Меню Закрыть

Устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента технология: Устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента: технология и заливка

Содержание

Устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента: технология и заливка

Сегодня, когда популярность строительства индивидуальных жилых домов невероятно возросла, стало наиболее актуальным и устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента. На самом деле при возведении малоэтажных построек из легкого материала: дерева, бруса, каркасно-щитовых панелей, нецелесообразно применять монолитный фундамент, который необходимо располагать ниже уровня промерзания грунта.

Технология устройства

Разумеется, каждый владелец дома хочет иметь не только дом, который простоит много лет, но и желает экономно расходовать средства при возведении такой постройки. Для легких, одноэтажных зданий вполне допустимо устраивать основание, которое располагается выше уровня промерзания почвы. При достаточно качественном утеплении, такой фундамент вполне обеспечит тепло и требуемую прочность.

Ленточное основание данного типа, несмотря на то, что оно может находиться в толще прорезаемого грунта, должно быть выше уровня грунтовых вод, как минимум на 50 см.

К преимуществам оснований этого типа можно отнести следующие:

  1. Экономия расходуемых финансовых средств. По сравнению с монолитной железобетонной конструкцией, данная, будет стоить раза в три дешевле.
  2. При устройстве основания мелкого заложения сокращаются и объемы земляных, подготовительных работ, что в свою очередь сокращает общие сроки строительства. 
  3. При таком основании в цокольном этаже можно устроить подвальное помещение в отличие от столбчато-ростверкового основания.

Но все же не стоит его применять на грунтах, которые обладают повышенным вспучиванием. В любом случае, прежде чем приступать к непосредственным действиям по возведению фундамента мелкого заложения необходимо знать некоторые нюансы.

  • при строительстве основания необходимо предусмотреть водостоки, которые помогут предотвратить излишнее скапливание воды у него.
  • если вы планируете замешивать бетонный раствор самостоятельно, то обязательно следует позаботиться о том, чтобы все слои фундамента были залиты сразу же. Не стоит заливать фундамент слоями в несколько дней, поскольку из-за этого между слоями образуется стыковочный шов, приводящий к потере прочности.
  • для предотвращения потери влаги из раствора следует позаботиться о том, чтобы верх основания был закрыт пленкой, а под фундаментом была обязательно устроена подушка из песка или гравия.

Строительные работы

Технология мелкозаглубленного ленточного фундамента, которая применяется в строительстве, начинается с предварительной разметки траншеи. Обычно используют для оснований мелкого заложения глубины траншеи 70 см, а ширину 80 см. Когда она выкопана, на дно засыпают слой песка. Здесь желательно использовать материал крупных фракций. Толщина песчаного слоя составляет около 20 см. После засыпки материал необходимо смочить водой и тщательно утрамбовать.

Так называемый «подушечный» слой устраивают под неглубоким монолитным фундаментом для того, чтобы частично заменить им пучинистый грунт. Песок практически не подвергается пучению и даже если он будет перенасыщен влагой, то во время замерзания не вызовет критических деформаций самого фундамента.

После того, как в подготовленную траншею насыпан и утрамбован песок, изготавливают опалубку. Для этого подойдут обычные не толстые доски. Из них сколачивают небольшие щиты, которые опускаются в траншею. Но здесь есть небольшой нюанс: устанавливать опалубочные щиты необходимо строго по уровню, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

Для того чтобы сухие доски опалубочных щитов не вытягивали воду из бетонного раствора их нужно выстелить изнутри рубероидом или тщательно смочить водой.

Арматурный каркас

Для того чтобы основание под постройку выдержало большую нагрузку, было прочной и монолитной конструкцией. Обязательно следует закладывать внутрь основания металлический скелет, сваренный из прутков арматуры.

Для этого подойдет пруток, имеющий диаметр 16 мм. Их сваривают между собой в виде решетки или связывают вязальной проволокой. Если выбирать какой вариант лучше то сварка предпочтительнее, поскольку все должно быть зафиксировано жестко.

Металлический каркас собирают около траншеи, а потом опускают в нее, проверяя ровность при помощи строительного уровня.

Заливка бетонного раствора

Устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента обязывает заливать бетонный раствор таким образом, чтобы в нем образовывалось как можно воздушных пустот.

Именно поэтому раствор в идеале лучше заливать в несколько слоев. Толщина каждого слоя примерно 20 мм. После заливки бетон тщательно штыкуют, удаляя лишний воздух. Специалисты рекомендуют защитить фундамент и снаружи, осуществляя устройство специальных отмостков.

Фундамент мелкого заложения на пучинистых грунтах

Для того чтобы фундамент мелкого заложения на очень пучинистых почвах (глинистые, суглинистые грунты) следует позаботиться о дренажной системе основания. Для этого бурят скважины в количестве двух штук. Расстояние между ними выдерживают не менее 2, но и не больше 3 метров. Глубина скважины в максимальном размере не ограничена, а вот минимум должен соответствовать значению величины, на которую промерзает почва.

В пробуренную скважину на дно насыпают щебень, затем помещают трубу, которую изнутри также засыпают щебнем. Вокруг трубы выставляется опалубка, а в проемы засыпается слой песка, тщательно трамбуется, далее заливается бетонный раствор. В бетонную смесь обязательно опускается арматура.

Дренаж и гидроизоляция

Применение мелкозаглубленного ленточного фундамента должно быть совместимо с дренажной системой высокого уровня, ввиду неглубокого расположения основания.

По наружной стороне подготовленного основания выкапывают траншею. Ее глубина должна доходить до слоя щебенки или песка самого основания. На дно новой траншеи также насыпается и тщательно трамбуется щебень. Следующим шагом является устройство отмостков, ширина которых варьируется от 50 до 100 см. Часто используют трубу, но можно применять и специальный материал, неподверженный гниению, например, акрил или стекловолоконную ткань.

Задача дренажной системы любого основания отводить от него излишек воды, образующейся при таянии снега и вовремя дождей. Сухой щебень обеспечит сухость самого грунта, находящегося под ним, что поможет избежать его пучения во время мороза.

Повысить долговечность основания может не только хороший дренаж, но и гидроизоляция. Она не только повышает устойчивость основания от атмосферных осадков. Часто фундамент мелкого заложения в сильные морозы промерзает насквозь. Гидроизоляция и слой пенополистирола поможет существенно снизить потери тепла из жилого помещения.

Меньшим по затратам и достаточно эффективным способом является обмазочная гидроизоляция. Правда есть один недостаток: поверхность основания должна полностью сухой. В противном случае слой гидроизоляции, в качестве которой используют битумную мастику, прослужит недолго.

Кроме того, слой защиты необходимо покрывать плотной пленкой или геотекстителем. Это вызвано тем, что при разности температур пучинистый грунт может увеличиваться в размерах, поднимая основание. Поэтому, чтобы избежать механических повреждений такой изоляции, нужна защита.

Ошибки, которых следует избегать

Строительство мелкозаглубленного ленточного фундамента сегодня стало очень популярным среди частных застройщиков. Зачастую владельцы будущих домов в целях экономии стараются заложить основание под постройку самостоятельно. В процессе работ следует избегать наиболее распространенных ошибок.

  1. Подушка под фундамент в идеале должна выполняться из речного песка. Отсыпать ее следует слоями не более 20 см, тщательно утрамбовывая каждый.
  2. Нельзя оставлять основание мелкого заложения не погруженным в грунт на зимний период. Если вы чувствуете, что не успеете закончить строительные работы вовремя, то вокруг фундамента нужно обязательно соорудить слой защитной теплоизоляции временного характера. Для этого подойдут опилки, шлак, керамзит.
  3. Нельзя начинать строительные работы по возведению основания, когда почва еще оттаяла не полностью. Все работы должны начинаться только тогда, когда грунтовые воды отойдут, а почва полностью оттает.
  4. Специалисты рекомендуют применять дополнительную арматуру для придания большей прочности основанию для внутренних стен конструкции.

Зная технологию устройства фундамента, возвести его собственными силами несложно. Главное это не торопиться и избегать типичных ошибок.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент — устройство и технология строительства

Глядя на проект нового дома, владелец прикидывает, сколько кубов бетона и тонн арматуры придется уложить в фундамент. Без этого нет гарантии, что строение не треснет и не покосится под мощным давлением замерзшего грунта.

Принцип «копай глубже» вас не подведет. Он проверен веками. Однако, есть более экономный способ строительства. Он называется фундамент мелкого заложения и может применяться для возведения деревянных срубов и  одноэтажных зданий каркасного типа.

Очевидно то, что неглубокий фундамент экономит массу денежных средств и времени. К сожалению, он может применяться не везде и не всегда. Как мы уже сказали, это хороший вариант для малоэтажных строений.

Закладывать мелкое ленточное основание можно лишь при условии, что под ним нет пучинистого грунта. В противном случае неравномерный подъем замерзшей почвы или ее просадка в переувлажненном состоянии вызовут критические деформации бетонной основы дома.

По своей конструкции мелкозаглубленный ленточный фундамент ничем не отличается от традиционного. Основная разница – глубина заложения, которая в данном случае не превышает 50-60 см. В чем же состоит главная технологическая «изюминка» такой конструкции, позволяющая ей противостоять сезонным колебаниям грунта?

Ответ очень простой. Выполняя устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента, под бетон укладывают толстый слой песка. Он служит своеобразным буфером между природным грунтом и железобетоном. Небольшие колебания почвы поглощаются песчаной подушкой.

Вода, попав в песок, быстро уходит в низлежащие слои. Даже если она замерзнет, то ничего страшного не произойдет. Песчаная подушка равномерно поднимется под фундаментом, а после таяния льда вновь опустится. Зданию никакого ущерба от таких подвижек не будет.

Как известно, обычный ленточный фундамент закладывают глубоко (1,7-2,5 метра) вовсе не по причине недостаточной прочности железобетона. Такая глубина нужна для того, чтобы подошва оказалась ниже отметки промерзания грунта. В этом случае силы морозного пучения не давят на подошву снизу и дом стоит надежно.

Помня об этом, мы никому не советуем шутить с пучинистыми грунтами. Стройте фундамент мелкого заложения только на тех участках, где грунтовые воды стоят низко, а почва не имеет в своей структуре большого количества глины, пылеватого песка, торфяника или лессовидных суглинков.

Выгода от такого решения очевидна, поскольку смета на строительство фундамента мелкого заложения в 2-3 раза меньше стандартного. Трудоемкость и сроки возведения соответственно уменьшатся.

Технология строительства

Строится мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками в несколько этапов. Рассмотрим подробно каждый из них.

1. Разметив на участке по шнуру контур фундамента, нужно выкопать траншею. Ее ширина должна быть на 20-30 см больше ширины фундамента. Это нужно для установки щитовой опалубки и укладки широкой песчаной подушки, компенсирующей сезонные колебания грунта.

2. Отсыпается песчаная подушка толщиной 30-40 см. Особое внимание уделите плотности песка. Для этого его нужно послойно смачивать водой и тщательно трамбовать.

3. Готовят щиты из плит OSB или обрезной доски, ставят их в траншею и укрепляют клиньями и распорками из деревянных брусков. Шаг клиньев и распорок должен быть не менее 60 см, чтобы сырой бетон не распирал опалубочный каркас.

Если вы будете делать щиты из доски, обязательно обшейте их изнутри пергамином, который не даст цементному молоку уйти из бетона в грунт. По мере установки опалубки, нужно проверять ее горизонтальность и вертикальность. Сбивая щиты гвоздями, обязательно загибайте выходящие концы. Это облегчит дальнейшую разборку опалубки.

4. Армирование фундамента выполняется арматурой диаметром от 12 до 18 мм

. Ее укладывают вдоль «ленты» в два-четыре ряда. Ставят два арматурных пояса: нижний и верхний. В единую пространственную конструкцию их связывают толстой проволокой или сваркой.

Не забудьте оставить зазор между нижним поясом арматуры и подошвой фундамента. Он должен быть в пределах 40-50 мм. Для этого подложите под стержни обрезки пластиковой трубы. Верхний пояс также не должен доходить до уровня заливки бетона на 3-5 см, чтобы металл не подвергался коррозии.

До момента установки опалубки нужно решить, будет ли делаться утепление мелкозаглубленного фундамента. Если да, то используйте это с умом и вместо обшивки опалубки пергамином закрепите на ней листы пенопласта толщиной 4-5 см. Они утеплят конструкцию и отсекут раствору путь для «побега» из опалубки.

5. Бетонирование также имеет свои тонкости. Бетон нужно укладывать не как попало, а сплошным горизонтальным слоем. Если вы будете заливать его короткими и высокими участками, то образуются вертикальные швы, которые ослабят конструкцию. Тщательное уплотнение бетона вибрированием или штыкованием также никто не отменял (каждые 20 см слоя).

Не спешите снимать опалубку, даже если вам кажется, что бетон достаточно тверд. Должно пройти минимум 5-6 дней до момента ее разборки.

6. Сняв опалубку, обмажьте верхнюю и боковые части бетона битумной мастикой или оклейте их рубероидом. Пазухи в траншее нужно засыпать песком, утрамбовать его, затем проложить по верху слой рубероида и сделать по нему бетонную отмостку (ширина 80-100 см, толщина 10-12 см).

Если все этапы выполнены аккуратно и правильно, то вам останется только подсчитать сэкономленные деньги и спокойно приступить к возведению стен.

Видео по теме:

Мелкозаглубленный ленточный фундамент: устройство и монтаж

Для загородного дома или бани все чаще выбирают мелкозаглубленный ленточный фундамент. Ведь это простая в установке конструкция, которая отличается экономичностью, прочностью и надежностью. Такая основа отлично подходит для строений с подвалом или цокольным этажом. Кроме того, монтаж такой конструкции не требует привлечения спецтехники и большого числа работников, что упрощает строительство и позволяет установить мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент широко используют при неоднородном грунте. Он оптимально подходит для разжиженной и глинистой, садовой и лесной почвы. Давайте рассмотрим подробнее устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента и узнаем, чем он отличается от заглубленного типа.

Характеристика мелкозаглубленного ленточного фундамента

Мелкозаглубленный ленточный фундамент представляет ленту, которая идет по периметру дома и полностью принимает нагрузку строения. Это практичная и прочная основа с хорошим соотношением цены и качества, монтаж которой однако потребует много времени и сил. Но за счет простоты конструкции фундамент можно легко установить самостоятельно.

Такой тип фундамента подходит для загородного дома из дерева с подвалов или цокольным этажом, для бетонных и кирпичных малоэтажных коттеджей с несложной архитектурой и для строений с тяжелым перекрытием. Часто мелозаглубленный ленточный фундамент выбирают для небольшого загородного дома и бани, крупного гаража и хозяйственного блока, дачной бытовки и летней кухни. Много интересных загородных проектов вы найдете по ссылке http://marisrub.ru/proekts/all-proekts.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент располагают выше уровня промерзания почвы на глубине около 1-1,5 метров. Это более эффективный, экономичный и простой вариант в отличие от заглубленной конструкции. Заглубленный фундамент используют для строительства дома с тяжелыми стенами и бетонными перекрытиями, с большим цокольным этажом или подземным гаражом.

ПреимуществаНедостатки
Легкий монтаж не требует глубокого котлована применения спецтехники, фундамент можно сделать и установить самостоятельноНельзя строить на земле с высоким уровнем грунтовых вод без обустройства дренажной системы
Выдерживает высокие нагрузки, прочный и долговечный, оптимально подходит для каркасных и деревянных загородных домов и баньНе подходит для высоких, многоэтажных и тяжелых домов
Возможность сделать подвал и утепленный цокольный этажНедостаточная прочность построек при пучинистом грунте
Широкий выбор материалов и технологий для устройства (бетонный, монолитный, блочный и др. тип)Нельзя оставлять ненагруженным на зиму
Обойдется в 2-3 раза дешевле заглубленного типа или плитного фундаментаСтоит дороже свайного фундамента
Уменьшает глубину промерзания почвы, подходит для сыпучего и влажного грунта, глинистой и разжиженной землиНельзя устанавливать на промерзшем грунте, фундамент трескается и лопается

Виды мелкозаглубленного ленточного фундамента

  • Монолитный фундамент с бетонной заливкой — самый доступный и оперативный способ установки. Такой тип изготавливают и заливают непосредственно на строительной площадки. Он отличается долговечностью, высокой прочностью и надежностью, поэтому легко прослужит 100-150 лет. Но чтобы сделать и установить монолитный фундамент, потребуется армирование и опалубка, соблюдение температурного режима и строгая последовательность технологии сборки;
  • Сборный тип состоит из железобетонных блоков, которые изготавливают на заводе. Блоки закрепляют при помощи раствора и строительной проволоки. Такой фундамент отличается быстрой установкой, возможностью монтажа зимой и более дорогой стоимостью, чем монолитный. При этом прослужит он 50-75 лет, а при неправильной сборке блоки будут не плотно сопрягаться друг с другом, что приведет к протеканию и затоплению;
  • Комбинированная конструкция предполагает сочетание различных видов конструкций. К таким типам относят столбчато-ленточный, ленточный на сваях, ленточный с монолитной подушкой и другие. Технология закладки такой основы отличается сложностью и применяется только, если существует угроза разрушения конструкции. Комбинированный фундамент используют на сложном рельефе со склонами и холмами, а также на подвижном и глубоко промерзающем грунте;
  • Кирпичный вариант представляет стандартную кладку из кирпича, которая подходит для сухого грунта, но требует дополнительной защиты от влаги при помощи гидроизоляционных материалов. Он отличается быстрым и легким монтажом, однако срок службы составляет всего 30-50 лет;
  • Бутовая основа выполняется из песчаника, известняка или другого крупного бутового камня. При обустройстве важно правильно подобрать камни по форме и размеру. Образовавшиеся промежутки между материалами заполняют цементным раствором. Это самая прочная и надежная конструкция, которая отличается трудоемкой и сложной технологией монтажа. Она требует много времени и большое количество строительных материалов.

