Business-Artikel-On the Job

Wenn Sie Ihre bodentragende Kapazität kennen, wird nach diesen Praktischenrichtlinien starke Grundlagen gewährleisten

von Brent Anderson PE

Unter jedem Haus ist eine Stiftung, und unter den meisten Fundamenten sind Grundlagen.Die meiste Zeit nehmen wir Fuß für selbstverständlich, und in der Regel können wir: Für typicalsoils, eine gemeinsame 16 – oder 20-Zoll-breite Basis kann mehr als das relativ leichte Gewicht eines gewöhnlichen Hauses handhaben.,

Andererseits kann es Probleme geben, wenn Sie auf weichem Lehmboden bauen oder wenn es eine weiche Zone unter einem Teil Ihres Fundaments gibt. Ein Fundament, das in gutem Boden funktioniert, kann bei schwachen Lagerbedingungen nicht so gut funktionieren. Wir haben nicht oft genug ein Scheitern erlebt, aber es ist nicht ungewöhnlich, dass eine übermäßige Besiedlung auftritt, wenn die Tragfähigkeit gering ist.

Wenn sich das ganze Haus langsam und gleichmäßig absetzt, ist eine zusätzliche Siedlung keine große Sache; aber wenn die Siedlung ungleichmäßig ist (differentielle Siedlung), könnte es Schaden geben., Ein Rahmenhaus mit Holzverkleidung und Trockenbau Innenräume können wahrscheinlichhandle bis zu 1/2 Zoll differentielle Fundamentbewegung, aber auch 1/4 Zolluneven Absetzen ist genug, um Risse in Mauerwerk, Fliesen oder Putz zu verursachen.

Es sind die ungewöhnlichen Situationen, die die meisten Probleme verursachen. Wenn der Standfuß außerhalb der Mitte verlegt wird, so dass die Wand ihre Tragung verfehlt, wenn Sie auf eine Softzone vor Ort stoßen oder wenn der Standfuß unterdimensioniert ist, steht der Bauherr vor einer Beurteilungkall. Wenn Sie denken, dass ein Problem vor Ihnen liegt, sollten Sie anhalten und den Ingenieur anrufen., Aber wenn das Risiko gering ist, möchten Sie den Job in Bewegung halten.

In diesen schwierigen Fällen ist es hilfreich, die Lagerfestigkeit des Bodens und die Gründe für die Grundregeln zu verstehen. In sehr starken Böden sind Minormistakes wahrscheinlich keine große Sache. In schwachen oder marginalen Böden ist es jedoch am besten, sehr vorsichtig zu sein-einige der Lösungen, die sich Auftragnehmer ausdenken, funktionieren möglicherweise nicht wirklich.

Ich bin sowohl beratender Ingenieur als auch Auftragnehmer und werde in viele Problemsituationen gerufen. Ich finde, dass die Leute die Probleme besser verstehen, wenn sie Hintergrundwissen haben., Zum Wohle der Bauherren auf dem Gebietund auf die Gefahr einer zu starken Vereinfachung, Ich werde nicht-technische Sprache in diesem Artikel verwenden, um kurz zu erklären, ein wenig darüber, wie Grundlagen funktionieren und einige Ideen für den Umgang mit besonderen Situationen zu präsentieren. Wenn Sie sich die Lösungen ansehen, die Irecommend empfiehlt, denken Sie jedoch daran, dass ein Boden mit hoher Tragfähigkeit angenommen wird.Jedes Mal, wenn Sie Zweifel über den Boden unter Ihrer Stiftung haben, wären Sie klug, professionelle Hilfe zu suchen.,

Warum Böden wichtig sind
Neben der Bereitstellung einer ebenen Plattform für Formen oder Mauerwerk, Füßunglesen Sie das Gewicht des Hauses aus, damit der Boden die Last tragen kann. Die Lasten werden im Boden selbst in einem Winkel von etwa 45 Grad ausgestreckt und dann im Boden in einem steileren Winkel, mehr als 60 Grad von derhorizontal (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Wenn sich der Untergrund ausbreitet, nimmt der Druck auf den Boden ab. Soildirectly unter dem Fundament nimmt die größte Belastung und sollte daher bethoroughly verdichtet.,

Da sich die Belastung ausbreitet, ist der Druck auf den Boden rechts am größten. Wenn wir einen Abstand unterhalb des Bodens erreichen, der der Breite des Bodens entspricht, ist der Bodendruck der Einheit um etwa die Hälfte gesunken. Gott hat wieder die gleiche Strecke zurückgelegt, und der Druck ist um zwei Drittel gesunken. Es ist also der Boden direkt unter den Füßen, der am kritischsten ist-und typischerweise auch am meisten missbraucht wird.

