композитными сваями из стальных труб, заполненных бетоном (CFST) (CCFSTP). Более того, CCFSTP имеют большое поперечное сечение вверху и маленькое поперечное сечение внизу, как показано на рисунке 1. Несущая способность CCFSTP имеет больший запас прочности, чем у обычных RCP того же диаметра. . Фактически, CCFSTP уже широко используются при строительстве автомобильных мостов.Однако в основном SC считается запасом прочности для свайного фундамента. Сохранение этого запаса прочности необходимо учитывать при проектировании.

Ученые всего мира провели исследования, касающиеся композитных структур CFST. Техническая спецификация на конструкции CFST в Китае, выпущенная в 2014 году, в основном вводит методы проектирования круглых CFST. В этой спецификации используется теория ограничения и предполагается, что увеличение прочности бетона ядра прямо пропорционально горизонтальному давлению, создаваемому внешней стальной трубой [11].Несколько стран, включая США и Японию, провели исследования, касающиеся использования структур CFST для строительства фундаментов. Спецификация расчета коэффициента нагрузки и сопротивления Американского института стальных конструкций определяет методы расчета композитных колонн. В данной спецификации рассматривается общая стабильность элементов при осевом сжатии путем обработки элементов CFST как элементов из чистой стали и включения прочности бетона в прочность стали [12]. Спецификация Стальной трубы, заполненной бетоном (CFST) Японского архитектурного института, учитывает ограничивающее воздействие стальной трубы на бетон сердечника при расчете несущей способности круглого элемента CFST [13].Спецификация на сталь, бетон и композитные мосты Британского института стандартов для проектирования бетонных мостов гласит, что центральный бетон сжимается в трех направлениях под действием стальной трубы, и прочность увеличивается при расчете несущей способности круглого члена CFST [ 14]. В Еврокоде 4 Европейского комитета по стандартизации «Проектирование стали и зданий» указано, что конструкция железобетонной композитной конструкции накладывается на всю пластиковую секцию, а затем несущая способность корректируется путем сравнения и анализа результатов испытаний [15].Johansson et al. [16] изучили механическое поведение 13 образцов колонн CFST при трех различных условиях нагружения посредством статических испытаний и обнаружили, что прочность сцепления сильно влияет на эффекты удержания, когда нагрузка прикладывается только к бетонной части, и, таким образом, влияет на механические свойства колонн. . Trentadue et al. В [17] предложены аппроксимации в замкнутой форме диаграмм взаимодействия осевого силового и изгибающего момента для железобетонных колонн и бетонных стальных труб круглого сечения.Юсуф и др. [18] изучали поведение полых и заполненных бетоном трубчатых колонн из нержавеющей стали при статической и ударной нагрузке. Патель и др. [19, 20] описали проверку и применение многомасштабной модели для столбцов CFST. Brown et al. [21], Aguirre et al. [22], и Montejo et al. [23] исследовали нелинейное сейсмическое поведение железобетонных стальных труб. Юнг и др. [24] улучшили расчетные уравнения сдвига посредством дальнейших экспериментальных и аналитических исследований сопротивления сдвигу и поведения круговой CFT.Du et al. [25] и Ding et al. [26] исследовали режимы разрушения, кривые зависимости ударной силы от времени и кривые зависимости от времени деформации, чтобы оценить поведение элемента CFCST под ударной нагрузкой. Zhu et al. [27] и Wang et al. [28] изучали факторы, влияющие на несущую способность заполненных бетоном колонн из стальных труб. Все вышеупомянутые исследования сосредоточены на механических свойствах и несущей способности композитных стальных трубчато-бетонных конструкций. Однако отсутствуют исследования горизонтальной несущей способности CCFSTP, когда они взаимодействуют с окружающей горной породой и массивом грунта.Функциональное различие между свайным фундаментом моста и колоннами CFST приводит к разнице в горизонтальной несущей способности между колоннами CCFSTP и CFST. Следовательно, необходимо изучить горизонтальную несущую способность CCFSTP.

В этом исследовании, основанном на испытании на центробежной модели, горизонтальная несущая способность CCFSTP зависит от длины стального корпуса ( L _SC ) и модуля упругости массы грунта в грунте стального корпуса. зона уплотнения (SCSC) ( E _{SCSC_zone} ).Анализируется механизм передачи нагрузки CCFSTP при горизонтальной нагрузке с целью обеспечения технической основы для проектирования и строительства свайных фундаментов мостов.

2. Экспериментальное исследование

Для изучения горизонтальной несущей способности свай была проведена серия испытаний на центробежной модели для анализа влияния стального корпуса и модуля упругости грунта в зоне уплотнения грунта стального корпуса на несущую способность. свай.

2.1. Физическая модель

Для изучения разницы в горизонтальной несущей способности между композитными заполненными бетоном стальными трубчатыми сваями (CCFSTP) и обычной железобетонной сваей (RCP) были спроектированы 4 модели CCFSTP и 1 модель RCP, как показано в таблице 1 и 2 с учетом влияния длины стального кожуха. Сваи представляют собой сваи трения.

9048 Номер сваи модели L (см) L SC (см) D (мм) t (мм) t SC (мм) CCFSTP-1 35 20 25 2 CCFSTP-2 35 16 25 30 2 2 CCFSTP-3 35 2 CCFSTP-4 35 8 25 30 2 2 RCP-0 35 0 0 0 2 2

Примечание . L обозначает длину ворса модели. L SC представляет собой длину стального кожуха. D — внешний диаметр сваи модели. D SC представляет собой внешний диаметр стального кожуха. t — это толщина сваи модели. t SC представляет толщину стального кожуха.

