Undergrader og undergrunner for betongplater

En godt komprimert undergrunn holder konstruksjonen utenfor gjørmen og gir jevn platestøtte. Lippincott & Jacobs

Det som ligger under betongplaten din, er avgjørende for en vellykket jobb. Dette er ikke annerledes enn grunnlaget for en bygning. En plate på bakken (eller plate på grad) er per definisjon ikke ment å være selvbærende. Jordstøttesystemet under det er der for å støtte platen.

HVA ER EN UNDERGRUNN / UNDERGRAD '?

Terminologien som brukes til jordstøttesystemer er dessverre ikke helt konsistent, så la oss følge American Concrete Institutes definisjoner, fra bunnen:

hvordan rengjøre fugemasse i fliser

• Undergrunn - dette er den opprinnelige jorda (eller forbedret jord), vanligvis komprimert
• Underbase - dette er et lag med grus på toppen av undergrunnen
• Base (eller baseløp) - dette er materiallaget på toppen av undergrunnen og rett under platen

Finn skive- og fundamententreprenører i nærheten av meg

En komprimert undergrunn holder arbeidere utenfor søla. Energieffektivt bygningsnettverk

Det eneste laget som absolutt kreves er undergrunnen - du må ha bakken for å plassere en plate på bakken oppå. Hvis den naturlige jorda er relativt ren og komprimerbar, kan du legge en plate direkte oppå den uten ekstra lag. Problemene med det er at jorden kanskje ikke drenerer godt, og den kan være gjørmete under konstruksjonen hvis den blir våt, den kan ikke komprimere godt, og det kan være vanskelig å få den flat og til riktig grad. Vanligvis bør toppen av undergraden graderes til pluss eller minus 1,5 tommer fra den angitte høyden.

En underbase og basiskurs, eller begge deler, gir flere gode ting. Jo tykkere underbase, jo mer belastning kan platene bære, så hvis det kommer til å være tunge belastninger på platen - som lastebiler eller gaffeltrucker - vil designeren sannsynligvis spesifisere en tykk underbase. En underbase kan også fungere som et kapillærbrudd, og forhindrer at vann trekker seg opp fra grunnvannsbordet og inn i platen. Underbasematerialet er vanligvis en rimelig billig grus uten mye bøter.

Resirkulert knust betong er en utmerket kilde for underlagsmateriale. Betongprodusenten

Et grunnlag på toppen av undergrunnen gjør det lettere å komme til riktig karakter og å få den flat. Hvis du bruker et slags choker-kurs med finere materiale på toppen av undergrunnen, vil det støtte ditt folk og utstyr under betongplassering. Det vil også holde tykkelsen på platen jevn, noe som vil spare penger på betong - den dyreste delen av systemet. Et flatt underlag vil også gjøre at platen lett kan gli når den krymper, noe som reduserer tilbakeholdenhet og risikoen for sprekker når betongen trekker seg sammen etter plassering (tørkekrymping).

Hele undergrunnen og basesystemet skal være minst 4 tommer tykkere - tykkere hvis ingeniøren føler at det er nødvendig for riktig støtte. Basismaterialet, ifølge ACI 302, 'Betonggulv og platekonstruksjon', skal være 'komprimerbart, lett å trimme, granulær fylling som vil forbli stabil og støtte konstruksjonstrafikk.' ACI 302 anbefaler materiale med 10 til 30% finstoff (passerer sil nr. 100) uten leire, silt eller organiske materialer. Produsert tilslag fungerer godt - knust resirkulert betongaggregat kan også fungere bra. Toleranser på grunnløpet er +0 tommer og minus 1 tommer for klasse 1 til 3 etasjer (typisk gulv med lav toleranse) eller +0 tommer og minus ¾ tommer for gulv med høyere toleranse.

HVA OM JORDEN '?

En sandbunnbane er lett å komprimere, men kan lett gro under konstruksjonen. Gratis reformert kirke i Southern River

Vekten av platen og alt på toppen av den vil til slutt bli støttet av jorden. Når en byggeplass blir gravd ut, blir jorda vanligvis flyttet rundt - høye flekker kuttes og lave flekker fylles. Alt skal deretter komprimeres før du legger betongen, undergrunnen og underlaget.

