Столбчатый фундамент стаканного типа: Фундамент стаканного типа устройство, применение, виды и технология монтажа. 🔨 Подробная информация, видео.

Содержание

Фундамент стаканного типа

Устройство фундамента является наиболее ответственной и самой трудоемкой частью работ при возведении любой постройки. От прочности и устойчивости основания зависят аналогичные характеристики здания в целом. Столбчатый фундамент стаканного типа чаще всего используется в строительстве подземных гаражей, производственных предприятий и различных хозяйственных построек. Все конструкции фундаментного стакана в основном изготавливаются заводским способом. Очень важно при обустройстве данного типа основания строго соблюдать параметры прочности сжатия и уровня морозостойкости, а вот водонепроницаемость особого значения не имеет.

Стаканный фундамент является одной из разновидностей сборных конструкций, произведенных их железобетонных блоков. В отличие от ленточных оснований, которые возводятся под стенами постройки, стаканы поддерживают колонны или стойки. Для более удобной установки в блоках имеются специальные выемки. Фундамент стаканного типа, как правило, изготавливается в виде массивных или квадратных оснований из армированного бетона (в народе их называют «башмаками»). Верхняя часть их ассоциируется со ступеньками, которые уменьшаются с каждым следующим шагом. Для увеличения прочности под такой фундамент следует уложить железобетонные плиты. Помните, что данное основание пригодно только для устойчивых грунтов, не склонных к проседанию.

Характеристики фундамента стаканного типа

Фундаменты стаканного типа в основном используются в производственных зданиях при возведении одноэтажных колонн, предназначенных для укрепления перекрытий. Также на теплоэлектростанциях и на атомных электростанциях (монтаж стоек в конденсационных подвальных помещениях машинных отделений). Еще довольно часто применяются при создании подземных автостоянок и обустройстве подземных гаражей.

К преимуществам фундаментов стаканного типа можно отнести легкость. Конечно, Вы не установите стакан своими руками (в силу большого веса конструкции), но при наличии специальной техники произвести монтаж данного основания дольно легко. Еще стоит отметить быстроту монтажа, инструкция по монтажу предусматривает всего несколько этапов. Кроме того, при использовании качественного бетона можно получить действительно долговечные элементы, которым не страшны агрессивные среды. Для производства данных элементов рекомендуется приобрести тяжелый бетон марки М200 и выше. Класс водонепроницаемости материала — В-2, то есть водопоглощение такого основания не превышает 5%. Фундаменты стаканного типа очень надежны, они обладают высокой грузоподъемности, в результате чего такие элементы используются в промышленных зданиях.

К недостаткам данного основания можно отнести необходимость применения тяжелой специальной техники при строительстве, достаточно высокую цену, а также необходимость доставки отдельных элементов с завода-производителя.

Монтаж фундаментов стаканного типа

Для строительства фундамента стаканного типа Вам потребуются такие инструменты: уровень, нивелир, перфоратор, сварочный аппарат, болгарка, рулетка и прочие инструменты, которые могут пригодиться при конкретных условиях (например, щетка при загрязненности).

Установка фундаментов стаканного типа производиться таким же образом, как и возведение ленточного основания. Его нужно устанавливать на ту же глубину промерзания грунта, что и ленточный фундамент, ориентируясь на тот же уровень подземных вод. Площадь подошвы и глубина закладки фундамента стаканного типа, как правило, рассчитывается исходя из сосредоточенных усилий от колонны. Как уже говорилось, данный тип основания предпочтительнее при строительстве одноэтажных зданий.

Для установки фундамента стаканного типа необходимо предварительно выкопать ямы рассчитанного размера и глубины по данным проекта. После этого дно следует тщательно утрамбовать для установки сборных элементов стаканного основания из армированного бетона. При этом важно помнить, что в дальнейшем в железобетонные стаканы фундамента будут устанавливаться железобетонные колонны, которые являются несущими элементами здания.

