business Articles-On the Job

om du känner till din markbärande kapacitet, efter dessa praktiskariktlinjer kommer att säkerställa starka foundations

av Brent Anderson P. E.

Under varje hus är en grund, och under de flesta stiftelser är foundations.För det mesta tar vi fot för givet, och vanligtvis kan vi: för typiskasoljor kan en vanlig 16-eller 20-tums bred fot mer än att hantera det relativtljusvikt på ett vanligt hus.,

å andra sidan, om du bygger på mjuk lerjord eller om det finns en mjuk zonunder en del av din grund, kan det finnas problem. En fot som utförsvälja i god jord kan inte göra så bra i svaga bärande förhållanden. Vi ser inte ofta ett rent misslyckande, men det är inte ovanligt att se en alltför stor uppgörelse närjordlagringskapaciteten är låg.

om hela huset lägger sig långsamt och jämnt, är någon ytterligare uppgörelse ingen stor sak; men om uppgörelsen är ojämn (differentiell uppgörelse), kan det vara skada., En ram hus med trä sidospår och gips interiörer kan förmodligenhandla upp till 1/2 tum av differential foundation rörelse, men även 1/4 tum avojämn sedimentering är tillräckligt för att orsaka sprickor i murverk, kakel, eller gips.

det är de ovanliga situationer som orsakar mest problem. När foten ligger utanför mitten så att väggen missar sitt lager, när du stöter på en softzone på plats, eller när foten är underdimensionerad, står byggaren inför en domarcall. Om du tror att det finns ett problem framåt, du vet att du ska sluta och Callan ingenjör., Men om risken är låg, vill du behålla jobbet.

i dessa tuffa fall är det bra att förstå lagerhållfastheten hos matjord och orsakerna bakom fot designregler. I mycket starka jordar är minormistakes förmodligen inte en stor sak. I svaga eller marginella jordar är det dock bäst att vara mycket försiktig – några av lösningarna entreprenörer tänker upp kanske inte riktigt fungerar.

Jag är konsult ingenjör samt en entreprenör, och jag får kallas in till en hel del problemsituationer. Jag tycker att människor förstår problemen bättre omde har lite bakgrundskunskap., Till förmån för byggare på fältetoch med risk för förenkling kommer jag att använda icke-tekniskt språk iden här artikeln för att kortfattat förklara lite om hur grunden fungerar och att presenteranågra idéer för att hantera speciella situationer. När du tittar på lösningarna Irekommendera, men kom ihåg att jord med hög bärighet antas.När du är osäker på marken under din grund, skulle du vara klok att få professionell hjälp.,

varför jordar Materia
förutom att tillhandahålla en nivå plattform för former eller murverk, footingsprida ut vikten av huset så att jorden kan bära lasten. Belastningsskadorna ligger i själva foten i en 45-graders vinkel och släpar sedan ut i marken i en brantare vinkel, mer som 60 grader från horisontalen (se Figur 1).

Figur 1. När belastningen under en fot sprider sig, minskar trycket på jorden. Soildirekt under foten tar den största belastningen, och bör därför varagrundligt komprimerad.,

eftersom belastningen sprider sig är trycket på jorden störst till högerbänka foten. När vi kommer ner under foten ett avstånd likatill fotens bredd har enhetsjordtrycket sjunkit med ungefär hälften. Godown samma avstånd igen, och trycket har sjunkit med två tredjedelar. Så det är marken under foten som är den mest kritiska — och också, vanligtvis, den mest misshandlade.

