Zakelijke Artikelen – Op de Baan

Als je weet dat de bodem draagkracht, de volgende practicalguidelines zal zorgen voor een sterke funderingen

door Brent Anderson P. E.

Onder elke woning is een stichting, en onder de meeste foundations zijn te zien.Meestal nemen we voetstukken voor lief, en meestal kunnen we: voor typischebodems, een gemeenschappelijke 16 – of 20-inch brede voet kan meer dan het relatieve lichte gewicht van een gewoon huis.,

aan de andere kant, als je op zachte kleigrond bouwt of als er een zachte zone onder een deel van je fundering zit, kunnen er problemen zijn. Een voet die presterenwell in goede grond kan niet zo goed doen in zwakke dragende omstandigheden. We zien niet vaak een regelrechte mislukking, maar het is niet ongewoon om overmatige nederzetting te zien als het draagvermogen van de olie laag is.

als het hele huis langzaam en gelijkmatig settelt, is enige extra settlement geen big deal; maar als settlement ongelijk is (differentiële settlement), kan er schade zijn., Een frame huis met houten gevelbekleding en gipsplaten interieurs kan waarschijnlijk handle tot 1/2 inch differentiële Stichting beweging, maar zelfs 1/4 inch ofuneven afwikkeling is genoeg om scheuren in metselwerk, tegels of gips veroorzaken.

het zijn de ongewone situaties die de meeste problemen veroorzaken. Wanneer de voet niet in het midden staat, zodat de muur zijn koers mist, wanneer u een softzone op locatie tegenkomt, of wanneer de voet ondermaats is, wordt de bouwer geconfronteerd met een beoordelingcall. Als je denkt dat er een probleem is, moet je stoppen en ingenieur bellen., Maar als het risico laag is, wil je de baan in beweging houden.

in deze moeilijke gevallen is het nuttig om de draagkracht van de grond en de redenen achter de regels voor bodemontwerp te begrijpen. In zeer sterke bodems zijn minormistakes waarschijnlijk niet zo erg. In zwakke of marginale bodems is het echter het beste om zeer voorzichtig te zijn — sommige van de oplossingen die contractanten bedenken, werken misschien niet echt.

Ik ben zowel consulting engineer als aannemer, en ik word opgeroepen voor veel probleemsituaties. Ik vind dat mensen de problemen beter begrijpen als ze wat achtergrondkennis hebben., Ten behoeve van bouwers in het veld en met het risico van oversimplifying, ik ga niet-technische taal te gebruiken in dit artikel om kort uit te leggen een beetje over hoe footings werken en om enkele ideeën voor het omgaan met speciale situaties presenteren. Als je kijkt naar de oplossingen Irecomend, echter, in gedachten houden dat hoge draagkracht bodem wordt aangenomen.Elke keer als je twijfelt over de grond onder je fundering, zou je verstandig zijn om professionele hulp te bieden.,

waarom bodems belangrijk zijn
naast het bieden van een vlak platform voor vormen of metselwerk, spreiden voetstukken het gewicht van het huis zodat de bodem de lading kan dragen. De belasting spreidt uit binnen de voet zelf op ongeveer een hoek van 45 graden, en dan spreidt uit in de grond onder een steilere hoek, meer als 60 graden van dehorizontale (zie Figuur 1).

figuur 1. Als de belasting onder een voet zich uitbreidt, neemt de druk op de bodem af. Gronddirect onder de voet neemt de grootste belasting, en daarom moet grondig worden verdicht.,

omdat de belasting zich uitbreidt, is de bodemdruk het grootst onder de grond. Tegen de tijd dat we beneden de voet een afstand gelijk aan de breedte van de voet, de eenheid bodemdruk is gedaald met ongeveer de helft. Nog een keer dezelfde afstand, en de druk is met twee derde gedaald. Het is dus de bodem onder de grond die het meest kritiek is — en meestal ook het meest misbruikt.

wanneer we graven voor de voetstukken, de tanden op de emmer roer de soiland mengen lucht in het, het verminderen van de dichtheid. Ook kan grond van de dijk in de Geul vallen., Die losse grond heeft veel minder draagvermogen dan de oorspronkelijke grond. Daarom is het zo belangrijk om de Geul bodem compact (gebruikeen trilplaat compactor voor zand of grind bodems, en een Spring jackcompactor voor slib of klei). Als je die grond niet compact maakt, kun je 1/2inch nederzetting krijgen in slechts de eerste 6 inch grond.