Стеновые панели в здании должны устанавливаться на фундаментные балки. При работе по установке фундаментов стаканного типа и дальнейшего крепления несущих и стеновых железобетонных элементов необходимо присутствие на строительной площадке тяжелой техники.

Основным преимуществом данного основания считается скорость его сборки. Фундаменты стаканного типа являются одним из самых быстрых решений при проектировании основания здания. К недостаткам же можно отнести не слишком высокие теплотехнические характеристики, из-за чего фундаменты стаканного типа в основном применяются при строительстве промышленных объектов — быстро, легко и с невысокой теплоизоляцией. После установки данного основания рекомендуется произвести работы по проверке его качества, только после этого можно продолжать строительство — устанавливать колонны и фермы, не выжидая определенного срока, как это бывает при использовании других типов фундамента. Однако при этом конструкции должны быть облегченными, как правило, это навесные стеновые панели.

Фундамент — это основа всего здания, поэтому не стоит экономить на проектировании и строительстве основания, выбирая каждый раз оптимальное решение из множества технологических предложений. При изготовлении железобетонных конструкций для фундаментов должны быть соблюдены технические условия. «Башмаки» в основном изготавливаются в виде трапеций с массивным основанием и зауженной нижней частью. Железобетонные изделия производятся с внутренним армированием, что значительно повышает срок службы фундаментов стаканного типа. Кроме того, за счет свой конструкции, данное основание обладает значительной устойчивостью и долговечностью. Такие фундаменты лучше применять на достаточно устойчивых грунтах, тогда возрастает и допустимая нагрузка на основание. В этом случае можно не ограничиваться одноэтажными зданиями.

Чтобы в конечном итоге монтаж оказался качественным, в ходе его проведения следует вручную подравнивать поверхность. Также необходимо произвести проверку точности положения бетонных элементов. Для этого можно применить специальные геодезические инструменты. По завершению установки нужно очистить изделие от загрязнений. Помните, что главной задачей основания здания является равномерное распределение нагрузки, поэтому почва должна отвечать определенным требованиям. Прежде всего, это устойчивость и хорошая несущая способность, а также грунт должен обладать устойчивостью к пучинистости и просадке. Также важен правильный выбор параметров конструкции, ведь бетонные изделия могут иметь различные значения прочности сжатия и морозостойкости.

Необходимость специального оборудования для монтажа, цена работ и большие размеры элементов практически исключают применение фундаментов стаканного типа для обустройства каких-либо частных построек. Но в промышленности такие фундаменты встречаются довольно часто.

Железобетонный фундамент стаканного типа — Блог о строительстве

    Дата: 13-08-2015Просмотров: 1004Рейтинг: 27

Ленточные и плитные фундаменты применяются в повседневной жизни на каждом шагу и почти во всех областях жизнедеятельности человека, тогда как образцы стаканного типа можно увидеть крайне редко.

Это мосты, атомные станции (конденсационные помещения) и другие сооружения, где используются массивные колонны. Фундамент стаканного типа — это уникальная конструкция, которая отличается от всех своих собратьев. Самое первое отличие, которое стоит внимания, — это сфера применения.

В среднем, одна свая фундамента стаканного типа выдерживает нагрузку до 50 тонн.

Существует целый ряд преимуществ, которые отличают такой фундамент от аналогов:

    Все производство таких изделий проходит исключительно на заводе. Большая часть работы проходит при помощи техники, благодаря чему удается достичь максимально высокого качества.Когда создаются железобетонные изделия, в обязательном порядке всегда учитываются именно максимальные требования, которые могут предъявляться к ним, без каких-либо понижающих факторов, поэтому нет потребности в выборе изделий.
    Сборные железобетонные блоки просты в монтаже, что позволяет экономить очень много времени, нередко его требуется в 10 раз меньше.

К недостаткам можно отнести лишь расходы и сложность транспортировки, т.к. фундаменты и колонны к ним имеют очень немалые габариты.

Стаканный фундамент: установка

Существует два вида фундаментов: для частного применения, а также для промышленных целей.

Частное применение можно назвать исключительным случаем, т.к. это актуально только для малоэтажного строительства.