När vi gräver för fotspåren rör tänderna på hinken upp soiland blanda luft in i den, vilket minskar dess densitet. Dessutom kan jord från vallenfalla in i grävningen., Den lösa jorden har mycket mindre bärförmåga änoriginal jord. Det är därför det är så viktigt att komprimera grävbotten (användEn vibrerande platta kompaktor för sand-eller grusmarker och en hoppande jackcompactor för silt eller lera). Om du inte komprimerar den jorden, kan du få 1/2inch av bosättning i bara de första 6 inches av jord.

om du gräver för djupt och ersätter jorden för att återställa klassen, är dulägga tillbaka jord som har expanderat med så mycket som 50%. Under belastning kommer det attkonsolidera och orsaka sedimentering., Så när du byter material i diket,komprimera det noggrant, annars använd stort grus. En-tum-och-en-halv eller storresa är nästan självkompakterande när du placerar den. Under vikten av ett trähus kommer det inte att lösa sig i någon betydande grad.

jordtyper och lager. Typen och densiteten hos de inföddajord är också viktigt. Den internationella byggkoden, som CABO-kodenföre den, listar förmodade bärstyrkor för olika typer av jordar (se” Jordbärande kapacitet ” nedan)., Mycket fina jordar (leror och siltar) typiskthar lägre kapacitet än grova granulära jordar (sand och gravlar).,iv id=”be24341263″>

vissa leror eller leror har dock högre bärförmåga än värdena ikodtabellerna. Om du har ett jordtest gjort kan du upptäcka att du haren tätare lera med en mycket högre bärstyrka. Mekaniskt komprimerajord kan också höja sin bärförmåga.

Du kan få en ganska bra uppfattning om jordlagringskapaciteten i grävbotten med hjälp av en handpenetrometer (Figur 2)., Denna fickformat enhet är en fjäderbelastad sond som uppskattar det tryck som jorden kan motstå och kalibreras för att ge avläsningar i ton per kvadratfot. Enligt min mening bör varje entreprenör och byggnadsinspektör ha en av dessa — det kan hjälpa dig att undvika en massa problem.

Figur 2. Författaren kontrollerar jorddensitet i en fotgrav med hjälp av apenetrometer. Jordstyrka direkt under foten, där laster ärkoncentrerad, är avgörande för grundprestanda.,

footing Dimensions
Så, hur relaterar markens bärförmåga till footings storlek? Fotingenöverför lasten i jorden. Ju lägre jordens bärförmåga desto bredare måste foten vara. Om jorden är mycket stark, är grunden inte ens absolut nödvändig – bara jorden under väggen skulle räcka för att hålla byggnaden upp.,r>

8-Inch Solid or Fully Grouted Masonry 1-story 2-story 3-story Source: Table 403.,1; CABO en-och tvåfamiljshus bostadskod; 1995.

Du kan slå upp den rekommenderade fotstorleken, baserat på storleken och typen avhus och jordens bärförmåga (se tabellen ovan). Som du kanse, tunga hus på svag mark behöver fotfästen 2 fot bred eller mer. Men de ljusaste byggnaderna på den starkaste marken kräver fotsteg så smala som 7 eller 8inches. Under en 8-tums tjock vägg, det är samma som att säga att du har nofooting.,

dessa siffror kommer från antaganden om vikten av byggmaterial och den levande och döda belastningen på tak och golv. Den tillåtna bärkapacitetenjord under foten måste vara lika med den belastning som åläggs av strukturen.När du läser ner bordet ser du att koden kräver en 12-tums bred fotunder ett träramshus i 2 500-psf-bärande jord., En 12-tums fot är 1 kvadratfot område per linjefot, så koden säger att andelen av en två våningar trähus som bär på ytterväggarna väger ca 2, 500 pounds — kanske lite konservativ, men rimligt. Samma sizefooting kallas för under ett envåningshus om det har tegelfaner-thebrick antas väga så mycket som en hel andra historia.,

om du hade en ingenjör konstruera grunden baserat på marktestnummer och dina utskrifter, skulle han lägga upp de faktiska vikterna av betong, trä och tegel du skulle använda i din byggnad, faktor i de nödvändiga levande belastningarna och komma med en uppskattning av vikten ditt faktiska hus sätter på foten. Det mightbe lite mindre eller lite mer än koden förutsätter., Då skulle han ta markens kända bärkraft – vilken kvadratfot av jorden kan lita på att stödja – och utforma foten så att området under foten blir underförstått av jordens bärkraft skulle motsvara eller överstiga den faktiska belastningen.