Монтаж мелкозаглубленного фундамента

Перед установкой любого типа фундамента, важно сделать анализ грунта земельного участка и правильно рассчитать конструкцию. Учтите, что неправильный выбор типа фундамента и ошибки в расчетах повысят расходы на монтаж и уменьшат эксплуатационный срок конструкции. В результате подвал будет топить, а стены дома и вовсе могут перекоситься. Чтобы не допустить подобных проблем, обратитесь к профессионалам!

Затем земельный участок очищают от мусора выполняют разметку при помощи колышков и веревки. Для более точных результатов можно использовать лазерные нивелиры. При помощи отвеса отмечают углы и тщательно проверяют на ровность. Учтите, что делают разметку и внешних, и вертикальных стен на расстоянии 40 сантиметров друг от друга. По разметке роют котлован глубиной 50-70 сантиметров и разравнивают. Причем копать начинают с самой низкой точки земельного участка.

На дно котлована укладывают песчаную подушку с гравием высотой 15-20 сантиметров и тщательно трамбуют слой, а сверху кладут гидроизоляционную пленку или текстиль. После чего делают деревянную опалубку из досок, брусков, фанеры и других подручных материалов. Затем в опалубке прокладывают армированную решетку. Если фундамент выше 30 сантиметров, сетку укладывают в два слоя.

Армирование фундамента делают из стальной арматуры, которую скрепляют в виде квадратных или прямоугольных ячеек со сторонами 30-40 сантиметров. Скреплять арматуру можно только при помощи проволоки. Нельзя использовать сварочный аппарат, так как места сварки подвержены сильной коррозии!

После опалубки и армирования проводят коммуникационные системы и вентиляцию. Для обустройства используют пластиковые или асбоцементные трубы, которые привязывают к арматуре. Чтобы трубы не заполнились бетонным раствором во время заливки, насыпьте туда песок.

Монтаж сборного ленточного фундамента из блоков не требует установки опалубки в отличие от монолитного. Сразу делают армирование и выполняют заливку бетоном. Чтобы фундамент стоял долго и надежно, важно правильно выбрать или сделать бетонную смесь.

Заливка фундамента и выбор бетона

Бетон заливают в опалубку или котлован слоями 20-30 сантиметров. Делают это постепенно, но без длительных промежутков. Учтите, что состав каждого слоя должен быть одинаков! После заливки бетон трамбуют и разравнивают. Бетонную смесь можно купить в готовом виде либо сделать самостоятельно.

Чтобы приготовить бетонную смесь, смешивают цемент, песок и щебень в пропорции 1:3:5. Массу разбавляют водой в размере 60% от цемента. В мороз заливают теплую воду, а в жару — холодную. При минусовой температуре в раствор добавляют морозоустойчивые вещества в расчете 1,5% от массы цемента.

Если вы решили покупать смесь, правильно выбирайте марку. Для строительства загородного дома выбирают бетон не ниже М300 В22.5, для возведения бани, беседки или летней кухни — не ниже М200 В15.

Залитый бетон накрывают пленкой и оставляют сохнуть 20-30 дней, ведь именно в первые 28 дней фундамент набирает основную прочность. В жаркую погоду периодически поливайте бетонную поверхность водой. Только после полного застывания конструкции приступают к возведению стен и строительству дома.

Для повышения прочности и срока службы фундамента, конструкцию утепляют и защищают от негативного воздействия влаги. Кроме того, можно сделать отмостки по периметру дома. Они будут отводить воду во время осадков от стен, что предотвратит появление плесени и отсыревание постройки. Особенно важна такая защита для деревянных строений, ведь древесина наиболее подвержена влиянию окружающей среды.

Чтобы утеплить фундамент, используют полистирольные плиты, которые укладывают снаружи. Кроме того, конструкцию с внешней и внутренней стороны можно засыпать керамзитом толщиной минимум 0,5 метров.

Монтаж фундамента своими руками — трудоемкий процесс, который может содержать ошибки в расчетах и установке. Нарушение технологий строительства приводит к серьезным проблемам конструкции. Поэтому многие предпочитают обращаться к экспертам.

Мастера компании “МариСруб” проведут исследование грунта на земельном участке, рассчитают объемы расходных материалов и подберут качественную бетонную смесь, надежно и оперативно установят любой тип фундамента, выполнят монтаж коммуникационных систем в частном доме, бане и других строениях.

Устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента технология

[REQ_ERR: OPERATION_TIMEDOUT] [KTrafficClient] Something is wrong. Enable debug mode to see the reason.

Отличие мелкозаглубленного фундамента от традиционного заглубленного

Чтобы выполненное строительство было долговечным, армирование потребуется выполнить обязательно. Для проведения работ потребуется использовать достаточно длинные металлические прутья, имеющие диаметр мм.

Специалисты рекомендуют использовать металлические прутья, длина которых составляет 2 — 5 метров. Значительная длина позволит снизить количество соединений, повышая долговечность конструкции.

Насколько удобен в использовании ленточный фундамент мелкого залегания?

Для формирования каркаса металлические прутья нужно уложить на подушку. Далее, формируется металлической скелет, основой которого становятся трубы из металла меньшего диаметра, порядка 10 мм.

В этом случае они должны быть шире траншеи. Каркас и скелет соединяются строго перпендикулярно и скрепляются или с помощью связывания проволокой или сваркой. После создания конструкции из металлической арматуры наступает время выполнить завершающий этап работ — заливку бетона. Оценивая, как сделать мелкозаглубленный ленточный фундамент высокого качества выполнения, стоит помнить, что эта работа в свою очередь также состоит из нескольких обязательных этапов:.

Кроме использования заливки бетоном ленту мелкозаглубленного фундамента можно построить с помощью блоков и кирпича. Особенностью выполнения такого основания дома становится использование:.

В данном случае большая часть технологии выполняется в уже указанной последовательности до момента заливки бетоном траншей и выравнивания бетонной поверхности. Как только бетон начинает схватываться, на него укладывается несколько слоев из кирпича или блоков.

В частном малоэтажном строительстве мелкозаглубленный ленточный фундамент применяют как наиболее экономичное и притом надежное строительное решение. Этот тип фундамента совмещает целый ряд преимуществ, присущих заглубленным и незаглубленным основаниям, поэтому его применение распространено довольно широко. Для выполнения фундамента заглубленной конструкции необходим котлован глубиной ниже уровня промерзания грунта. В районах с суровой зимой эта глубина превышает полтора метра, поэтому без тяжелой техники на участке не обойтись.

Для скрепления потребуется выполнять перевязку швов. Далее, выполняется утепление стенок фундамента. Поверхность покрывается цементной штукатуркой. Такая поэтапная работа создаст надежное и прочное основание для будущего строения.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент МЗЛФ — разновидность ленточного фундамента, который располагается ниже нулевого уровня на 0,,7 м. Возведение такого типа основания требует минимум финансовых и трудовых затрат. МЗЛФ отлично подходит для легких построек, возводимых на различных грунтах. Фундамент имеет свои преимущества и недостатки, а также особую технологию строительства.

В тех случаях, когда проводится строительство фундамента для бытовых построек или хозяйственных помещений проводить утепление не обязательно. Вариант мелкозаглубленного фундамента с добавлением блоков или кирпича позволит строению прослужить владельцу несколько десятков лет.

Создание мелкозаглубленного фундамента может показаться тем, кто ранее занимался строительством дома на ленточном фундаменте глубокого залегания или других типов оснований для строительства здания, слишком простым в исполнении и, следовательно, ненадежным. В реальности такие конструкции столь же прочны, как и большинство оснований для проведения строительства. Фундаменты глубокого залегания размещают на глубине, расположенной ниже уровня промерзания грунта.

Глубина траншеи может составлять два метра. Секрет такого фундамента мелкого залегания таится в использовании песчаной подушки. Именно песок позволяет успешно сопротивляться сезонным колебаниям грунта. На дне траншеи МЗЛФ формируется уплотнительная подушка. Ее размеры: общая глубина в 35 см будет достаточной для придания основанию необходимых прочностных характеристик. Вся глубина фундамента будет равняться 50 см. Ширина траншеи под стенки здания толщиной два кирпича должна составлять 60 — 80 см.

Для создания подушки на дно траншеи насыпается однородный слой песка толщиной 20 см.

Технология возведения ленточного мелкозаглубленного фундамента

Песчаную прослойку необходимо тщательно утрамбовать и пролить водой до полного промокания. Тоже пролить водой и утрамбовать. С целью создания гидроизоляционной прослойки ленточного мелкозаглубленного фундамента, сверху на гравий необходимо раскатать полосу рубероида, сложенную вдвое. Закончив подготовку траншеи, следует с помощью уровня проверить плоскость выполненной подушки.

Когда выбирают мелкозаглубленную ленту?

Она должна быть строго горизонтальной. В выкопанную траншею устанавливается опалубка из деревянных, металлических, пластиковых щитов. Залив бетон, дождавшись его полного застывания, щиты демонтируют, проволоку внутри бетона оставляют, откусывая кусачками.

При отсутствии щитовой опалубки ее можно изготовить самостоятельно из досок, листового металла, плоских шиферных либо пластиковых листов. Доски сбиваются гвоздями с шагом соединения 80 см. Деревянные щиты фиксируются на основании подпорками либо опорными брусьями сечением 50 х 50 мм.

Брусья ставятся через каждые 70 см. Установив опалубку на место, ее необходимо накрыть листами пергамина либо полиэтилена.

Выбор конструкции

Фундамент мелкого заглубления должен быть обязательно армирован стальной арматурой, для придания ему необходимой прочности в комбинации с бетоном. Качественное армирование является залогом монолитности, долговечности всей его конструкции, надежной службы на многие годы. С этой целью сооружается каркас из стальной арматуры. Необходимо выбрать арматурные прутья диаметром 14 — 18 мм.

Проектный расчет позволяет выбирать мелкозаглубленный ленточный фундамент как надежный вариант для легких малоэтажных построек, если соблюдается ряд условий. Определяющими будут результаты инженерно-геологических изысканий на участке почва, уровни подъема грунтовых вод и промерзания. Для МЗЛФ просчитывают расход материалов, время и сметную стоимость по сравнению с заглубленными опорами, столбами. Определяется и технология монтажа ленты: монолитная или сборная.

Длина может быть самой разной. Специалисты в сфере строительства рекомендуют использовать арматуру длиной от 2 — х до 5 — ти метров.

Расчет такой: чем длиннее арматурные прутья, тем меньше соединений в конструкции сеток, а значит, тем выше прочность структуры основания.

Расчёт сечения и конфигурации

Формируется каркас, сетки из арматуры укладываются на подушку по всему периметру подготовленной траншеи. Внутри сеток изготавливается скелет из прутьев арматуры меньшего диаметра. Для этого используется арматура сечением 10 мм.

Между собой прутья соединяются мягкой проволокой методом скручивания. С этой целью предварительно заготавливаются отрезки стальной отожженной проволоки длиной см.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент: пошаговая инструкция устройства

Они откусываются кусачками и раскладываются по периметру траншеи. В конструкции используется бетон марки М , М , М и выше. Собственноручно замешанный бетон наиболее качественный, прочный, долговечный. Для его изготовления необходимо приобрести ингредиенты: цемент марки не ниже М, щебень, лучше крупных фракций для более сильного сцепления, песок, вода. Соблюдать пропорцию: цемент — 1 часть, песок — 3 части, щебень — 5 частей, вода — 1 часть. Тщательно перемешать, использовать в течение 3 часов.

Хорошо замешанный до однородного состояния бетон заливается в подготовленную траншею.

Во избежание пустот, воздушных пузырей, камер, смесь уплотняется после заливки. Эта операция может выполняться двумя способами. Ручной трамбовкой или вибрирование специальным вибропрессом. Он добавляется по мере утрамбовки, чтобы полностью уплотнилась вся глубина залитого слоя.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент: утепление, расчет и технология

На чтение 7 мин Просмотров 107 Опубликовано Обновлено

Мелкозаглубленный ленточный фундамент – наиболее экономичный вариант основания для малоэтажных домов. Простота конструкции позволяет выполнить его своими руками без привлечения строительных организаций. Чтобы фундамент обеспечивал прочность и равномерное распределение нагрузки, необходим предварительный расчет.

Устройство мелкозаглубленного фундамента

Одним из видов монолитных оснований является мелкозаглубленный фундамент для малоэтажных домов. Он представляет собой замкнутый железобетонный контур, монолитный или состоящий из сборных блоков. Конструкция укладывается на подушку из насыпных материалов. Возможно применение кирпичной или каменной кладки, но по прочности она уступает армированному бетону.

По классификации к мелкозаглубленным ленточным фундаментам (МЗЛФ) относятся основания зданий с глубиной заложения от 30 до 80 см. Они строятся выше точки промерзания грунта, рекомендуются для устройства на слабопучинистых почвах с хорошей несущей способностью. Ленточный фундамент выбирают при близком расположении грунтовых вод.

Особенностью МЗЛФ является способность двигаться вместе с грунтом, но благодаря прочности и равномерности смещения оставаться целым. Конструкция рекомендуется для домов этажностью не более трех. Постройки могут быть из следующих материалов:

  • ячеистый бетон;
  • каркасная конструкция;
  • брус или бревна с деревянными перекрытиями;
  • пустотелый кирпич.

Кроме жилых домов основания малого заглубления используют при строительстве гаражей, хозяйственных построек, бань. Фундамент такого типа сложно устраивать на участке с сильным уклоном. Так же конструкция не рекомендуется для торфяников и глинистой почвы.

Основное преимущество мелкозаглубленного фундамента — экономия средств

Преимущества МЗЛФ:

  • Значительная экономия денежных средств в сравнении с другими типами основания. Расход бетона уменьшается на 40-70%, трудозатраты на 50-70%.
  • Скорость возведения – небольшой объем работы позволяет устроить фундамент за короткий промежуток времени.
  • Снижается риск подтопления и размывания грунтовыми водами.
  • Работы по устройству фундамента доступны для самостоятельного выполнения.

Минусы фундамента:

  • ограниченная нагрузка;
  • сложности со строительством на наклонных участках;
  • отсутствие подвала.

При выборе в качестве основания мелкозаглубленной ленты необходимо устройство отвода воды в виде дренажных канав с трубами. По периметру зданий монтируется водонепроницаемая отмостка шириной от 1 м.

Параметры расчета

При расчете основания одноэтажных и двухэтажных домов учитывают следующие критерии:

  • Тип почвы и глубину залегания подземных вод. Для получения информации проводятся геодезические изыскания.
  • Глубина промерзания грунта – данные берут из специальной таблицы сведений по регионам.
  • Перепад высот на участке – показатель вычисляется вертикальной планировке с помощью теодолита или других приспособлений.
  • Весовая нагрузка на фундамент – сумма постоянного веса здания и временной нагрузки (ветровой, снеговой, масса мебели и т. д.).

Глубина заложения определяется исходя из данных по точке промерзания для непучинистого грунта:

  • до 2 м – 0,5 м;
  • до 3 м – 0,75 м.

для пучинистого грунта:

  • до 1 м – 0.5 м;
  • до 1.5 м – 0,75 м;
  • до 2 м – 1 м.

Ширина ленты зависит от общей нагрузки здания, включая этажность. Средний показатель, рассчитанный по материалам стен и перекрытий в 1-3 этажа:

  • МЗЛФ под дом из газобетона или пустотелого кирпича – 0,6-1,2 м;
  • каркасно-щитовая конструкция с деревянными перекрытиями – 0,4-0,6 м;
  • бревна и деревянные перекрытия – 0,3-0,6 м;
  • брус с деревянными перекрытиями – 0.2-0,4 м.

Для самостоятельного расчета применяют формулу D=q/R:

  • D – ширина ленты;
  • q – нагрузка здания на фундамент;
  • R – сопротивление грунта.

Малозаглубленный фундамент возвышается над землей, высота этой части конструкции равняется размеру подземной части или ширине, умноженной на 4. От высоты надземной конструкции зависит комфорт проживания. При максимальном расстоянии полы будут меньше промерзать.

Стоимость бетона – основная статья расходов при устройстве незаглубленного фундамента. Для обеспечения необходимой прочности раствор должен быть марки М300. Чтобы подсчитать вес бетона, необходимо вычислить объем основания. Он равен произведению периметра на ширину и глубину. Для определения общего веса бетонного раствора массу 1м3 (для М300 это 2389 кг) умножают на расчетный объем фундамента.

Армирование фундамента

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента для дома из газобетона выполняется металлическими прутками диаметром 10-16 мм. Для их связывания используется проволока или контактная сварка. Каркас собирается из двух горизонтальных поясов (по 2 прутка в каждом) и вертикальных перемычек, установленных с шагом 20 см. Общая длина арматуры составляет: L=4XP, где:

  • L – длина прутков;
  • P – периметр фундамента.

При строительстве двухэтажных зданий количество арматуры в контуре увеличивают до трех рядов. При укладке нижний ряд арматуры не должен касаться дна, а верхний контур располагается в 10 см ниже поверхности фундамента.

Необходимое количество утеплителя

Гидроизоляция и утепление – обязательные этапы устройства фундамента на пучинистых грунтах.  Это позволяет увеличить долговечность и прочность конструкции. Оптимальный утеплитель – плиты экструдированного пенополистирола (пеноплекса). Материал устойчив к влаге, имеет минимальную теплопроводность. Количество утеплителя зависит от климатических условий региона. Они определяют толщину укладки плит. Она может быть 10-15 см.

Экструдированный пенополистирол применяется для вертикального и горизонтального утепления. В первом случае плиты укладываются с наружной стороны конструкции от подошвы до цоколя. Для подсчета общего количества пеноплекса необходимо площадь стенок фундамента разделить на площадь одной плиты (параметр указывается производителем).

Технология строительства МЗЛФ своими руками

Подготовка площадки к строительству фундамента

Для строительства фундамента своими руками потребуется пошаговая инструкция технологического процесса.