Схема устройства фундамента стаканного типа.

В среднем свая выдерживает массу от 25 до 50 тонн. Вкручивается в землю ручным способом, после чего заливается бетоном. В среднем для дома 9х10 м используется 27-28 металлических стержней, которые после заливки бетоном фиксируются сверху стальной пластиной и закрываются стальными балками.

Обычно бригада из 7 человек собирает такие фундаменты полностью за 2-3 дня с использованием минимального количества инструментов. Необходимость в таком основании назревает в случаях, если почва под домом неровная, а приводить ее в норму нет никакого желания, или если часть дома устанавливается над водой.

При промышленном подходе идет немного более сложный процесс, который никогда не обходится без тяжелой техники. Подошва собирается и устанавливается непосредственно на месте своей дислокации, но при этом необходимо заранее подготовить грунт для такой процедуры.

Для грунта не потребуется много усилий, т. к.

его достаточно просто выровнять. После того как формирование стакана завершено, в него можно погружать колонны и продолжать строительство. Для создания бетонного моста через реку длиной 50 м с 2-полосным движением (минимум) достаточно всего 2-х пар таких подошв, но обычно расчет идет 1 пара на 30 м.

Не стоит опасаться за их устойчивость, т.к. железобетонные основания стаканного типа и колонны, установленные по элементарным правилам, выдерживают даже землетрясения до 7 баллов и не дают поводов к ремонту или замене.

Фундамент является основой любой постройки вне зависимости от того, для чего она нужна. Это может быть жилой дом — одноэтажный или многоуровневый, промышленный объект, здание складского типа, коммерческое строение или самая обычная хозяйственная постройка.

В строительстве используют разные виды оснований.Чаще всего применяют ленточное или плитное. Такое основание, полностью заполненное и цельное, применимо на любой почве. Но для возведения промышленных зданий можно использовать фундамент стаканного типа.

Характеристика стаканного основания

Данный вид основы строения качественно отличается от часто используемой фундаментной ленты или монолитной плиты. Это точечное не сплошное основание, которое забирает на себя часть нагрузки, создаваемой постройкой, и распределяет ее в отдельных местах, где давление будет наибольшим.

Для строительства габаритных, но невысоких объектов в основном промышленного назначения используют фундамент под колонны стаканного типа.

Это сборные бетонные конструкции, расположенные в заранее спроектированных местах в виде «ступеней». Если опорой ленты является подошва, то для стакана используют железобетонное изделие. Форма такого фундамента в действительности напоминает трапециевидные ступени, которые все больше сужаются к верху конструкции.

Где применяют стаканный фундамент?

Расчёты основания

Для индивидуального строительства жилых домов малой этажности, а также комплексного возведения многоуровневых новостроек используют только ленточные или монолитные фундаменты. Использовать точечное стаканное основание в этом случае нельзя. Его следует применять для строительства следующих зданий:

    объекты промышленного назначения – мосты через водоемы, конструкции для переходов и переездов над железнодорожными путями;помещения социальной инфраструктуры – подземные гаражи и автомобильные стоянки;машинные отделения на теплостанциях и электростанциях;складские ангары для хранения готовой продукции или сырья;спортивные и торговые комплексы одноуровнего типа с малым весом строения.

Чаще всего столбчатое основание представляет собой железобетонный фундамент стаканного типа. Его главным отличием является то, что обычно заказчиком сооружений выступают государственные структуры, муниципальные власти или крупные промышленные предприятия.

Это подразумевает полное соответствие оснований заявленным техническим требованиям и ГОСТам. Для характеристики используемого при строительстве материала, а также места, где может располагаться стаканное основание, используется специально разработанная серия фундаментов определенной версии, утвержденная и проверенная проектными институтами. В серии четко прописаны все нормы и требования, которым должно соответствовать основание.