i praktiken behöver du inte göra denna teknik på de flesta hus. Det belopp som du skulle skilja sig från en standardkod-kompatibel fot är inte värt att oroa dig för. Om du inte har stödmurar eller någon annan speciell situation är anengineers avgift förmodligen inte berättigad.,

i alla fall skulle jag inte rekommendera att byggare skär tillbaka på sin standardfootingstorlek även om de vet att de bygger på stark Mark. Oavsett krav vill frimurare och väggentreprenörer ha fotfästen för sitt block eller deras former att sitta på. Men lektionen att ta är att när jordarär mycket starka (4,000-psf-kapacitet eller bättre), kan fotspåren inte varastrikt nödvändigt ur lagersynpunkt. Det betyder att det är mindreviktigt, till exempel om väggen är korrekt placerad i mitten av foten.,

fixar för felplacerade fotsteg
det är svårt ibland att placera fotsteg i diket, så entreprenörer oftensee väggar som inte är i mitten av foten (Figur 3). Grundenväggen måste placeras korrekt för att stödja huset, så det harbeen placerad utanför mitten på foten.

Figur 3. Denna felaktigt placerade fot orsakade grundväggen tillbe utanför centrum. Om jorden är mycket stark kan det inte leda till problem., Omfoten är på en svagare mark kommer dock författaren att rekommendera att den befixed.

i god bärande jord skulle jag inte bli alltför oroad över denna grund förlasterna som är involverade i ett enkelt träramhus. Den fulla bredden av fotingisn behövs inte för att stödja laster ändå; Du kan hälla väggen rätt på kanten av foten och fortfarande har tillräckligt med stöd., Men om du börjar goover kanten och har väggen sticker ut förbi foten på sidan eller påänden börjar du applicera en rotationskraft som foten ärinte utformad för att hantera. I så fall bör du tänka på att få anengineer involverad. (Om dina jordar är relativt mjuka är risken jämntstörre.)

som ingenjör har jag blivit ombedd att rekommendera lösningar i fall där grunden har placerats så att väggen, när den gjuts, faktiskt skulle sträcka sig bortom den. Mina förslag är olika i starka jordar än i genomsnitt eller under genomsnittet jordar (Figur 4)., I jordar med bärförmåga större än cirka 4000 psf, föreslår jag att gräva bredvid foten och under den och placera komprimerat stort grus i utrymmet. Det borde vara tillräckligt för att stödja väggen. Om det finns en nyckel i väggen, fyll den i, och om det finns stålprojektionfrån foten, skära av den. Borra hål och epoxistål i foten tillbinda väggen till foten, och sedan bilda och kasta väggen. I svagare jordar måste du öka foten själv med stål och betong., Gräva somföre, men istället för att använda grus, borra in i sidan av foten ochepoxiståldoppar in i den, placera sedan betong för att förlänga foten tillden korrekta bredden.

Figur 4. I starksoljor kan ett misstag i fotlayout korrigeras genom att placera grus tillstödja väggen (topp). I svagare jordar rekommenderar författaren att man kastar anaugmenterad fot längs den befintliga foten (ovan), kopplad av dowelsepoxied i sidan av den befintliga foten., Var noga med att fylla några skåror ifoten och skära av befintliga stålklämmor som kommer att saknaväggen.

i svagare jordar måste du öka foten själv med stål och betong. Gräva som tidigare, men istället för att använda grus, borra in i sidan av foten och epoxistålspluggar in i den, placera sedan betong för att förlänga foten ut till rätt bredd.

spänner över en soft Spot
vissa webbplatser har enstaka mjuka fläckar i annars bra jord., Du brukar upptäcka sådana platser när du kör stakes för fotformerna – du hita stake och det försvinner nästan med ett slag. Kanske finns det ett lager avmjuk lera som stiger från en gammal sjöbotten i en vinkel och bara korsarditt gräv på ett eller två ställen. Om en stav sjunker lätt under handtryck, finns det anledning till oro (Figur 5).

