Foundation Engineering: Bedeutung und Arten der Gründung

Viele Bauwerke wie Dämme, Brücken, Gebäude, Straßen usw. werden von Bauingenieuren gebaut, um unseren unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. Alle diese Strukturen liegen oberirdisch und sind sichtbar. Man spricht von Überbauten. Bauwerke belasten den Boden, auf dem sie ruhen. Wenn Aufbauten direkt auf dem Boden platziert werden, wird der Boden überlastet und kann sie nicht sicher tragen. Um die Last der Struktur sicher auf den Boden zu übertragen, wird ein Teil der Struktur unter der Erde platziert.

Dieser Teil der Struktur wird als Unterstruktur bezeichnet. Die Unterstruktur wird üblicherweise als Stiftung bezeichnet. Konstruktionselemente, die Brücken, Gebäude usw. mit dem Boden verbinden, werden als Fundamente bezeichnet. Das Fundament jeder Struktur ist sehr wichtig, da die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Struktur vom Fundament abhängt.

Die Last einer Struktur wird von der Überstruktur auf die Unterkonstruktion übertragen, dh durch Säulen oder Wände. Das Fundament verteilt die Last so auf den Boden, dass der Boden der Belastung standhalten kann (siehe Abbildung 11.1).

Arten von Stiftungen:

Stiftungen lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen:

(i) Flache Fundamente und

(ii) tiefe Grundlagen

Flache Grundlagen:

Flache Fundamente sind solche, die die Lasten in geringer Tiefe auf den Boden übertragen. Ein flaches Fundament wird bereitgestellt, wenn der Boden in geringer Tiefe ausreichend stark ist, um der Belastung standzuhalten, die wahrscheinlich auf ihn ausgeübt wird. Bei flachen Fundamenten ist das Verhältnis der Tiefe der Fundamente D zur Fundamentbreite B gleich oder kleiner als 1. Fundament und Unterlage sind flache Fundamente.

Für flache Fundamente.

Tiefgründungen sind diejenigen, die die Ladung in tieferen Boden transportieren. Tiefgründungen sind erforderlich, wenn der Boden in geringer Tiefe keine Struktur tragen kann und eine harte Schicht in größerer Tiefe vorhanden ist. Für tiefe Fundamente ist das Verhältnis der Fundamenttiefe zur Fundamentbreite größer als 1. Pfähle und Caissons sind tiefe Fundamente.

Für tiefe Fundamente

D / B> 1

Arten von flachen Gründungen

Die flachen Fundamente sind von folgender Art:

(i) Fundament ausbreiten

(ii) Strap Fundament

(iii) kombiniertes Fundament

(iv) Matten- oder Floßfundament

(v) ununterbrochenes Fundament

(i) Spread Funding:

Es wird auch eine einzelne Spaltenfundamente genannt. Dies ist die gebräuchlichste Art von Fundament und kann quadratisch, rechteckig oder kreisförmig sein - oft hat sie die Form der Säule. Es besteht aus Stahlbeton. Dies wird als Ausbreitungsfundament bezeichnet, da es die strukturelle Belastung über einen bestimmten Bodenbereich verteilt. Abbildung 11.4 zeigt verteilte Fußnoten.

(ii) Strap Fundament:

Wenn die isolierten Spreizfüße von zwei Säulen durch einen Balken verbunden sind, wird dies als Gurtfuß bezeichnet und der Balken wird als Gurtträger bezeichnet. Der Träger trägt keine Last auf den Boden, da er nicht mit dem Boden in Kontakt steht. Abbildung 11.5 zeigt einen Haltegurt.

(iii) kombiniertes Fundament:

Ein gespreizter Fuß, der zwei oder mehr Säulen trägt, wird als kombinierter Fuß bezeichnet. Eine kombinierte Basis wird im Allgemeinen konstruiert, wenn zwei oder drei Säulen sehr nahe beieinander liegen. Die Form des kombinierten Fußes kann rechteckig sein, wenn beide Säulen gleiche Lasten tragen, oder kann trapezförmig sein, wenn sie unterschiedliche Lasten tragen. Abbildung 11.6 zeigt das kombinierte Fundament.