Грунт в модели состоит из несборного лёсса толщиной 40 см.На практике стальной корпус уплотняет почву вокруг сваи. Чтобы точно отразить механические условия исходного CCFSTP, влияние уплотнения грунта стального корпуса на горизонтальную несущую способность CCFSTP было смоделировано в модельном испытании путем изменения E _SCSC _ _зоны (зона SCSC — зона толщиной 15 мм вокруг стального кожуха, где 15 мм — радиус стального кожуха). Из-за сложности работы в ограниченном пространстве внутри модельной камеры, для предварительной подготовки грунта в зоне SCSC была использована форма для уплотнения грунта, разработанная внутри компании [26], как показано на рисунке 3.

В этом документе длина стального кожуха L _SC и E _{SCSC_zone} были выбраны в качестве переменных. В таблице 2 приведены условия испытаний.

Наименование Длина стального корпуса L SC (см) E SCSC_zone (МПа) 0 1.0 E Зона без SCSC CCFSTP 8, 12, 16 и 20 1,1 E Зона без SCSC 8 SCSC_zone , 1.2 E Non-SCSC_zone , 1.3 E Non-SCSC_zone , 1.4 E Non-SCSC_zone , and 1.5 E Non-SCSC_zone Примечание .« E Non-SCSC_zone » означает модуль сжатия массы грунта в зоне без SCSC. 2.2. Свойства материала Поскольку монолитные сваи состоят из железобетона, трудно как можно скорее сформировать бетон с такой же прочностью, как у прототипа сваи. Поэтому аналогичные материалы будут использоваться для моделирования по критериям распознавания. Материал модели контролируется жесткостью на изгиб EI (модуль упругости и момент инерции), как показано в уравнении (1).В этом исследовании алюминиевая труба использовалась в качестве материала для обычной железобетонной сваи. В таблице 2 приведены характеристики тестовых свай. Поскольку модуль Юнга прототипа сваи составляет 18,7 ГПа, коэффициент подобия 100 доступен в соответствии с уравнением (1) и таблицей 3: где — модуль Юнга модели; — модуль Юнга прототипа; — момент инерции модели; — момент инерции прототипа; — коэффициент подобия; — внешний диаметр модели; — внутренний диаметр модели; диаметр прототипа. уровень Длина сваи L Наружный диаметр D Толщина t 9048 E 9048 Модуль упругости 9048 9048 ) Прототип (м) Модель (мм) Прототип (м) Модель (мм) Прототип (м) 100 350 25488 350 2.5 2 0,2 40,2 Четыре типовые сваи из композитных стальных трубчатых свай, заполненных бетоном, имеют те же материалы, что и обычные железобетонные сваи. Стальной кожух моделировался стальной трубой. В таблице 4 приведены характеристики стального кожуха. физические свойства были протестированы с помощью испытания на уплотнение (рис. 4 (а)), испытания на содержание влаги (рис. 4 (б)) и испытания на прямой сдвиг (рис. 4 (с)). Плотность определялась по массе и объему почвы. Модуль сжатия был получен при испытании на уплотнение.Содержание влаги измеряли тестом на содержание влаги. Угол внутреннего трения и сила сцепления были рассчитаны с помощью испытания на прямой сдвиг. Результаты представлены в Таблице 5. уровень Длина L SC Наружный диаметр D Толщина t GP (см) Прототип (м) Модель (мм) Прототип (м) Модель (мм) Прототип (м) 100 20 20 30 3 2 0.2 164 16 16 12 12 8 8 Название Плотность ρ (г / см 3 ) Модуль упругости E Non-SCa зона ) Влагосодержание ω (%) Когезия c (кПа) Угол внутреннего трения φ (°) Loess 1 7 19,8 13,5 27 21 2.3. Прибор для проведения экспериментов В этом исследовании использовалась геотехническая центрифуга типа TLJ-3 в университете Чанъань с эффективным радиусом вращения 2 м, как показано на рисунке 5. Максимальное центробежное ускорение составляет 200. Она имеет контейнер и Балансировочная емкость как балочная центрифуга. Размеры контейнера: длина 700 мм, высота 500 мм, ширина 360 мм.На центрифуге 40 каналов, по которым собранные данные могут передаваться на компьютер. Данное исследование удовлетворяет законам подобия [29]. Подробные соотношения подобия модели и прототипа показаны в Таблице 6. Напряжение и деформация 1 Параметр Отношение длина 1 1 489 Диаметр 1: n Смещение 1: n Момент инерции 1: n 4 Force 1: n 2 Примечание .Центробежное ускорение = н ·. Тензодатчики BE120-3AA с коэффициентом чувствительности 2,0–2,2 и сопротивлением 120 Ом использовались для измерения деформации свай. Чтобы обеспечить относительно высокую выживаемость тензодатчиков сопротивления после закопания в слой почвы, модельные сваи были разрезаны вдоль и шесть пар тензодатчиков были размещены с противоположных сторон с определенным интервалом на внутренней стене. После прикрепления тензодатчиков модели сваи были приклеены и восстановлены эпоксидной смолой, а положение тензодатчиков ствола сваи было размечено, как показано на Рисунке 6.Поскольку глубина тела сваи в грунт 30 см, а длина сваи 35 см, положение первой группы тензодатчика находится на расстоянии 5 см от вершины сваи. От второй до пятой группы тензодатчиков расположены по длине стального корпуса. Для экономии количества тензодатчиков и отражения деформации у дна сваи шестая группа тензодатчиков расположена на расстоянии 2 см от дна сваи. Алюминиевые трубы и стальные трубы были скреплены эпоксидной смолой, независимо от трения между ними.Наконец, наждачной бумагой была отполирована внешняя поверхность модельной сваи, чтобы ее несущие характеристики были более близки к реальной свае. К каждой свае прикреплялись колонные миниатюрные датчики давления компрессионного типа BW11-1.2 (диаметр: 12 мм; разрешение: 1 με ; коэффициент чувствительности: (0,25 ± 0,01)%; диапазон: 0–1,2 МПа; точность: 0,001 МПа). через определенный интервал для измерения сопротивления грунта со стороны сваи. На рисунке 3 показано размещение тензодатчиков и ячеек давления грунта на CCFSTP. 2.4. Процедура испытания Конкретные шаги заключаются в следующем, и основные процедуры испытания показаны на рисунке 7. (a) Чтобы гарантировать равномерную плотность почвы в контейнере, сожмите определенную массу почвы в определенный объем. В этом испытании плотность грунта составляет 1,7 г / см 3 , и каждый слой почвы уплотняется до 2 см. Поскольку длина контейнера составляет 70 см, а ширина — 36 см, каждый слой почвы уплотняется до 5040 см 3 , поэтому качество почвы, необходимое для каждого слоя, составляет 8568 г.