Как армировать бетонную плиту на земле для предотвращения растрескивания

Стальная арматура и арматура из сварной проволоки обеспечивают контроль ширины трещины в ненесущих плитах на земле.

21 мая 2020 г.

Kim Basham, PhD PE FACI

KB Engineering LLC

Вверху и внизу: Правильно размещенная/поддерживаемая арматура приведет к правильному расположению арматуры в плите. Обратитесь к документации производителей, чтобы узнать максимальное расстояние между стульями и другими опорами, и используйте минимальное расстояние между арматурами 12 дюймов, чтобы работники могли не ходить по арматуре.

Большинство плит на грунте не армированы или номинально армированы для контроля ширины трещин. При расположении в верхней или верхней части толщины плиты стальная арматура ограничивает ширину случайных трещин, которые могут возникнуть из-за усадки бетона и температурных ограничений, осадки подстилающего слоя, приложенных нагрузок или других факторов.

Этот тип армирования обычно называют усадочным и температурным армированием.

Усадочное и температурное армирование отличается от структурного армирования. Структурная арматура обычно размещается в нижней части толщины плиты для увеличения несущей способности плиты. Большинство конструкционных плит на земле имеют как верхний, так и нижний слои армирования для контроля ширины трещин и увеличения несущей способности. Из-за проблем конструктивности и затрат, связанных с двумя слоями армирования, конструкционные плиты на земле не так распространены, как ненесущие плиты.

Несмотря на то, что существует несколько вариантов армирования ненесущих плит на грунте, в этой статье основное внимание уделяется стальным арматурным стержням и арматуре из сварной проволоки для ограничения ширины трещин.

Неограниченный рост ширины трещины приводит к выкрашиванию краев вдоль внестыковых трещин при воздействии колесного транспорта, особенно погрузчиков с жесткими колесами.

Основы

Стальная арматура и арматура из сварной проволоки не предотвратят растрескивание. Армирование в основном бездействует, пока бетон не треснет. После растрескивания он становится активным и контролирует ширину трещин, ограничивая их рост.

Если плиты укладываются на высококачественное основание с равномерной опорой и состоят из бетона с низкой усадкой, а швы должным образом установлены на расстоянии 15 футов или менее, армирование обычно не требуется. Скорее всего, случайных или внезапных трещин будет немного. Если случайные трещины все-таки возникают, они должны оставаться достаточно плотными из-за ограниченного расстояния между швами и низкой усадки бетона, что ограничивает возможность эксплуатации или проблемы с техническим обслуживанием в будущем.

Когда плиты укладываются на проблемное основание с риском неравномерной поддержки или состоят из бетона с умеренной или высокой усадкой, или расстояние между швами превышает 15 футов, тогда необходимо усиление для ограничения ширины трещин в случае их возникновения. По мере того, как ширина трещины увеличивается и приближается к 35 милам (0,035 дюйма), эффективность передачи нагрузки через блокировку заполнителя снижается, и могут возникать дифференциальные вертикальные перемещения через трещины или «раскачивание» плиты. Когда это происходит, обнажаются края трещины и, вероятно, происходит растрескивание краев, особенно если плита подвергается воздействию колесного транспорта и особенно погрузчиков с жесткими колесами. Как только начинается выкрашивание, ширина трещин на поверхности становится больше, а износ плиты вдоль трещин значительно увеличивается.

Если деформационные швы недопустимы и не устанавливаются, требуется термоусадочное и температурное армирование. Этот подход к проектированию иногда называют непрерывно армированными или бесстыковыми плитами, и он допускает появление многочисленных, близко расположенных (от 3 до 6 футов) мелких трещин по всей плите.

Неограниченный рост ширины трещины приводит к выкрашиванию краев вдоль внестыковых трещин при воздействии колесного транспорта, особенно погрузчиков с жесткими колесами.

Варианты контроля трещин

Как правило, существует два варианта борьбы с трещинами в плитах на грунте: 1) контролировать расположение трещин путем установки компенсационных швов (не контролирует ширину трещины) или 2) контролировать ширину трещин путем установки арматуры (не контролировать место трещины).

В варианте 1 мы сообщаем плите, где трескаться, а ширина деформационных швов или трещин в швах в значительной степени определяется расстоянием между швами и усадкой бетона. По мере увеличения расстояния между швами и усадки бетона ширина швов увеличивается. Подобно трещинам, если ширина шва приближается к 35 милам, эффективность блокировки заполнителя для передачи нагрузок и предотвращения дифференциальных вертикальных перемещений по швам может быть значительно снижена. По этой причине многие проектировщики используют устройства для передачи нагрузки, включая стальные дюбели, пластины или непрерывную арматуру через деформационные швы, чтобы обеспечить положительную передачу нагрузки и ограничить дифференциальные вертикальные перемещения по швам.

