Subgrades & Subbases voor betonnen platen

Site Lippincott & Jacobs

Een goed verdichte ondergrond houdt de constructie uit de modder en zorgt voor een gelijkmatige ondersteuning van de vloer. Lippincott & Jacobs

Wat onder uw betonnen plaat ligt, is cruciaal voor een succesvolle klus. Dit is niet anders dan de fundering voor een gebouw. Een plaat op de grond (of plaat op niveau) is per definitie niet bedoeld om zelfdragend te zijn. Het 'bodemondersteuningssysteem' eronder is er om de plaat te ondersteunen.

WAT IS EEN SUBBASE / SUBGRADE '?

Website Bill Palmer

De terminologie die wordt gebruikt voor bodemondersteunende systemen is helaas niet helemaal consistent, dus laten we de definities van het American Concrete Institute volgen, beginnend vanaf de onderkant:





beste appels om mee te bakken
  • Ondergrond - dit is de inheemse grond (of verbeterde grond), meestal verdicht
  • Subbase - dit is een laag grind bovenop de ondergrond
  • Basis (of basislaag) - dit is de laag materiaal bovenop de onderlaag en direct onder de plaat

Vind aannemers van platen en funderingen bij mij in de buurt

Site energiezuinig gebouwnetwerk

Een verdichte onderlaag houdt arbeiders uit de modder. Energiezuinig bouwnetwerk



De enige laag die absoluut vereist is, is de ondergrond - je moet grond hebben om een ​​plaat op de grond te plaatsen. Als de natuurlijke grond relatief schoon en verdichtbaar is, kun je er zonder extra lagen een mat bovenop leggen. De problemen daarbij zijn dat de grond mogelijk niet goed wegloopt en dat het tijdens de bouw modderig kan zijn als het nat wordt, het kan niet goed verdichten en het kan moeilijk zijn om het vlak en naar de juiste kwaliteit te krijgen. Meestal moet de bovenkant van de ondergrond worden ingedeeld binnen plus of min 1,5 inch van de gespecificeerde hoogte.

Een onderlaag en een basiscursus, of beide, leveren verschillende goede dingen op. Hoe dikker de basisplaat, hoe meer belasting de plaat kan dragen, dus als er zware ladingen op de plaat komen, zoals vrachtwagens of vorkheftrucks, zal de ontwerper waarschijnlijk een dikke onderplaat specificeren. Een onderlaag kan ook fungeren als een capillaire breuk, waardoor wordt voorkomen dat water van de grondwaterspiegel naar de mat gaat. Het materiaal van de onderlaag is meestal een redelijk goedkope grind zonder veel boetes.

Site The Concrete Producer

Gerecycled gebroken beton is een uitstekende bron voor onderbouwmateriaal. De betonproducent



Een onderlaag bovenop de onderlaag maakt het gemakkelijker om op het juiste niveau te komen en deze vlak te krijgen. Als u een soort choker-laag van fijner materiaal bovenop de onderplaat gebruikt, ondersteunt deze uw mensen en apparatuur tijdens het plaatsen van beton. Het zorgt er ook voor dat uw plaatdikte uniform blijft, wat geld bespaart op beton, het duurste onderdeel van het systeem. Een vlakke onderlaag zorgt er ook voor dat de plaat gemakkelijk kan glijden tijdens het krimpen, waardoor de terughoudendheid en het risico op scheuren als het beton na plaatsing krimpt (krimp tijdens drogen).

De volledige basis en het basissysteem moeten minstens 10 cm dik zijn - dikker als de ingenieur denkt dat dit nodig is voor een goede ondersteuning. Volgens ACI 302, 'Concrete Floor and Slab Construction', moet het basismateriaal van de cursus 'verdichtbaar, gemakkelijk te trimmen, korrelig opvulmateriaal zijn dat stabiel blijft en bouwverkeer ondersteunt'. ACI 302 beveelt materiaal aan met 10 tot 30% fijne deeltjes (passeert zeef nr. 100) zonder klei, slib of organische materialen. Vervaardigd aggregaat werkt goed - gebroken gerecycled betonaggregaat kan ook goed werken. Toleranties op de basislaag zijn +0 inch en min 1 inch voor vloeren van klasse 1 tot en met 3 (typische vloeren met lage tolerantie) of +0 inch en min ¾ inch voor vloeren met hogere toleranties.