(iv) ununterbrochenes Fundament:

Es ist auch als Streifenfundament bekannt. Für eine tragende Wand ist ein durchgehender Fuß vorgesehen. Dauerfundamente bestehen aus Ziegeln. Die Länge der durchgehenden Unterlage ist normalerweise viel größer als die Breite der Unterlage.

(v) Matten- oder Floßfuß:

Ein Mattenfundament ist eine Art kombiniertes Fundament, das den gesamten Bereich unterhalb einer Struktur abdeckt und alle Wände und Säulen stützt. Es ist in der Regel wirtschaftlicher zu mal

Eine Matte ist strukturell starr und wenn sie sich absetzt, siedelt sie sich gleichmäßig als monolithische Einheit an. Dadurch wird das Potenzial für eine differenzielle Abrechnung reduziert. Matten werden im Allgemeinen verwendet, wenn die Bodenverhältnisse sehr unregelmäßig sind und die Strukturen zu schwer sind, um den Fußboden zu schonen.

Faktoren, die die Depth of Shallow Foundation beeinflussen:

Die folgenden Faktoren beeinflussen die Tiefe des flachen Fundaments:

(i) Dicke der Deckschicht:

Wenn das Fundament in Böden errichtet werden soll, die einen guten Prozentsatz an pflanzlichen und organischen Zerfallstoffen aufweisen, ist es unter der Dicke dieses organischen Materials zu platzieren. Da diese Art organischer Böden bei Anwendung einer äußeren Belastung eine beträchtliche Volumenänderung erfährt.

(ii) Bodengefrieren:

In Regionen, in denen die Lufttemperatur über einen längeren Zeitraum unter 0 ° C fällt, fällt die Bodentemperatur auf ein vergleichbares Niveau und Gießwasser wird zu Eis. Dies nennt man Bodenfrostung. Das Einfrieren des Bodens hat erhebliche Auswirkungen auf Fundamente, die auf solchen Böden aufgrund von Frostschwankungen errichtet wurden, bei denen aufgrund der Bildung von unterirdischem Eis, der sogenannten Eislinse, eine Aufwärtsbewegung des Bodens stattfindet. In solchen Regionen sollten Fundamente unterhalb der Frosttiefe liegen, um Schäden an den Bauten zu vermeiden.

(iii) Tiefe der Volumenänderung:

Einige Böden unterliegen durch wechselnde Benetzung und Trocknung Volumenänderungen, wie schwarzer Baumwollboden. In solchen Böden sollte sich das Fundament unterhalb der Zone der Volumenänderung befinden. Die Volumenänderungszone variiert bei schwarzem Baumwollboden zwischen 1, 2 und 3, 5 m.

Tabelle 11.1 gibt eine Idee zur Bewertung der Anfälligkeit von Böden für Volumenänderungen:

(iv) Schlackentiefe:

Bei Bauwerken, die an Flüsse oder Bäche angrenzen, die der Wasserreinigung unterzogen werden, muss die Tiefe der Reinigung für die Fundamentlage berücksichtigt werden. Die Tiefe solcher Fundamente sollte deutlich unter der potentiellen Entdeckungstiefe liegen.

In Indien wird die Formel von Lacey zur Bestimmung der normalen Durchforstetiefe verwendet

D _L = 0, 47 (Q / F) ^1/3

wobei D _L = Tiefe der normalen Gischt

Q = Gesamtentladung in m ³ / s

f - Schlufffaktor = 1, 76 & mgr; m

m = gewichteter mittlerer Partikeldurchmesser in mm.

Die gesamte Durchforstungstiefe wird unter Verwendung der von verschiedenen Forschern vorgeschlagenen Korrelation bestimmt.