В варианте 2 мы позволяем плитам растрескиваться случайным образом, но контролируем ширину трещин с помощью стальных арматурных стержней или арматуры из сварной проволоки. Обычно при таком варианте компенсационные швы не устанавливаются. Вместо этого растрескивание происходит хаотично, образуя многочисленные, плотно скрепленные между собой трещины. Из-за внешнего вида этот вариант борьбы с трещинами всегда следует обсуждать с владельцем.

Резка арматуры в местах стыков

Соблюдайте осторожность при использовании обоих способов борьбы с трещинами в одной и той же плите. Если через усадочные швы проходит слишком много арматуры, швы становятся слишком жесткими и могут не растрескиваться и не раскрываться, как предполагалось. Когда деформационные швы не активируются (т. е. трескаются и открываются) из-за армирования, обычно возникает внешовное или случайное растрескивание. Если используются оба варианта, необходимо ограничить количество арматуры, проходящей через стыки, чтобы обеспечить правильную активацию.

Некоторые проектировщики предписывают резать всю арматуру в деформационных швах, в то время как другие могут указывать резать каждый второй стержень или проволоку. Если обрезать каждый второй стержень или проволоку, оставшаяся арматура поможет обеспечить передачу нагрузки и сведет к минимуму дифференциальные перемещения панелей, но не будет препятствовать активации соединений. Если в спецификациях и строительных чертежах не указано, что делать с температурно-усадочной арматурой в местах стыков, подрядчики должны подать запрос на получение информации. Много раз подрядчиков необоснованно обвиняют в растрескивании вне швов, связанном с этой проблемой проектирования.

Метод перемещения арматуры из сварной проволоки в указанное место методом «зацепи и потяни» является неэффективным методом, которого следует избегать подрядчикам.

Расположение арматуры

Стальная арматура и арматура из сварной проволоки должны располагаться в верхней трети толщины плиты, поскольку усадочные и температурные трещины возникают на поверхности плиты. Трещины шире у поверхности и сужаются с глубиной. Таким образом, арматура для контроля трещин никогда не должна располагаться ниже середины глубины плиты. Арматура также должна располагаться достаточно низко, чтобы пила не разрезала арматуру. Для армирования сварной проволокой Институт армирования проволоки рекомендует размещение стали на 2 дюйма ниже поверхности или в пределах верхней трети толщины плиты, в зависимости от того, что ближе к поверхности. Конструкторы обычно определяют положение армирования, указывая защитный слой бетона (от 1 1/2 до 2 дюймов) для армирования.

Размещение одного слоя арматуры в центре или на середине глубины плиты не рекомендуется (за исключением плит толщиной 4 дюйма). Это универсальное место, где проектировщик надеется увеличить несущую способность плиты, а также обеспечить контроль ширины трещины. Однако размещение арматуры посередине плиты не позволит эффективно решить ни одну из этих задач.

Стальная арматура и арматура из сварной проволоки должны поддерживаться и достаточно связываться вместе, чтобы свести к минимуму перемещения во время укладки бетона и отделочных работ. В противном случае арматура может неправильно расположиться в плите. Поддержите арматуру стульями или опорами из сборных железобетонных стержней. Стулья должны иметь песчаные или опорные плиты, а перекладины должны иметь квадратное основание размером не менее 4 дюймов, чтобы гарантировать, что они не утонут в основании. Используйте расстояние между опорами, которое гарантирует, что арматура не провиснет между опорами или не будет продавлена ​​пешеходным движением или свежим бетоном. Гибкая арматура, включая арматуру из сварной проволоки, требует меньшего расстояния между опорами. В дополнение к указанию типа и количества арматуры проектировщики должны указать тип и расстояние между опорами, чтобы обеспечить правильное расположение арматуры.

Арматура из сварной проволоки никогда не должна размещаться на земле и тянуться на место после укладки бетона. Техника «зацепи и потяни» всегда приводит к неправильному расположению арматуры. Как рабочие могут равномерно «зацепить и потянуть» сварную проволочную арматуру в указанном месте, стоя на арматуре?

Армирование, частично заглубленное в основание, не обеспечивает контроля ширины трещины. Без опорных стульев или сборных железобетонных блоков арматура обычно оказывается в нижней части плиты или заглубляется в основание.

Допуски на размещение

Допуск вертикального размещения арматуры в плитах на грунте составляет ± 3/4 дюйма от указанного места. Для плиты толщиной 12 дюймов или менее допуск защитного слоя бетона составляет — 3/8 дюйма, измеренный перпендикулярно бетонной поверхности, и уменьшение защитного слоя не может превышать одной трети указанного защитного слоя. Во многих случаях допуск покрытия переопределяет допуск вертикального размещения. Правильное размещение и поддержка арматуры поможет обеспечить соблюдение этих допусков вертикального размещения.