Сначала взвесьте 8568 г почвы и поместите ее в полиэтиленовый пакет. Затем с помощью лопаты равномерно распределите почву по емкости. Наконец, используйте вибратор, чтобы сжать почву на 2 см. Затем просверлите отверстия в соответствии с положением сваи, как показано на рисунке 8. Глубина отверстия составляет 30 см. Отверстие было немного меньше диаметра сваи, что приближает осевое сопротивление между сваей и грунтом к фактическому значению. Наконец, стопку вдавливали в отверстие. (Б) Контейнер помещали в центрифугу.(c) Сначала реакционная рама была прикручена к контейнеру. Затем к каналу центрифуги были подключены датчики давления почвы, тензодатчики и датчики смещения. (D) измерение уровня 100 g в течение пяти минут. (E) Данные были переданы в компьютер. (F) Повторите шаги, описанные выше. когда заканчивается одна загрузка. Горизонтальная нагрузка была достигнута путем добавления стальных пластин к погрузочной платформе (крюк на конце троса), а горизонтальная нагрузка была разделена на восемь уровней; нагрузка составляла 25 Н, 50 Н, 75 Н, 100 Н, 125 Н, 150 Н, 175 Н и 200 Н, как показано на Рисунке 9. 3. Результаты и обсуждение 3.1. CCFSTP Сопротивление грунта на стороне Подобные закономерности можно наблюдать для изменения сопротивления грунта на стороне сваи с L SC при различных горизонтальных нагрузках. Здесь и далее в качестве примера для анализа взяты условия испытаний с горизонтальной нагрузкой 150 Н. На рис. 10 показаны закономерности изменения сопротивления грунта со стороны сваи с L SC . Сопротивление грунта со стороны сваи CCFSTP ниже, чем у обычного RCP на той же глубине, и сопротивление грунта со стороны сваи постепенно уменьшается по мере увеличения длины стальной обсадной трубы.Для CCFSTP сопротивление грунта со стороны сваи сначала увеличивается, а затем уменьшается с увеличением глубины. Сопротивление грунта со стороны свай приближалось к нулю на глубине примерно 17 см от поверхности и возрастало по мере дальнейшего увеличения глубины. Это может указывать на то, что CCFSTP претерпел деформацию перегиба на глубине примерно 17 см от поверхности. По мере увеличения длины стальной обсадной трубы максимальное сопротивление грунта со стороны сваи CCFSTP постепенно снижалось. Максимальное сопротивление грунта со стороны сваи CCFSTP составляет 125.3 кПа, 123,0 кПа, 120,5 кПа и 118,1 кПа при длине стального корпуса 8 см, 12 см, 16 см и 20 см соответственно, что на 10,9%, 12,6%, 14,4% и 16,1% ниже, чем у обычные RCP соответственно. Это связано с тем, что с увеличением длины стального корпуса увеличивается жесткость CCFSTP. Кроме того, диаметр стального кожуха немного больше, чем размер ствола скважины, что оказывает экструзионное воздействие на грунт, а с увеличением длины стального кожуха площадь выдавливания стального кожуха и грунта увеличивается, и сваи становятся больше. может быть получено сопротивление почвы со стороны.Следовательно, глубина грунтового массива на стороне сваи, пораженной сваей, увеличивается, что приводит к снижению максимального сопротивления грунта на стороне сваи. На рисунке 11 показаны закономерности изменения сопротивления грунта со стороны сваи с E SCSC_zone . По мере увеличения значений E SCSC_zone сопротивление грунта со стороны сваи CCFSTP увеличивается. Однако сопротивление грунта со стороны свай CCFSTP остается ниже, чем у обычного RCP.Максимальное сопротивление почвы на стороне CCFSTP составляло 118,1 кПа, 120,8 кПа, 123,7 кПа, 125,6 кПа и 127,8 кПа при E SCSC_zone = 1,1 E Non-SCSC_zone , 1,2 E -SCSC_zone , 1.3 E Non-SCSC_zone , 1.4 E Non-SCSC_zone и 1.5 E Non-SCSC_zone , соответственно, что составляет 16,1%, 14,1%, 12,1%, 10,7% , и на 9,2% ниже, чем у обычного RCP, соответственно.Это связано с тем, что по мере увеличения модуля массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной трубы, масса грунта вокруг CCFSTP становится более плотной, а площадь грунта вокруг сваи, на которую воздействует свая, уменьшается, что приводит к увеличению максимальной сваи. -сторонняя устойчивость грунта. 3.2. Горизонтальная несущая способность CCFSTP На рисунке 12 показаны кривые нагрузка-смещение и кривые градиента нагрузка-смещение CCFSTP при различных значениях L SC . Как показано на Рисунке 12, при одинаковом горизонтальном смещении, чем больше длина стального кожуха, тем большую нагрузку может выдержать свая. Кривые градиента нагрузки-смещения CCFSTP при различных значениях L SC не содержат заметных точек перегиба, что указывает на то, что свая не была повреждена. В результате невозможно определить предельную несущую способность сваи по точкам перегиба кривых. В этой статье предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP контролируется смещением.Горизонтальная нагрузка, соответствующая тому, когда CCFSTP претерпела горизонтальное смещение на 0,4 мм, используется в качестве его предельной несущей способности [30]. Пусть будет степень воздействия на предельную горизонтальную несущую способность сваи. , где — предельная горизонтальная несущая способность обычной железобетонной сваи (RCP), а — предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP. На рисунке 13 показано, как предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP изменяется в зависимости от длины стального корпуса. Как показано на рисунке 13, предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP выше, чем у обычного RCP, и она увеличивается по мере увеличения значений L SC . Предельная горизонтальная несущая способность RCP ( L SC = 0 см) составляет 69,5 Н. Предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP составляет 78,9 Н, 83,7 Н, 85,4 Н и 85,8 Н при длине стального корпуса 8 см, 12 см, 16 см и 20 см соответственно. С увеличением длины стального кожуха постепенно увеличивается горизонтальная предельная несущая способность CCFSTP.Причина в том, что диаметр стального кожуха немного больше размера ствола скважины, что оказывает экструзионное воздействие на грунт, а с увеличением длины стального кожуха площадь выдавливания стального кожуха и грунта увеличивается и может быть получено большее сопротивление грунта со стороны сваи. Вышеупомянутый анализ показывает, что предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP увеличивалась в относительно большой степени по мере увеличения длины стального корпуса в пределах 12 см и что предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP продолжала увеличиваться по мере увеличения длины стального корпуса. более 12 см, хотя и в относительно небольшой степени.