Состав стаканного фундамента

Его составляющими элементами являются следующие сборные части:

    опорная плита, которую следует установить на щебнево-песчаную подушку, расположенную на дне вырытого котлована;подколонник, именно он имеет форму стакана;колонна, которая служит поддерживающим элементом каркасного строения;бетонный столб, необходимый для поддерживания опорных балок под каркасными стенами.

Принцип стаканного типа

Устройство фундамента стаканного типа полностью зависит от области применения будущего строения, его веса, размеров. Допускается возведение данного фундамента для многоэтажного строительства, если грунт под основание стабилен, не пучинист и не сыпуч. «Стаканы» используют на прочной неподвижной почве с глубоким залеганием грунтовых вод.

Преимущества использования стаканного основания

Конструкции производят из тяжелого армированного бетона, но общая масса готового сооружения давит на почву с минимальной нагрузкой благодаря своему точечному расположению на грунте.Установка проводится относительно быстро, поскольку все элементы являются сборными и имеют монтажные петли. Требуется использование специальной строительной техники для подъема тяжелых частей, но время монтажа все равно остается минимальным.Сборные фундаменты претендуют на высокий срок эксплуатации, который может достигать ста лет при соблюдении технологии строительства. Поглощение воды очень низкое, потому что площадь соприкосновения с почвой небольшая. Вся конструкция расположена на монолитной плите, что не позволяет влаге негативно воздействовать на основание.Надежность стаканного фундамента обусловлена грамотным и равномерным распределением поперечных и продольных нагрузок.Поскольку конструкция является сборной, ее легко перемещать в случае необходимости.Приемлемая стоимость.

Если требуется построить здание очень большой площади, то затраты на возведение основания ленточного типа будут грандиозными. Лента сплошная и проходит по всему периметру сооружения. А применение столбчатого основания может в разы сократить расходы.

Пошаговое руководство по возведению стаканов

Подготовка к укладке фундамента

Монтаж фундаментов столбчатого типа происходит с обязательным использованием строительной техники – экскаваторы, подъемные краны, лебедки.

Подготовительный процесс, направленный на тщательное очищение поверхности под фундамент.

Она должна быть ровной. Происходит рытье котлована заданного размера. Уровень закладки монолитной плиты не должен быть меньше одного метра, как и при заделке подошвы ленточного основания.Трамбование траншеи при помощи щебня и песка.

Благодаря этому можно получить достаточно ровную и равномерную поверхность.Столбчатый фундаментследует возводить, используя строительные мерительные инструменты, постоянно контролируя горизонтальность и вертикальность сборных конструкций. Нужно пользоваться уровнем и нивелиром.Обязательная разбивка и разметка при помощи колышков подготовленной постели осей, на которых будет находиться каждый отдельный стакан.Стаканы, которые уже доставлены на место строительства, следует очистить от возможного мусора. При помощи подъемного крана происходит захват элементов за монтажные петли и доставка его к монолитной опоре.

Следует отцентровать положение стакана и медленно установить его на подготовленное место. Проверяется совпадение рисок. Наведение своеобразной сетки при помощи нити между действительно расположенными элементами.Сборные железобетонные фундаменты требуют постоянной проверки геодезическим инструментом. После каждой установки стакана нужно делать замеры.Грунт, который был выкопан, засыпают обратно в котлован до верха блока.

После этого проводится установка опорных балок на стаканы или на специальные столбики. Размеры котлована полностью зависят от типа строения и его площади. Иногда приходится выкапывать большое количество земли, если предполагается масштабное строительство.

Под колонны промышленных зданий используют стальные, железобетонные или деревянные клинья, расположенные вокруг элемента по два с каждой грани.

Их использование является обязательным. Они поддерживают колонну в процессе бетонирования. Позже деревянные клинья вынимают, а стальные не трогают для большей прочности армировки.

Установка фундаментов стаканного типа ориентирована на постоянное выравнивание поверхностей сборных элементов. Нельзя допустить малейшие смещения, поскольку вся конструкция — это каркас из тяжелого бетона.

При работе следует соблюдать все проектные расчеты. Те изделия, которые не соответствуют нормам и гост, нельзя использовать. Это может быть небезопасно.