Als u te diep graaft en de grond vervangt om de grade terug te krijgen, wordt de grond teruggegoten die met maar liefst 50% is uitgebreid. Onder belasting, het zalconsolideren en veroorzaken afwikkeling., Dus als je materiaal te vervangen in de sleuf,compact het grondig, of anders gebruik maken van grote grind. Een-inch-en-een-half of largergravel is vrijwel zelf-verdichtend als je het plaatst. Onder het gewicht van een houthuis, zal het niet tot enige significante mate settelen.

bodemtypes en lager. Het type en de dichtheid van de nativesoil is ook belangrijk. De International Building Code, net als de CABO Codevoor die, noemt veronderstelde dragende sterktes voor verschillende soorten bodems (zie”bodem dragende capaciteiten,” hieronder)., Zeer fijne bodems (klei en slib) hebben doorgaans een lagere capaciteit dan grofkorrelige bodems (zand en grind).,iv id=”be24341263″>

sommige klei of slib hebben echter een hoger draagvermogen dan de waarden in de codetabellen. Als je een bodemtest hebt gedaan, kun je ontdekken dat je een dichtere klei hebt met een veel hogere draagkracht. Mechanisch verdichten van deolie kan ook het draagvermogen verhogen.

met behulp van een handpenetrometer kunt u een vrij goed beeld krijgen van het draagvermogen van de bodem in de bodem van de sleuf (Figuur 2)., Dit apparaat in zakformaat is een veerbelaste sonde die de druk schat die de grond kan weerstaan en is gekalibreerd om metingen in ton per vierkante voet te geven. Naar mijn mening zou elke aannemer en bouwinspecteur er zo een moeten hebben — het kan je helpen veel problemen te voorkomen.

Figuur 2. De auteur controleert de bodemdichtheid in een loopgraaf met behulp van een apenetrometer. Bodemsterkte direct onder de voet, waar belastingen zijngeconcentreerd, is cruciaal voor de fundering prestaties.,

Bodemafmetingen
Hoe verhoudt het bodemlagervermogen zich tot de grootte van de voetstukken? De voetenoverbrengt de belasting in de grond. Hoe lager het draagvermogen van de grond,hoe breder de bodem moet zijn. Als de grond erg sterk is, is de voet niet eens strikt noodzakelijk — alleen de grond onder de muur zou voldoende zijn om het gebouw omhoog te houden.,r>

8-Inch Solid or Fully Grouted Masonry 1-story 2-story 3-story Source: Table 403.,1; CABO Een – en tweegezinswoning Code; 1995.

u kunt de aanbevolen bodemgrootte opzoeken, gebaseerd op de grootte en het type van de woning en het draagvermogen van de grond (zie bovenstaande tabel). Zoals you cansee, zware huizen op zwakke grond moeten voetjes 2 meter breed of meer. Maar de lichtste gebouwen op de sterkste grond vereisen voetstukken zo smal als 7 of 8inches. Onder een 8-inch dikke muur, dat is hetzelfde als zeggen dat je niet kunt schieten.,

deze getallen komen voort uit veronderstellingen over het gewicht van bouwmaterialen en de levende en dode ladingen op daken en vloeren. De toegestane draagcapaciteitvan de bodem onder de voet moet gelijk zijn aan de belasting opgelegd door de structuur.Bij het lezen van de tafel, zie je dat de code vraagt om een 12-inch brede voet onder een twee verdiepingen tellend houten huis in 2.500-psf-dragende grond., Een 12-inch voet is 1 vierkante meter oppervlakte per rechte voet, dus de code zegt dat de portie van een twee verdiepingen tellend houten huis dat draagt op de buitenmuren ongeveer 2,500 pond weegt — misschien een beetje conservatief, maar redelijk. Dezelfde grootte is nodig onder een huis van één verdieping als het bakstenen fineer heeft — de baksteen wordt verondersteld zo veel te wegen als een hele tweede verdieping.,

Als u een ingenieur de voet had laten ontwerpen op basis van bodemtestnummers en uw afdrukken, zou hij het werkelijke gewicht van het beton, hout en steen dat u in uw gebouw zou gebruiken optellen, rekening houden met de vereiste belastingen, en een schatting maken van het gewicht dat uw werkelijke huis op de voet zet. Het kan een beetje minder of een beetje meer zijn dan de code veronderstelt., Dan zou hij de bekende draagkracht van de bodem nemen-wat een vierkante voet van de grond kan betrusted te ondersteunen-en het ontwerp van de voet, zodat het gebied onder de voetenmultiplied door de draagkracht van de bodem zou gelijk of groter zijn dan de werkelijke belasting.