Wenn wir für die Fundamente ausheben, rühren die Zähne auf dem Eimer den Boden aufund mischen Luft hinein und verringern seine Dichte. Auch Boden von der Böschung kann in den Graben fallen., Dieser lockere Boden hat viel weniger Tragfähigkeit als der ursprüngliche Boden. Deshalb ist es so wichtig, den Grabenboden zu verdichten (verwendenein Vibrationsplattenverdichter für Sand-oder Kiesböden und ein springender Wagenheberverdichter für Schlick oder Ton). Wenn Sie diesen Boden nicht verdichten, könnten Sie 1/2inch Siedlung in nur den ersten 6 Zoll Boden bekommen.

Wenn Sie zu tief graben und den Boden ersetzen, um die Note wiederzugewinnen, erhalten Sie einen Boden zurück, der sich um bis zu 50% erweitert hat. Unter last, es willreconsolidate und verursachen absetzen., Wenn Sie also Material im Graben ersetzen,verdichten Sie es gründlich oder verwenden Sie großen Kies. Eineinhalb Zoll oder größer ist praktisch selbst verdichtend, wie Sie es platzieren. Unter dem Gewicht eines Holzhauses wird es sich nicht wesentlich absetzen.

Bodentypen und Lager. Die Art und Dichte der Eingeborenöl ist ebenfalls wichtig. Das Internationale Baugesetzbuch listet, wie der internationale Code davor, mutmaßliche Lagerstärken für verschiedene Arten von Böden auf (siehe“Bodentragende Kapazitäten“ unten)., Sehr feine Böden (Tone und Schlick) typischhaben geringere Kapazitäten als grobe körnige Böden (Sand und Kies).,iv id=“be24341263″>

Einige Tone oder Schlitze haben jedoch eine höhere Tragfähigkeit als die Werte in den Codetabellen. Wenn Sie einen Bodentest durchgeführt haben, könnten Sie feststellen, dass Sie habenein dichterer Ton mit einer viel höheren Lagerfestigkeit. Mechanisch verdichtender Boden kann auch seine Tragfähigkeit erhöhen.

Mit einem Handpenetrometer erhalten Sie eine ziemlich gute Vorstellung von der Bodentragfähigkeit im Grabenboden (Abbildung 2)., Dieses Gerät im Taschenformat ist eine federbelastete Sonde, die den Druck schätzt, dem der Boden widerstehen kann, und kalibriert ist, um Messwerte in Tonnen pro Quadratfuß zu erhalten. Meiner Meinung nach sollte jeder Auftragnehmer und Bauinspektor eines davon haben – es kann Ihnen helfen, viele Probleme zu vermeiden.

Abbildung 2. Der Autor überprüft die Bodendichte in einem Fundamentgraben mit Apenetrometer. Bodenfestigkeit direkt unter dem Fundament, wo Lasten sindkonzentriert, ist entscheidend für die Fundamentleistung.,

Standmaße
Also, wie bezieht sich die Bodentragfähigkeit auf die Größe der Standflächen? Die Basis überträgt die Last in den Boden. Je geringer die Tragfähigkeit des Bodens ist,desto breiter muss der Stand sein. Wenn der Boden sehr stark ist, ist der Stand nicht einmal unbedingt notwendig-nur der Boden unter der Wand würde ausreichen, um das Gebäude hochzuhalten.,r>

8-Inch Solid or Fully Grouted Masonry 1-story 2-story 3-story Source: Table 403.,1; CABO Ein-und Zweifamilienhaus Code; 1995.