Figur 5. Om en form stav sjunker i alltför lätt, kan jorden vara för mjuk.,För lokaliserade mjuka fläckar rekommenderar författaren att bredda foten. I våta, mucky områden rekommenderar han att man komprimerar stora kullersten i leran för att gebärande.

Du kan behöva gräva ner förbi soft spot och placera en djupare fot,häll sedan en högre vägg. Eller du kan behöva brygga ner genom det mjuka materialetför att få ett lager på bra material. Ett annat alternativ är att gräva ut mjukajord och ersätta den med komprimerat grus eller låghållfast betong, även kallad ” magert fyllning ”(se” en snabb botemedel motproblem jordar ” 1/00).,

men i många fall är breddning av foten den enklaste lösningen. Om du har en 16-tums fot, ökar det till 32 inches fördubblar din lageryta, vilket gör foten lämplig för jord med hälften av kapaciteten.

om du ökar fotbredden kräver koden också en ökad tjocklek (Figur 6). Det beror på att en fot som är för bred och inte tjock nog kommer att uppleva en böjkraft som kan knäcka betongen. Projektionen av foten på vardera sidan av väggen ska inte vara större ändjupet på foten.,

Figur 6. När en plundring måste utökas för att öka bärförmågan bör den också förstärkas eller fördjupas. En ofrivillig grund som är för bred kan spricka nära väggen och överbelasta marken under. Utan förstärkning säger kodertjocklek på foten ska vara minst lika stor som avståndet denprojekter bredvid väggen. Som ett alternativ rekommenderar författaren tvärgående (tvärgående) # 4 bar vid 12 inches o. c.

så, till exempel, en 32-tums bred fotunder en 8-tums vägg skulle behöva vara minst 12 inches tjock., I stället kan du dock förstärka foten med tvärgående stål (kör iuppåtriktad riktning, inte längs foten). I de flesta bostadssituationer kommer # 4 stång vid 12 tum o. c. att vara gott om 8-tums tjocka footer upp till 4 feetwide. Stålet ska placeras ca 3 tum upp från botten avfoten.

Även om en hel del entreprenörer gör det, en sak som inte kommer att hjälpa digspan en mjuk plats i marken är att lägga till mer stål längs den långa dimensionen av foten. Kasta mer längsgående stål i en fot i denna situationär bara slöseri med tid och pengar., Om du ska lägga till längden stål, sättadet där det kommer att göra något bra: i väggen, inte foten. Precis som en 2×12 onedge är långt starkare än en 2×4 på plan, stål på toppen och botten av an8-fots eller 9-fots väggen gör mycket mer arbete än stål som placeras i en skinnylittle fot (Figur 7). En vägg med två # 4 barer på toppen och två på thebottom kan spänna över ett litet mjukt område utan problem.

Figur 7. Stål iväggen har en större effekt än stål placerat i foten., I väggen, stålstänger är nästan 8 fot från varandra, medan i en fot, stängerna är bara några fåvinklar isär; ju större avståndet, desto bättre effekt.

vatten i utgrävningen
När du arbetar i ett område med en uppflugen vatten bord under den våta säsongen, du ibland hitta grundvatten rör sig i ditt dike. Om flödet är långsamt nog så att du kan pumpa ut vattnet utan att det flyter tillbaka in, då är det den bästa lösningen. Du kan placera betong i upp till 1 tum vatten-betong är 2 1/2 gånger tyngre än vatten, och det kommer att förskjuta vattnet., Du kanske vill tjockna foten i så fall, eftersom botten av betongen kan absorbera lite vatten och vara lite svagare än normalt.