in de praktijk hoef je deze engineering op de meeste huizen niet te doen. De mount die u zou verschillen van een standaard code-compliant voet is niet de moeite waard zorgen te maken over. Tenzij je steunmuren hebt of een andere speciale situatie, is het honorarium van een ingenieur waarschijnlijk niet gerechtvaardigd.,

in ieder geval zou ik niet aanraden dat bouwers hun standaardgrootte verminderen, zelfs als ze weten dat ze op sterke grond bouwen. Ongeacht de draagvereisten, metselaars en gegoten wandaannemers willen voetstukken voor hun blok of hun vormen om op te zitten. Maar de les te nemen is dat wanneer grond zijn zeer sterk, (4.000-psf capaciteit of beter), de funderingen kan niet best noodzakelijk vanuit het oogpunt van lager. Dit betekent dat het lessimportant, bijvoorbeeld, of de muur correct is geplaatst in het midden van de voet.,

Fixes voor misplaatste voetstukken
Het is soms moeilijk om voetstukken in de loopgraaf te plaatsen, zodat aannemers vaak wanden zien die niet in het midden van de voet staan (Figuur 3). De stichtingmuur moet correct worden geplaatst om het huis te ondersteunen, natuurlijk, dus het is off-center op de voet geplaatst.

Figuur 3. Deze verkeerd geplaatste voet zorgde ervoor dat de funderingsmuur uit het midden kwam te liggen. Als de grond zeer sterk is, kan dit niet leiden tot problemen., Als de voet is op een zwakkere grond echter, zal de auteur aanbevelen dat het wordenvast.

In goede dragende grond, zou ik me niet al te veel zorgen maken over deze fundering voor de lasten in een eenvoudig houten frame huis. De volledige breedte van de voet is niet nodig om de lasten toch te ondersteunen; je zou de muur recht op de rand van de voet kunnen gieten en nog steeds voldoende steun hebben., Echter, als je begint te goover de rand en hebben de muur steken voorbij de voet aan de zijkant of op het einde, dan begin je een rotatiekracht die de voet isniet ontworpen om te hanteren toe te passen. In dat geval moet je een ingenieur erbij betrekken. (Als uw grond relatief zacht is, is het risico zelfs groter.)

als ingenieur werd mij gevraagd oplossingen aan te bevelen in gevallen waar de voet zo is geplaatst dat de wand, wanneer gegoten, er daadwerkelijk voorbij zou reiken. Mijn suggesties zijn anders in sterke bodems dan in gemiddelde of onder gemiddelde bodems (Figuur 4)., In bodems met draagvermogen groter dan ongeveer 4000 psf, stel ik voor graven naast de voet en eronder, en het plaatsen van verdicht groot grind in de ruimte. Dat moet voldoende zijn om de muur te ondersteunen. Als er een sleutel in de muur zit, vul het in, en als er staal uit de voet steekt, snij het af. Boor gaten en epoxystaal in de voet totie de muur aan de voet, en dan vormen en gegoten de muur. In zwakkere bodems moet je de bodem zelf vergroten met staal en beton., Graaf alsvoor, maar in plaats van het gebruik van grind, boor in de zijkant van de voet enepoxystaal pluggen erin, plaats dan beton om de voet uit te breiden tot de juiste breedte.

Figuur 4. In sterke bodems, een fout in de positie lay-out kan worden gecorrigeerd door het plaatsen van grind ter ondersteuning van de muur (boven). In zwakkere bodems, de auteur adviseert gieten anaugmented voet naast de bestaande voet (boven), verbonden door pluggen gepoxied in de zijkant van de bestaande voet., Zorg ervoor dat alle inkepingen te vullen inde voet, en snijd alle bestaande stalen pluggen die de muur zal missen.

in zwakkere bodems moet je de bodem zelf vergroten met staal en beton. Graaf als voorheen, maar in plaats van het gebruik van grind, boor in de zijkant van de voet en epoxy stalen pluggen erin, plaats dan beton om de voet uit te breiden tot de juiste breedte.

verspreid over een zachte plek
sommige plaatsen hebben af en toe zachte plekken in Verder goede grond., Je ontdekt meestal zulke plekken als je stakes rijdt voor de basisvormen — je hita staak en het verdwijnt bijna met één klap. Misschien is er een laag zachte klei die in een hoek oprijst uit een oude meerbodem en je Geul op een of twee plaatsen doorsnijdt. Als een staak gemakkelijk wegzakt onder handdruk, is er reden tot bezorgdheid (Figuur 5).