Sie können die empfohlene Grundgröße nachschlagen, basierend auf der Größe und Art des Bodens und der Tragfähigkeit des Bodens (siehe Tabelle oben). Wie Sie sehen können, brauchen schwere Häuser auf schwachem Boden einen Fuß 2 Fuß breit oder mehr. Aber die wenigsten Gebäude auf dem stärksten Boden erfordern Fußböden so schmal wie 7 oder 8inches. Unter einer 8-Zoll-dicken Wand, das ist das gleiche wie zu sagen, Sie haben nofooting.,

Diese Zahlen beruhen auf Annahmen über die Gewichte von Baumaterialien und die lebenden und toten Lasten auf Dächern und Böden. Die zulässige Tragfähigkeitdes Bodens unter dem Fundament muss der von der Struktur auferlegten Belastung entsprechen.Wenn Sie die Tabelle nachlesen, sehen Sie, dass der Code eine 12-Zoll-breite Basis unter einem zweistöckigen Holzrahmenhaus in 2,500-psf-tragendem Boden erfordert., Ein 12-Zoll-footingist 1 Quadratmeter Fläche pro Linienfuß,so dass der Code sagt, dass der Bau eines zweistöckigen Holzhauses, das an den Außenwänden trägt wiegt about2, 500 Pfund-vielleicht ein wenig konservativ, aber vernünftig. Unter einem einstöckigen Haus mit Backsteinfurnier ist die gleiche Größe gefordert – die soll so viel wiegen wie eine ganze zweite Etage.,

Wenn Sie hatte ein Ingenieur design die Basis am Boden testen, zahlen undihrem druckt, würde er hinzufügen, bis die tatsächlichen GEWICHTE der Beton -, Holz -, und brickyou würde in Ihrem Gebäude ein Faktor in der erforderlichen Verkehrslasten, und kommen upwith eine Schätzung des Gewichts Ihres eigentlichen Haus setzt auf die Basis. Es könnte etwas weniger oder etwas mehr sein, als der Code annimmt., Dann würde er die bekannte tragende Stärke des Bodens nehmen – was ein Quadratfuß des Bodens sein kann, um zu stützen-und den Stand so gestalten, dass die Fläche unter dem fußmultipliziert durch die tragende Stärke des Bodens der tatsächlichen Belastung entsprechen oder übersteigen würde.

In der Praxis müssen Sie dieses Engineering bei den meisten Häusern nicht durchführen. Die Frage, ob Sie sich von einer standard-Code-konformen Basis unterscheiden würden, ist es nicht wert, sich Sorgen zu machen. Es sei denn, Sie haben Stützmauern oder eine andere besondere Situation, anengineer Gebühr ist wahrscheinlich nicht gerechtfertigt.,

Auf jeden Fall würde ich Bauherren nicht empfehlen, ihre Standardfooting-Größe zu reduzieren, selbst wenn sie wissen, dass sie auf starkem Boden bauen. Unabhängig von den baulichen Anforderungen wollen Maurer und Bauunternehmer auf ihren Bausteinen oder ihren Formen sitzen. Aber die lektion, die zu nehmen ist, ist, dass, wenn soilsare sehr stark, (4.000-psf kapazität oder besser), die grundlagen können nicht streng notwendig aus der sicht der lager. Dies bedeutet, dass es weniger wichtig ist, zum Beispiel, ob die Wand richtig in der Mitte des Fundaments platziert ist.,

– Fixes für verlorene Stände
manchmal ist Es schwer zu positionieren Stände in den Graben, so Auftragnehmer oftensee Wände, die nicht in der Mitte der Basis ein (Abbildung 3). Um das Haus zu stützen, muss die Fundationwall natürlich richtig aufgestellt sein, so dass sie außermittig auf der Grundfläche platziert wurde.

Abbildung 3. Diese falsch platzierte Basis führte dazu, dass die Fundamentwand außermittig war. Wenn der Boden sehr stark ist, kann dies nicht zu Problemen führen., Wenn sich der Boden jedoch auf einem schwächeren Boden befindet, wird der Autor empfehlen, ihn zu fixieren.

In gutem tragenden Boden würde ich mich nicht zu sehr um dieses Fundament für die Lasten eines einfachen Holzrahmenhauses kümmern. Die volle Breite des Standeswird ohnehin nicht benötigt, um die Lasten zu tragen; Sie könnten die Wand direkt auf den Boden des Standes gießen und immer noch genug Unterstützung haben., Wenn Sie jedoch anfangen, die Kante zu durchbrechen und die Wand an der Seite oder am Ende am Stand vorbeiragen lassen, beginnen Sie, eine Rotationskraft anzuwenden, für die der Stand nicht ausgelegt ist. In diesem Fall sollten Sie darüber nachdenken, Anengineer einzubeziehen. (Wenn Ihre Böden relativ weich sind, ist das Risiko noch größer.)