Подготовительные работы и разметка

Строительство начинается с подготовки площадки. Ее очищают от мусора и насаждений, снимают верхний слой почвы. Для разметки потребуются колышки, рулетка и шнур. На площадку переносится схема будущего здания согласно плану. По периметру вбивают колышки, между ними натягивают шнур. Разметка проходит по внешней стенке фундамента.

Выемка грунта

Под ленточное основание выкапывается траншея расчетной глубины, плюс высота насыпной подушки. Стенки и дно котлована выравниваются. При необходимости, чтобы предотвратить осыпание грунта, делаются небольшие откосы.

Устройство насыпной подушки

На дне траншеи устраивается подушка из песка и гравия. Эти материалы противостоят пучению почвы, обеспечивают прочное основание. Слой насыпки 20 см. Песчаная подушка тщательно трамбуется, проливается водой.

Монтаж опалубки

Деревянная опалубка должна удерживать кубометры бетона, поэтому при изготовлении используются доски или фанера толщиной 20-30 мм. Доски скрепляются саморезами и брусками. Готовые щиты устанавливаются в траншею. Опалубка должна возвышаться над краем котлована на высоту надземной части. Для надежности снаружи устанавливаются распорки, а противоположные части соединяются поперечными брусками.

Сборка армирующего каркаса

Бетон заливают на 10 см выше арматурного каркаса

Металлический каркас собирается из рифленых прутков. Конструкция изготавливается отдельными частями и опускается в траншею. Основная нагрузка приходится на углы фундамента, поэтому их прочности уделяется особое внимание. В местах соединения контуров устанавливаются дополнительные Г-образные усиления, выполненные из арматуры сечением 13 мм. Арматура не должна касаться опалубки, на дно укладываются подставки высотой 7-10 см.

Заливка бетона

Оптимальный вариант – одновременная заливка всего объема бетона. Это обеспечит максимальную прочность ленты фундамента. Бетонный раствор готовят из цемента, песка и щебня в пропорции 1:2,5:4. Для удаления пузырьков воздуха, образующих при застывании пустоты. Используют вибрационные приспособления или дрель с насадкой миксером. Бетон накрывают пленкой для равномерного высыхания, периодически его смачивают водой.

Опалубку снимают через 2 недели. Полный набор прочности происходит через месяц.

Гидроизоляция и утепление

После высыхания бетона выполняется гидроизоляция поверхности. Чтобы защитить конструкцию от влаги, применяют битумные мастики или рулонную изоляцию. Утеплить фундамент можно пенопластом, экструдированным пенополистиролом, напыляемым пенополиуретаном. Используемый материал должен иметь высокую плотность и механическую прочность. Утеплитель монтируется на специальную клеящую смесь.

Монтаж начинают снизу, блоки плотно прижимают к стенкам. Оптимальный вариант – плиты с замковым соединением, предотвращающие образование мостиков холода. Если материал укладывается в два слоя, панели монтируются со смещением на половину ширины. Поверх утеплителя выполняют оштукатуривание с применением армирующей сетки или наклеивают рубероид. Последний этап – обратная засыпка грунтом.

Неравномерные усадки на пучинистом грунте

Пучение грунта – это увеличение его объема при замерзании находящейся в нем воды. Давление на фундамент является неравномерным и может привести к деформации различных типов:

  • Прогиб и выгиб – подвижка конструкции угрожает целостности кровли.
  • Сдвиги — одна сторона основания может просесть, а вторая подняться.
  • Крен – проблема характерна при значительной высоте дома.

Для исключения неравномерной усадки здания перед устройством фундамента часть пучинистого грунта заменяется на непучинистый. В траншею насыпается 20-30 см песка или мелкого щебня. Специалисты советуют не оставлять на зиму ненагруженный фундамент. Под действием пучения он может пойти трещинами и стать непригоден для последующего строительства.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент: технология и устройство

В нынешние времена строительство, в любом его виде, является весьма недешёвой затеей. Впрочем, независимо от толщины кошелька хозяин будущей постройки всегда ищет возможности сократить затраты не только финансовые, но и временные, дабы не «растягивать удовольствие» и поскорее начать пользоваться плодами рук своих. Не менее важно найти оптимальный баланс между общей стоимостью и качеством, так как при чрезмерной и неосмотрительной экономии можно через непродолжительное время получить сюрприз в виде, например, трещины на всю стену шириной в два пальца.

На планете Земля существует единственный способ строительства — снизу вверх, способа же с обратной последовательностью «британские учёные » пока не изобрели. Первым элементом, который выполняется при возведении зданий, является фундамент.

Этот элемент при строительстве частных домовладений бывает следующих типов:

  • Ленточный.
  • Свайный.
  • Плитный.
  • Столбчатый.

Каждый вид применяется в зависимости от технических условий, выбранных стройматериалов, местности, климата, состава грунтов, грунтовых и паводковых вод. Например, деревянный дом в прибрежной зоне лучше всего возвести на столбах. Чаще всего в нашей стране применяют ленточный фундамент, так как для жилья обычно выбирают местность с нормальными условиями. Бывает он следующих видов:

  1. Глубокого заложения.
  2. Незаглубленный.
  3. Мелкозаглубленный.

Название получил из-за того, что представляет из себя сплошную ленту либо армированную и вылитую из бетона, либо выложенную из блоков.

Традиционно под капитальный частный дом, особенно в два-три этажа, выбирают глубокий фундамент в силу большой на него нагрузки.

При возведении на пучинистых грунтах одноэтажной постройки, такой как баня, гараж, летняя кухня, одноэтажный дачный домик целесообразно применить мелкозаглубленный ленточный фундамент.

Такое исполнение позволяет сэкономить значительные денежные средства (в 2-3 раза по сравнению с глубоким) и сократить временные трудозатраты. Кроме того, на пучинистых грунтах перпендикулярно направленные (боковые) силы пучения прикладываются к меньшей площади фундамента, чем в случае с глубокой лентой.

Проведение подготовительных работ

Работы начинаются с очистки участка от пней, мусора и камней. Далее выполняется разметка путём забивания колышков в углах наружного и внутреннего периметра будущего фундамента. Между кольями обоих контуров натягивается верёвка, после чего можно приступить к выкапыванию траншеи. При устройстве рассматриваемого типа фундамента грунт выбирается на глубину 50-60 см. Дно траншеи необходимо выровнять, после чего выполнить песчаную подсыпку слоем в 20 см, таким образом, глубина заложения ленты составит30-40 см. Песок проливается водой, после чего трамбуется либо виброплитой, либо подручными средствами. Цель выполнения такой подушки следующая.

Грунты всегда неоднородны, в силу чего возникающие силы морозного пучения, как правило, сосредотачиваются в одной или нескольких точках периметра фундамента, что непременно приводит к трещинам и последующему разрушению. Песчаная же подушка, даже если пропитается влагой, при вспучивании равномерно распределит силу воздействия. Именно равномерность такой нагрузки предохранит от разрушения фундамент и всю конструкцию.

Если же возводится незаглубленный ленточный фундамент, то песчаная подсыпка выполняется на всю глубину траншеи так, чтобы подошва ленты находилась на уровне поверхности грунта. Этот вариант используется при возведении лёгких построек, например деревянный домик или сарай.

Монтаж опалубки для заливки бетона

Для изготовления опалубки подойдёт обрезная доска толщиной 25 мм. Доски необходимо сбить в щиты используя гвозди или шурупы. Более дешёвый вариант — OSB-плита толщиной 12 мм, усиленная брусками. Ширину щита необходимо рассчитать так, чтобы после установки высота опалубки была выше предполагаемой высоты ленты на 15-20 см. Все деревянные элементы защищаются гидроизоляционными материалами, самый дешёвый вариант — обмотать их упаковочной стрейч-плёнкой. Монтаж конструкции выполняют по уровню, строго в вертикальных и горизонтальных плоскостях, фиксируют кольями и распорками.

Для того,чтоб процесс укладки фундамента стал менее трудоемкий, вам необходим помощник самоходный штабелер. С ним многие процессы становятся проще.

Секреты армирования и бетонирования

После установки деревянной опалубки можно приступить к армированию. Достаточно будет использовать арматуру диаметром 10 мм, хотя нанятые строители часто перестраховываются и используют пруты диаметром в 14 мм и выше. Из них изготавливают каркас в виде прямоугольного параллелепипеда. Пруты обязательно связывать стальной проволокой, сварные швы с высокой долей вероятности лопнут под различными нагрузками.

Далее осуществляется заливка бетона, причём желательно залить весь объём сразу за один день. Во избежание образования пустот, бетонирование должно происходить послойно (200-300 мм) с последующим уплотнением методом штыкования. Метод предполагает использование лома и возвратно-поступательных движений. Через три дня после заливки опалубку можно снять и гидроизолировать боковые поверхности, например, мастикой. Верхнюю грань лучше всего укрыть рубероидом марки РКП — всё равно его придется стелить перед началом кладки.

Работы по возведению ленточного фундамента всегда заканчивают выполнением бетонной отмостки. Такая конструкция предохранит от влаги внешнюю стенку ленты, прилегающий к ней грунт и песчаную подушку.

При возведении здания, мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах нельзя оставлять на зиму ненагруженным. Строительство необходимо спланировать так, чтобы весной начать работы, и до наступления холодов как минимум выгнать и накрыть коробку дома. В этом случае технология будет полностью соблюдена, что обеспечит долговечность постройки.

А вставлять окна и проводить другие внутренние работы можно и зимой.

Устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента

Для тех, кто хочет сэкономить на строительстве загородного дома, мелкозаглубленный ленточный фундамент — это отличный вариант. Его возведение не требует особых навыков и под силу даже начинающему строителю. Этот тип основания часто выбирают при строительстве домов из дерева, из разных видов ячеистого бетона, а также при облегченной кирпичной кладке.

Схема с армированием

Мелкозаглубленный ленточный фундамент подходит для строительства зданий высотой до трех этажей, при этом его себестоимость значительно ниже, чем у заглубленного фундамента.

Определение этого типа

Монолитный фундамент мелкого заглубления представляет собой нечто среднее между заглубленным ленточным (до глубины промерзания) и незаглубленным. Мелкозаглубленный ленточный — это монолитные железобетонные полосы, которые проходят не только по всему периметру здания, но и под несущими стенами. Располагается он на небольшой глубине (гораздо выше глубины промерзания), благодаря чему при морозном пучении грунта железобетонная лента равномерно поднимается и опускается вместе со зданием. Это предохраняет основание от разрушения при сезонных перепадах температуры. По сути, этот тип основания представляет собой достаточно жесткую раму, которая в осенне-зимний период перемещается вместе с достаточно легким зданием.

Рама — это монолитная железобетонная конструкция, которая укладывается на подушку из непучинистого материала. Такое конструктивное исполнение позволяет сократить количество бетона для заливки на 50-80 % по сравнению с основанием глубокого заложения, а трудозатраты на строительство нулевого цикла уменьшаются на 40-70 %. Кроме того, эта технология позволяет рационально использовать местные строительные материалы. В качестве подушки можно применять песок, щебень мелкой фракции, котельный шлак и прочие.

Достоинства фундамента

Схема поперечного сечения мелкозаглубленного фундамента.

  1. Экономичность — этот тип основания в 2-3 раза дешевле заглубленного.
  2. Низкая трудоемкость процесса — сравнительно небольшой объем земляных работ и работ по установке опалубки.
  3. Сокращенные сроки строительства (по сравнению с устройством глубокого заложения).
  4. Возможность обустройства небольшого подвала (при устройстве незаглубленных оснований подвальное помещение выполнить нельзя).
  5. Сопротивляемость пучинистым явлениям.

Недостатки основания

Несмотря на большое количество достоинств, монолитный армированный мелкозаглубленный фундамент имеет и один существенный недостаток. Его устройство имеет смысл только на грунтах, которые не относятся к категории сильно вспучиваемых, а уровень грунтовых вод на строительном участке должен быть достаточно низким. В противном случае ленточный монолитный фундамент мелкого заложения может дать трещину, что приведет к разрушению здания. Кирпичные же дома высотою в 2 этажа можно возводить на таком основании только при условии наличия непучинистых грунтов на строительном участке.

Технология устройства

Схема строительства ленточного фундамента.

Для предотвращения растрескивания мелкозаглубленного ленточного фундамента во время эксплуатации здания требуется строгое соблюдение технологии всего процесса строительства. Схема устройства мелкозаглубленного фундамента имеет следующий вид: изображение 1. Для выполнения работ по устройству ленточного фундамента мелкого заложения вам понадобятся следующие материалы:

  • песок;
  • бетон марки 250;
  • проволока для связывания каркаса;
  • стержни арматуры диаметром 14-16 мм;
  • гладкие стержни диаметром 8-10 мм;
  • толь;
  • рубероид или мастика;
  • доски для изготовления щитов опалубки;
  • колья и распорки для монтажа опалубки.

Инструменты и приспособления

  • лопата;
  • трамбовка;
  • глубинный вибратор для укладки бетона;
  • бетономешалка;
  • рулетка;
  • шнур капроновый;
  • уровень строительный.

Этапы производства работ

Схема заливки ленточного фундамента.

  1. После разметки участка приступают к земляным работам. На этом этапе выкапываются траншеи глубиной 0,5 м и шириной 0,6-0,8 м.
  2. Устройство песчаного основания толщиной 200-400 мм. Подушку из песка смачивают водой и выполняют тщательное послойное трамбование с помощью подручных средств или проводят уплотнение площадочными вибраторами, что уменьшает риск осадки. Назначение песчаного основания — равномерное распределение веса конструкции по всей площади подошвы. Чем качественнее будет выполнено его уплотнение, тем лучше песок будет справляться с этой задачей.
  3. Изготовление и монтаж опалубки. Для опалубки подойдут струганные с одной стороны доски, из которых собирают щиты. Для монтажа опалубки по периметру траншеи вбивают распорки и опорные колья. Щиты опалубки устанавливают строго по горизонтали и вертикали. Для внутренней гидроизоляции опалубки применяют, к примеру, толь или другой подобный материал.
  4. Армировать начинают с укладки вдоль ленты стальных арматурных прутьев диаметром 14-16 мм. Для формирования каркаса арматуру специальной проволокой связывают с гладкими прутьями диаметром 8-10 мм. Для защиты металла от коррозии расстояние от продольных прутьев до предполагаемой верхней границы фундамента должно составлять не менее 50 мм.
  5. После изготовления каркаса можно приступать к заливке опалубки бетонным раствором, каждый слой которого толщиной 200 мм следует тщательно уплотнять глубинным вибратором.
  6. После застывания бетона (этот процесс продолжается 7 дней) опалубку снимают и армированный монолитный фундамент покрывают слоем гидроизоляции. Для этого применяют мастику или рубероид.
  7. Оставшиеся пазухи засыпают песком и тщательно трамбуют, а с внешней стороны фундамент защищают отмосткой.

Особенности процесса

При сооружении ленточного фундамента мелкого заложения опытные мастера советуют придерживаться определенных правил, соблюдение которых поможет избежать в дальнейшем многих проблем.

Схема ленточного мелкозаглубленного фундамента.

  1. Мелкозаглубленный боится воды, поэтому очень важно защитить его от атмосферных осадков. Для этого рекомендуется выполнить предварительную планировку участка с уклоном не менее 0,03-3 см на 1 м (если для этого требуется подсыпка грунта, то его следует тщательно уплотнить). Кроме того, необходимо позаботиться об отведении воды, стекающей с кровли, а также обязательно выполнить отмостку.
  2. Песчаная подушка играет очень важную роль. Чтобы со временем она не потеряла свою способность равномерно распределять нагрузку (по причине заиливания) и вместо поднимания и опускания не начала работать на излом, рекомендуется защитить ее от воздействия влаги. Для этого дно и стены траншеи перед засыпкой песка рекомендуется выстилать гидроизоляцией, к примеру, рубероидом.
  3. Для заливки фундамента предпочтительно использовать готовый качественный бетон и обязательно использовать вибратор для уплотнения. Если же бетонный раствор готовится вручную, то следует задействовать для работы достаточное количество людей и несколько бетономешалок. Это делается с целью сокращения времени на выполнение заливки, что предотвратит послойное застывание бетона. По этой причине приготовление бетонного раствора вручную нецелесообразно и экономически необоснованно.
  4. Для исключения растрескивания после заливки и до окончания застывания следует накрыть полиэтиленовой пленкой.
  5. Очень важно не допускать, чтобы мелкозаглубленный фундамент оставался не нагруженным в холодное время года. Фундамент, стены и кровля дома должны быть возведены в один сезон. Если все-таки такое произошло, то готовый следует тщательно утеплить на зиму — укрыть соломой, опилками или шлаком, чтобы он не промерзал.
  6. Для уменьшения глубины промерзания грунта под отмосткой рекомендуется выполнить подушку из керамзита толщиной 20-30 см. С этой же целью проводится задернение участка и посадка кустарников.

Тонкости применения

Ленточные фундаменты такого типа при строительстве малоэтажных домов применяются все чаще. Делается это тогда, когда устройство глубокого заложения экономически не выгодно, так как его несущая способность используется только на 10-20%. При строгом соблюдении технологии устройства мелкозаглубленного фундамента и строительстве не массивных зданий этот тип оказывается вполне эффективным. Это доказано в последние годы на практике — на таких фундаментах построены тысячи домов. Технология выполнения работ по возведению мелкого заложения достаточно проста и не требует больших материальных затрат. Эту работу можно выполнить как самостоятельно, так и с привлечением специализированной организации.

Типы мелкозаглубленных фундаментов и их использование

🕑 Время прочтения: 1 минута

Фундаменты мелкого заложения сооружаются там, где слой грунта на небольшой глубине (до 1,5 м) способен выдерживать структурные нагрузки. Глубина мелкозаглубленного фундамента обычно меньше его ширины.