WAT MET DE BODEM '?

Site gratis hervormde kerk van Southern River

Een onderlaag op zand is gemakkelijk samen te drukken, maar kan tijdens de bouw gemakkelijk slepen. Gratis hervormde kerk van Southern River

Het gewicht van de plaat en alles erop wordt uiteindelijk ondersteund door de grond. Wanneer een bouwterrein wordt uitgegraven, wordt de grond meestal verplaatst - hoge plekken worden gemaaid en lage plekken worden opgevuld. Alles moet dan worden verdicht voordat u het beton, de onderlaag en de basis plaatst.

De grondsoort bepaalt wat er moet gebeuren voordat een plaat wordt geplaatst. Er zijn drie basissoorten grond en hier is wat u over elk moet weten:

  • Organische bodems , wat je topgronden zou kunnen noemen, zijn geweldig in je tuin, maar vreselijk onder een plaat. Organische bodems kunnen niet worden verdicht en moeten worden verwijderd en vervangen door een samendrukbare vulling.
  • Granulaire bodems zijn zand of grind. U kunt de afzonderlijke deeltjes gemakkelijk zien en het water loopt er vrij gemakkelijk uit. Net als op het strand wanneer je een zandkasteel maakt, als je een nat handvol korrelige grond neemt en een bal maakt, zal hij na het drogen afbrokkelen. Granulaire bodems hebben de hoogste draagkracht en zijn gemakkelijk compact.
  • Samenhangende bodems zijn kleien. Als je een nat handvol pakt, kun je het net als bij boetseerklei tot een touwtje rollen. Het voelt vettig en glad aan tussen je vingers en individuele deeltjes zijn te klein om te zien. Samenhangende bodems zijn vaak moeilijk te verdichten en krijgen een keiharde consistentie als ze droog zijn, maar ze hebben een lagere draagkracht dan korrelige bodems. Sommige kleien zetten uit als ze nat zijn en krimpen als ze droog zijn, waardoor ze bijzonder moeilijk zijn als ondergrondmateriaal. De beste manier om dit probleem tegen te gaan, is eerst met een goede verdichting, en vervolgens door ze niet nat te laten worden (door middel van drainage). Maar als de grond onder de plaat na verloop van tijd droogt, zal deze krimpen en zal de plaat zinken. Dat is geen groot probleem, zolang de plaat maar geïsoleerd is van de funderingen en kolommen en van eventuele leidingen die de plaat binnendringen, zodat deze een beetje kan bezinken en gelijkmatig kan bezinken. Bij uitgestrekte kleien is de beste aanpak vaak een structurele plaat die helemaal niet op de grond rust of een nagespannen plaat die boven op de grond drijft maar er niet op vertrouwt voor structurele ondersteuning.
Site J.C. Escamilla’s Concrete

Naspannen is vaak de beste oplossing voor een mat op arme grond. J.C. Escamilla's Concrete

De meeste natuurlijke grond is natuurlijk een mengsel en wordt dus gekenmerkt door het soort materiaal dat overheerst. De hoeveelheid gewicht die de grond kan dragen voordat deze faalt, is het draagvermogen, meestal uitgedrukt in ponden per vierkante voet. Het ontwerp is echter gebaseerd op de toelaatbare bodemdruk, wat een veiligheidsfactor toevoegt aan het uiteindelijke draagvermogen.

Laten we eens kijken naar het gewicht dat de ondergrond doorgaans moet dragen. Een 6-inch dikke plaat weegt ongeveer 75 pond per vierkante voet. Volgens de International Residential Code varieert de belasting (alles wat geen deel uitmaakt van het gebouw zelf) van ongeveer 20 tot ongeveer 60 pond per vierkante voet - 50 pond per vierkante voet in een garage. Dat geeft ons 125 pond per vierkante voet om de grond te ondersteunen. Een schone zandgrond kan een toelaatbare bodemdruk hebben van wel 2000 pond per vierkante voet. Zelfs een arme grond - slib of zachte klei - kan een toelaatbare bodemdruk van 400 pond per vierkante voet hebben.