Als Ingenieur wurde ich gebeten, Lösungen in Fällen zu empfehlen, in denen der Stand so platziert wurde, dass sich die Wand beim Gießen tatsächlich darüber hinaus erstreckt. Meine Vorschläge unterscheiden sich in starken Böden von durchschnittlichen oder unterdurchschnittlichen Böden (Abbildung 4)., In Böden mit einer Tragfähigkeit von mehr als 4.000 psf schlage ich vor, neben dem Fundament und darunter auszuheben und verdichteten großen Kies in den Raum zu legen. Das sollte ausreichen, um die Mauer zu stützen. Wenn es einen Schlüssel in der Wand gibt, füllen Sie ihn aus, und wenn es Stahlprojektierungvon der Basis gibt, schneiden Sie ihn ab. Bohren Sie Löcher und Epoxidstahl in den Stand, umdie Wand auf den Stand zu bringen, und dann die Wand formen und gießen. In schwächeren Böden müssen Sie den Boden selbst mit Stahl und Beton erweitern., Graben Sie vorher aus, aber anstatt Kies zu verwenden, bohren Sie in die Seite des Fundaments und drücken Sie die Stahldübel hinein und legen Sie dann Beton ein, um den Stand auf die richtige Breite auszudehnen.

Abbildung 4. In starken Bögen kann ein Fehler im Grundlayout korrigiert werden, indem Kies zur Unterstützung der Wand (oben) gelegt wird. In schwächeren Böden empfiehlt der Verfasser, neben dem vorhandenen Standfuß (oben) einen erweiterten Stand zu gießen, der durch Dübel verbunden ist, die in die Seite des vorhandenen Standfußes eingelegt sind., Achten Sie darauf, alle Kerben zu füllender Stand, und schneiden Sie alle vorhandenen Stahldübel ab, die die Wand vermissen werden.

In schwächeren Böden muss man den Boden selbst mit Stahl und Beton verstärken. Ausheben wie zuvor, aber anstatt Kies zu verwenden, bohren Sie in die Seite des Fundaments und Epoxidstahldübel hinein und legen Sie dann Beton, um den Stand auf die richtige Breite auszudehnen.

Spanning Over a Soft Spot
Einige Websites haben gelegentlich weichen stellen in sonst gutem Boden., Normalerweise entdeckt man solche Stellen, wenn man Pfähle für die Grundformen fährt – man hita Pfahl und es verschwindet fast mit einem Schlag. Vielleicht gibt es eine Schicht aus weißem Lehm, die schräg von einem alten Seeboden aufsteigt und sich einfach schneidetunser Graben an ein oder zwei Stellen. Wenn ein Pfahl unter Handdruck leicht einsinkt, gibt es Anlass zur Sorge (Abbildung 5).

Abbildung 5. Wenn ein Formblatt zu leicht einsinkt, kann der Boden zu weich sein.,Für lokalisierte weiche Stellen empfiehlt der Autor, den Stand zu erweitern. In feuchten,matschigen Bereichen empfiehlt er, große Pflastersteine in den Schlamm zu verdichten, um Platz zu schaffen.

Möglicherweise müssen Sie nach unten an der Soft Spot ausgraben und einen tieferen Stand,dann gießen Sie eine höhere Wand. Oder Sie müssen sich durch das weiche Material stapeln, um einen Einfluss auf gutes Material zu bekommen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den weichen Untergrund auszuheben und durch verdichteten Kies oder niedrigfesten Beton zu ersetzen, der auch als“magere Füllung“ bezeichnet wird (siehe „Eine schnelle Heilung Fürproblemböden“, 1/00).,

Aber in vielen Fällen ist die Erweiterung der Basis die einfachste Lösung. Wenn Sie einen 16-Zoll-Standfuß haben, verdoppelt die Vergrößerung auf 32 Zoll Ihre Lagerfläche, wodurch der Standfuß für Böden mit der Hälfte der Kapazität geeignet ist.