Состав:

  • Различные типы мелкозаглубленных фундаментов
  • 1. Ленточный фундамент
  • 2. Рассеянный или изолированный фундамент или индивидуальный фундамент
  • 3. Комбинированный фундамент
  • 4.Ленточный или консольный фундамент
  • 5. Матовый или плотный фундамент

Различные типы неглубоких фундаментов Мелкозаглубленный фундамент бывает следующих видов:
  1. Ленточный фундамент
  2. Распорный или изолированный фундамент
  3. Комбинированный фундамент Ленточный или консольный фундамент
  4. Мат или плотная основа

1. Ленточный фундамент Для несущей стены предусмотрен ленточный фундамент. Ленточный фундамент также предусмотрен для ряда колонн, которые расположены так близко друг к другу, что их широкие фундаменты перекрывают друг друга или почти касаются друг друга.В таком случае более экономично предусмотреть ленточный фундамент, чем предусмотреть несколько широких фундаментов в одной линии. Ленточный фундамент также известен как сплошной фундамент.

2. Распространенное или изолированное основание или отдельное основание Распространенный фундамент, также называемый изолированным фундаментом, кулисным фундаментом и отдельным фундаментом, предназначен для поддержки отдельной колонны. Фундамент представляет собой круглую, квадратную или прямоугольную плиту одинаковой толщины. Иногда его делают ступенчатым или изогнутым, чтобы распределить нагрузку по большой площади.

3. Комбинированный фундамент Комбинированный фундамент поддерживает две колонны. Он используется, когда две колонны расположены так близко друг к другу, что их отдельные опоры перекрываются. Комбинированный фундамент также предоставляется, когда граница участка настолько близка к одной колонне, что распорный фундамент будет подвергаться эксцентричной нагрузке, если он будет находиться полностью в пределах границы участка. В сочетании с внутренней колонной нагрузка распределяется равномерно. Комбинированный фундамент может быть прямоугольным или трапециевидным в плане.

4. Ленточное или консольное основание Ленточный (или консольный) фундамент состоит из двух изолированных фундаментов, соединенных конструкционной планкой или рычагом. Ремешок соединяет две опоры таким образом, что они ведут себя как одно целое. Ремешок выполнен в виде жесткой балки. Отдельные опоры спроектированы таким образом, что их общая линия действия проходит через равнодействующую общей нагрузки. ленточный фундамент более экономичен, чем комбинированный, когда допустимое давление грунта относительно велико и расстояние между колоннами велико.

5. Матовый или плотный фундамент Матовый или плотный фундамент представляет собой большую плиту, поддерживающую ряд колонн и стен под всей конструкцией или большой частью конструкции. Мат требуется, когда допустимое давление почвы низкое или когда колонны и стены расположены так близко, что отдельные опоры могут перекрываться или почти касаться друг друга. Фундаменты из матов полезны для уменьшения неравномерной осадки на неоднородных грунтах или там, где существует большой разброс нагрузок на отдельные колонны.

Мелкие ленточные фундаменты, подверженные разжижению грунта в результате землетрясения: проверка, неопределенности моделирования и граничные эффекты

https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2021.106719Get rights and content анализ мелкозаглубленных ленточных фундаментов во время разжижения, вызванного землетрясением, с использованием модели PM4sand.

Валидация по сравнению с центрифужными испытаниями, основанная на поровом давлении, осадке, истории вращения и механизмах деформации.

Реакцию материала Duxseal необходимо учитывать при интерпретации эксперимента с центрифугированием.

Граничные эффекты минимизируются с помощью ламинарного ящика, где нормированное граничное расстояние L/DL≥1 считается адекватным.

Включения Duxseal имеют большое преимущество, позволяя точно воспроизвести осадку фундамента даже при L/DL≥1.

Abstract

Несмотря на недавние успехи в прогнозировании реакции мелкозаглубленных ленточных фундаментов во время ожижения, вызванного землетрясением, остаются значительные неопределенности, связанные с моделированием, которым посвящена эта статья.Проблема анализируется с помощью сопряженного гидромеханического анализа с использованием усовершенствованной конститутивной модели. Модель откалибрована только на основе исходного коэффициента пустот, а затем подтверждена шестью испытаниями модели центрифуги, проведенными в Кембриджском университете. С помощью строгой процедуры проверки, основанной на поровом давлении, истории оседания и вращения, а также механизмах деформации, определяются сильные и слабые стороны численной модели. Показано, что окончательную осадку и вращение можно предсказать с достаточной точностью, но требуется дополнительная работа для точного прогнозирования скорости оседания, максимального вращения и порового давления вблизи фундамента.Затем численная модель используется для исследования ключевых неопределенностей моделирования. После выявления чувствительности к начальной плотности грунта и к паразитному вертикальному ускорению параметрически исследуются эффекты контейнера модели центрифуги и расстояния от латеральных границ модели (L). Граничные эффекты сведены к минимуму с помощью ламинарного контейнера, где показано, что нормализованное граничное расстояние L/DL≥1 является адекватным для всех исследованных глубин сжижаемого слоя (DL). Доказано, что использование жесткого контейнера проблематично, так как всегда создает нереалистичную картину распространения волны.Использование включений Duxseal дает большое преимущество, позволяя точно воспроизвести осадку фундамента даже при L/DL≥1, , что является ключевым выводом для разработки центрифужных испытаний .

Ключевые слова

Сжижение

Численное моделирование

Моделирование центрифуги

Механизм деформации

Граничные эффекты

Рекомендованные статьиЦитирование статей (0)

© Авторы. Издательство Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

пошаговая инструкция устройства

Одним из самых простых оснований для зданий считается малозаглубленный ленточный фундамент.Несмотря на легкость в производстве работ, всегда есть вероятность сделать что-то не так, поэтому перед настройкой МЛФ следует ознакомиться с общей технологией. Сегодня мы пошагово рассмотрим устройство мелкой ленты.

Область применения МЗЛФ

Мелкозернистые фундаменты применяются для зданий с малой нагруженной массой. В качестве примера можно привести дома на стальном или деревянном каркасе, а также постройки из легких элементов (пенобетон, ПСП).Обычно этажность зданий на МЗЛФ не превышает двух.

В определении МЗЛФ мелкозаглубленный — означает полностью расположенный в слое мерзлого грунта, подземная часть бетонной ленты редко превышает 500-700 мм. Силы морозного пучения при таком расположении не создают касательных (разрывных) нагрузок, а все здание вместе с фундаментом динамично перемещается вслед за расширением грунта. По этой и другим причинам не рекомендуется устраивать мелкозаглубленную ленту на участках с общим уклоном рельефа более 2%.На более крутых склонах мелкозаглубленный фундамент можно возводить только после перепланировки грунта с образованием горизонтальной террасы.

Целесообразность применения МЗЛФ заключается в значительно меньшей материалоемкости и простоте конструкции. Если в здании не планируется цокольный этаж, мелкозаглубленная лента уменьшит объем бетонной смеси и арматуры в 2–3 раза, обеспечив эквивалентную несущую способность.

Однако стоит отметить, что установить мелкозаглубленный фундамент на рыхлом торфе, илистых грунтах и ​​илистой супеси не получится.Такие грунты имеют слишком низкую плотность и высокую пластичность, поэтому требуют устройства свайно-ростверковых фундаментов на основе более плотных слоев грунта. Не стоит устраивать МЗЛФ на грунтах с показателями пучинистости более 4% или если УГВ выше глубины залегания несмотря на то, что дренаж участка не планируется, чтобы потом не пришлось бороться с последствиями.

Расчет сечения и конфигурации

Поскольку МЗЛФ действует как балка, а не ребро жесткости, обычно сечение ленты по форме близко к прямоугольнику или трапеции.Лента в виде тавра или более сложных участков почти никогда не отливается из-за того, что экономия материала кажется слишком малой по сравнению с установкой более сложной опалубки.

Расчет МЗЛФ ведется по двум направлениям: достаточная несущая способность грунта в плоскости залегания и собственная конструктивная прочность, что позволит ленте сохранить свою жесткость при полной расчетной нагрузке от стен, крыш, снега и др.

Ширина верхней части фундамента определяется максимально возможной толщиной стены с учетом слоя внутренней и фасадной отделки.При устройстве полов на лагах может потребоваться формирование уступа или расширение фундамента порядка 50 мм.

Ширина ленты в плоскости залегания полностью определяется требуемой несущей способностью. Достаточно разделить общую массу здания и рассчитать среднюю нагрузку на каждый метр периметра пояса, а затем рассчитать достаточную площадь сечения опоры в соответствии с характеристиками грунта. Для создания достаточно высокого запаса прочности толщина несжимаемого слоя не учитывается.

Схема мелкозаглубленного ленточного фундамента: 1 – материнский грунт; 2 – засыпка гравием или гравийно-песчаной смесью; 3 – отмостка; 4 – армирование фундамента; 5 – мелкозаглубленный ленточный фундамент с широким основанием для равномерного распределения нагрузки; 6 – стенка; 7 – гравийная подсыпка внутренней площадки фундамента дома

Высота ленты определяется как составляющая ее подземной и надземной частей. С надземной частью все просто – она должна быть не менее 80 мм и не более четырехкратной ширины верхнего края ленты.В свою очередь высоту подземной части можно определить с учетом нескольких факторов:

  • фундамент не должен лежать на границе разнородных грунтов;
  • минимальная глубина фундамента 35–40 см, но в зависимости от интенсивности пучения и глубины промерзания высота подземной части может увеличиваться дополнительно на 60–80 %;
  • для сохранения требуемых прочностных характеристик железобетонных изделий отношение ширины к высоте должно быть не менее 3:5.

Земляные работы и подготовка

Профиль траншеи для устройства МЗЛФ должен иметь ширину в 2,5 раза больше расчетной ширины ленты и глубину больше высоты подземной части на две ширины. Это связано с тем, что МЗЛФ редко устраивают на грунтовой опалубке, применяя щитовую опалубку из соображений содержания цементного молока и необходимости придания сечению трапециевидной формы. Сразу отметим, что отступ стенок котлована от опалубки снаружи должен быть в два раза больше, чем изнутри..

Компенсация сил морозного пучения осуществляется за счет несжимаемой, непучинистой и гигроскопичной засыпки, а также заполнения боковых пазух аналогичным материалом. В качестве засыпного материала используется песчано-гравийная смесь с крупнозернистым песком и гранитным или базальтовым щебнем фракции 25-30. Для стабилизации фундамента подготовленное дно траншеи покрывают подготовительным слоем бетона М 100 толщиной 30-50 мм без армирования.

Обратная засыпка на дно траншеи способствует распределению нагрузки на опорный слой грунта, увеличению площади опирания и привлечению сил с горизонтальным вектором приложения.Рекомендация относительно толщины засыпки, равной двум значениям толщины ленты, на практике соблюдается редко, чаще на слабопучинистых грунтах ограничиваются подготовкой в ​​25-30 см.

Однако необходимо помнить, что чем сильнее выражено пучение, тем большая ответственность возлагается на подстилку. Иногда целесообразно заменить грунт до глубины промерзания и расширить наружные пазухи до формы перевернутого клина, основание которого соответствует ширине отмостки.

Армирование и анкеровка

Для МЗЛФ суммарное содержание стальной арматуры без предварительного напряжения устанавливается не менее 0,1%, более реальный показатель 0,17-0,2% обеспечит надлежащее армирование без избыточной прочности, но со значительным запасом прочности.

Минимальная величина защитного слоя для подземной части фундамента — 60 мм, максимальная — не более половины ширины ленты. Рабочая арматура выполняется стержнями периодического профиля такого диаметра, чтобы общее сечение арматуры можно было разделить на 4 стержня для верхней и нижней линий армирования.

Если в МЗЛФ расстояние между линиями арматуры по вертикали превышает 450 мм, добавляют еще один ряд стержней, толщина которых составляет не менее 60 % толщины основных линий.

Конструктивное армирование выполняется хомутами или проволокой для вязки с шагом в 2-2,5 раза больше средней ширины фундамента. Диаметр стержней, используемых для изготовления конструктивной арматуры, должен быть не менее 50 % диаметра рабочей арматуры.

Кроме того, арматура MZLF сопровождается рядом анкеров. На изгибах и тавровых стыках ленты каждый ряд арматуры в пересекающихся направлениях должен быть соединен гнутыми закладными того же сечения, перекрытие которых с основной арматурой определяется как 25 номинальных диаметров арматуры. Может потребоваться анкеровка с помощью закладных шпилек для крепления к основанию рамы или каменной кладке стены.

Бетонные работы

Перед проведением бетонных работ внутреннюю полость щитовой опалубки рекомендуется закрыть полиэтиленовой пленкой, препятствующей утечке жидкости из бетонной массы до ее схватывания.После этого устанавливаются отрезки арматуры, их выравнивание и расстояние с помощью пластиковых заглушек.

МЗЛФ заливают бетоном марки 350-450 в соответствии с расчетом ЖБИ по прочности конструкции. Наполнитель следует использовать тяжелый, фракционный – не более десятой части наименьшего линейного размера ленты.

При заливке бетона производится его параллельная штифтовка, а затем вибрационная усадка. К счастью, размеры и малая плотность ленточной арматуры не создают препятствий для растекания бетонной смеси.

Опалубку разрешается снимать через 10-12 дней после заливки, полную прочность бетон набирает через 4 недели. Однако для МЗЛФ рекомендуется усадка за год до начала возведения стен с кладкой, тогда как каркасные конструкции можно начинать монтировать уже через 3 недели.

Гидроизоляция и уход за фундаментом

После схватывания бетонная лента нуждается в периодическом увлажнении для более равномерного протекания гидратации цемента. После разрушения опалубки производится сушка бетона, затем наносится обмазочная или оклейочная гидроизоляция и утепляется фундамент.

Чаще всего для защиты от влаги используют битумные мастики, поверх которых наматывают утеплитель на основе стекловолокна или более дешевого рубероида. Если фундамент не требует сплошной гидроизоляции, достаточно остатков пленки гидробарьера.

Пазухи вокруг фундамента заполняют ПГС сразу после высыхания гидроизоляции. Обратная засыпка производится слоями по 30–40 см с тщательным уплотнением. После этого останется только сделать отмостку вокруг дома, и МЗЛФ будет готов к дальнейшей длительной эксплуатации..

Фонды

Фонды

Фундаменты

Типы фундамента

Фундаменты мелкого заложения (иногда называемые «распорными фундаментами») включают подушки («изолированные фундаменты»), ленточные фундаменты и плоты.
Глубокие фундаменты
включают сваи, свайные стенки, диафрагменные стены и кессоны.

 


Типы фундаментов

Неглубокие фундаменты

Фундаменты мелкого заложения – фундаменты, заложенные вблизи чистой поверхности земли; обычно там, где глубина фундамента (D f ) меньше ширины основания и менее 3 м.Это не строгие правила, а просто рекомендации: в основном, если поверхностная нагрузка или другие условия поверхности будут влиять на несущую способность фундамента, он является «неглубоким». Неглубокие фундаменты (иногда называемые «распорными фундаментами») включают подушки («изолированные фундаменты»), ленточные фундаменты и плоты. Фундаменты мелководья
используются, когда поверхностные грунты достаточно прочны и жестки, чтобы выдерживать возложенные нагрузки; как правило, они не подходят для слабых или сильно сжимаемых грунтов, таких как плохо уплотненная насыпь, торф, современные озерные и аллювиальные отложения и т. д.

 


Неглубокие фундаменты

Фундаментные подушки

Фундаменты

используются для поддержки отдельных точечных нагрузок, например, из-за несущей колонны. Они могут быть круглыми, квадратными или прямоугольными. Обычно они состоят из блока или плиты одинаковой толщины, но могут быть ступенчатыми или изогнутыми, если требуется распределить нагрузку от тяжелой колонны. Насыпные фундаменты обычно неглубокие, но можно использовать и глубокие насыпные фундаменты.

 


Неглубокие фундаменты

Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты используются для поддержки линии нагрузок либо из-за несущей стены, либо если линия колонн нуждается в поддержке, когда позиции колонн настолько близки, что отдельные фундаменты на подушках были бы неуместны.

 


Неглубокие фундаменты

Сплошные фундаменты

Сплошные фундаменты используются для распределения нагрузки от конструкции на большую площадь, обычно на всю площадь конструкции.Они используются, когда нагрузки на колонны или другие структурные нагрузки близки друг к другу и отдельные подушки фундамента будут взаимодействовать.

Сплошной фундамент обычно состоит из бетонной плиты, занимающей всю нагруженную площадь. Он может быть усилен ребрами жесткости или балками, встроенными в фундамент.

Сплошные фундаменты имеют то преимущество, что уменьшают неравномерные осадки, поскольку бетонная плита сопротивляется дифференциальным перемещениям между положениями нагрузки. Они часто необходимы на мягких или рыхлых грунтах с низкой несущей способностью, поскольку они могут распределять нагрузки на большую площадь.

 


Типы фундаментов

Глубокие фундаменты

Глубокие фундаменты закладываются слишком глубоко под чистую поверхность земли, чтобы на их несущую способность могли повлиять поверхностные условия, это обычно происходит на глубине > 3 м ниже готового уровня земли. Они включают в себя сваи, опоры и кессоны или компенсированные фундаменты с использованием глубоких подвалов, а также фундаменты из глубоких подушек или лент. Глубокие фундаменты можно использовать для передачи нагрузки на более глубокие, более прочные слои на глубине, если вблизи поверхности присутствуют непригодные грунты.

Сваи представляют собой относительно длинные тонкие элементы, которые передают нагрузки фундамента через слои грунта с низкой несущей способностью на более глубокие слои грунта или породы с высокой несущей способностью. Они используются, когда по экономическим, строительным или почвенным соображениям желательно передавать нагрузки на пласты за пределами практической досягаемости мелкозаглубленных фундаментов. В дополнение к опорным конструкциям сваи также используются для закрепления конструкций против подъемных сил и для оказания помощи конструкциям в сопротивлении боковым силам и силам опрокидывания.