Первоначально эта статья была опубликована 25 февраля 2013 г. 

Ссылки:

ACI 117-06. «Спецификация допусков для бетонных конструкций и материалов»

ACI 302.1R-04. «Руководство по устройству бетонных полов и плит»

ACI 360R-06. «Проектирование плит на грунте»

Заявление о позиции ASCC № 2. «Расположение рулонной сварной сетки в бетоне»

Технические факты WRI. «Опоры необходимы для долговременной работы арматуры из сварной проволоки в плите на уровне грунта» (TF 702-R-08)

Технические факты WRI. «Как определить, заказать и использовать армирование сварной проволокой» (TF 202-R-03)

10 вещей, которые нужно знать о волокнистом армировании бетона

Hillman представляет системы крепления бетона для средних нагрузок на WOC

2 90 10 лучших статей о строительстве на этой неделе: забудьте о заводской табличке, если хотите самый американский пикап

10 самых читаемых статей о строительстве: неделя с 24 августа0090

Увеличьте производительность с помощью нагревателей песка ADM производительностью от 90 до 210 тонн в час

Экологически чистая микрофибра PSI Fiberstrand REPREVE 225 для армирования бетона

Бульдозеры Cat® готовы к дальнейшим действиям

чтобы опередить конкурентов и сохранить больше денег в кармане.

Домовладелец заявляет, что новые бетонные стены, уложенные зимой, «протекают»

Сравнивая то, что считается дефектом строительства или монтажа, и процесс естественного увлажнения в сочетании со сменой времен года. Общая платформа для заблуждений и должна быть частью вашего информационного пакета для каждого фонда.

Вопросы и ответы с изобретателем лазерной плиты Somero

Лазерная плита Somero произвела революцию в бетонной промышленности, повысив качество бетонного пола и сняв часть физической нагрузки с бетонщиков.

Увеличьте производительность с помощью нагревателей песка ADM производительностью от 90 до 210 тонн в час

Нагреватели песка ADM эффективно нагревают песок для контроля температуры смеси, улучшения качества смеси и снижения энергозатрат и трудозатрат на производство зимнего бетона.

10 фактов об армировании бетона волокном

В зависимости от того, позволит ли проект, подрядчики могут счесть армирование волокном экономически эффективной альтернативой для обеспечения долговечности. Однако это может быть непросто. Загрузите этот документ, в котором перечислены 10 вещей, которые нужно знать об армировании бетона волокном.

Этот подрядчик полагается на роботизированную вязку арматуры

TyBOT от Advanced Construction Robotics помогает Shelby Erectors повысить рентабельность и улучшить опыт владельца проекта — затем IronBOT еще больше ускорит работу

CRSI: арматурный стержень, помеченный буквой W, теперь имеет двойной класс

Изменения 2020 года в ASTM A615 соответствуют требованиям к арматуре как A706. Материал A706 теперь соответствует или превосходит все химические и механические требования для соответствующего размера и сорта A615.

GatorBar Утвержден Департаментом транспорта штата Вирджиния

Композитная арматура, армированная стекловолокном, GatorBar была включена в Оценочный список новых продуктов Департаментом транспорта штата Вирджиния.

Diablo просверливает арматуру насквозь сверлом Rebar Demon SDS на выставке World of Concrete 2022

Передовой опыт работы с георадаром: сэкономьте время, деньги и головную боль подрядчикам по бетонным работам

Одного знания о том, что инженерные коммуникации и структурные элементы существуют под землей, недостаточно, чтобы соответствовать требованиям техники безопасности и передовым методам применения георадар становится все более распространенной технологией на рабочем месте.

Новые батареи дают инструментам MAX USA больше стяжек и отрезков

Предлагая на одну зарядку тысячи стяжек и сотни дополнительных резов, ваши устройства MAX USA TWINTIER, ярусы для арматуры и устройства для резки арматуры PJRC160 только что были обновлены.

Методика обнаружения арматуры

Существует несколько методов, доступных для бетонных подрядчиков, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Наиболее распространены вихревые токи (EC), георадар (GPR) и цифровая рентгенография (DR).

Исследовательская группа изучает арматуру на основе конопли

Группа исследователей из Политехнического института Ренсселера нацелилась на разработку арматуры для бетона, изготовленной из конопли. Исследования продолжаются.

3D-печать армированного графеном бетона и ее преимущества

Поскольку в процессе 3D-печати бетона не используются бетонные формы, обычные средства армирования, такие как арматура и проволочная сетка, не могут использоваться — графен оказался одной из наиболее перспективных добавок для печатного бетона.