Wenn Sie die Fußbreite erhöhen, erfordert der Code auch eine erhöhte Dicke (Abbildung 6). Das liegt daran, dass ein Fuß, der zu breit und nicht dick genug ist, eine Biegekraft erfährt, die den Beton knacken könnte. Die Projektion des Fundaments auf beiden Seiten der Wand soll nicht größer sein alsdie Tiefe des Fundaments.,

Abbildung 6. Wenn die Stütze verbreitert werden muss, um die Tragfähigkeit zu erhöhen, sollte sie auch verstärkt oder vertieft werden. Ein zu breiter, nicht erzwungener Standfuß kann in der Nähe der Wand reißen und den Boden darunter überlasten. Ohne Verstärkung, sagen Codes, sollte die Standfestigkeit mindestens so groß sein wie der Abstand, den sie neben der Wand projiziert. Als Alternative empfiehlt der Autor quer (quer) #4 bar bei 12 Zoll o. c.

So, zum Beispiel, eine 32-Zoll-breite standunter eine 8-Zoll-Wand müsste mindestens 12 Zoll dick sein., Stattdessen könnten Sie jedoch den Standfuß mit Querstahl verstärken (in der Kreuzungsrichtung, nicht entlang des Standes). In den meisten Wohnsituationen, # 4 Stange bei 12 Zoll o. c. wird viel für 8-zoll-dicken füßen bis zu 4 feetwide. Der Stahl sollte etwa 3 Zoll von der Unterseite Desschießens entfernt platziert werden.

Auch wenn es viele Auftragnehmer tun, eine Sache, die Ihnen nicht helfen wird, eine Schwäche im Boden zu finden, ist es, mehr Stahl entlang der langen Dimension des Standpunkts hinzuzufügen. In dieser Situation mehr Längsstahl in den Stand zu werfenist nur Zeitverschwendung und Geldverschwendung., Wenn Sie in Längsrichtung Stahl hinzufügen, putit, wo es etwas Gutes tun: in der Wand, nicht den Stand. So wie ein 2×12 Onedge viel stärker ist als ein 2×4 auf der Ebene, leistet Stahl oben und unten an einer 8-Fuß-oder 9-Fuß-Wand viel mehr Arbeit als Stahl, der in einen Skinnylittle-Stand gelegt wird (Abbildung 7). Eine Wand mit zwei # 4 Bars an der Spitze und zwei an Thebottom kann sich problemlos über einen kleinen weichen Bereich erstrecken.

Abbildung 7. Stahl inder Wand hat eine größere Wirkung als Stahl in der Basis platziert., In der Wand,Stahlstangen sind fast 8 Fuß auseinander, während in einem Stand, die Stäbe sind nur ein fewinches auseinander; je größer der Abstand, desto besser ist die Wirkung.

Wasser in der Ausgrabung
Wenn Sie während der Regenzeit in einem Gebiet mit einem hohen Wasserspiegel arbeiten, bewegt sich manchmal Grundwasser in Ihren Graben. Wenn der Fluss langsam genug ist, damit Sie das Wasser herauspumpen können, ohne dass es direkt wieder hineinfließt, dann ist das die beste Lösung. Sie können Beton in bis zu 1 Zoll Wasser platzieren – Beton ist 2 1/2 mal schwerer als Wasser und verdrängt das Wasser., Vielleicht möchten Sie die Fundamente in diesem Fall verdicken, weil der Bodender Beton kann etwas Wasser aufnehmen und etwas schwächer als normal sein.

Wenn der Boden jedoch locker und porös ist und Wasser und Boden beim Abpumpen des Wassers immer wieder in den Graben zurückkehren, verwenden Sie große Aggregate, um den Graben aufzubauen. Dafür sind große Steine oder Pflastersteine-2 1/2-Zoll – oder 3-Zoll-Durchmesser-am besten (Abbildung 8).

Abbildung 8., Wenn Wasser im Graben gebündelt wird, empfiehlt der Autor, große Pflastersteine einzusetzender Formboden und verdichten sie in den Schlamm. Muck und Wasser können füllendie Räume zwischen Steinen, aber Kontakt zwischen den Steinen wird zur Verfügung stellen bearing.Be verwenden Sie beim Gießen der Fundamente unbedingt eine steife Betonmischung.