We kunnen dan zien dat de toelaatbare gronddruk voor een mat zelden een probleem is. Er is echter behoefte aan uniforme ondersteuning, want als een deel van de plaat meer bezinkt dan een ander, dan buigen we in de plaat - en mogelijk scheuren en differentiële zettingen. Weten welke gebieden zijn gemaaid en welke zijn opgevuld, is belangrijk - zorg ervoor dat de opvulgebieden goed zijn verdicht. In feite moet elke grond die tijdens het graven is verstoord, worden verdicht.

UNIFORME ONDERSTEUNING

De sleutel voor het bodemondersteuningssysteem is uniforme ondersteuning in plaats van sterke ondersteuning. Natuurlijk moet het de plaat kunnen dragen, en op de meeste grond is dat geen groot probleem, althans over het midden van de plaat, aangezien de lading over zoveel oppervlak wordt verdeeld. Een goede, sterke ondersteuning aan de randen en bij eventuele voegen kan een andere zaak zijn - om scheuren en afbrokkelen van voegen te voorkomen, moeten we de plaat ondersteunen op die plaatsen waar deze zich als een cantilever kan gedragen en in de onderlaag kan buigen. Maar met een goede basis is dat ook echt geen probleem.

Wat gebeurt er met een betonplaat als de ondersteuning niet uniform is '?

Beton is erg sterk in compressie en niet zo sterk in spanning. In een plaat ontstaat vaak spanning door te buigen. Wanneer een stuk beton buigt, wordt het aan de ene kant samengedrukt en aan de andere kant onder spanning. Een betonnen plaat kan concaaf naar boven buigen (als een glimlach) als de ondergrond een zwakke plek in het midden heeft, waardoor de bodem onder spanning komt te staan. Het kan bij vrije randen of bij voegen naar beneden buigen (als een frons), waardoor de bovenkant onder spanning komt te staan. Dus als je hele betonnen plaat niet van onderaf wordt ondersteund door het 'bodemondersteuningssysteem', zal hij gemakkelijker buigen en waarschijnlijk barsten.

Waarom laten de ondergrond en de onderlaag het beton überhaupt bewegen, zou het niet helemaal stijf moeten zijn?

Het is een feit dat elke grond- of grindbasislaag zal samendrukken als de belasting hoog genoeg is, tenzij de plaat op stevige rots wordt geplaatst. En in sommige opzichten is dat goed, omdat platen krullen en als de basis een beetje kan doorbuigen, kan deze steun blijven bieden aan de plaat, zelfs als deze omkrult. Maar als het geen uniforme ondersteuning biedt, als de plaat over zachte plekken moet overbruggen, zal de plaat waarschijnlijk barsten. Er hoeft niet eens een grote belasting op de plaat te staan ​​- het eigen gewicht is meestal voldoende, aangezien een plaat op niveau niet is ontworpen om zelfs maar de dode last te dragen. En als het barst, gaat die scheur helemaal door de plaat. Als de ondersteuning onder de plaat erg genoeg is, kun je een differentiële regeling krijgen over de scheur die een zeer ongelukkige hobbel en een zeer ongelukkige eigenaar achterlaat.

Bechtel-site

Na verdichting kan de bodemdichtheid worden getest met nucleaire testapparatuur. Bechtel

HOE HEEFT DE SUBGRADE / BASE INVLOED OP HET SLAB-ONTWERP '?

We doen al deze inspanningen om het juiste bodemondersteuningssysteem te krijgen en wat we uiteindelijk krijgen is een enkele invoerwaarde voor het plaatontwerp. De meest gebruikte waarde is de modulus van de ondergrondreactie, naar . Deze waarde is niet direct gerelateerd aan het draagvermogen en naar vertelt de ontwerper niet of er samendrukbare of uitgestrekte grond is. Wat het doet, is aangeven hoe stijf de onderlaag / ondergrond is over kleine doorbuigingen (ongeveer 0,05 inch).