Jordtypen bestemmer hva som må skje før du legger en plate. Det er tre grunnleggende jordtyper, og her er hva du bør vite om hver:

• Organisk jord , hva du kan kalle toppjord, er flott i hagen din, men forferdelig under en plate. Organiske jordarter kan ikke komprimeres og må fjernes og erstattes med en komprimerbar fylling.
• Granulær jord er sand eller grus. Du kan enkelt se de enkelte partiklene og vannet renner ganske enkelt fra dem. Akkurat som på stranden når du lager et sandslott, hvis du tar en våt håndfull granulær jord og lager en ball, så snart den tørker, vil den smuldre opp. Granulær jord har høyest bærestyrke og er lett kompakt.
• Sammenhengende jord er leire. Hvis du tar en våt håndfull, kan du rulle den inn i en streng akkurat som med modelleringsleire. Den har en fettete, glatt følelse mellom fingrene, og individuelle partikler er for små til å se. Sammenhengende jord er ofte vanskelige å komprimere og får en steinhard konsistens når de er tørre, men de har lavere bærestyrke enn granulær jord. Noen leire ekspanderer når de er våte og krymper når de er tørre, noe som gjør dem spesielt vanskelige som underlagsmaterialer. Den beste måten å motvirke dette problemet på er først med god komprimering, og deretter ikke la dem bli våte (ved å gi drenering). Men når bakken under platen tørker over tid, vil den krympe og platen vil synke. Det er ikke et stort problem så lenge platen er isolert fra underlag og søyler og fra eventuelle rør som trenger gjennom platen, slik at den kan sette seg litt og legge seg jevnt. Ofte, med ekspansive leire, er den beste tilnærmingen en strukturell plate som ikke bærer på jorden i det hele tatt eller en postspent plate som flyter på jorden, men ikke stoler på den for strukturell støtte.

Etterspenning er ofte den beste løsningen for en plate på dårlig jord. J.C. Escamillas betong

Mest naturlig jord er selvfølgelig en blanding og er så preget av den type materiale som er dominerende. Mengden vekt jorden kan bære før den mislykkes, er dens bæreevne, vanligvis gitt i pund per kvadratmeter. Designet er imidlertid basert på det tillatte jordtrykket, noe som gir en sikkerhetsfaktor til den ultimate bæreevnen.

La oss se på vekten undergrunnen vil typisk trenge å bære. En 6-tommers tykk plate veier omtrent 75 pounds per kvadratmeter. I følge International Residential Code varierer den levende belastningen (alt som ikke er en del av selve bygningen) fra omtrent 20 til 60 pund per kvadratfot - 50 pund per kvadratfot i en garasje. Det gir oss 125 pund per kvadratmeter for jorda å støtte. En ren sandjord kan ha et tillatt jordtrykk så høyt som 2000 pund per kvadratmeter. Selv en dårlig jord - silt eller myk leire - kan ha et tillatt jordtrykk på 400 pund per kvadratmeter.

Vi kan da se at det tillatte jordtrykket for en plate sjelden er et problem. Imidlertid er det behov for ensartet støtte, for hvis en del av platen legger seg mer enn en annen, er det da vi bøyer oss i platen - og potensielt sprekker og differensialoppgjør. Å vite hvilke områder som er kappet og hvilke som er fylt er viktig - sørg for at fyllingsområdene er godt komprimert. Faktisk må all jord som har blitt forstyrret under utgraving komprimeres.

UNIFORM STØTTE

Nøkkelen til jordstøttesystemet er jevn støtte snarere enn sterk støtte. Visst, det må være i stand til å støtte platen, og på de fleste grunner er det ikke et stort problem, i det minste over midten av platen, siden lasten er spredt over så mye område. God sterk støtte i kantene og på alle skjøter kan være en annen sak - for å forhindre sprekkdannelse og skjøting av skjøter, må vi støtte platen på de stedene der den kan oppføre seg som en utkraging og bøye seg inn i undergrunnen. Men med en god underbase er det egentlig ikke noe stort problem.

Hva skjer med en betongplate hvis støtten ikke er ensartet?