Tabelle 11.2 zeigt die Empfehlungen von Seth für die gesamte Untersuchung:

(v) Grundwasserstand:

Flachfundamente werden soweit wie möglich über dem Grundwasserspiegel platziert, um Bauprobleme zu vermeiden und auf Fundamente wirkende Auftriebskräfte zu vermeiden. Durch die Anordnung des Fundaments über dem Grundwasserspiegel können auch Anforderungen an die Wasserdichtigkeit vermieden werden.

(vi) Versorgungen und Mängel im Untergrund:

Unterirdische Versorger wie Wasserversorgungsleitungen, Trennleitungen usw. sollten bei der Entscheidung über die Gründungshöhe berücksichtigt werden. Bei der Planung des Fundaments sollten auch unterirdische Mängel wie Hohlräume, stillgelegte Minen usw. berücksichtigt werden. Fundament sollte nicht auf unterirdischen Versorgungsunternehmen und Mängeln liegen.

(vii) Grundstückslinie und angrenzende Strukturen:

Wenn eine Konstruktion in der Nähe einer angrenzenden Grundstückslinie erstellt werden soll, sollte das Fundament so angeordnet werden, dass es sich nicht in die angrenzende Grundstückslinie erstreckt, um Rechtsstreitigkeiten zu vermeiden. Wenn ein neues Fundament in der Nähe einer vorhandenen Struktur angelegt werden soll, muss die Unterkante des nahen Fundaments einen Mindestabstand S von den alten Fundamenten aufweisen, wobei S die größere der beiden Fundamentbreiten ist. Die Tiefe des neuen Fundaments sollte so sein, dass die vom unteren Rand des alten Fundaments gezogene Linie (bei 30 ° für den durchschnittlichen Boden und 45 ° für weichen Boden) nicht den unteren Rand des neuen Fundaments schneidet, wie in Abbildung 11.10 dargestellt.

(viii) abfallender Boden:

Wenn das Fundament auf einem geneigten Untergrund liegen soll, sollte die Fundamenttiefe so sein, dass sich eine Linie, die von der Unterkante des Fundaments im Winkel von 30 ° und in einem horizontalen Abstand von 90 cm gezeichnet wird, nicht schneiden sollte, wie in der Abbildung gezeigt 11.11.

(ix) Stiftungen auf verschiedenen Ebenen:

In Situationen, in denen sich die Grundlagen der Struktur auf einer anderen Ebene befinden, gibt die BIZ folgende Empfehlungen ab:

(a) Für den Boden in körnigem Boden sollte eine Linie, die zwischen den unteren benachbarten Kanten benachbarter Fundamente gezogen wird, keine steilere Neigung als 2 H: 1 V aufweisen, wie in Abbildung 11.12 dargestellt.

(a) Für Fußböden in Lehmböden sollte eine Linie zwischen der unteren angrenzenden Kante der oberen Standfläche und der oberen angrenzenden Kante der unteren Standfläche keine steilere Neigung als 2H: 1 V aufweisen (siehe Abbildung 11.13).

Arten von Tiefgründungen:

Tiefe Fundamente sind unterschiedlich, abhängig von dem Mechanismus, aus dem diese Fundamente ihre Tragfähigkeit, ihre Form und ihr Material ableiten:

(i) Pfahlgründung

(ii) Pier-Stiftung

(iii) Well- oder Cassion-Stiftung.

(i) Pfahlgründung:

Das Pfahlfundament ist ein langes und schlankes Strukturelement, das die Last der Struktur auf eine feste Schicht in beträchtlicher Tiefe unter der Erdoberfläche überträgt.

(ii) Pier-Stiftung:

Pfeiler sind Pfeiler mit großem Durchmesser, die die Last der Struktur über die gesamte Tiefe der Böden verteilen, in denen sie sich befindet.

(iii) Well- oder Cassion-Stiftung:

Brunnen oder Kassion ist ein großer Hohlkasten oder Brunnen, der tief in den Boden versenkt ist, um schwere Lasten zu tragen. Die Tragfähigkeit eines solchen Fundaments ist sehr groß. Sie überträgt die Last der Struktur durch Endlager und Hautreibung auf den Boden. Solche Fundamente werden im Allgemeinen in Brücken verwendet.