Опоры представляют собой фундаменты для несущих тяжелых структурных нагрузок, которые сооружаются на месте в глубоких котлованах.

Кессон представляет собой форму глубокого фундамента, который сооружается над уровнем земли, а затем заглубляется до необходимого уровня путем выемки грунта или дноуглубления внутри кессона.

Фундаменты с компенсацией представляют собой фундаменты глубокого заложения, в которых снятие напряжения, вызванного земляными работами, приблизительно уравновешивается приложенным напряжением, вызванным фундаментом.Таким образом, приложенное чистое напряжение очень мало. Компенсированный фундамент обычно представляет собой глубокий подвал.

 


Глубокие фундаменты

Сваи

Свайные фундаменты можно классифицировать по
тип сваи
(разные конструкции, которые должны поддерживаться, и разные грунтовые условия требуют разных типов сопротивления) и
тип конструкции
(можно использовать различные материалы, конструкции и процессы).

 


Сваи

Типы свай

Сваи часто используются, потому что на достаточно малой глубине невозможно найти достаточную несущую способность, чтобы выдержать структурные нагрузки. Важно понимать, что сваи поддерживаются как торцевой опорой , так и поверхностным трением . Доля несущей способности, создаваемой торцевым подшипником или поверхностным трением, зависит от состояния почвы. Сваи могут использоваться для поддержки различных типов структурных нагрузок.

 


Типы свай

Концевые опорные сваи

Опорные сваи — это сваи, которые заканчиваются твердым, относительно непроницаемым материалом, таким как камень или очень плотный песок и гравий. Они получают большую часть своей несущей способности за счет сопротивления слоя у основания сваи.

 


Типы свай

Висячие сваи

Висячие сваи получают большую часть своей несущей способности за счет поверхностного трения или сцепления.Обычно это происходит, когда сваи не достигают непроницаемого слоя, а забиваются на некоторое расстояние в проницаемый грунт. Их грузоподъемность частично определяется торцевой опорой и частично поверхностным трением между заглубленной поверхностью грунта и окружающим грунтом.

 


Типы свай

Сваи уменьшающие осадку

Сваи, уменьшающие осадку, обычно встраиваются под центральную часть плитного фундамента, чтобы уменьшить дифференциальную осадку до приемлемого уровня.Такие сваи служат для укрепления почвы под плотом и помогают предотвратить выпуклость плота в центре.

 


Типы свай

Натяжные сваи

Такие конструкции, как высокие дымоходы, опоры ЛЭП и причалы, могут подвергаться большим опрокидывающим моментам, поэтому часто используются сваи, чтобы противостоять возникающим в результате подъемным силам фундамента. В таких случаях результирующие усилия передаются на грунт по всей длине заглубленной сваи.Силу сопротивления буронабивных свай можно увеличить за счет дополнительного расширения. При проектировании натянутых свай необходимо учитывать эффект радиального сжатия сваи, так как это может привести к снижению сопротивления ствола примерно на 10–20 %.

 


Типы свай

Сваи с боковой нагрузкой

Почти все свайные фундаменты в той или иной степени подвергаются горизонтальной нагрузке. Величина нагрузок по отношению к приложенной вертикальной осевой нагрузке, как правило, невелика, и, как правило, не требуется никаких дополнительных проектных расчетов.Однако в случае причалов и пристаней, воспринимающих ударные нагрузки пришвартованных судов, свайных фундаментов мостовых опор, эстакад мостовых кранов, высоких дымовых труб и подпорных стен, горизонтальная составляющая относительно велика и может оказаться критической при проектировании. Традиционно в таких случаях сваи устанавливали под углом к ​​вертикали, обеспечивая достаточное горизонтальное сопротивление за счет составляющей осевой несущей способности сваи, действующей горизонтально. Однако способность вертикальной сваи выдерживать нагрузки, приложенные нормально к оси, хотя и значительно меньшая, чем осевая нагрузка этой сваи, может быть достаточной, чтобы избежать необходимости в таких «гребенчатых» или «вбитых» сваях, которые более дороги в установке. .Поэтому при проектировании свай с учетом боковых сил важно это учитывать.

 


Типы свай

Сваи засыпные

Сваи, проходящие через слои заполнителя с умеренной или слабой плотностью, будут подвержены отрицательному поверхностному трению , которое вызывает нисходящее сопротивление вдоль ствола сваи и, следовательно, дополнительную нагрузку на сваю. Это происходит по мере уплотнения наполнителя под собственным весом.

 


Сваи

Типы свайных конструкций

Смещаемые сваи вызывают смещение грунта как в радиальном, так и в вертикальном направлении, когда ствол сваи забивается или забивается домкратом в землю. При использовании несмещаемых свай (или сменных свай) грунт удаляется, а полученное отверстие заполняется бетоном или сборная железобетонная свая вбрасывается в отверстие и заливается цементным раствором.

 


Типы свайных конструкций

Сваи смещения

Пески и зернистые грунты имеют тенденцию к уплотнению в процессе смещения, тогда как глины имеют тенденцию к пучиниванию.Сами сваи смещения можно разделить на разные типы в зависимости от того, как они устроены и как они вставляются.

 


Сваи смещения

Полностью предварительно сформированные сваи

Они могут быть из сборного железобетона;
армированный по всей длине (предварительно напряженный)
шарнирный (усиленный)
полый (трубчатый) профиль
или из стали различного сечения.

 


Сваи смещения

Сваи забивные и забивные

Этот тип ворса может быть двух форм. Первый включает в себя вбивание в землю временной стальной трубы с закрытым концом для образования пустоты в грунте, которая затем заполняется бетоном по мере извлечения трубы. Второй тип такой же, за исключением того, что стальная труба остается на месте, образуя постоянный корпус.

 


Сваи смещения

Винтовые (винтовые) забивные сваи

Этот тип конструкции выполняется с использованием шнека специального типа.Однако почва уплотняется, а не удаляется, поскольку шнек ввинчивается в землю. Шнек установлен на полом стержне, который может быть заполнен бетоном, поэтому, когда необходимая глубина будет достигнута, бетон можно закачать вниз по стержню, а шнек медленно отвинтить, оставив залитую сваю на месте.

 


Сваи смещения

Способы установки

Сваи смещения забиваются или вбиваются в землю.Можно использовать ряд различных методов.

 


Способы установки

Падающий груз

Падающий груз или падающий молот являются наиболее часто используемым методом забивки свай. Вес примерно половины веса сваи поднимается на подходящее расстояние в направляющей и отпускается, чтобы ударить по оголовку сваи. При забивке полой трубы сваи вес обычно воздействует на заглушку в нижней части сваи, что снижает любые избыточные напряжения по длине трубы во время забивки.

Вариантами простого отбойного молотка являются молотки одностороннего и двойного действия . Они приводятся в действие механическим паром, сжатым воздухом или гидравлически. В молоте одностороннего действия груз поднимается сжатым воздухом (или другим способом), который затем высвобождается, и груз падает. Это может происходить до 60 раз в минуту. Молот двойного действия такой же, за исключением того, что сжатый воздух также используется при движении молота вниз. Однако этот тип молота не всегда подходит для забивания бетонных свай.Хотя бетон может выдерживать сжимающие напряжения, создаваемые молотком, ударная волна, создаваемая каждым ударом молотка, может создавать высокие растягивающие напряжения в бетоне при возврате. Это может привести к разрушению бетона. Вот почему бетонные сваи часто предварительно напрягают.

 


Способы установки

Дизель-молот

Дизельный молот может производить быстрые управляемые взрывы. Взрывы поднимают таран, который используется для забивания сваи в землю.Хотя вес поршня меньше веса отбойного молота, повышенная частота ударов может компенсировать эту неэффективность. Этот тип молота лучше всего подходит для забивания свай в несвязный сыпучий грунт, где основное сопротивление приходится на торцевой подшипник.

 


Способы установки

Вибрационные методы забивки свай

Вибрационные методы могут оказаться очень эффективными при забивке свай через несвязные гранулированные грунты.Вибрация сваи возбуждает зерна грунта, прилегающие к свае, что делает грунт почти свободным, что значительно уменьшает трение вдоль ствола сваи. Вибрация может быть вызвана вращающимися в противоположных направлениях эксцентриковыми массами с электрическим (или гидравлическим) приводом, прикрепленными к оголовку сваи, обычно действующими с частотой около 20-40 Гц. Если увеличить эту частоту примерно до 100 Гц, это может вызвать продольный резонанс в свае, а скорость проникновения может приблизиться к 20 м/мин в умеренно плотных зернистых грунтах.Однако большая энергия, возникающая в результате вибрации, может повредить оборудование, шум и распространение вибрации также могут привести к оседанию близлежащих зданий.

 


Способы установки

Методы установки домкратом

Забивные сваи чаще всего используются для подпирания существующих конструкций. Выкапывая землю под конструкцией, можно вставить короткие сваи и вбить их в землю, используя нижнюю часть существующей конструкции в качестве реакции.

 


Типы свайных конструкций

Несмещаемые сваи

При использовании несмещаемых свай грунт удаляется, а полученное отверстие заполняется бетоном, или иногда в отверстие опускается сборная бетонная свая и заливается цементным раствором. опора близко к поверхности земли. При бурении в более нестабильном грунте, таком как гравий, может потребоваться какая-либо форма обсадной трубы или поддержки, например, бентонитовый раствор.В качестве альтернативы раствор или бетон можно ввести из шнека, вращаемого в гранулированный грунт. Таким образом, существует четыре основных типа несмещаемых свай.

Этот метод строительства создает неравномерную границу между стволом сваи и окружающим грунтом, что обеспечивает хорошее сопротивление поверхностному трению при последующей нагрузке.

 


Несмещаемые сваи

Буронабивные сваи малого диаметра

Обычно они имеют диаметр 600 мм или меньше и обычно изготавливаются с использованием штатива.Оборудование состоит из штатива, лебедки и троса, управляющего различными инструментами. Основные инструменты показаны на этой схеме.

В сыпучих грунтах основной инструмент состоит из тяжелой цилиндрической оболочки с режущей кромкой и откидным клапаном на дне. Вода необходима, чтобы помочь в этом типе раскопок. При перемещении оболочки вверх и вниз на дне скважины происходит разжижение грунта (поскольку под оболочкой создается низкое давление, так как разжиженный грунт быстро перемещается вверх), и он стекает в оболочку и может быть перемещен лебедкой к поверхность и опрокидывается.При бурении зернистого грунта существует опасность чрезмерного разрыхления материала по бокам скважины. Для предотвращения этого временную обсадную трубу следует продвигать, вбивая ее в землю.

В связных грунтах бурение скважины продвигают путем многократного опускания инструмента крестообразного сечения с цилиндрической режущей кромкой в ​​грунт, а затем подъема его лебедкой на поверхность с грузом грунта. Оказавшись на поверхности, глина, прилипшая к крестообразным лезвиям, отделяется.

 


Несмещаемые сваи

Буронабивные сваи большого диаметра

Большие скважины от 750 мм до 3 м в диаметре (с 7-метровыми расширителями) возможны с использованием роторного бурового оборудования. Шнековая установка обычно монтируется на кране или грузовике.

Спиральный или ковшовый шнек, как показано на этой схеме, прикреплен к валу, известному как штанга Келли (телескопический элемент квадратного сечения, приводимый в движение горизонтальным вращателем).С помощью этой техники возможна глубина до 70 м. Использование бентонитового раствора в сочетании с ковшовым шнеком может устранить некоторые трудности, связанные с бурением в мягких илистых и глинистых и рыхлых зернистых грунтах без постоянной поддержки обсадными трубами. Одним из преимуществ этой техники является возможность недостаточного развертывания. Используя расширительный буровой инструмент, можно увеличить диаметр основания сваи, что значительно повысит несущую способность сваи.Тем не менее, недостаточное расширение является медленным процессом, требующим остановки шнека для смены инструмента, и медленным процессом в фактической операции дополнительного расширения. В глине часто предпочтительнее использовать более глубокое древко с прямыми сторонами.

 


Несмещаемые сваи

Частично формованные сваи

Этот тип сваи особенно подходит для условий, когда грунт заболоченный, или когда есть движение воды в верхнем слое почвы, что может привести к выщелачиванию цемента из монолитной бетонной сваи.Отверстие бурят обычным способом, а затем в него опускают кольцевые секции, чтобы получить полую колонну. Затем можно разместить арматуру, а раствор нагнетать к основанию сваи, вытесняя воду и заполняя как зазор снаружи, так и сердцевину внутри колонны.

 


Несмещаемые сваи

Сваи, залитые раствором или бетоном

Использование шнеков непрерывного действия становится все более популярным методом строительства свай.Эти сваи предлагают значительные экологические преимущества во время строительства. Их уровни шума и вибрации низки, и нет необходимости во временной обсадной трубе или бентонитовом растворе, что делает их подходящими как для глинистых, так и для зернистых грунтов. Проблема только в том, что они ограничены по глубине максимальной длиной шнека (около 25м). Сваи сооружаются путем ввинчивания шнека непрерывного действия в землю на необходимую глубину, оставляя почву в шнеке. Затем цементный раствор (или бетон) можно протолкнуть вниз по полому валу шнека, а затем продолжить наращивание снизу по мере того, как шнек с грузом грунта вынимается.Затем можно опустить арматуру до того, как раствор схватится.

Альтернативная система, используемая в сыпучих грунтах, состоит в том, чтобы оставить грунт на месте и смешать его с нагнетаемым раствором при извлечении шнека, оставляя столб земли, армированной раствором.

 


Сваи

Факторы, влияющие на выбор сваи

Существует множество факторов, которые могут повлиять на выбор свайного фундамента. Прежде чем принять окончательное решение, необходимо рассмотреть все факторы и принять во внимание их относительную важность.

 


Факторы, влияющие на выбор сваи

Расположение и тип сооружения

Для сооружений над водой, таких как причалы и пристани, наиболее подходящими являются забивные сваи или забивные монолитные сваи (в которых оболочка остается на месте). На суше выбор не так прост. Приводные монолитные типы обычно самые дешевые для умеренных нагрузок. Однако часто необходимо, чтобы сваи устанавливались без значительного вздутия или вибрации грунта из-за их близости к существующим конструкциям.В таких случаях лучше всего подходит буронабивная свая. Для тяжелых конструкций, испытывающих большие нагрузки на фундамент, буронабивные сваи большого диаметра обычно являются наиболее экономичными. Забивные сваи подходят для подпирания существующих конструкций.

 


Факторы, влияющие на выбор сваи

Грунтовые условия

Забивные сваи нецелесообразно использовать в грунтах, содержащих валуны, или в глинистых породах, когда пучение грунта может быть вредным.Точно так же буронабивные сваи не подходят для рыхлого водоносного песка, а фундаменты с просверленными отверстиями нельзя использовать в несвязных грунтах, поскольку они могут разрушиться до того, как будет уложен бетон.

 


Факторы, влияющие на выбор сваи

Долговечность

Это влияет на выбор материала. Например, бетонные сваи обычно используются в морских условиях, так как стальные сваи в таких условиях подвержены коррозии, а деревянные сваи могут быть атакованы моллюсками-сверлителями.Однако на суше бетонные сваи не всегда лучший выбор, особенно там, где почва содержит сульфаты или другие вредные вещества.

 


Факторы, влияющие на выбор сваи

Стоимость

При принятии окончательного решения по выбору сваи большое значение имеет стоимость. Общая стоимость установки свай включает в себя фактическую стоимость материала, время, необходимое для забивки свай в плане строительства, тестовую нагрузку, расходы на инженера по надзору за установкой и погрузкой, а также расходы на организацию и накладные расходы, понесенные между моментом первоначального расчистку площадки и время, когда можно приступить к строительству надстройки.

 


Сваи

Группы свай

Сваи чаще устанавливаются группами, а не отдельными сваями. Свайную группу следует рассматривать как составной блок свай и грунта, а не составной набор одиночных свай. На мощность каждой сваи может повлиять забивка соседних свай в непосредственной близости. Уплотнение грунта между соседними сваями, вероятно, приведет к более высоким контактным напряжениям и, следовательно, к более высокой несущей способности ствола этих свай.Предельная мощность группы свай не всегда зависит от индивидуальной мощности каждой сваи. При анализе несущей способности группы свай необходимо учитывать 3 режима отказа.
Отказ одиночной сваи
Разрушение рядов свай
Ошибка блока
Методы установки, состояние грунта, геометрия группы свай и то, как группа забивается, — все это влияет на то, как будет вести себя любая группа свай. Если группа разрушится как блок, полное трение вала будет мобилизовано только по периметру блока, и поэтому любое увеличение мощности вала отдельных свай не имеет значения.При расчете торцевой несущей способности следует использовать площадь всего основания блока, а не только площадь основания отдельных свай в группе. Такое разрушение блока может произойти, если сваи расположены близко друг к другу или если используется контактирующий с землей наголовник сваи. Разрушение рядов свай может произойти, если расстояние между сваями в одном направлении намного больше, чем в перпендикулярном.

 


Факультет окружающей среды и технологий Университета Западной Англии

Что такое неглубокий фундамент?

Равин Десаи — соучредитель Гарпедии.ком и директор SDCPL. Он возглавляет SDCPL, ведущую консалтинговую фирму по дизайну, широко представленную в стране. Он имеет степень магистра гражданского строительства (MS-USA) и имеет разнообразный 12-летний опыт работы в различных дисциплинах. Он является основным членом редакционной группы GharPedia. Он также является соучредителем 1mnt.in, первого в отрасли программного обеспечения для выставления счетов подрядчикам.

Здание/дом может быть определено как структура, состоящая из таких компонентов, как фундамент, колонны, стены, балки, полы, крыши, возведенная для обеспечения пространства для различных целей, таких как проживание, образование, бизнес, производство, хранение, госпитализация, развлечения, поклонение и др.Каждый из этих компонентов имеет свою уникальную функцию и назначение.