Betong er veldig sterkt i kompresjon og ikke så sterkt i spenning. I en plate skapes ofte spenning ved bøyning. Når et stykke betong bøyes, er det i kompresjon på den ene siden og spenning på den andre siden. En betongplate kan bøyes konkav opp (som et smil) hvis undergrunnen har et mykt sted i midten, og setter bunnen i spenning. Det kan bøye seg ned (som en rynke) ved frie kanter eller ved skjøter, og setter toppen i spenning. Så hvis hele betongplaten ikke støttes nedenfra, av 'jordstøttesystemet', vil den bøyes lettere og vil sannsynligvis sprekke.

Hvorfor lar undergrunnen og undergrunnen betongen bevege seg i det hele tatt, burde den ikke være helt stiv?

Faktum er at jord eller grusløp kommer til å komprimeres hvis belastningen er høy nok, med mindre platen plasseres på fast berg. Og på noen måter er det bra, fordi platene krøller seg og hvis basen kan avbøyes litt, kan den fortsette å gi støtte til platen selv når den krøller seg. Men hvis det ikke gir jevn støtte, hvis platen må bygge bro over myke flekker, vil platen sannsynligvis sprekke. Det trenger ikke engang å være mye belastning på platen - dens egen vekt er vanligvis nok siden en plate på karakter ikke vanligvis er designet for å til og med bære død last. Og når den sprekker, vil den sprekken gå hele veien gjennom platen. Hvis støtten til underplaten er dårlig nok, kan du få differensiell avregning over sprekken som etterlater en veldig uheldig støt og en veldig ulykkelig eier.

Etter komprimering kan jordtettheten testes med kjernefysisk testutstyr. Bechtel

HVORDAN PÅVERKER UNDERGRADEN / BASEN SLAB DESIGN '?

Vi går til alt dette arbeidet for å få riktig jordstøttesystem, og det vi ender med er en enkelt inngangsverdi for plateutformingen. Den mest brukte verdien er modulen for undergradsreaksjon, til . Denne verdien er ikke direkte relatert til bæreevne og til forteller ikke designeren om det er komprimerbar eller ekspansiv jord. Hva det gjør, er å indikere hvor stiv undergrunnen / undergraden er over små nedbøyninger (ca. 0,05 tommer).

La oss nå se på hvorfor vi trenger å vite hvor fleksibel undergrunnen er. Til å begynne med er det viktig å forstå at en plate på bakken er utformet som 'vanlig' betong. Det betyr at vi ikke regner med at armeringsstålet bærer noe av lasten. Men vent, sier du, det er stål i platen - mesh og armeringsjern. Ja, men det stålet er bare der for sprekkkontroll - for å holde sprekker tett sammen. Det strekker seg normalt ikke gjennom leddene - ved ledd vil vi bare overføre skjærkrefter, ikke bøyemomenter og absolutt ikke lateral begrensning. Det er det skjøten er der for i utgangspunktet, for å tillate sidekrymping i platen.

Hvis undergrunnen legger seg under midten av platen eller i kantene, kan den ikke-støttede delen føre til sprekker eller feil på platen.

Så hvis vi ikke regner med at stålet bærer noen belastning, må betongen være sterk nok til å bøye. Og støtten den får nedenfra avgjør hvor mye den vil bøyes. Som vi allerede har diskutert, er betong ikke så sterk i spenning, og siden halvparten av bøyning er spenning, er det ikke så sterk i bøyning. Det som gjør det sterkere i bøying, er imidlertid en tykkere plate.

En dårlig komprimert undergrunn eller mer belastning enn platen var konstruert for å bære, kan føre til sprekker i skjøtene. Bill Palmer

Jo svakere undergrunnen, eller jo tyngre belastninger, jo tykkere må platen være. Betongstyrke spiller også inn, men de fleste betongplater er rundt 3000 til 4000 psi, så det er ikke en viktig faktor. Strekkfastheten til betong blir typisk tatt som 10 til 15% av trykkfastheten, så bare ca. 400 eller 500 psi. Sammenlign det med strekkfastheten til armeringsjern av grad 60, som er 60000 psi.