Figuur 5. Als een vormstaak te gemakkelijk naar binnen zinkt, kan de grond te zacht zijn.,Voor gelokaliseerde zachte plekken raadt de auteur aan de voet te verbreden. In natte, vieze gebieden, raadt hij aan om grote keien in de modder te verdichten om te zorgen voor het dragen.

Het kan zijn dat u langs de zachte plek naar beneden moet graven en een diepere voet moet plaatsen en daarna een hogere wand moet gieten. Of je kan moeten pier naar beneden door het zachte materiaal om een invloed op goed materiaal te krijgen. Een andere optie is om uit te graven van de softsoil en te vervangen door verdicht grind of lage sterkte beton, ook wel”lean fill” (zie “een snelle uitharding voorproblem bodems,” 1/00).,

maar in veel gevallen is het verbreden van de basis de eenvoudigste oplossing. Als you ‘ vegot een 16-inch voet, het verhogen van die tot 32 inch verdubbelt uw lager gebied, waardoor de voet geschikt is voor de bodem met de helft van de capaciteit.

Als u de voetbreedte vergroot, vereist de code ook een grotere dikte (Figuur 6). Dat komt omdat een voet die te breed en niet dik genoeg is een buigkracht zal ervaren die het beton kan breken. De projectie van de voet aan weerszijden van de muur wordt verondersteld niet groter te zijn dande diepte van de voet.,

Figuur 6. Wanneer een boot moet worden verbreed om het draagvermogen te vergroten, moet het ook worden versterkt of verdiept. Een onbewapende voet die te breed is, kan dicht bij de muur barsten, waardoor de bodem eronder overbelast wordt. Zonder versterking, codes zeggen dedikte van de voet moet ten minste zo groot als de afstand die het projecteert naast de muur. Als alternatief adviseert de auteur transversale (crosswise) #4 bar bij 12 inch o.c.

dus, bijvoorbeeld, een 32-inch brede voet onder een 8-inch muur zou moeten zijn ten minste 12 inch dik., In plaats daarvan kunt u de voet echter versterken met dwarsstaal (in de dwarsrichting, niet langs de voet). In de meeste residentiële situaties, # 4 staaf op 12 inch o. c. zal genoeg zijn voor 8-inch-dikke voetstukken tot 4 voeten breed. Het staal moet worden geplaatst ongeveer 3 inch van de onderkant van de voet.

hoewel veel aannemers dit doen, is een ding dat u niet zal helpen om een zwakke plek in de bodem te overbruggen, het toevoegen van meer staal langs de lange dimensie van de bodem. Meer longitudinaal staal in deze situatie in een voet zetten is gewoon een verspilling van tijd en geld., Als je in de lengte staal gaat toevoegen, put het dan waar het goed zal doen: in de muur, niet in de voet. Net zoals een 2×12 eendge is veel sterker dan een 2×4 op de vlakke, staal aan de boven-en onderkant van een 8-voet of 9-voet wand doet veel meer werk dan staal geplaatst in een skinnylittle voet (figuur 7). Een muur met twee #4 bars aan de bovenkant en twee op thebottom kan over een klein zacht gebied zonder probleem overspannen.

Figuur 7. Staal inde muur heeft een groter effect dan staal geplaatst in de voet., In de muur,stalen staven zijn bijna 8 voet uit elkaar, terwijl in een voet, de staven zijn slechts een fewinches uit elkaar; hoe groter de afstand, hoe beter het effect.

Water in de opgraving
wanneer u in het natte seizoen in een gebied met een hooggelegen grondwatertafel werkt, ziet u soms grondwater in uw Geul stromen. Als de stroom traag genoeg is om het water eruit te pompen zonder dat het er weer in stroomt, dan is dat de beste oplossing. Je kunt beton in water tot 1 inch plaatsen — beton is 2 1/2 keer zwaarder dan water, en het zal het water verplaatsen., In dat geval kunt u de voetjes wat dikker maken, omdat de bodem van het beton wat water kan opnemen en iets zwakker is dan normaal.

maar als de grond los en poreus is, en water en grond blijven terugkomen in de loopgraaf terwijl je het water eruit pompt, gebruik dan groot aggregaat om de loopgraaf op te bouwen. Voor deze, grote steen of kasseien – 2 1/2-inch – of 3-inch-diameter rots-zijn het beste (figuur 8).