Каждое здание/дом состоит из двух основных компонентов. Компонент, построенный над землей, известен как надстройка, а компонент, построенный под землей, называется подконструкцией. Фундамент относится к категории подструктуры.

Здесь мы собираемся обсудить мелкозаглубленные фундаменты.

Прежде чем понять, что такое мелкозаглубленный фундамент, давайте узнаем, что такое фундамент.

Фундамент – это самая нижняя часть строения/дома, непосредственно контактирующая с землей.Он обеспечивает основу для надстройки и передает нагрузку конструкции, включая собственный вес самой конструкции, на грунт под ней, чтобы она оставалась прочной и стабильной на протяжении всего срока службы. Чтобы узнать больше о системе фундамента, нажмите на ссылку ниже. Эта классификация основана на глубине установки фундамента.

Глубокий фундамент — это фундамент, который заложен на нетвердой почве и находится значительно ниже самой нижней части надстройки, а не в верхнем слое почвы, поскольку такой грунт не является твердым и хорошим грунтом. Вы можете называть фундамент глубоким, когда опускаетесь ниже 10 и более метров.

Фундамент мелкозаглубленный – это фундамент, уложенный на твердом грунте у самой земли и ниже самой нижней части надстройки, как правило, на глубине от 1 до 5-6 м.

Читайте также: Различные типы фундаментов для вашего дома

Что такое неглубокий фундамент?

Когда фундамент размещается непосредственно под самой нижней частью надстройки, такой фундамент называется мелкозаглубленным.Мелкозаглубленный фундамент (согласно определению B1/VM4) — это такой фундамент, в котором глубина от поверхности земли до нижней части фундамента менее чем в пять раз превышает ширину фундамента.

Это наиболее распространенный тип фундамента, используемый для всех небольших зданий. и может быть проложен открытым способом, допуская естественные уклоны со всех сторон. Этот тип фундамента пригоден для глубины до 5 метров и обычно удобен над уровнем грунтовых вод.

Почему мы используем неглубокий фундамент?

Мы используем мелкозаглубленный фундамент для распределения структурных нагрузок по широкой горизонтальной площади на небольшой глубине ниже уровня земли.Неглубокий фундамент благоприятен для фундаментов, глубина которых равна ширине фундамента или где глубина меньше ширины.

Преимущества мелкозаглубленного фундамента

  • Требуется меньше земляных работ, следовательно, снижаются трудозатраты на земляные работы.
  • Строительство мелкозаглубленных фундаментов просто, так как глубина заложения фундамента меньше.
  • Оборудование, необходимое для строительства мелкозаглубленного фундамента, простое и менее затратное.
Читайте также: Различные типы землеройной техники, используемой на строительной площадке
  • Неглубокие фундаменты можно построить за короткое время, что также помогает снизить затраты на аренду оборудования и рабочую силу.
  • Строительство мелкозаглубленных фундаментов вызовет меньшее нарушение геоповерхности и, следовательно, благоприятно скажется на экологии и окружающей среде.
  • Помогает уменьшить осадку, если грунт сжимается.
  • Не требуется установка свай, что снижает стоимость.
  • Существует меньшая неопределенность в прогнозировании поведения мелкозаглубленных фундаментов и поддерживающего грунта. Для глубоких фундаментов, чем больше глубина залегания грунта, тем больше погрешность.
Читайте также: 10 важных критериев выбора правильного фундамента для вашего дома

Недостатки неглубокого фундамента

  • Существует вероятность размывания, если строение находится рядом с рекой или морем. Мелкозаглубленный фундамент в таких местах использовать нельзя.
  • Если уровень подпочвенных вод высокий и откачивать воду из котлована или канала экономически нецелесообразно, то мелкозаглубленный фундамент использовать нельзя.
Читайте также: Как сделать фундамент, если в яме есть вода?
  • Нельзя использовать там, где несущая способность верхнего слоя почвы меньше.
  • Нельзя использовать при большом весе конструкции и неравномерном распределении нагрузки на конструкцию.

Проект мелкозаглубленного фундамента Критерии

При проектировании мелкозаглубленного фундамента для данной системы нагрузки фундамент должен соответствовать определенным проектным требованиям.

Ниже приведены три основных требования или критерия проектирования мелкозаглубленного фундамента:

  • Размещение фундамента, включая глубину и расположение фундамента.
  • Безопасность в отношении несущей способности является требованием, которое включает в себя соответствующие пропорции основания, чтобы избежать катастрофического разрушения грунта под фундаментом.
  • Каждая почва оседает из-за нагрузки. Такое урегулирование должно быть равномерным и допустимым. Допустимая осадка фундамента включает проверку чрезмерной осадки конструкции.
Читайте также: Что такое дифференциальный расчет?

Чрезмерная осадка возникает из-за деформации массива грунта в результате приложенных касательных напряжений и из-за консолидации поддерживающего грунта.

Это также требует полного знания геотехнических свойств грунта для оценки ожидаемой осадки сооружения и времени, необходимого для завершения осадки.

Различные типы мелкозаглубленных фундаментов

Как следует из названия, в случае распорных фундаментов основание элемента, передающего нагрузку на грунт, делается шире, чтобы распределить нагрузку по большей площади.Различные типы фундаментов:

  • Фундаменты стен
  • Железобетонные фундаменты
  • Фундаменты перевернутой арки
  • Фундаменты колонн

Комбинированный фундамент поддерживает две или более колонн в ряду. Комбинированный фундамент может быть прямоугольной формы, если обе колонны несут одинаковую нагрузку, или может быть трапециевидной формы, если есть ограничения по площади. Чтобы узнать больше о комбинированном фундаменте, прочитайте статью

 Также читайте : что такое комбинированный фундамент?

03.Фундамент из матов или плотов

Фундамент из плотов или матов покрывает всю застроенную площадь под строением и поддерживает все колонны. При больших нагрузках на конструкцию или низком допустимом давлении грунта использование распорных фундаментов покроет более половины площади здания, и может оказаться более экономичным использование ростверка. Сплошные фундаменты также используются там, где грунтовая масса содержит сжимаемые линзы, так что дифференциальную осадку трудно контролировать.Обычно, когда твердая почва хорошего размера недоступна на глубине от 1,5 до 2,5 м, используется плотный фундамент. Чтобы узнать о различных типах плотного фундамента, прочитайте статью

. Читайте также: Какие существуют типы плотного фундамента?

Фундамент ростверковый предназначен для передачи большой нагрузки от стальных колонн на грунты, обладающие малой несущей способностью. Такая компоновка позволяет избежать глубоких земляных работ, а также обеспечивает необходимую площадь основания для снижения интенсивности давления в пределах безопасной несущей способности грунта.В зависимости от материала, используемого при строительстве фундамента ростверка, его можно разделить на две категории:

  • Стальной ростверк
  • Деревянный ростверк
Читайте также: Свайный фундамент: типы и классификация

05. Внецентренно нагруженный фундамент

Состоит из двух изолированных фундаментов, соединенных конструкционным рычагом или лентой. Ремешок соединяет опоры таким образом, что они ведут себя как единое целое.Ремешок просто действует как соединительная балка. При сравнительно высоком допустимом давлении грунта и большом расстоянии между колоннами внецентренно нагруженный фундамент более экономичен, чем комбинированный.

Таким образом, мелкозаглубленный фундамент представляет собой такой тип фундамента здания, который передает нагрузку на почву очень близко к поверхности земли. Цель мелкозаглубленного фундамента состоит в том, чтобы распределить структурные нагрузки по широкой горизонтальной площади на небольшой глубине ниже уровня земли.Неглубокие фундаменты могут подходить или не подходить для высотных зданий. Это будет зависеть от высоты здания и типа грунта.

 Обязательно к прочтению:
  Необходимость свайного фундамента!
 Причины обрушения здания из-за обрушения фундамента
 Методы обезвоживания при земляных работах в заболоченной местности

Изображение предоставлено: Изображение 2, Изображение 3, Изображение 6

Равин Десаи является соучредителем gharpedia.com и директором SDCPL.Он возглавляет SDCPL, ведущую консалтинговую фирму по дизайну, широко представленную в стране. Он имеет степень магистра гражданского строительства (MS-USA) и имеет разнообразный 12-летний опыт работы в различных дисциплинах. Он является основным членом редакционной группы GharPedia. Он также является соучредителем 1mnt.in, первого в отрасли программного обеспечения для выставления счетов подрядчикам.

Продемонстрируйте свои лучшие разработки

Пост-навигация

Больше из тем

Используйте фильтры ниже для поиска конкретных тем

Оценка предельной несущей способности ленточного фундамента вблизи и внутри склонов с использованием методов искусственного интеллекта (GP, ANN и EPR)

Численный и вычислительный анализ окружающих поведение несущей способности грунтов вблизи или рядом со склонами имеет большое значение в земляных сооружениях по всему миру из-за его уникального характера.Это явление встречается на вертикальных кривых дорожного покрытия, дренажах и фундаментах вертикальной инфраструктуры. В этой работе были собраны многочисленные данные о параметрах поверхности раздела грунта и фундамента, которые включали ширину фундамента, глубину заложения фундамента, расстояние откоса от края фундамента, объемную плотность грунта, углы наклона и трения, а также коэффициенты несущей способности сцепления и давление вскрышных пород, определенное для случая фундамента на склоне или рядом с ним. Генетическое программирование (GP), эволюционная полиномиальная регрессия (EPR) и интеллектуальные методы искусственной нейронной сети (ANN) использовались для прогнозирования конечной несущей способности основания на склоне или рядом с ним.Производительность моделей оценивалась, а также сравнивалась их точность и надежность с выводами Прандтля. Было замечено, что результаты показывают превосходство методов GP, EPR и ANN над вычислительными работами Прандтля. Кроме того, в упражнении ИНС превзошла другие методы искусственного интеллекта.

1. Введение

Основания зданий часто сооружаются на склонах или рядом с ними из-за отсутствия ровной поверхности, особенно в холмистой местности, преобладающей на вертикальных поворотах шоссе, насыпях, эрозионных водоразделах и т. д.Изучение несущей способности нагруженных откосов является актуальным, поскольку они более склонны к обрушению, чем другие типы земляных сооружений [1–5]. Мелкозернистые фундаменты на склонах в основном используются для зданий малой и средней этажности. В фрикционных грунтах несущая способность в основном определяется разрушением фундамента, а в связных грунтах несущая способность фундамента определяется устойчивостью конструкции грунта [6-9]. В последнее время предложенные исследователями методы, доступные для определения несущей способности мелкозаглубленных фундаментов на склонах или вблизи них, включают анализ предельного равновесия [10, 11], анализ линий скольжения [12], вариационное исчисление [13], метод строгих характеристик [14]. ], улучшенная оптимизация движения [15], анализ методом конечных элементов [16, 17] и многоблочный анализ [9].Определение несущей способности неглубокого основания является очень важным компонентом инженерно-геологических исследований и практики. Прандтлю [18] обычно приписывают некоторые пионерские работы в области теории несущей способности, когда он пытался установить механизм разрушения толстых металлов при продавливании на основе теории пластичности. Эта теория привела к работе Терзаги [19], в которой учитывались эффекты внутреннего угла трения грунта, сцепления грунта и избыточной нагрузки (давление вскрыши), что приводило к коэффициентам несущей способности ( Nc , , и Nq ).Meyerhof [20] усовершенствовал наложенную теорию Terzaghi, чтобы учесть прочность грунта, размер и форму фундамента, а также уклон. Позднее Весич рассмотрел влияние мелкозаглубленной формы фундамента на предельную несущую способность [21]. Тем не менее, несмотря на исследования влияния формы и глубины фундамента [19], Meyerhof (1957 и 1974) [20–23], было проведено мало исследований несущей способности оснований на откосах и/или рядом с ними, выполненных из 90 812 в ′ −  ф ′ почвы. Мейерхоф изучил общие механизмы разрушения несущей способности на чисто несвязных или связных грунтах, прилегающих к склонам, используя предполагаемую схему разрушения, основанную на эмпирических наблюдениях модельных испытаний основания в лаборатории.Однако фактические количественные результаты не были доступны для проверки моделей. Грэм и др. [24] разработали аналитическую модель несущей способности и распределения напряжений для оснований, уложенных на склонах для несвязных грунтов, которая была подтверждена экспериментальными результатами. Однако его работа не распространялась на почвы, обладающие сцеплением и внутренним трением. Радж и Бхарати сообщили, что Боулз предоставил набор пересмотренных коэффициентов несущей способности для грунтов c ′ −  ф ′, основанный на предполагаемом механизме разрушения, напоминающем механизм Терзаги, но ограниченный набором значений прочности.Гриффитс [25] использовал анализ конечных элементов (МКЭ) для определения несущей способности грунтов c ′ −  ф ′ на склонах, достигнув значительных результатов. Однако его коэффициент зафиксировал ловушку из-за проблемы сходимости. Применяя анализ верхних пределов, Kusakabe et al. [26] представил серию расчетных диаграмм с безразмерными коэффициентами, показывающими снижение несущей способности по сравнению с традиционным подходом несущей способности для фундаментов, расположенных на уровне земли для грунтов со сцеплением и без сцепления.Для лучшего анализа сложного, сложного механизма разрушения, связанного с предельной несущей способностью ленточных фундаментов на склонах, необходимо использовать инструменты, которые могут учитывать сложную кинематику разрушения, связанную с взаимодействием грунта и конструкции, и неинтуитивным поведением механизма обрушения грунта [27]. , 28]; в этом случае искусственный интеллект (ИИ) выглядит лучшим инструментом.

Недавние открытия в области приложений искусственного интеллекта (ИИ) связаны с разработкой точных и надежных моделей для решения инженерных задач [29–32].Достижения в области ИИ позволили создавать модели, адаптированные к трудностям, связанным с моделированием поведения грунта и фундамента [33–36]. ИИ рассматривается в области гражданского строительства уже более полутора десятилетий [37]. Эти модели включают в себя как простую модель черного ящика, так и сложные распределенные физические модели. Хотя существует множество алгоритмов моделирования ИИ, а именно генетический алгоритм (ГА), муравьиная колония (АК), дифференциальная эволюция (ДЭ), рой частиц (ПС), искусственная нейронная сеть (ИНС), генетическое программирование (ГП) [35], широкое применение получили программирование экспрессии генов [32], искусственная нейронная сеть (ИНС) [36], генетическое программирование (ГП) и программирование экспрессии генов [29, 35].

2. Методология
2.1. Преамбула, сбор данных и статистическое исследование

Прантдл [18] предложил математическую формулу для предельной несущей способности ленточного фундамента в полубесконечной модели грунта с горизонтальной поверхностью земли на основе экспериментально наблюдаемой формы разрушения под фундаментом, как показано на рис. уравнение (1). Для полоски ноги рядом или внутри наклона, Prantdl предложил модифицированные параметры N C = NC = л 1/ L 0) и N q = nq ( a 1/ A 0), где L 0, L 1, A 0 и A 1 показаны на рисунке 1 и могут быть рассчитаны по геометрии. остается прежним, потому что треугольные клинья под фундаментами одинаковы во всех случаях. Целью данного исследования является разработка математических формул для модифицированных N c и N q на основе геометрии склона и свойств почвы с использованием различных методов искусственного интеллекта (ИИ). где qult: предельная несущая способность C : сцепление грунта, q : давление вскрышных пород на глубине фундамента, γ : объемная плотность грунта ниже фундамента, B: ширина ленточного фундамента, Nc , Nq и — параметры, основанные на угле внутреннего трения грунта ϕ , Nq : e π tan ϕ .Tan 2 (45 + φ /2), NC : ( NQ — 1) Кроватка φ ( NC = 5 для φ = 0), и : ( NQ − 1) тангенс ϕ .

Исходя из вышеизложенного, методология заключалась в создании базы данных из 300 записей; каждая запись содержит угол откоса ( β ), угол внутреннего трения грунта ( ϕ ), отношение расстояния до края откоса к ширине фундамента ( b / B ), отношение глубины фундамента и ширину основания ( Df / B ), кроме расчетных значений для N c и N q .Таблица 1 включает полный набор данных, а таблицы 2 и 3 суммируют их статистические характеристики и корреляционную матрицу Пирсона. Наконец, на рис. 2 показаны гистограммы как для входов, так и для выходов.