Когда длина стального кожуха составляет 8 см, предельная несущая способность увеличивается на 13,3%, что указывает на то, что наличие стального кожуха может улучшить предельную несущую способность. При длине стального корпуса 16 см увеличение предельной несущей способности составляет 22,7%. Это всего на 2,5% выше, чем у CCFSTP со стальным корпусом длиной 12 см. Это связано с тем, что, когда длина стального кожуха превышает определенное значение, увеличение длины стального кожуха мало влияет на горизонтальную несущую способность CCFSTP. На рисунке 14 показаны кривые нагрузка-смещение и кривые градиента нагрузка-смещение CCFSTP при различных значениях E SCSC_zone . Как показано на Рисунке 14, кривые градиента нагрузки-смещения CCFSTP при различных значениях E SCSC_zone не содержат заметных точек перегиба, что указывает на то, что свая не была повреждена. Точно так же предельная несущая способность CCFSTP также контролируется горизонтальным смещением.Кроме того, из рисунка 14 также видно, что при одинаковом горизонтальном смещении, чем больше модуль массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной колонны, тем большую нагрузку может выдержать свая. На рисунке 15 показан график изменения предельной горизонтальной несущей способности фундамента CCFSTP с E SCSC_zone . Как показано на рисунке 15, предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP выше, чем у обычного RCP, и она увеличивается с увеличением значений E SCSC_zone .Предельная горизонтальная несущая способность RCP ( E SCSC_zone = 1.0 E Non-SCSC_zone ) составляет 69,5 Н. Конечная горизонтальная несущая способность CCFSTP составляет 78,9 Н, 81,0 Н, 82,8 Н, 83,6 Н, и 84,4 н. SCSC_zone и 1.5 E Non-SCSC_zone соответственно. С увеличением модуля массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной колонны, горизонтальная предельная несущая способность CCFSTP постепенно увеличивается при постоянной длине стальной обсадной трубы. Основная причина заключается в том, что с увеличением модуля массы грунта в зоне вокруг CCFSTP почву вокруг CCFSTP нелегко сжать, и сопротивление грунта со стороны свай увеличивается. Можно видеть, что предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP увеличилась в относительно большой степени, поскольку значения E SCSC_zone увеличились в пределах 1.3 E Non-SCSC_zone и что предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP продолжала расти, поскольку значения E SCSC_zone превысили 1,3 E Non-SCSC_zone , хотя и в относительно небольшой степени. Когда значение E SCSC_zone равно 1,1 E Non-SCSC_zone , предельная несущая способность увеличивается на 13,3%, что указывает на то, что увеличение модуля упругости грунта вокруг сваи может улучшить предельную несущую способность.Когда значение E SCSC_zone равно 1,4 E Non-SCSC_zone , увеличение предельной несущей способности составляет 20,1%. Это всего на 1,1% выше, чем значение E SCSC_zone , равное 1,3 E Non-SCSC_zone . Это связано с тем, что, когда модуль упругости грунта вокруг сваи превышает определенное значение, увеличение модуля упругости грунта вокруг сваи мало влияет на горизонтальную несущую способность. 3.3. Изгибающий момент CCFSTP На рисунке 16 показано правило изменения изгибающего момента CCFSTP с L SC . Из рисунка 16 видно, что на той же глубине с увеличением длины стального кожуха максимальный изгибающий момент CCFSTP постепенно увеличивается. Как для RCP, так и для CCFSTP с L SC 8 см, изгибающий момент сначала увеличивался, а затем уменьшался в продольном направлении по мере увеличения глубины. Кроме того, на определенной глубине изгибающий момент начал резко уменьшаться, а после достижения нуля стал отрицательным, а со временем стал нулевым.Это указывает на то, что при длине стальной обсадной трубы 8 см свая претерпевает деформацию перегиба в продольном направлении на определенной глубине. Более того, когда длина стальной обсадной трубы превышает 12 см, изгибающий момент сваи сначала увеличивается, а затем уменьшается в направлении длины, а затем резко уменьшается на определенной глубине, но не становится отрицательным по мере того, как глубина продолжает увеличиваться. По мере увеличения длины стальной обсадной трубы положение поперечного сечения сваи, в котором возникает ее максимальный изгибающий момент, смещается вниз.Основная причина аналогична анализу в разделе 3.1: с увеличением длины стального кожуха увеличивается площадь выдавливания стального кожуха и увеличивается сопротивление грунта со стороны сваи. Кроме того, по мере увеличения длины стального кожуха увеличивается жесткость CCFSTP, поэтому положение, в котором возникает максимальный изгибающий момент, смещается вниз. На рисунке 17 показано правило изменения максимального изгибающего момента CCFSTP и положение поперечного сечения CCFSTP, в котором его максимальный изгибающий момент возник, поскольку L SC увеличился. Как показано на Рисунке 17, максимальный изгибающий момент CCFSTP увеличивается с увеличением длины стального кожуха. Максимальный изгибающий момент CCFSTP составляет 24,7 Н · м, 27,1 Н · м, 27,8 Н · м и 28,0 Н · м при длине стального корпуса 8 см, 12 см, 16 см и 20 см соответственно, что на 16,5%, 27,8%, 31,1,5% и 32,1% выше, чем у обычных RCP. Очевидно, что при длине стального кожуха менее 12 см длина стального кожуха относительно существенно влияет на максимальный изгибающий момент CCFSTP; влияние длины стального корпуса на максимальный изгибающий момент CCFSTP уменьшается по мере того, как длина стального корпуса превышает 12 см.По мере увеличения длины стального корпуса место поперечного сечения CCFSTP, в котором возникает его максимальный изгибающий момент, медленно перемещается вниз. Это говорит о том, что положение поперечного сечения CCFSTP, в котором возникает его максимальный изгибающий момент, незначительно зависит от длины стального кожуха после того, как длина стального кожуха достигает определенного значения. Это связано с тем, что, когда длина стального кожуха превышает определенное значение, увеличение длины стального кожуха мало влияет на максимальный изгибающий момент CCFSTP. На рисунке 18 показано правило изменения изгибающего момента CCFSTP с E SCSC_zone . Подобные закономерности можно наблюдать на рисунке 18 для изменений изгибающего момента CCFSTP и обычного RCP в направлении длины. Изгибающий момент сначала увеличивается, затем уменьшается и на определенной глубине начинает резко уменьшаться; он становится отрицательным после достижения нуля и в конечном итоге уменьшается до нуля. Изгибающий момент CCFSTP больше, чем у обычного RCP при том же поперечном сечении.