Все работы, которые связаны с проектированием, проведением необходимых измерений, анализом грунта при помощи специального геодезического оборудования, следует проводить с четким соблюдением норм и требований, которые предъявляются к столбчатому фундаменту.

Чаще всего для основания используют железобетонные сборные части. Расчет их прочности и состава выполняют на заводе-изготовителе. Работой занимаются технические специалисты, поэтому изделия просто обязаны соответствовать заявленным проектным требованиям.

Некоторые особенности столбчатого фундамента стаканного типа

Чтобы изделия были очень прочными при изготовлении стаканов, монолитных плит и колонн используют армировочные металлические прутья.

Это надежно скрепляет элементы. Кроме того, армирование происходит и на этапе установки колонн. Когда их бетонируют в дно стакана, то стальные прутья не убирают при заливке бетона, а оставляют внутри стакана для большей прочности готовой конструкции.

Возведение стаканного фундамента очень сильно отличается от монтажа ленточного основания.

Для столбчатого типа применяют сборные части, изготовленные непосредственно на заводе, потому опалубка для проведения работ является необходимой при закреплении стакана – гнездообразователя. Его обшивают металлическим листом и заливают бетоном до проектной отметки. Колонна устанавливается прямо в днище стакана и образуется достаточно надежный замок.

Стакан и столб

Для строительства промышленных объектов можно использовать не только сборный, но и монолитный столбчатый фундамент стаканного типа. Он представляет собой более мощную ступенчатую конструкцию, которая способна выдерживать очень большую нагрузку и значительный вес сооружения.

Ступени и их высота полностью зависят от габаритов предполагаемой постройки. Колонны привязаны к координатным осям. Монолитные конструкции имеют некоторое преимущество, потому что способны сильнее «разгрузить» давление на основание.

Бетонирование всех элементов является необходимым условием тщательного возведения здания.

Сами сборные части выполняют из тяжелого бетона, обязательно использование надёжной армировочной сетки. Бетон берут высокого качества, обычно используют марку не ниже чем М200В2, чтобы сооружение могло выдержать давление строящегося здания. Бетонные конструкции можно вовлечь в строительство только после набора ими высокой прочности.

Фундаментная балка является составным элементом основания. Она расположена на столбиках, упирающихся в подколонники. Несущие стены строения должны располагаться на этих балках.

Можно также установить балки на колонные консоли. Сопряжение фундамента стаканного типа с фундаментной балкой должно быть прочным. Это достигается путем бетонирования и качественной металлической армировки готовой конструкции.

Монтаж колонных элементов

Колонны, транспортированные заранее на строительную площадку, нужно разложить так, чтобы техника могла легко и без лишних движений добраться до них и установить эти элементы. Колонны измеряют, чтобы определить, в каком месте проводить строповочный захват и поднятие.

Правильный монтаж колонн включает систему нанесения рисок. Кран перемещается вдоль ряда и может устанавливать сразу две колонны на одной стоянке. Соосность колонн и основания должна быть идеальной, чтобы в последствие не произошел сдвиг балок.

Устанавливают опорные балки. Проводят новую разметку и проверку проектных значений расположения колонн. После этого очищают монтажные элементы, балки закрепляют канатами, поднимают и медленно делают навеску над колонной, опуская балку до упора очень осторожно и в соответствии с рисками.

Балки предварительно крепят на болты, снова проверяют соосность всей конструкции и только после этого тщательно укрепляют в консоли колоны.

Фундамент стаканного типа под колонны иногда даже используют для строительства коттеджей, большая терраса которых выходит, например, прямо к воде. Это очень удобно и красиво. Применение стаканного основания достаточно широко, но в индивидуальном строительстве оно имеет некоторые ограничения.

Фундамент — основание любого строительного стационарного сооружения.