90 947 9.28

( б / Б ) ( Д F / Б ) β φ N c N q

0.0 0,0 0,0 0,0 5,14 1,03
0,0 0,0 0,0 10,0 8,34 2,47
0,0 0,0 0,0 20,0 14.83 60946 60946 609446
0.0 0.0 0.0 30.0 30.0 30.14 30.14 18.40
0.0 0,0 0.0 40,0 75,31 64,20
0,0 0,0 5,0 0,0 5,01 1,03
0,0 0,0 5,0 10,0 8,07 2,47
0.0 0.0 0.0 5.0 20.0 14.19 14.19 60940
0.0 0.0 50 30.0 28.43 18,40
0,0 0,0 5,0 40,0 69,67 64,20
0,0 0,0 10,0 0,0 4,89 1,03
0,0 0.0 10.0 10.0 10.0 7.80 2,47 2,47
0.0 0.0 10.0 20,0 13.57 6.40
0.0 0,0 10,0 30,0 26,80 18,40
0,0 0,0 10,0 40,0 64,42 64,20
0,0 0,0 20,0 0,0 4.63 1.03 1.03
0.0 0.0 0.0 20.0 10.0 7.28 7.28 2,47
0,0 0,0 20.0 20,0 12,39 6,40
0,0 0,0 20,0 30,0 23,78 18,40
0,0 0,0 20,0 40,0 55,01 64.20
0.0 0.0 0.0 30.0 0.0 4,30946 4,38 1.03 1.03
0.0 0.0 30.0 10.0 6,77 2,47
0,0 0,0 30,0 20,0 11,28 6,40
0,0 0,0 30,0 30,0 21,05 18,40
0.0 0.0 0.0 30.0 30.0 40.0 55.01 64.20946 64.20
0.0 0.0 60,0 0,0 3.62 1,03
0,0 0,0 60,0 10,0 5,33 2,47
0,0 0,0 60,0 20,0 8,33 6,40
0,0 0.0 60946 60.0 30.0946 30.0946 30.09946 14.34 18.40 18.40
0.0 0.0 60,0 40.0 28.56 64.20
0,5 0,5 5,0 0,0 5,14 0,83
0,5 0,5 5,0 10,0 8,34 1,85
0,5 0,5 5.0 20.0 20.0 14.83 4.41 491
0.5 0.5 5.0 30.0 30.0 30.14 11.67
0.5 0,5 5,0 40,0 75,31 37,38
0,5 0,5 10,0 0,0 5,14 0,94
0,5 0,5 10,0 10,0 8.34 2.03 2,03
0.5 0.5 0.5 10.0 20.0 14.93 14.93 4,73
0.5 0.5 10.0 30,0 30,14 12,17
0,5 0,5 10,0 40,0 74,12 37,80
0,5 0,5 20,0 0,0 5,14 1,03
0.5
0.5 0.5 0.5 20.0 10.0 8.34 8.34 2.34
0.5 0.5 20.0 20.0 14,83 5,19
0,5 0,5 20,0 30,0 29,79 12,66
0,5 0,5 20,0 40,0 65,74 36,91
0.5 0.5 0.5 30.0 30.0 0.0 5.14 5.14 1.03 1,03
0.5 0.5 30.0 10 8.34 2,47
0,5 0,5 30,0 20,0 14,83 5,36
0,5 0,5 30,0 30,0 27,64 12,40
0,5 0.5 30.0946 30.0 40.0 58.32 34.02 34.02
0.5 0.5 60,0 0,00946 0,0 1.03
0,5 0,5 60,0 10,0 8,07 2,13
0,5 0,5 60,0 20,0 12,37 3,92
0,5 0,5 60.0 30.0 30.0 20.74 70946 70940
0.5 0.0 5.0 5.0 0.0 5.14 1.03
0.5 0,0 5,0 10,0 8,25 2,47
0,5 0,0 5,0 20,0 14,45 6,40
0,5 0,0 5,0 40,0 70946 70946 70.40 64.20
0.0 0.0 10.0 0.0 0.0 5.14 1.03
0.5 0.0 10.0 10,0 8,15 2,47
0,5 0,0 10,0 20,0 14,08 6,40
0,5 0,0 10,0 30,0 27,62 18.40
0.5 0.0 0.0 10.0 40.0 40.0 65.87 64.20946 64.20946 64.0940 0.0 0.0 20.0 0.0 5,12 1,03
0,5 0,0 20,0 10,0 6,96 2,47
0,5 0,0 20,0 20,0 13,40 6,40
0.5 0.5 0.0 20.0 20.0 30.09946 25.39 18.40 18.40
0.5 0.0 20,0 40,0 57.86 64,20
0,5 0,0 30,0 0,0 5,10 1,03
0,5 0,0 30,0 10,0 7,77 2,47
0,5 0.0 30.0946 30.0 20.0 20.0 12.75 60946 609446
0.5 0.0 30,0 30,0 23.40 18.40
0,5 0,0 30,0 40,0 51,07 64,20
0,5 0,0 60,0 0,0 4,86 1,03
0,5 0,0 60.0 10.0 10.0 7.07 2 29940
0.5 0.0 60,0 20,0 20.0 10.89 60940
0.5 0,0 60,0 30,0 18,40 18,40
0,5 0,0 60,0 40,0 35,81 64,20
1,0 0,5 5,0 0,0 5.14 0.86 0,86
1.0 0.0 5.0 5.0 10.0 8.34 8.34 1,95
1.0 0.5 5.0 20,0 14,83 4,70
1,0 0,5 5,0 30,0 30,14 12,53
1,0 0,5 5,0 40,0 75,31 40.33
1.0
1.0 0.5 0.0 0.0 0.0 5.14 5.14 1.01 1,01
1,0 0.5 10,0 8.34 2,26
1,0 0,5 10,0 20,0 14,83 5,35
1,0 0,5 10,0 30,0 30,14 13,94
1,0 0.5 10.0 40.0 40.0 75.31 43.57
1,0 0.5 0.5 20,0 0,0 5.14 1.03
1,0 0,5 20,0 10,0 8,34 2,47
1,0 0,5 20,0 20,0 14,83 6,40
1,0 0,5 20.0 30.09446 30.0 30.09946 30.14 16.29 16.29
1.0 0.5 20,0 40,0 40,0 68.61 47.76
1.0 0,5 30,0 0,0 5,14 1,03
1,0 0,5 30,0 10,0 8,34 2,47
1,0 0,5 30,0 20,0 14.83 60946 60946 609446
1.0 0.5 30.0 30.0 30.0 29.80 17.80 17.81
1,0 0.5 30.0 40,0 62,51 48,90
1,0 0,5 60,0 0,0 5,14 1,03
1,0 0,5 60,0 10,0 8,34 2,47
1.0
1.0 0.5 0.5 60.0 20.0 14.83 14.83 60946
1.0 0.5 60,0 30.0 24.80 15,66
1,0 0,5 60,0 40,0 47,25 35,82
1,0 0,0 5,0 0,0 5,14 1,03
1,0 0.0 50 5.0 10.0 8.34 2.47 2,47
1.0 0.0 50 20,0 14.71 609446
1.0 0,0 5,0 30,0 29,25 18,40
1,0 0,0 5,0 40,0 71,13 64,20
1,0 0,0 10,0 0,0 5.14 1.03 1,03
1,0 0,0 10,0 10,0 10,0 8.34 8.34 2,47
1,0 0,0 10.0 20,0 14,60 6,40
1,0 0,0 10,0 30,0 29,43 18,40
1,0 0,0 10,0 40,0 67,33 64.20
1.0 0.0 0.0 20.0 0.0 0.0 5.14 5.14 1,03
1,0 0,0 20,0 10.0 8,34 2,47
1,0 0,0 20,0 20,0 14,41 6,40
1,0 0,0 20,0 30,0 26,99 18,40
1.0 0.0 0.0 20.0 40.0 40.0 60.74 64.20946 64.20940 1,0 1,0 0,0 30,0 0,0 5.14 1,03
1,0 0,0 30,0 10,0 8,34 2,47
1,0 0,0 30,0 20,0 14,23 6,40
1,0 0.0 30.0946 30.0 30.0 30.0 25.74 18.40 18.40
1.0 0.0 30,0 40,0 55.26 64.20
1,0 0,0 60,0 0,0 5,14 1,03
1,0 0,0 60,0 10,0 8,34 2,47
1,0 0,0 60.0 20.0 20.0 13.43 6 609446
1.0 0,0 60,0 30,0 30,0 22.46 18.40
1.0 0,0 60,0 40,0 43,06 64,20
0,0 1,0 0,0 0,0 5,14 1,03
0,0 1,0 0,0 10,0 8.34 2.47 29940 0.0 1.0 0.0 0.0 20.0 14.83 14.83 6.40
0.0 1.0 0.0 30,0 30,14 18,40
0,0 1,0 5,0 0,0 5,14 0,99
0,0 1,0 5,0 10,0 8,34 2,13
0.0 1.0 50 5.0 20.0 20.0 14.83 14.92
0.0 1.0 50 30.0 30.14 12,55
0,0 1,0 5,0 40,0 75,31 38,59
0,0 1,0 10,0 0,0 5,14 1,03
0,0 1.0 10.0 10.0 8.34 8.34 2.19 219
0.0 1.0 10,0 20,0 14.83 4,91
0.0 1,0 10,0 30,0 30,14 12,16
0,0 1,0 10,0 40,0 75,31 36,24
0,0 1,0 20,0 0,0 5.14 1.03 1,03
0.0 0.0 20.0 20.0 10.0 8.34 8.34 2,17
0.0 1.0 20.0 20,0 14,83 4,63
0,0 1,0 20,0 30,0 30,14 10,88
0,0 1,0 30,0 0,0 5,14 1,03
0.0 1.0 1.0 30.0 10.0 8.34 8.34 1.89
0.0 1,0 30,0 20,0 14.83 4,04
0,0 1,0 30,0 30,0 29,17 9,05
0,0 1,0 30,0 40,0 61,39 24,02
0,0 1.0 609446 60.0 0.0 5.06 5.06 0.06 0.45
0.0 1.0 60.0 10.0 7.33 0.77
0.0 1,0 60,0 40,0 36,93 6,27
0,0 0,5 0,0 0,0 5,14 1,03
0,0 0,5 0,0 10,0 8.34 2.47 2.47
0.0 0.0 0.0 0.0 20.0 14.83 14.83 60940 0.0 0.5 0.0 30,0 30,14 18,40
0,0 0,5 5,0 0,0 5,14 0,79
0,0 0,5 5,0 10,0 8,34 1,69
0.0 0.0 0.0 5.0 20.0 20.0 14.83 14.03 4,03
0.0 0.5 5.0 30.0 30.14 10,65
0,0 0,5 10,0 0,0 5,14 0,79
0,0 0,5 10,0 10,0 8,34 1,70
0,0 0.5 10.0 10.0 20.0 14.83 3.94 3.94
0.0 0.5 10,0 30,0 30.0 30.14 10.15
0,0 0,5 20,0 0,0 5,14 0,79
0,0 0,5 20,0 10,0 8,34 1,62
0,0 0,5 20.0 20.0 20.0 14.83 3.58 358
0.0 0.5 20,0 30,0 30,0 28.19 8.79
0.0 0,5 30,0 0,0 5,14 0,72
0,0 0,5 30,0 10,0 8,34 1,43
0,0 0,5 30,0 20,0 13.83 3.03 3.03
0.0 0.5 30.0 30.0 30.0 25.11 25.11 7.09
0.0 0.5 60.0 0,0 4,34 0,28
0,0 0,5 60,0 10,0 6,33 0,50
0,0 0,5 60,0 20,0 9,81 0,95
0.0
0.0 0.5 0.5 60.0 30.0 30.09946 16.68 1,98
0.5 1.0 5.0 0.0 5.14 1,03
0,5 1,0 5,0 10,0 8,34 2,25
0,5 1,0 5,0 20,0 14,83 5,19
0,5 1.0 5.0 5.0 30.0 30.14 30.14 13.22
0.5 1,0 50 40.0 75.31 75.31 40.59
0.5 1,0 10,0 0,0 5,14 1,03
0,5 1,0 10,0 10,0 8,34 2,44
0,5 1,0 10,0 20,0 14.83 5.47 5.47
0.5 1.0 10.0 10.0 30.0 30.14 30.14 13.52
0.5 1.0 10.0 40,0 75,31 40,14
0,5 1,0 20,0 0,0 5,14 1,03
0,5 1,0 20,0 10,0 8,34 2,47
0.5
0.5 1.0 20.0 20.0 20.0 14.83 14.83 5.80
0.5 1,0 20,0 30.0 30.14 13,56
0,5 1,0 20,0 40,0 73,61 37,73
0,5 1,0 30,0 0,0 5,14 1,03
0,5 1.0 30.0 30.0 10.09 8.34 2,47 2,47
0.5 1.0 30.0 20,0 14.83 5.77
0,5 1,0 30,0 30,0 30,14 12,81
0,5 1,0 30,0 40,0 65,57 33,55
0,5 1,0 60.0 0.0 0.0 5.0 5.14 1.03
0.5 1.0 609 60,0 10,0 8.34 2.04
0.5 1,0 60,0 20,0 14,83 3,63
0,5 1,0 60,0 30,0 23,09 7,01
0,5 1,0 60,0 40,0 44.191 44.19 15.55
1.0 1.0 1.0 5.0 0.0 5.14 5.14 1,03
1.0 1.0 5.0 10,0 8,34 2,34
1,0 1,0 5,0 20,0 14,83 5,41
1,0 1,0 5,0 30,0 30,14 13.81
1.0 1.0 50 5.0 40.0 75.31 75.31 42.45
1.0 1.0 10,0 0,0 5.14 1,03
1,0 1,0 10,0 10,0 8,34 2,47
1,0 1,0 10,0 20,0 14,83 5,95
1,0 1.0 10.0 30.0 30.0 30.09946 30.14 14.75 14.75
1.0 1,0 10,0 40,0 75.31 43.83
1,0 1,0 20,0 0,0 5,14 1,03
1,0 1,0 20,0 10,0 8,34 2,47
1,0 1,0 20.0 20.0 20.0 14.83 60946 609446
1,0 1.0 20,0 30,0 30.14 30.14 16.11
1.0 1,0 20,0 40,0 75,31 44,80
1,0 1,0 30,0 0,0 5,14 1,03
1,0 1,0 30,0 10,0 8.34 2.47 2.47
1.0 1.0 30.0 30.0 20.0 14.83 14.83 60940
1.0 1.0 30.0 30,0 30,14 16,11
1,0 1,0 30,0 40,0 69,76 43,38
1,0 1,0 60,0 0,0 5,14 1,03
1.0 1.0 60946 60.0 10.0 8.34 8.34 2,47
1.0 1.0 609 20.0 14,83 6,36
1,0 1,0 60,0 30,0 27,14 12,28
1,0 1,0 60,0 40,0 51,44 27,10
0.5 0.5 1.5 5.0 0.0 0.0 5.14 5.14 1.03
0.5 1.0 5.0 10,0 8.34 2.47
0,5 1,5 5,0 20,0 14,83 6,02
0,5 1,5 5,0 30,0 30,14 14,95
0,5 1,5 10.0 0.0 0.0 5.0 5.14 1.03
0.5 1,5 10,0 10,0 10,0 8.34 2,47
0.5 1,5 10,0 20,0 14,83 6,33
0,5 1,5 10,0 30,0 30,14 15,26
0,5 1,5 10,0 40,0 75.311 75.31 43.94
0.5 1,5 1,5 20,0 0.0 5.14 5.14 1.03
0.5 1.5 20,0 10,0 8,34 2,47
0,5 1,5 20,0 20,0 14,83 6,40
0,5 1,5 20,0 30,0 30.14 15.20
0.5 0.5 1,5 20.0 20.0 40.0 75.31 75.31 41.04
0.5 1.5 30.0 0,0 5,14 1,03
0,5 1,5 30,0 10,0 8,34 2,47
0,5 1,5 30,0 20,0 14,83 6,40
0.5 0.5 1,5 30.0 30.0 30.0 30.14 30.14 14.23 14.23
0.5 1.5 30,0 72.83 36,18
0,5 1,5 60,0 0,0 5,14 1,03
0,5 1,5 60,0 10,0 8,34 2,19
0,5 1.5 609446 60.0 20.0 14.83 3.83
0.5 1,5 60,0946 30,0 25.43 7.28
0.5 1,5 60,0 40,0 48,37 15,77
0,0 1,5 0,0 0,0 5,14 1,03
0,0 1,5 0,0 10,0 8.34 2.47 2.47
0.0 0.0 0.0 20.0 14.83 14.83 6.40
0.0 1.5 0.0 30,0 30,14 18,40
0,0 1,5 5,0 0,0 5,14 1,03
0,0 1,5 5,0 10,0 8,34 2,47
0.0
0.0 1.0 5.0 5.0 20.0 14.83 14.83 5.79
0.0 1.5 5.0 30.0 30.14 14,40
0,0 1,5 10,0 0,0 5,14 1,03
0,0 1,5 10,0 10,0 8,34 2,47
0,0 1.5 10.0 20.0 20.0 14.83 5.85 5.85
0,0 1,5 10,0 30,0 30,14 14 14.13
0,0 1,5 20,0 0,0 5,14 1,03
0,0 1,5 20,0 10,0 8,34 2,47
0,0 1,5 20.0 20.0 20.0 14.83 5.65 5.65
0,0947
0,0 1,5 20,0 30.0 30.14 12.93
0.0 1,5 20,0 40,0 75,31 35,14
0,0 1,5 30,0 0,0 5,14 1,03
0,0 1,5 30,0 10,0 8.34 2.47 2.47
0.0 0.0 30.0 30.0 20.0 14.83 14.04
0.0 1.5 30.0 30,0 30,14 10,99
0,0 1,5 30,0 40,0 68,64 28,23
0,0 1,5 60,0 0,0 5,14 0,62
0.0 1.5 1.5 60.0 10.0 8.34 8.34 1.04 1.04
1.0 1.5 5.0 0.0 5.14 1,03
1,0 1,5 5,0 10,0 8,34 2,47
1,0 1,5 5,0 20,0 14,83 6,21
1,0 1.5 5.0 5.0 30.0 30.09 30.14 15.45 15.45
1.0 1.5 10.0 0.0 5.14 1.03
1.0 1,5 10,0 10,0 8,34 2,47
1,0 1,5 10,0 20,0 14,83 6,40
1,0 1,5 10,0 30,0 30.14 16.30 16.30
1.0 1,5 10,0 10,0 40,0 75.31 75.31 46.93
1,0 1.5 20,0 0,0 5,14 1,03
1,0 1,5 20,0 10,0 8,34 2,47
1,0 1,5 20,0 20,0 14.83 60946 6.40
1.0 1.5 20.0 30.0 30.0 30.14 30.14 17.48
1,0 1,5 20,0 40.0 75,31 46,85
1,0 1,5 30,0 0,0 5,14 1,03
1,0 1,5 30,0 10,0 8,34 2,47
1.0 1.5 1,5 30.0 20.0 20.0 14.83 609446
1.0 1.5 30.0 30.0 30.14 17.48
1,0 1,5 30,0 40,0 75,31 44,32
1,0 1,5 60,0 0,0 5,14 1,03
1,0 1,5 60.0 10.0 10.0 8.34 2.47 2.47
1.0 1.5 60,0 60,0 20,0 14.83 6.17
1.0 1,5 60,0 30,0 29,49 11,69
1,0 1,5 60,0 40,0 55,63 25,26

Φ

Минимум Максимум Среднее Станд. отклонение Дисперсия

б / Б 0.00 1,00 0,492 0,412 0,170
D F / Б 0,00 1,50 0,735 0,561 0,315
β 0.00 0.00 60946 60.00 23.217 19.403 376491
Φ 0.00 40.00 13.900 13.848 +191,763
Н с 3,62 75,31 21,972 21,100 445,201
Н кв 0,28 64,20 12,204 16,766 281,101

кв

б / б D F / В β β Φ N C N Q

B / B 1.000
D F / Б 0,023 1,000
β 0.119 -0946 -0.011 1.000
Φ 0,069 -0,031 0.008 1000
Н ‘ с 0,104 0,023 -0,090 0,867 1,000
Н’ 0.105 -0.166 -0.166 -0944 0.787 0.887 0,889 1.000


2.2. Исследовательская программа

Для прогнозирования значений N c и N q использовались три различных метода искусственного интеллекта (ИИ).Этими методами являются генетическое программирование (GP), искусственная нейронная сеть (ANN) и полиномиальная линейная регрессия, оптимизированная с использованием генетического алгоритма, известного как эволюционная полиномиальная регрессия (ЭПР). Все три разработанные модели основывались на сгенерированной базе данных . Каждая модель из трех разработанных моделей была основана на разных подходах (эволюционный подход для GP, имитация биологических нейронов для ANN и оптимизированный метод математической регрессии для EPR). Однако для всех разработанных моделей точность прогноза оценивалась по сумме квадратов ошибок (СКО).