Для CCFSTP при той же длине стального кожуха его максимальный изгибающий момент постепенно уменьшался по мере увеличения модуля массы грунта в зоне уплотнения грунта стального кожуха. Основная причина заключается в том, что с увеличением модуля массы грунта в зоне, грунт вокруг CCFSTP нелегко сжать, и сопротивление грунта со стороны свай увеличивается. На рисунке 19 показано правило изменения максимального изгибающего момента CCFSTP и положение поперечного сечения CCFSTP, при котором возникает максимальный изгибающий момент при увеличении E SCSC_zone . По мере увеличения значений E SCSC_zone максимальный изгибающий момент CCFSTP уменьшается, но остается больше, чем у обычного RCP. Максимальный изгибающий момент CCFSTP составляет 24,7 Н · м, 23,8 Н · м, 23,0 Н · м, 22,2 Н · м и 21,6 Н · м, когда модуль массы грунта в зоне уплотнения грунта стального кожуха составляет 1,1 E Зона не SCSC , 1,2 E Зона не SCSC , 1,3 E Зона не SCSC , 1.4 E Non-SCSC_zone и 1,5 E Non-SCSC_zone , соответственно, что на 16,5%, 12,3%, 8,5%, 4,7% и 1,9% выше, чем у обычного RCP, соответственно. Более того, по мере увеличения E SCSC_zone положение поперечного сечения CCFSTP, в котором возникает его максимальный изгибающий момент, перемещается вверх. Однако из-за наличия стального кожуха местоположение максимального изгибающего момента остается ниже местоположения поперечного сечения обычного RCP, при котором возникает его максимальный изгибающий момент.Это говорит о том, что изменения в E SCSC_zone не оказывают значительного влияния на расположение поперечного сечения CCFSTP, где возникает его максимальный изгибающий момент. Это происходит главным образом потому, что, когда модуль массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной трубы превышает определенное значение, грунт вокруг CCFSTP трудно продолжать сжиматься, а увеличение модуля упругости грунта мало влияет на максимальный изгиб. момент CCFSTP. 3.4. Расчет оптимального армирования для CCFSTP и его проверка на основе инженерной структуры Приведенный выше анализ показывает, что сопротивление изгибу CCFSTP выше, чем у обычного RCP.Однако при проектировании свайного фундамента влияние стальной оболочки на сопротивление сваи изгибу не принимается во внимание; вместо этого стальной кожух рассматривается только как запас прочности, что явно неразумно. Следовательно, необходимо проанализировать оптимальную конструкцию армирования для CCFSTP. Для обычного RCP — круглого эксцентрикового компрессионного элемента с однородной окружной арматурой — когда количество продольных арматур составляет не менее шести, продольное армирование может быть преобразовано в эквивалентное стальное кольцо с общей площадью (является поперечным площадь сечения одиночной продольной арматуры ( n ( — количество продольной арматуры)) и радиусом [31]. Примем за радиус поперечного сечения свайного фундамента (т.е. расчетный радиус) и как расстояние между центром толщины стенки эквивалентного стального кольца и центром поперечного сечения (то же, что и расстояние между центром продольной арматуры и центром поперечного сечения). Тогда толщина стального кольца, эквивалентная продольной арматуре, определяется как отношение продольной арматуры () и отношение радиуса эквивалентного стального кольца к расчетному радиусу свайного фундамента (). Подобно расчету сопротивления изгибу путем преобразования продольной арматуры в эквивалентное стальное кольцо, стальной кожух в CCFSTP также может быть преобразован в эквивалентное стальное кольцо с радиусом r s в том же месте в качестве продольной арматуры, основанной на принципе эквивалентности сопротивления поперечному изгибу. Таким образом, стальной корпус и продольная арматура могут быть включены в расчет сопротивления изгибу свайного фундамента, что обеспечит основу для оптимального проектирования арматуры для CCFSTP.На рисунке 20 показан метод преобразования стального кожуха в эквивалентное стальное кольцо. Исходя из того принципа, что сопротивление поперечному сечению стального корпуса изгибу равно сопротивлению эквивалентного стального кольца, мы имеем где и — модули упругости стального корпуса и продольной арматуры, соответственно (Па), и — моменты инерции стального кожуха и продольной арматуры относительно центра поперечного сечения соответственно (m 4 ). Для каждого стального кожуха и эквивалентного стального кольца толщина стенки намного меньше, чем расстояние между его центром и центром поперечного сечения (). Таким образом, где — расстояние между центром толщины стенки стального кожуха и центром поперечного сечения (м), — это расстояние между центром толщины стенки эквивалентного стального кольца и центром поперечного сечения. (м), — толщина стенки стального кожуха (м), и — толщина стенки стального кольца, эквивалентная стальному кожуху (м). Подставляя уравнение (4) в уравнение (3), мы получаем где — отношение радиуса эквивалентного стального кольца к радиусу стального кожуха (). Где — количество продольной арматуры, эквивалентной стальному кожуху, равно площадь поперечного сечения стального кольца, эквивалентного стальному кожуху ( 2 м), является радиусом продольной арматуры (м), а остальные параметры имеют то же значение, что описано ранее. Как показано в уравнении (6), в системе несущей конструкции CCFSTP стальной корпус с модулем упругости, толщиной стенки и радиусом играют ту же роль, что и количество продольной арматуры с модулем упругости. и радиусом.Исходя из этого, продольное армирование может быть разумно оптимизировано для свайных фундаментов. 3.5. Пример из практики CCFSTP широко используются в качестве фундамента моста на скоростной автомагистрали Гуанчжоу-Цзянмэнь. На примере свайного фундамента FY3 # -0 моста Фучжоу на участке Цзяннань участка TJ05 скоростной автомагистрали Гуанчжоу-Цзянмэнь. FY3 # -0 CCFSTP содержит продольные стержни одного типа и диаметра, но трех разных длин по длине сваи (см. Таблицу 7). 3 Длина сваи (см) Диаметр сваи (м) Количество стержней Количество Диаметр (мм) Длина (см) Длина (см) Общая длина (м) 6300 1,5 4 1 25 6419,7 7 449,4 8 289,9 3 25 2624,3 15 393,6