men om jorden är lös och porös, och vatten och jord fortsätter att komma tillbaka i diket när du pumpar ut vattnet, använd stort aggregat för att bygga upp diket. För detta är stora sten eller kullersten — 2 1/2-tum – eller 3-tum-diameter rock — bäst (figur 8).

figur 8., Närvatten Poolas i grävningen rekommenderar författaren att man placerar stora kullerstenar iformen botten och komprimerar dem ner i leran. Muck och vatten kan fyllautrymmena mellan stenar, men kontakt mellan stenarna kommer att ge bearing.Be noga med att använda en styv Betongblandning när du kastar foten.

När du bildar fotspåren, placera tillräckligt stor sten i den våta, muckyzone att få upp ovanför vattenbordet. Komprimera stenen ner i leran, dåhäll din fot., Det stora aggregatet gör att mucken kan fylla i det fattigasteget, men så länge alla bitar av sten är i kontakt med varandra kan stenen fortfarande överföra lasten.

om stenen staplas så högt i de former som din fot blir toothin (mindre än 4 inches tjock), placera tvärgående armeringsjärn för att förstärka den, somhown i Figur 6 (Se till att fotspåren är tjock nog att täcka stålet med minst 3 inches).,

förändringar i höjd
det är ganska vanligt att en kort vägg knyts till en hög vägg, särskilt i norr, där de flesta hus har fulla källare men garage har bara korta frostväggar. Koden kräver kontinuerliga fotfästen på alla punkter (Figur 9). Men den delen av koden går från de dagar då grunden gjordes mestadels med betongblock, inte gjuten betong. Murade grundmurar har noreal spänner kapacitet, så de måste trappas ner när höjder förändras.,

Figur 9. Stegade footer används vid förändringar i höjd i masonryfoundationer, men kanske inte är nödvändiga för hällda betongfoundationer.

betongväggar, å andra sidan, kan förstärkas med stål till spanöppningar. Det betyder att fotspåren kan vara diskontinuerliga och hoppa från 4-fot till 8-fot eller 9-fothöjd. Den kortare väggen kan sträcka sig över avståndet (Figur 10).,

Figur 10. En kort armerad betongvägg har bildats och gjutits tillspan avståndet från dess fot till den angränsande väggen (grävningen kommer att varabakfylld som vanligt).

betongen måste förstärkas på lämpligt sätt. En typisk hus situation, där en 4-fots garage frost vägg måste spänna 4 fot eller mindre och binda in ihuvudsakgrund, kräver två #4 barer på toppen av väggen och två #4 bars längst ner., Stålet måste sträcka sig 3 fot in i huvudväggen och 3 Fötter in i den kortare väggen bortom den punkt där foten startar (fig. 11).

Figur 11.Diskontinuerliga fundament fungerar bra för betongväggar, som kan förstärkas tillta lasterna. En typisk situation där ett garage stemwall exakt en mainbasement väggen kan hanteras genom att stärka den korta delen av väggen thatspans öppningen med två #4 barer på toppen och botten, som sträcker sig 3 meter intoeach angränsande delen av väggen ovanför villkor., Denna lösning är begränsad till maximal räckvidd på a4-fot och en maximal höjdändring på 5 fot. Om väggarna ärvid rät vinkel, måste armeringsjärn böjas i enlighet därmed.

för denna detalj bildas fotspåren och gjuts som vanligt. När du bildarväggarna måste botten av formerna vara täckta med en träbit därformerna passerar över tomt utrymme. I termitland måste det träet strippasnär formulären kommer av.

Brent Anderson är en konsultingenjör ochbetongentreprenör som tjänar på American Concrete Institute Committee332, Bostadsbetong.,
denna artikel har tillhandahållits av www.jlconline.com. JLC-Online produceras av redaktörer och utgivare av Journal of Light Construction, en månatlig tidskrift som betjänar bostäder och lätta kommersiella byggare, remodelers, designers och andra handelspersonal.