Laten we nu eens kijken waarom we moeten weten hoe flexibel de ondergrond is. Om te beginnen is het belangrijk om te begrijpen dat een plaat op de grond is ontworpen als 'gewoon' beton. Dat betekent dat we er niet op rekenen dat het wapeningsstaal de last kan dragen. Maar wacht, zegt u, er zit staal in de plaat - gaas en wapening. Ja, maar dat staal is er alleen voor het beheersen van scheuren - om eventuele scheuren stevig bij elkaar te houden. Het strekt zich normaal niet uit door de gewrichten - bij gewrichten willen we alleen schuifkrachten overbrengen, geen buigmomenten en zeker geen laterale fixatie. Dat is waar de voeg in de eerste plaats voor is, om laterale krimp in de plaat mogelijk te maken.

Website Bill Palmer Website Bill Palmer

Als de ondergrond zich onder het midden van de plaat of aan de randen nestelt, kan het niet-ondersteunde deel leiden tot scheuren of defecten van de plaat.

Dus als we er niet op rekenen dat het staal enige lading kan dragen, dan moet het beton sterk genoeg zijn om de buiging te dragen. En de ondersteuning die het van onderaf krijgt, bepaalt hoeveel het zal buigen. Zoals we al hebben besproken, is beton niet zo sterk in spanning, en aangezien de helft van het buigen spanning is, is het niet zo sterk in het buigen. Wat het echter sterker maakt bij het buigen, is een dikkere plaat.

Website Bill Palmer

Een slecht verdichte ondergrond of meer belasting dan de plaat is ontworpen om te dragen, kan leiden tot scheuren bij verbindingen. Bill Palmer

Hoe zwakker de ondergrond of hoe zwaarder de lasten, des te dikker moet de plaat zijn. Betonsterkte speelt ook een rol, maar het meeste plaatbeton is ongeveer 3000 tot 4000 psi, dus het is geen belangrijke factor. De treksterkte van beton wordt doorgaans genomen als 10 tot 15% van de druksterkte, dus slechts ongeveer 400 of 500 psi. Vergelijk dat eens met de treksterkte van wapening van klasse 60, die 60.000 psi is.

Het ding om hier te onthouden is dat een betonnen plaat bedoeld is om stijf te zijn, maar we verwachten niet dat de basis oneindig stijf zal zijn. Een plaat zal een beetje bezinken en dat is vanuit een ontwerpstandpunt oké - nogmaals, zolang de afwikkeling uniform is. Het gevaar zit echter in de randen van de plaat of bij voegen die breed genoeg zijn om de plaat aan weerszijden onafhankelijk te laten bezinken. Bij die vrije randen is het gewicht dat de plaat kan dragen afhankelijk van de stijfheid van de basis en de buigsterkte van de plaat, die meestal een functie is van de plaatdikte.

Lezen Betonscheuren voorkomen voor meer informatie.

HOE KUNNEN WE DE SUBGRADE VERBETEREN '?

De meeste verbetering van de ondergrond wordt bereikt door de grond te verdichten. In extreme situaties, wanneer de grond bijzonder slecht is of de belasting hoog is, kan grondstabilisatie worden toegepast. Bij dit proces worden portlandcement, calciumchloride of kalk in de grond gemengd en vervolgens verdicht. De ondergrond kan ook worden uitgegraven en gemengd met grind en vervolgens worden verdicht.

Site ConcreteNetwork.com

Voor sommige moeilijke bodems kan de onderlaag bovenop een laag geogrid worden geplaatst.

Bodemverdichting is het uitpersen van zoveel mogelijk lucht en vocht om de vaste gronddeeltjes naar elkaar toe te duwen - dit maakt de grond dichter en hoe hoger de dichtheid van de bodem, hoe hoger het draagvermogen. Goed verdichte bodems laten ook niet toe dat vocht zo gemakkelijk in en uit beweegt.