и, следовательно, его стальной корпус в некоторой степени корродирован. Следовательно, необходимо учитывать влияние коррозии на стальной корпус. Согласно Спецификации свайных фундаментов портового строительства [32] и Спецификации проектирования автомобильных дорог, железобетонных и предварительно напряженных бетонных мостов и водопропускных труб [33], скорость коррозии равна 0.03 мм / год можно использовать для металлоконструкций в речных портах. При расчетном сроке службы 100 лет толщина стального кожуха составляет 3 мм в качестве запаса прочности против коррозии. Таким образом, при расчете сопротивления свайного фундамента на горизонтальный изгиб следует вычесть вклад этих 3 мм толщины стального кожуха.

На основе уравнения (6) можно рассчитать количество продольных стержней, эквивалентных стальному кожуху в свайном фундаменте. Подставив E ₁ = 2.05 × 10 ⁵ МПа, E ₂ = 2 × 10 ⁵ МПа, r ′ = 0,9 м, r _s = 0,64 м, r ₀ = 0,0125 м , и t _s = 0,007 м в уравнение (6), мы получаем

На основании приведенного выше расчета сопротивление изгибу FY3 # -0 CCFSTP, обеспечиваемое встроенным стальным кожухом, эквивалентно предусмотренному 163 продольных стержня диаметром 25 мм. Это указывает на то, что стальной кожух может обеспечить достаточное сопротивление изгибу свайному фундаменту.Следовательно, конструктивная арматура должна быть рассчитана для CCFSTP с минимальным коэффициентом армирования 0,5% в соответствии с Техническими условиями для железобетона для автомагистралей и предварительно напряженных бетонных мостов и водопропускных труб, обеспечивая при этом достаточную эффективную толщину стенок стального корпуса [33].

FY3 # -0 имеет диаметр D 1,5 м. Для конструкции арматуры, основанной на минимальном коэффициенте армирования 0,5%, необходимое количество вышеупомянутых продольных стержней составляет

Учитывая, что стальной кожух в основном расположен в верхней части свайного фундамента, принцип оптимизации армирования снижает необходимо использовать количество относительно коротких продольных стержней.Основываясь на фактическом армировании в FY3 # -0 CCFSTP (Таблица 8), было определено, что необходимо оптимизировать только арматурные стержни № 3 в исходной конструкции. В итоге снято 12 прутков № 3. В результате удалось сэкономить арматуру общей длиной 314,9 м.