Wenn Sie die Grundlagen bilden, legen Sie genügend großen Stein in den nassen, muckyzone, um über den Grundwasserspiegel aufzustehen. Verdichten Sie den Stein in den Schlamm, danngießen Sie Ihren Fuß., Das große Aggregat lässt den Dreck in die Poren füllen, aber solange alle Steinstücke miteinander in Kontakt sind, kann der Stein immer noch die Last übertragen.

Wenn der Stein in den Formen so hoch gestapelt ist, dass Ihr Stand zähneknirschend wird (weniger als 4 Zoll dick), platzieren Sie eine Querbewehrung, um ihn zu verstärken, wie in Abbildung 6 gezeigt (stellen Sie sicher, dass die Fundamente dick genug sind, um den Stahl um mindestens 3 Zoll zu bedecken).,

Änderungen in der Höhe
Es ist ziemlich üblich, dass eine kurze Wand in eine hohe Wand gebunden wird, besonders im Norden, wo die meisten Häuser volle Keller haben, aber Garagen nur kurze Frostwände haben. Der Code fordert an allen Punkten kontinuierliche Grundlagen (Abbildung 9). Aber dieser Teil des Codes stammt aus den Tagen, als Fundamente meist mit Betonblock gemacht wurden, nicht Beton gegossen. Mauerwerk Grundmauern haben noreal Spannfähigkeit, so dass sie abgesetzt werden müssen, wenn Erhebungen ändern.,

Abbildung 9. Gestufte Fundamente werden bei Höhenänderungen in Masonryfoundations verwendet, sind jedoch möglicherweise nicht für gegossene Konkretefundations erforderlich.

Betonwände hingegen können mit Stahl zu Spanopenings verstärkt werden. Das bedeutet, dass die Grundlagen diskontinuierlich sein können und vom 4-Fuß zur 8-Fuß-oder 9-Fuß-Höhe springen. Die kürzere Wand kann den Abstand überspannen (Abbildung 10).,

Abbildung 10. Es wurde eine kurze Stahlbetonwand gebildet und gegossenüber den Abstand von seinem Stand zur angrenzenden Wand (der Graben wird wie gewohnt verfüllt).

Der Beton muss entsprechend verstärkt werden. Eine typische Haussituation, in der eine 4-Fuß-Garagenfrostwand 4 Fuß oder weniger überspannen und in das Betonfundament binden muss, erfordert zwei #4-Balken oben an der Wand und zwei #4-Balken unten., Der Stahl muss 3 Fuß in die Hauptwand und 3 Fuß in die kürzere Wand über den Punkt hinausragen, an dem der Stand beginnt (Abbildung 11).

Abbildung 11.Diskontinuierliche Fundamente funktionieren gut für Betonwände, die verstärkt werden können, um die Lasten zu übernehmen. Eine typische Situation, in der eine Garage stemwall stößt eine mainbasement Wand kann durch die Verstärkung der kurzen Abschnitt der Wand, die die Öffnung mit zwei #4 Bars an der Ober-und Unterseite erstreckt 3 Fuß intoeach angrenzenden Abschnitt der Wand über dem Fundament behandelt werden., Diese Lösung ist auf eine maximale Spannweite von 4 Fuß und eine maximale Höhenänderung von 5 Fuß beschränkt. Wenn die Wände rechtwinklig angeordnet sind, muss die Bewehrung entsprechend gebogen werden.

Für dieses Detail werden die Fundamente wie gewohnt geformt und gegossen. Wenn du formstdie Wände, Der Boden der Formen muss mit einem Stück Holz bedeckt sein, wodie Formen gehen über leeren Raum. In Termitenland, Das Holz muss abgestreift werdenwenn die Formen abgehen.

Brent Anderson ist ein beratender Ingenieur Undbetonunternehmer, der im American Concrete Institute Committee arbeitet332, Wohnbeton.,
Dieser Artikel wurde zur Verfügung gestellt von www.jlconline.com. JLC-Online wird von den Herausgebern und Herausgebern des Journal of Light Construction produziert, einer monatlichen Zeitschrift für Bauherren, Umgestalter, Designer und andere Fachleute.