Verdichting zorgt dus voor het volgende:

  • Vermindert de hoeveelheid die de grond zal samendrukken (bezinken) wanneer de plaat erop staat
  • Verhoogt het gewicht dat we erop kunnen plaatsen (draagvermogen)
  • Voorkomt vorstschade (deining) als de grond onder de mat bevriest
  • Vermindert zwelling en contractie

Hoeveel een bodem kan worden verdicht, wordt gemeten door een geotechnische (of bodem) ingenieur door de grond in een cilinder te plaatsen en erop te slaan - serieus. De standaard of aangepaste Proctor-tests (elk gebruikt verschillende gewichten om de grond samen te drukken) bepalen de relatie tussen bodemdichtheid en vocht en vertellen ons de maximale redelijke bodemdichtheid die in het veld kan worden bereikt.

Wat we proberen vast te stellen met de Proctor-test, is het vochtgehalte in de grond waardoor de bodem het gemakkelijkst kan worden verdicht en de hoogste dichtheid wordt verkregen. Onthoud dat de dichtheid rechtstreeks verband houdt met verdichting. Te weinig vocht en de grond is droog en comprimeert niet gemakkelijk te veel vocht en je kunt het water er niet gemakkelijk uit persen. Om de beste verdichting te krijgen, ligt het optimale vochtgehalte doorgaans tussen 10% en 20%. Dus als je hoort dat de grond volgens de specificatie op 95% van de maximale gemodificeerde Proctor-dichtheid moet zijn, weet je dat je het vochtgehalte ongeveer goed moet hebben om dat verdichtingsniveau te bereiken.

Website Bill Palmer

Een bodemdichtheid-vochtcurve definieert het optimale vochtgehalte en de maximaal haalbare dichtheid in het veld.

Als u geen Proctor-tests laat uitvoeren, zijn er enkele eenvoudige veldtests om een ​​globaal beeld te krijgen van het draagvermogen en het vochtgehalte:

  • Gebruik voor het vochtgehalte de handtest. Knijp een bolletje aarde in je hand. Als het poederachtig is en geen vorm behoudt, is het te droog als het zich vormt tot een bal en dan in een paar stukken breekt als het valt, het is ongeveer goed als het vocht op je hand laat en niet breekt als het valt, het is ook nat.
  • Klei waar u met een matige inspanning uw duim een ​​paar centimeter in kunt duwen, heeft een draagkracht in het bereik van 1000 tot 2500 psf
  • Los zand waar je amper een # 4 betonijzer met de hand in kunt duwen, heeft een draagvermogen van 1000 tot 3000 psf
  • Zand waar je een # 4 wapening in ongeveer 1 voet kunt slaan met een hamer van 5 pond heeft een draagvermogen van meer dan 2000 psf

Onthoud ook dat het niet alleen de grond (de ondergrond) is die verdicht moet worden. Eventuele onderlagen of basislagen, die doorgaans granulaire materialen zijn, moeten ook goed worden verdicht in de juiste liftdiktes.

Zie meer op het bouwen van hoogwaardige platen op niveau .

Plaatverdichter video
Tijd: 02:18
Juiste werking en gebruik van het trilplaatverdichtingsgereedschap voor het voorbereiden van de betonnen ondergrond voordat het beton wordt geplaatst

COMPACTIE-APPARATUUR

Er zijn twee manieren om de grond of ondergrond te verdichten: statische kracht of trillingskracht. Statische kracht is simpelweg het gewicht van de machine. Trillingskracht gebruikt een soort mechanisme om de grond te laten trillen, waardoor de wrijving tussen de gronddeeltjes wordt verminderd, waardoor ze gemakkelijker samen kunnen persen.

Het type grond (of ondergrondmateriaal) bepaalt het type apparatuur dat nodig is voor verdichting:

  • Samenhangende bodems moeten worden geschoren om verdichting te krijgen, dus je hebt een machine nodig met een hoge slagkracht. Een stamper is de beste keuze, of voor grotere klussen een pad-foot-roller (vergelijkbaar met een sheepsfoot-roller). Liften voor het verdichten van samenhangende bodems mogen niet dikker zijn dan 6 inch.
  • Granulaire bodems alleen de deeltjes hoeven te worden getrild om ze dichter bij elkaar te brengen. Trilplaten of rollen zijn de beste keuze. Liften voor grind kunnen voor zand wel 30 cm dik zijn.