Типы фундаментов очень разнообразны, и столбчатый фундамент стаканного типа представляет особый интерес для строителей и-за сборной конструкции, состоящей из двух монолитных узлов. Подробнее фундаменты стаканного типа выглядят так: железобетонный цилиндр (стакан) промышленного изготовления опускается в скважину, а в стакан помещается бетонная колонна с армирующим каркасом внутри. Такими образом, фундамент собирается из готовых узлов и элементов, что намного ускоряет строительные работы, а монолитные конструкции обеспечивают двойную надежность основания.

Конструкция стаканного фундамента

Строители называют стакан «башмаком» из-за его оригинальной формы. Визуально это бетонный квадрат, выполненный в виде ступеней, которые располагаются по восходящей линии – широкий блок внизу, самый узкий – вверху.

Размеры и объем квадратов рассчитываются для каждого основания отдельно, согласно проекту, свойств грунта и технических характеристик здания. Но все параметры фундаментов стаканного типа под колонны регламентированы гост 24476-80, а их минимальные размеры: 120 см, максимальные – 210 см. Для стаканов такого размера устанавливаются ж/б столбы с сечением 300 х 300 мм и 400 х 400 мм.

Характеристики и область применения стаканного фундамента

Принципиальное отличие, которое имеет монолитный фундамент стаканного типа по сравнению с ленточными и другими основаниями, заключается в его конструкции, и по чертежам это сразу видно. Бетонный фундамент стаканного типа представляет собой прерывистое основание, принимающее на себя нагрузки на локальных точечных участках конструкции, и распределяющее эту точечную нагрузку по площадям с наибольшим давлением на грунт.

Монолитный стаканный фундамент

Промышленный монтаж фундаментовстаканного типа под колонны (столбы) используется для сооружения широкомасштабных промышленных, но низких зданий. Основания ступенчатых сборных конструкций располагаются в заранее рассчитанных местах, испытывающих наибольшие нагрузки, и устанавливаются друг на друга в виде сужающихся к верху ступеней, внутрь которых помещаются железобетонные колонны.

В индивидуальном строительстве такие разновидности фундаментов не используются – согласно требований гост, малоэтажные дома и хозяйственные постройки должны возводиться на ленточных или монолитных основаниях, а в случаях со слабыми грунтами – на свайных или столбчатых. Точечный стаканный столбовой возводится для следующих объектов:

    Промышленные сооружения;Объекты социального назначения;Специализированные помещения и строения на ТЭС и других электростанциях;Склады и ангары;Одноуровневые комплексы с небольшим весом – торговые или спортивные объекты.

Монтаж колонн для стаканного фундамента

Чаще всего столбовой фундамент – это стаканное ж/б основание, выполненное в строгом соответствии с требованиями гост и ТУ.

Свойства и параметры строительных материалов такого фундамента, места его обустройства отражены в соответствующей документации, разработанной проектными институтами. Также для распределения свойств оснований стаканного типа используется серия схожих по характеристикам конструкций фундаментов. Технически и документально серия содержит необходимые нормативные требования к основанию.

Состав и преимущества стаканного основания

    Бетонная опора-плита, лежащая на песчано-щебневой подушке на дне траншеи под фундамент;Основание под колонну — подколонник, или стакан;Железобетонная колонна;Ж/б столб для усиления опор под стенами.

Какой именно будет конструкция, ее размеры и состав узлов – зависит от того, где и как будет эксплуатироваться объект, а также от его физических и технических параметров. Согласно гост стаканный фундамент можно закладывать для многоэтажных домов на плотном, непучинистом и стабильном грунте, с низким уровнем залегания грунтовых вод.

Промышленные стаканы-«башмаки»

Достоинства применения стаканного основания:

    Детали стаканного основания делаются из тяжелого бетона с последующим армированием, но из-за локального (точечного) размещения колонн со стаканами по участку вес объекта передает минимальную нагрузку на фундамент и грунт;Быстрая установка возможна за счет сборного устройства конструкции и встроенных монтажных петель в бетонных элементах, служащих для зацепа подъемным краном;Время безремонтной эксплуатации стаканного основания – больше ста лет;Из-за точечного соприкосновения поверхностей стаканной основы с грунтом коэффициент водопоглощения конструкции очень низкий. Этому также способствует монолитная основа, препятствующая проникновению влаги в тело стакана;Высокая степень надежности основания достигается равномерным распределением нагрузки на стаканы;Стаканная конструкция может считаться мобильной, так как ее можно достаточно легко и быстро перевезти на другое место;Низкая себестоимость сборной конструкции обусловлена промышленными масштабами изготовления отдельных узлов и деталей сборного фундамента.