Tingen å huske her er at en betongplate er ment å være stiv, men vi forventer ikke at basen skal være uendelig stiv. En plate vil legge seg litt, og det er OK fra et designperspektiv — igjen, så lenge bosetningen er ensartet. Faren er imidlertid ved kantene på platen eller ved skjøter som er brede nok til å la platen på hver side legge seg uavhengig. Ved de frie kantene avhenger vekten platen kan bære av stivheten til underlaget og bøyestyrken til platen, som for det meste er en funksjon av platetykkelsen.

Lese Forebygging av betongsprekker for mer informasjon.

HVORDAN KAN VI FORBEDRE DELGRADEN?

Mest forbedring av undergrunnen oppnås ved å komprimere jorden. I ekstreme situasjoner, når jorda er spesielt dårlig eller belastningen er høy, kan jordstabilisering brukes. I denne prosessen blandes portlandsement, kalsiumklorid eller kalk i jorden og komprimeres. Undergrunnen kan også graves ut og blandes med grus og deretter komprimeres.

For noen vanskelige jordarter kan undergrunnen plasseres på et lag med geogrid.

Jordpakking er handlingen med å presse ut så mye luft og fuktighet som mulig for å presse de faste jordpartiklene sammen - dette gjør jorden mer tett og typisk jo høyere jordens tetthet, desto høyere bæreevne. Godt komprimert jord tillater heller ikke at fuktighet beveger seg like lett inn og ut.

Så komprimering oppnår følgende:

• Reduserer mengden jorden vil komprimere (legge seg) når platen er på den
• Øker vekten vi kan legge på den (bæreevne)
• Forhindrer frostskader (heving) hvis jorda under platen fryser
• Reduserer hevelse og sammentrekning

Hvor mye en jord kan komprimeres måles av en geoteknisk (eller jord) ingeniør ved å plassere jorden i en sylinder og slå på den - seriøst. Standard eller modifiserte Proctor-tester (hver bruker forskjellige vekter for å komprimere jorda) bestemmer forholdet mellom jordtetthet og fuktighet og forteller oss den maksimale rimelige jorddensiteten som kan oppnås i marken.

Det vi prøver å bestemme med Proctor-testen er fuktighetsinnholdet i jorden som gjør det enklest å komprimere og resultere i høyeste tetthet - husk at tettheten er direkte relatert til komprimering. For lite fuktighet og jorden er tørr og komprimerer ikke lett for mye fuktighet, og du kan ikke enkelt presse vannet ut. For å få best mulig komprimering vil det optimale fuktighetsinnholdet vanligvis ligge i området 10% til 20%. Så når du hører at i henhold til spesifikasjonen, må jorden være på 95% av den maksimale modifiserte Proctor-tettheten, vil du vite at du trenger fuktighetsinnholdet for å være omtrent riktig for å komme til det komprimeringsnivået.

En jordfuktighetskurve definerer det optimale fuktighetsinnholdet og den maksimale tettheten som kan oppnås i marken.

Hvis du ikke skal få utført Proctor-tester, er det noen enkle feltprøver for å få en grov ide om bæreevne og fuktighetsinnhold:

• Bruk håndtesten for fuktighetsinnhold. Klem en jordkule i hånden. Hvis det er pulveraktig og ikke holder form, er det for tørt hvis det formes til en kule og brytes i et par stykker når det tappes, det handler om riktig hvis det etterlater fuktighet på hånden og ikke bryter når det droppes, det er våt.
• Leire som du kan skyve tommelen noen centimeter inn med moderat innsats, har en bærestyrke i området 1000 til 2500 psf
• Løs sand som du bare knapt kan skyve en armeringsstang nr. 4 inn for hånd, har en bæreevne på 1000 til 3000 psf
• Slip at du kan kjøre en armeringsstang nr. 4 til ca. 1 fot med en 5 pund hammer, og har en bæreevne over 2000 psf

Husk også at det ikke bare er jorda (undergrunnen) som må komprimeres. Eventuelle underlag eller grunnlag, som vanligvis vil være granulære materialer, må også komprimeres godt i riktig løftetykkelse.

Se mer på bygge plater av høy kvalitet på karakter .