Voor grote klussen, zoals snelwegen of grote platen, worden grote opzit-trilwalsen gebruikt, hetzij met gladde rollen of met schapenpootrollen, voor verdichting. Looprollen, ofwel met gewatteerde rollen die de grond kneden, of met gladde trilrollen, zijn goed voor middelgrote klussen. Voor kleinere klussen zijn de twee meest voorkomende soorten verdichtingsapparatuur trilplaatverdichters (eenrichtingsverkeer of omkeerbaar) en stampers .

Site Minnesota DOT Website Bill Palmer Statische kracht is soms voldoende voor verdichting van korrelige bodems. Minnesota DOT Schapenpootrollen worden gebruikt om samenhangende bodems te verdichten.

Hier zijn enkele details over elk van de soorten apparatuur:

  • Rammers , ook wel jumping jacks genoemd, variëren in gewicht van ongeveer 130 pond tot 185 pond. Deze gereedschappen zijn geweldig voor het verdichten van de grond in een sleuf met voet of voor samenhangende kleien in kleinere gebieden, omdat ze een hoge slagkracht leveren (hoge amplitude, lagere frequentie). Ze zijn niet goed voor het verdichten van korrelige materialen, zoals basislagen.
  • Trilplaten zijn ideaal voor het verdichten van korrelige bodems en funderingen. Verkrijgbaar in gewichten van 100 tot 250 pond met plaatafmetingen van 1 tot 1,5 voet bij 2 voet. De trilling heeft een lagere amplitude maar een hogere frequentie dan bij een stamper en is gebalanceerd om ervoor te zorgen dat de machine vooruit beweegt.
  • Omkeerbare trilplaten werken goed op korrelige bodems of met korrelige samenhangende mengsels. Met twee excentrische gewichten kan de trilling worden omgekeerd om de machine vooruit of achteruit te bewegen of om te stoppen om een ​​enkele zachte plek samen te drukken. Voor het geld, dit zijn goede machines vanwege hun veelzijdigheid.
Website Wacker Neuson Corp. Website Wacker Neuson Corp. Stampers zijn geweldig voor het verdichten van samenhangende bodems en in kleine ruimtes.
Wacker Neuson
Trilplaatverdichters werken goed voor het verdichten van korrelige bodems.
Wacker Neuson

Lees meer op verdichtingsvereisten voor betonnen straatstenen .

HET BETON PLAATSEN

Dus we hebben eindelijk de ondergrond verdicht en de onderlaag en basisbaan geplaatst en verdicht. Maar wat gebeurt er als er op dit punt een vertraging is voordat het beton wordt geplaatst '? Als de onderlaag wordt geregend of bevroren voordat het beton wordt geplaatst, kan deze van klaar naar te zacht gaan.

Site Stego Industries San Clemente, CA

Bij de meeste binnenplaten moet de dampremmende laag op de ondervloer worden geplaatst voordat het beton wordt geplaatst.

De beste manier om te weten of de onderlaag correct is verdicht en klaar is voor de plaat, is door proefwalsen, waarbij een zwaarbeladen vrachtwagen (zoals een volledig beladen betonnen vrachtwagen) over de onderlaag wordt gereden onmiddellijk voordat het beton wordt geplaatst om te zien of gebieden zinken meer dan andere. Dit moet gebeuren op een soort rasterpatroon en de banden mogen niet meer dan ½ inch in het oppervlak zinken. Als er enige spoorvorming of pompen van water in een deel van de fundering of ondergrond is, dan heeft dat gebied meer verdichting of toevoeging van korrelig materiaal nodig - of moet het gewoon uitdrogen. In het ergste geval kunnen sleuven of putten worden uitgehouwen en kan het water worden weggepompt.

Vlak voordat u het beton plaatst, wilt u misschien ook een vochtbarrière plaatsen. Voor binnenvloeren is de beste locatie meestal tussen de basislaag en het beton. Zie voor meer informatie hierover Dampbarrières voor betonnen platen .

Lees meer over de juiste voorbereiding van de ondergrond voor commerciële vloeren en opritten .

Laatst bijgewerkt: 31 juli 2018