Модуль упругости стального кожуха E 1 (× 10 5 МПа) Модуль упругости арматуры E 5 МПа) Радиус стального кожуха r ′ (см) Эффективная толщина стенки стального кожуха t (мм) Радиус арматуры r 0 (мм) Радиус эквивалентного стального кольца r s (см) 2.05 2 90 7 12,5 64

4. Выводы

Конечная горизонтальная несущая способность CCFSTP в некоторой степени выше, чем обычного RCP. Чем длиннее стальной корпус, тем ниже максимальное сопротивление грунта со стороны сваи. По мере увеличения модуля массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной трубы максимальное сопротивление грунта со стороны сваи увеличивается.Когда масса грунта со стороны сваи относительно мягкая, увеличение длины стальной обсадной трубы может компенсировать недостаток сопротивления грунта со стороны сваи. Максимальный изгибающий момент CCFSTP больше, чем у обычного RCP. Чем длиннее стальной корпус, тем больше максимальный изгибающий момент CCFSTP и тем ниже положение поперечного сечения CCFSTP, при котором возникает максимальный изгибающий момент. Чем больше значение E _{SCSC_zone} , тем меньше максимальный изгибающий момент CCFSTP и тем выше положение поперечного сечения CCFSTP, при котором возникает максимальный изгибающий момент.

Уравнение оптимизации продольного армирования для CCFSTP получено на основе теоретического вывода, который обеспечивает теоретические рекомендации по разумному армированию свайных фундаментов. Из-за наличия стального корпуса CCFSTP имеет чрезмерное сопротивление изгибу. Чтобы сэкономить на инвестициях в проект, можно спроектировать оптимальное армирование, используя уравнение оптимизации армирования для свай, чтобы уменьшить количество продольных стержней внутри сваи, обеспечивая при этом достаточное сопротивление свае на изгиб.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Исследование было поддержано Программой ключевых транспортных наук и технологий провинции Гуандун в рамках гранта No. 2011-01-001. Авторы также хотели бы выразить свою огромную признательность Чэньсинь Си за помощь в разработке экспериментов и Ханчжоу Су за доработку и доработку рукописи.

Свая стальных труб — Укладка труб

Стальная трубная свая — это материал для стальных свай. Обычно это трубы из углеродистой стали, изготавливаемые бесшовными или сварными (SSAW или LSAW), используемые для поддержки и стабилизации фундамента здания. Итак, трубная свая — это конструкционный строительный материал.

Применение трубных свай

Сваи из стальных труб — это наиболее рекомендуемый свайный материал для строительства морских портов, дворовых построек.Он широко используется при морских или морских работах для создания прочного фундамента. Помимо этого, типичное использование также как под зданиями, мостами и конструкциями. Более подробная информация используется в списке ниже:

Береговые и морские сооружения
Морские фундаменты / сооружения
Башня
Строительство железных дорог, автомагистралей
Строительство причалов
Морские работы, морские работы
Фонды нефтегазовой отрасли
Структурная поддержка специальных зданий
и др.

О стальной свае

Стальная свая включает:
Трубная свая — Трубная свая — Трубная свая
Шпунтовая свая
Двутавровая свая
Винтовая свая
Дисковая свая

Все эти материалы изготовлены из чугуна и стали и предназначены для укладки свай под зданиями.

Как устроены стальные свайные трубы

Стальная свая работает в условиях, когда грунт под зданием неплотно утрамбован, и могут возникнуть проблемы с устойчивостью здания в течение определенного периода времени.Когда используется трубная свая, вес распределяется равномерно и на большую глубину внутри Земли, где почва плотная. Это очень полезно для строительства сверхбольших зданий, где почва не может обеспечить необходимую поддержку.

С другой стороны, в ситуациях, когда земельный участок невелик и не дает достаточно места для раздвинутых нижних колонтитулов или фундаментов, будут использоваться форсажные постройки, чтобы обеспечить лучший уровень устойчивости на земле.

Распространенные формы укладки труб

Широко используемые формы свайных труб: обычно большого диаметра (сверхпрочная стальная труба), размером от 16 до 60 дюймов, изготавливаются с использованием бесшовных, прямошовных (LSAW) или спирально-сварных (SSAW).В зависимости от почвенной среды трубы могут быть покрыты цинком (гальванизировано), FBE или 3PE. Таким образом обеспечивается влагостойкость и устойчивость к коррозии.

Трубная свая сварная методом LSAW

Трубная свая, изготовленная методом SSAW / HSAW, спирально-сварная

Свайная труба с покрытием из 3LPE

Только когда есть стандартное ожидание поддержки, будут использоваться трубы с открытым концом. Его также можно закрыть стальными пластинами или каменным башмаком.Таким образом формируются сваи с закрытым концом, после чего монтажники могут заполнить их бетоном и армированной сталью. Для повышения устойчивости и прочности фундамента.

Монтаж трубной сваи

Для установки трубной сваи нам понадобится сваебойщик. Сваебойные машины — это машины, которые врезаются глубоко в землю и используют гидравлические системы, способные создавать высокие уровни силы для забивания свай глубоко внутрь. Когда стальные сваи забиваются прямо в грунт, а не бурят скважину, опора, необходимая для стабилизации трубы, обеспечивается самим грунтом.Когда труба опускается вниз, грунт смещается, что приводит к большему трению и давлению со всех сторон, тем самым надежно удерживая трубу.

Способы укладки свайной трубы

В зависимости от нагрузки здания в разных местах инженеры и установщики решают размещение трубы. При очень большой нагрузке, как правило, в случае промышленного оборудования, свайная труба должна быть размещена непосредственно под ней, чтобы она обеспечивала достаточную опору.