В следующем разделе обсуждаются результаты каждой модели. Точность разработанных моделей оценивалась путем сравнения SSE между предсказанными и рассчитанными значениями N c и N q .

3. Результаты прогнозной модели
3.1. Прогноз
N c и N q
3.1.1. Модель (1) — с использованием методики GP

Разработанная модель GP начиналась с одного уровня сложности и заканчивалась пятью уровнями сложности.Размер популяции, размер выживших и количество поколений составляли 10 000, 30 000, 50 000, 75 000 и 100 000 соответственно. Уравнения (2) и (3) представляют выходные формулы для N c и N q , а рисунки 3(a) и 4(a) показывают их пригодность. Средние ошибки (%) всего набора составляют 20,7% и 31,6% соответственно, а соответствующие значения ( R 2 ) равны 0,951 и 0,949.

3.1.2. Модель (2) — использование метода ИНС

ИНС с обратным распространением с одним скрытым слоем и функцией активации Hyper Tan использовалась для прогнозирования значений N’c и N’q.Схема используемой сети показана на рисунке 5, а ее веса соединений перечислены в таблице 4. Поскольку используемая ИНС имеет нелинейную функцию активации, эквивалентное уравнение очень сложно представить математически. Средние ошибки в % этой сети составляют 6,9% и 13,0% для N c и N q соответственно, а соответствующие значения R 2 равны 0,991 и 0,995. Соотношение между рассчитанными и прогнозируемыми значениями показано на рисунках 3(b) и 4(b).Суммирование весов соединения каждого входного параметра является хорошим показателем его важности; соответственно, было обнаружено, что ϕ является наиболее важным параметром с 78,6% от общего веса. На втором месте оказались β с 10,1 %, а затем b / B и D f / B с 7,7 % и 3,6 % соответственно.




φ +0,730

Pressictor Скрытый слой 1 Выходной слой
H (1: 1) H (1: 2) ч (1: 3) ч (1: 4) N C N Q

входной слой (смещение) −3.177 -0,836 -0,387 -3,987
б / Б 0,085 -0,333 0,077 -0,177
d 9 F / 9 / 9 0.237 -0.185 0.035 0.035-1.768
β -0.511 0,563 -0,187 0,415
2,644 -0,109 -0,750 2,130

Скрытые слой 1 (смещение) 0.365 0.592 0.592
H (1: 1) 2.027
Н (1: 2) -0,608 -1,372
Н (1: 3) -1,283 -1,470
Н (1: 4) 0,053 2,560

3.1.3. Модель (3) — с использованием метода ЭПР

Наконец, разработанные модели ЭПР были ограничены пятиугольным уровнем для 4 входов; имеется 226 возможных терминов (56 + 35+20 + 10+4 + 1 = 126): c и N q . Результат иллюстрируется уравнениями (3) и (4), а их пригодность показана на рисунках 3(c) и 4(c).Средние ошибки (%) и значения R 2 составили 7,2%–0,994 для N c и 17,3%–0,984 для N q . Оба уравнения (5) и (6) показывают, что в каждом члене существовало ϕ и он получил наибольшую мощность, что указывало на то, что он является наиболее эффективным параметром, а другие параметры имели почти такое же значение. Между тем, результаты всех разработанных моделей суммированы в таблицах 5 и 6.

Техника Разработанное уравнение Ошибка (%) R 2

ГП Уравнение (2) 20.7 0,951
ИНС Таблица 4 6,9 0,995
ЭПР Уравнение (4) 7,2 0,994

0
Техника
Разработанное Уравнение Ошибка (%) R 2

GP Уравнение (3) 31.6 0,949
ИНС Таблица 4 13,0 0,991
ЭПР Уравнение (5) 17,3 0,984

4. Выводы

В этом исследовании представлены три модели с использованием трех методов ИИ, а именно, GP, ANN и EPR, для прогнозирования модифицированных параметров несущей способности N c и N q с использованием угла наклона ( β ), угол внутреннего трения грунта ( ϕ ), отношение расстояния до края откоса к ширине подошвы ( b / B ), отношение глубины фундамента к ширине подошвы ( D f / B ).Результаты сравнения точности разработанных моделей можно заключить в следующих пунктах: (i) Хотя в модели ГП использовались пять уровней сложности (128 генов в хромосоме), достигнутая точность все еще была низкой (79,3% и 68,4% для N c и N q соответственно. % и 82,7% для N q , что дает преимущество модели ЭПР, поскольку ее выход представляет собой простое уравнение и может быть применен либо вручную, либо реализован в программном обеспечении, в отличие от сложного вывода ИНС, который нельзя применить вручную. (iii) Анализ важности моделей ANN и EPR показал, что ( N c и N q ) значения в основном регулируются ϕ , в то время как другие параметры являются второстепенными (iv) Все разработаны модели показали, что Н C и N N Q Значения увеличиваются с увеличением Φ , B / B , и D F F / B Значения и с уменьшением β (v) метод GA успешно сократил 126 членов традиционной квадратичной формулы PLR до всего 6 членов без существенного влияния на ее точность (vi) Как и любой другой метод регрессии, сгенерированные формулы действительны в рассматриваемом диапазоне значений параметров; Помимо этого диапазона, точность прогнозирования должна быть проверена

сокращения
::
AI: AI: Искусственный интеллект
C: Сплоченность
Q: Прошедшее давление на глубине фундамента
γ : Массовая плотность почвы ниже подножия
B:0 B: ширина полосы
L 0: Длина неисправности клина нормальной ноги
L 1: Длина неисправности клина SLOPY PLOPING
A 0: Площадь прямоугольной массы на нормальную ножку
A 1: Площадь треугольной массы на SLOPY PLOPING
b : Расстояние откоса до края фундамента
β : Угол наклона
Φ :
1 Коэффициент подшипников сплоченности
NQ : Коэффициент подшипников нагрузки
: Коэффициент несущей емкости насыпной плотности
N C : Прогнозируемая подшипная емкость коэффициент сплоченности на склоне
N Q : Прогнозируемая подшипника потенциала наклона наклона наклона
Ann:0 Ann:0941
0941
GP: GP: Генетическое программирование ‘
GA: Генетический алгоритм
EPR: Эволюционная полиномиальная регрессия
PLR: Полиномиальная линейная регрессия
SSE: Сумма квадратов ошибок
R 2 :

9094.
Доступность данных

Основные данные, подтверждающие результаты этого исследования, представлены в рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов при публикации данной исследовательской работы.

Методы подкрепления, процедура, использование при укреплении и ремонте фундамента

Фундамент — это чувствительная строительная техника для укрепления существующего фундамента или размещения нового фундамента под старым фундаментом на большую глубину.

 Установка фундамента — это сложный ремонтный проект, поэтому мы должны выбрать для него правильный метод. Для правильного метода мы должны понимать и оценивать слои грунта, текущую ситуацию и проблемы, касающиеся всего фундамента, необходимой глубины и размера нового фундамента.

 Другими словами, подкрепление — это метод ремонта фундамента, который может быть выполнен для переноса существующего рулона этикетки подшипника на новый уровень меньшей глубины, недели уязвимый   Фундамент также может быть заменен методом подкрепления.

Цель поддержки

  Подкрепление выполнено для следующих целей:

  • Для перевода старого неглубокого фундамента на большую глубину, когда примыкающее здание построено на глубоком фундаменте.
  •   Подкрепление выполнено для строительства подвала в существующем здании.
  •   Подкрепление делается для углубления существующего фундамента (опирающегося на бедные слои) и его опирания на более глубокие слои грунта с большей несущей способностью.
  •  Для укрепления осевшего фундамента, который может быть вызван трещинами в стене.

 Подготовка перед подкреплением:

  • Необходимо уведомить соседа или нет о предлагаемых работах с подробностями типового действия об использовании подкрепления извините за вязку.
  • автобусная остановка и ее здание или зоны ограниченного доступа должны иметь в виду и провести опрос. в это время и последствия трещин регистрируются и уведомляются соседнему владельцу (владельцам).
  •  прежде чем начинать какое-либо основание для урегулирования и определять его решения, это делается в случае, когда основанием для обоснования является расчет.
  • у нас есть Meri on, чтобы уменьшить нагрузку на конструкцию за счет снятия нагрузки с перекрытий, уменьшения нежелательных стационарных нагрузок и экономии, требуя подпорок и / или подпорок только после этого должны начинаться работы по укреплению.
  • Если есть какая-либо часть территории, которая является уязвимой из-за предлагаемых работ по укреплению, должна быть поддержана и защищена путем идентификации, отслеживания и маркировки или обнажения.

Необходимость подкрепления

  1. Неравномерная осадка  вызвана несимметричной нагрузкой здания, неравной несущей способностью всего грунта под фундаментом, действием корней деревьев или первичными или вторичными осадками, консолидацией связного грунта.
  2.   Увеличение нагрузки:  процесс загрузки строителя изменился в связи с добавлением дополнительных этажей или изменением наложенной нагрузки из-за изменения загрузки службы.
  3. Опускание прилегающего грунта: Рядом с фундаментом вы прекращаете работу, тогда необходимо опустить фундамент здания.

Методы поддержки

Фундамент можно нести, но следующими способами:

  1. PIT-метод
  2. Сетевые методы
  3. Договоренности к стенам
  4. Джек Куча подкрепления
  5. Игла и ворс подкрепляя
  6. ‘Pynford’ STOUL Метод подкрепления
  7. или угол СваиПодпорные колонны
Котлован

В этом методе вся длина подкрепляемого фундамента делится на участки по 1.Длина от 2 до 1,5 м. Занимается одна секция.

Связанный пост: Калифорнийский коэффициент несущей способности (испытание CBR) грунта земляного полотна — процедура, устройство и использование для проектирования дорожного покрытия

Прежде всего, в стене делается отверстие для всех разделяемых секций выше уровня плинтуса, и в отверстие вставляется игла. Игла может быть изготовлена ​​из прочного, деревянного или стального профиля.

Несущие пластины размещаются над иглой для поддержки кладки над ней.Опорное устройство иглы выполнено шпалерными опорами (деревянными брусками) по обеим сторонам стены и винтовыми домкратами.

Подробную информацию о винтовых домкратах в креплении смотрите в этом видео:

После этого выкапывается котлован до необходимого уровня нового фундамента. Затем в котлован закладывается новый фундамент. Когда работа над одним разделом закончена, начинается работа над следующим разделом, т. е. в первом раунде закрепляются чередующиеся разделы, а затем берутся за оставшиеся разделы.Рис2. выше показан раздел.

Некоторые важные меры предосторожности должны быть предприняты во время работы, например, в цокольной стене предусмотрены сгребающие упоры, полы также поддерживаются.

В этом процессе консольные игольчатые балки могут использоваться, когда имеется прочная внутренняя колонна или если требуется увеличение фундамента только с одной стороны, как показано на рис. 3.

Рис. 3. Приямковый способ закрепления с помощью консольной иглы

Следующие пункты должны быть учтены при методе ямы:

  1. Альтернативные разделы рассматриваются в первом туре.Затем берутся за оставшиеся промежуточные секции. За один раз следует принимать только одну секцию.
  • Работу лучше начинать с середины при протяженной в обе стороны лаве.
  • Если новый фундамент глубже, может быть выполнена опалубка фундаментной траншеи.
  • Когда фундамент наберет полную прочность, следует медленно демонтировать только все приспособления, такие как игольчатые балки и т.п.
  • Игольные отверстия и т.д.должны быть закрыты в кладке с использованием цементного раствора.
Свайный метод

В свайном методе подкрепления, как следует из названия, сваи устанавливаются с помощью надлежащей техники забивания вдоль обеих сторон стены , подлежащей усилению. Обычно используется метод забивки свай: скважинная свая на нерасширенных сваях.

После этого через стену протыкают бетонные или стальные иглы и соединяют их со Сваей.Эти иглы функционируют как балки, а также действуют как колпачки для ворса.

Свайный метод подходит для глинистых грунтов , заболоченных участков , а также слабонесущих слоев .

Помимо вышеуказанного, ниже приведены Типы и методы крепления , используемые для различных конструкций:

  Крепление к стенам:

 Для выполнения фундаментных работ в стенах стена должна быть разделена на опоры для пролетов , и каждый пролет обрабатывается индивидуально, что предотвращает разрушение, повреждение или осадку стен.

Ниже приведены факторы, влияющие на длину опор и пролетов:

  1.  Общая длина стены.
  2.  Постоянные и временные нагрузки на стены.
  3.  Несущая способность и типы грунтов под существующим фундаментом.
  4.  Прочность и устойчивость стен и фундамента стены, которая будет подпираться.
  5. Расчетная дифференциальная осадка и способность к вращению существующего фундамента стены.

Для массивных бетонных ленточных фундаментов подпорных стен традиционной конструкции подходит пролет от 1 до 1,5 м, и для стен умеренной нагрузки, поддерживаемых железобетонным ленточным фундаментом , длина пролета от 1,5 до 3 м .

Рис.4 б. Подкрепляющий отсек – Типовая отметка

( Примечание: Во всех случаях сумма безопорной длины стены не должна превышать 25% от общей длины стены)

Типовая схема расписания Underpinning показана на рисунке 4.выше:

Фундамент сваи

Фундамент сваи-домкрата выполняется там, где традиционная анкеровка неэкономична из-за глубины соответствующей несущей способности подпочвенного слоя. Основным преимуществом домкратной сваи является то, что она не вибрирует и является гибкой , потому что глубину сваи можно отрегулировать в зависимости от подходящих условий грунта. В этой системе существующий фундамент перекрыт оголовками трубных заглушек, которые залиты на оголовки свай домкрата после того, как гидравлические домкраты были удалены, что делает фундамент в хорошем состоянии.

Рис.5. Типовое сечение домкратной сваи

На приведенном ниже рисунке показаны типичные детали фундамента сваи Jack.

Подкладка из игл и свай

В тех случаях, когда традиционная или набивная техника фундамента не подходит для существующего состояния фундамента, для достижения наилучших результатов можно использовать метод фундамента иглы и сваи. Как показано на рисунке ниже, большая работа в этом методе над существующим фундаментом должна быть в хорошем состоянии .Используемые сваи, как правило, представляют собой буронабивные сваи малого диаметра.

Рис. 6. Секции иглы и сваи
Табурет «Пинфорд», метод опоры

Фундамент Pynford используется, когда грунт существующего фундамента имеет плохую несущую способность этот метод фундамента подходит, и этот метод обеспечивает непрерывное движение иглы к стенам.

Ниже приведены подробные сведения об этом методе подкрепления:

Стадия 1. Отверстия в стене для стальных или сборных железобетонных опор.

Этап II. Табуреты, вставленные и прикрепленные к потолку кирпичной кладки над проемом.

Этап II. Кирпичная кладка между сколоченными инструментами удалена, чтобы оставить стену опирающейся на сосновые опоры.

Стадия IV. Усиление, изготовленное и размещенное вокруг закрепленных на штифтах табуретов.

Этап V. Возведена опалубка и залита балка.

Этап VI. Опалубка снята, балка должна затвердеть перед тем, как прикрепить ее к нижней стороне стены.

Рис. 7.а. Метод Пинфорда на стадии 1–3
Корневая свая или угловая свая

В методе крепления корневых свай применяется современное оборудование для бурения бетона для получения экономичного изготовления бетона за счет экономии времени. По вышеуказанной причине это простая альтернатива традиционным методам закрепления.Нет необходимости в большом объеме раскопок, покажите, что это сообщение не является сравнительно разрушительной объемной работой. Футерованные железобетонные сваи , установленные попарно под противоположными углами , обеспечивают устойчивость стены в месте расположения прочного строительного начала не более 1 на 2 м. В этом процессе информация о существующем полу и стене предварительно просверливается с помощью ударного шнека с воздушной продувкой. Рис ниже деталей.

Рис.8. Корневая свая или угловая свая для фундамента

Через эту скважину стальная крепь продвигается к бедному/глинистому грунту до соприкосновения с твердыми пластами.Во многих условиях очень трудно применить угловые сваи к обеим сторонам стены. Что касается состояния недр, то оно иногда ухудшается при проведении восстановительных работ только с одной стороны. Для большей устойчивости сваи укладывают относительно с близкого расстояния.

Опорные колонны

При креплении колонны в первую очередь снимаются нагрузки , после чего ее можно крепить так же, как и стены, используя традиционные или набивные сваи. Тупики используются для передачи нагрузки на балку от колонны, а колонна передается с помощью пары балок.

Рис. 9.а. Поддерживающие колонны – типовые детали
Рис.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.