Figuur 8., Wanneer water wordt samengevoegd in de sleuf, de auteur adviseert het plaatsen van grote kasseien inde vorm bodem en verdichten ze naar beneden in de modder. Muck en water kan vullende ruimtes tussen stenen, maar contact tussen de stenen zal zorgen bearing.Be zeker om een stijve betonmix te gebruiken wanneer u de funderingen gegoten.

wanneer u de funderingen vormt, plaats dan voldoende grote steen in de natte, muckyzone om boven de grondwaterspiegel te komen. Compact de steen naar beneden in de modder, dan pour uw voet., Door het grote aggregaat kan de mest in de porespace worden opgevuld, maar zolang alle stukken steen met elkaar in contact zijn,kan de steen de lading nog steeds overdragen.

als de steen zo hoog is opgestapeld in de vorm dat je voet teethin wordt (minder dan 4 inches dik), plaats dan dwarsbalk om het te versterken, zoals aangegeven in Figuur 6 (Zorg ervoor dat de voetstukken dikker zijn om het staal met ten minste 3 inches te bedekken).,

veranderingen in hoogte
Het is vrij gebruikelijk dat een korte muur aan een hoge muur bindt, vooral in het Noorden, waar de meeste huizen volledige kelders hebben, maar garages slechts korte vorstmuren hebben. De code vraagt om continue voedering op alle punten (figuur 9). Maar dat deel van de code dateert uit de tijd dat funderingen werden gemaakt meestal met betonblok, niet gegoten beton. Metselwerk funderingsmuren hebben noreale overspanning vermogen, dus ze moeten worden afgetreden wanneer verhogingen veranderen.,

figuur 9. Stepped voetjes worden gebruikt bij veranderingen in de hoogte in metselwerkfunderingen, maar kan niet nodig zijn voor gegoten betonfunderingen.

betonnen wanden kunnen daarentegen met staal tot spanopeningen worden versterkt. Dat betekent dat de voetstukken discontinu kunnen zijn, springen van de 4-voet naar de 8-voet of 9-voet hoogte. De kortere wand kan de afstand overspannen (Figuur 10).,

Figuur 10. Een korte muur van gewapend beton is gevormd en gegoten om de afstand van de voet tot de aangrenzende muur (de geul wordt zoals gewoonlijk gevuld).

het beton moet naar behoren worden versterkt. Een typische huis situatie, waar een 4-voet garage vorst muur moet spanen 4 voet of minder en binden in de belangrijkste fundering, vraagt om twee #4 bars aan de bovenkant van de muur en twee #4 barsat de bodem., Het staal moet 3 voet in de hoofdwand steken en 3 voet in de kortere wand voorbij het punt waar de voet begint (Figuur 11).

Figuur 11.Discontinue voetstukken werken prima voor betonnen wanden, die kunnen worden versterkt om de lasten. Een typische situatie waar een garage stemwall grenst aan een hoofdgebouw muur kan worden behandeld door het versterken van het korte gedeelte van de muur dieover de opening met twee #4 bars aan de boven-en onderkant, uitbreiding van 3 voet in elk aangrenzend gedeelte van de muur boven de voet., Deze oplossing is beperkt tot a4-voet maximale spanwijdte en een 5-voet maximale verandering in hoogte. Als de wanden loodrecht zijn, moet de wapening dienovereenkomstig worden gebogen.

voor dit detail worden de voetstukken gevormd en gegoten zoals gewoonlijk. Wanneer u vormende muren, moet de bodem van de vormen worden afgedekt met een stuk hout waarde vormen passeren lege ruimte. In termieten land, dat hout moet worden geknipt wanneer de vormen loskomen.Brent Anderson is een consulting engineer en betonconstructeur die zitting heeft in het American Concrete Institute Committee 323, Residential Concrete.,
Dit artikel is beschikbaar gesteld door www.jlconline.com. JLC-Online wordt geproduceerd door de redacteuren en uitgevers van het Journal of Light Construction, een maandelijks tijdschrift voor residentiële en licht-commerciële bouwers, remodelers, ontwerpers, en andere vakprofessionals.