Если распределение нагрузки в здании равномерное, для поддержки здания может использоваться бетонная свайная заглушка, которая позволяет свайной трубе размещать равномерно, а свайная заглушка служит единым соединительным элементом для всего фундамента.

Выбор подходящей стальной свайной трубы для забивки свай

Укладка труб должна быть тщательно выбрана в зависимости от сил здания, преобладающих условий почвы и строительных норм в этой местности. Размещение свай определяет инженер-геолог. Затем инженер-строитель принимает решение о материале сваи и размере сваи труб в зависимости от глубины, которую они должны достичь. В случаях, когда одиночная труба-набивка не достигает глубины, сваи соединяются с помощью соединительных муфт или стыковых швов, чтобы сделать ее длиннее.

Забивка труб с открытым и закрытым концом

В зависимости от различных почвенных сред и требований, сваи труб можно разделить на сваи с открытым концом и сваи с закрытым концом.

Труба с открытым концом (Свая без заглушки)

Забивной конец трубной сваи оставляем открытым, в этом случае забивающая точка отсутствует. Обычно он используется для прохождения скалы или труднопроходимой местности. Когда открытый конец свайной трубы опускается под землю, мы можем удалить почву струей воды или сжать воздух.Между тем, по мере продвижения свайных труб на определенную глубину они будут полностью очищены и залиты бетоном.

Свая с закрытым концом (Свая с заглушкой)

Забивной конец сваи труб оставлен закрытого типа. Приварив конический профиль из стали или чугуна к концу трубы, мы можем закрыть конец трубы сваей. После проведения работ внутренняя часть трубы полностью заполнена бетоном.

В случае свай с закрытым концом, ведущий конец каждой трубы-сваи закрывается путем приваривания стального дна (конического стального или чугунного башмака) к концу трубы.В этом случае также после забивки полость внутри трубы обычно заполняется бетоном.

Можно забивать сваю труб с открытым или закрытым концом. При забивании с помощью плит используется бетон для дальнейшего укрепления сваи. Вместо того, чтобы тратить на плиты, арматуру и бетон, было бы предпочтительнее потратить то же самое на толстую и большую сваю. Типичная длина колеблется от нескольких дюймов до нескольких футов в диаметре, что дает возможность создавать сваи самых разных размеров.

Размер трубной сваи

Обычно наружный диаметр трубы для забивки свай составляет от 250 мм (10 дюймов) до 1500 мм (60 дюймов), толщина обычно составляет от 8 мм до 25 мм.

Указанная стандартная спецификация трубной сваи

Стандарт трубной сваи в основном соответствует ASTM A252. Три уровня: Gr 1, Gr 2 и Gr 3.

Химический состав ASTM A252: Сталь содержит не более 0,050% фосфора.

Удлинение:

ASTM A252

Эта спецификация обычно касается стеновых стальных труб цилиндрической формы, а стальной цилиндр действует как несущий элемент для монолитных бетонных свай.

Виды изготовления трубных свай

Трубные сваи, как правило, изготавливаются бесшовной сваркой сопротивлением, сваркой плавлением, оплавлением с продольными, спиральными швами. Он также определяет требования к растяжению, минимальные значения, а также общий размер и вес на основе значений.

Преимущества стальной трубной сваи

Самым большим преимуществом стальных трубных свай является впечатляющая прочная опора для подземных фундаментов. Особенно, когда конструкция должна выдерживать большую нагрузку, существует обязательное требование, чтобы фундамент был глубоким и прочным.Следовательно, очень важно иметь правильную структурную опору для глубоких фундаментов.

Существует множество вариантов несущей конструкции. Тем не менее, лучше всего рекомендуются трубы из стальных свай из-за высокого уровня индивидуализации, которую они предлагают. Их можно настроить в соответствии с конкретными требованиями, при этом связанные с этим затраты минимальны.

Стоимость меньше

Когда вам необходимо приобрести трубную сваю, вам не нужно тратить дополнительную сумму на конструктивную опору, так как конструкция, монтаж и сложность меньше; пока его еще можно протестировать перед использованием.Кроме того, его проще всего добавить после строительства, а затраты на обслуживание и замену самые дешевые, что делает его одной из самых эффективных опор.

Без трещин

Не трескается во время движения и выдерживает большие нагрузки, проста в использовании. При правильной установке общие затраты будут минимальными, и он обеспечивает высочайший уровень безопасности.

Octal Supplies Трубная свая

Обращайтесь к нам, и мы предложим вам лучшие решения, продукты, реализации, дизайн и рабочую силу, чтобы ваш фундамент был прочным и безопасным.

% PDF-1.4 % 157 0 obj> эндобдж xref 157 91 0000000016 00000 н. 0000002657 00000 н. 0000002116 00000 н. 0000002756 00000 н. 0000002884 00000 н. 0000003348 00000 п. 0000003775 00000 н. 0000004325 00000 н. 0000004361 00000 п. 0000004397 00000 н. 0000004425 00000 н. 0000004539 00000 н. 0000004717 00000 н. 0000005574 00000 н. 0000006409 00000 п. 0000007314 00000 н. 0000008177 00000 н. 0000008887 00000 н. 0000009611 00000 п. 0000010327 00000 п. 0000010987 00000 п. 0000400843 00000 н. 0000401676 00000 н. 0000428379 00000 н. 0000428545 00000 н. 0000447447 00000 н. 0000447632 00000 н. 0000448133 00000 н. 0000515612 00000 н. 0000515731 00000 н. 0000515898 00000 н. 0000516085 00000 н.