Plate Compactor Video
Tid: 02:18
Riktig funksjon og bruk av vibrasjonsplate-komprimatorverktøyet for å klargjøre betongunderlaget før du legger betongen

KOMPAKSJONSUTSTYR

Det er to måter å komprimere jorda eller undergrunnen på: statisk kraft eller vibrasjonskraft. Statisk kraft er ganske enkelt maskinens vekt. Vibrasjonskraft bruker en slags mekanisme for å vibrere jorda, noe som reduserer friksjonen mellom jordpartiklene, slik at de lettere kan presses sammen.

Jordtypen (eller undergrunnsmaterialet) bestemmer hvilken type utstyr som trengs for komprimering:

• Sammenhengende jord må klippes for å få komprimering, så du trenger en maskin som har høy slagkraft. En rammer er det beste valget, eller for større jobber, en pad-foot-vals (ligner på en sauefotrulle). Heiser for komprimering av sammenhengende jord bør ikke være tykkere enn 6 tommer.
• Granulær jord trenger bare at partiklene vibreres for å flytte dem nærmere hverandre. Vibrerende plater eller ruller er det beste valget. Heiser for grus kan være så tykke som 12 tommer for tommer.

For store jobber, for eksempel motorveier eller store plater, brukes store vibrerende ruller, enten med glatte ruller eller sauerfotruller, til komprimering. Bakruller, enten med polstrede ruller som elter jorda, eller med glatte vibrerende ruller, er gode for mellomstore jobber. For mindre jobber er de to vanligste typene av komprimeringsutstyr vibrasjonsplate komprimatorer (enten enveis eller reversibel) og stampere .

Her er noen detaljer om hver type utstyr:

• Rammere , noen ganger kalt jumping jacks, varierer i vekt fra omtrent 130 pounds til 185 pounds. Disse verktøyene er gode for komprimering av jorda i en fotgrøft eller for sammenhengende leire i mindre områder, siden de gir høy slagkraft (høy amplitude, lavere frekvens). De er ikke bra for komprimering av granulærmaterialer, for eksempel grunnlag.
• Vibrasjonsplater er ideelle for komprimering av granulær jord og underlag. Tilgjengelig i vekter fra 100 til 250 pund med platestørrelse fra 1 til 1,5 fot med 2 fot. Vibrasjonen har en lavere amplitude, men høyere frekvens enn med en stamper, og er balansert slik at maskinen beveger seg fremover.
• Vendbare vibrasjonsplater fungerer godt på granulær jord eller med granulær-sammenhengende blandinger. Med to eksentriske vekter kan vibrasjonen reverseres for å bevege maskinen fremover eller bakover, eller for å stoppe for å komprimere en enkelt myk flekk. For pengene er dette gode maskiner på grunn av allsidigheten.

Les mer om komprimeringskrav til betongbelegg .

PLASSERING AV BETONGEN

Så vi har endelig komprimert undergrunnen og undergrunnen og grunnløpet plassert og komprimert. Men hva skjer hvis det er en forsinkelse på dette punktet før betongen plasseres '? Hvis undergrunnen blir regnet på eller frosset før betongplasseringen, kan den gå fra å være klar til å være for myk.

For de fleste innvendige plater bør dampsperren plasseres på underbunnen før betongen legges.

Den beste måten å vite om undergrunnen er ordentlig komprimert og klar for platen er ved korrekt rulling, som kjører en tunglastet lastebil (for eksempel en fullastet betongbil) over undergrunnen rett før du legger betongen for å se om noen områder synker mer enn andre. Dette bør gjøres på et slags rutenettmønster, og dekkene skal ikke synke ned i overflaten mer enn ½ tomme. Hvis det er sporing eller pumping av vann i noen del av undergrunnen eller undergrunnen, trenger det området mer komprimering eller tilsetning av granulære materialer - eller bare for å få lov til å tørke ut. I verste fall kan grøfter eller kummer kuttes og vannet pumpes ut.

Like før du legger betongen, kan det også være lurt å plassere en fuktsperre. For innvendige gulv er den beste plasseringen vanligvis mellom underlag og betong. For mer om dette, se Dampbarrierer for betongplater .

Lær mer om riktig forberedelse av undergrunnen til kommersielle etasjer og innkjørsler .

Sist oppdatert: 31. juli 2018