Инструкция по закладке стаканов

Сборка такого типа фундаментов нуждается в применении дополнительных средств механизации и спецтехники, поэтому план проекта сооружения должен отражать эту необходимость, например, обеспечивать подъездные пути и место для дислокации техники, наличие обслуживающего персонала и стоянки.

Спецтехника для сборки стаканного основания

Первый шаг – подготовка площадки, которая заключается в расчистке участка под основание и рытье котлована, размеры которого указаны в проекте;Трамбовка песчано-щебневой подушки, уложенной на дно траншеи. Подушка нужна, чтобы выровнять дно котлована и обеспечить гидроизоляцию;Столбчатый стаканный фундамент возводится согласно гост и с использованием контрольных и измерительных инструментов для проверки уровней конструкции;Следующая операция – разметка площадки под фундамент – для этого нужны деревянные колышки или металлические прутья, и строительный шнур. Разметка проводится для каждого стакана отдельно;Перед монтажом бетонных стаканов их очищают от грязи, и подъемным краном устанавливают на место.

Для перемещения в стаканах залиты монтажные петли, а крановщик и стропальщики должны иметь соответствующие допуски. После установки каждого стакана контролируется его положение – пир помощи нивелира, отвеса и уровня;По окончании монтажа всех стаканов делается обратная засыпка – вынутый грунт засыпается в оставшееся пространство вокруг стаканов и трамбуется. Далее на стаканы устанавливаются бетонные опоры.

Лишний грунт равномерно распределяется по стройплощадке или вывозится;Чтобы выровнять колонну в промышленном фундаменте, под нее подкладывают клинья. Материал для клиньев – металл, дерево или железобетон. После центровки колонн деревянные клинья нужно убрать, остальные – можно оставить.

Строительство стаканного фундамента

Все строительные, измерительные, исследовательские и проектировочные операции необходимо проводить в соответствии с требованиями гост 24476-80 и техническими условиями, предъявляемыми к столбчатым основаниям из сборных железобетонных узлов и элементов. Рассчитывать прочность и состав материалов следует заранее, на заводе-производителе.

Нюансы при монтаже стаканного фундамента

Для увеличения прочности и общего усиления конструкции стаканы, колонны и плиты армируются, и арматура при монтаже дополнительно связывается между собой при помощи сварки. Кроме предварительного армирование, прутья арматуры закладываются в конструкцию и при монтаже колонн – при бетонировании колонн в дне стакана.

Клинья под колонны

Монтаж столбчатого стаканного основания имеет совершенно другую технологию, непохожую на процесс строительства ленточного типа фундамента, и сборная конструкция из готовых узлов – главное отличие. Единственная конструкция, которая собирается и заливается бетоном непосредственно на месте – опалубка для гнездообразующего стакана. Колонна опускается в опалубку и заливается бетоном, образуя прочное монолитное армированное соединение.

В промышленных сооружениях применяется не только сборная конструкция, но и монолитный стаканный фундамент столбчатого типа. Такая конструкция намного мощнее сборной, она тоже состоит из бетонных плит-ступеней и может выдержать повышенную нагрузку от большого веса объекта.

Размеры ступеней рассчитываются, исходя из габаритов будущего строения. Расположение колонн привязывается к координатным осям согласно проекту. Монолитные фундаменты стаканного исполнения могут более равномерно распределять высокие нагрузки и давление на фундамент.

3-D схема стаканного основания

Один из основных элементов сборного стаканного фундамента – фундаментная балка. Этот элемент располагается на бетонных столбах, которые, в свою очередь, упираются в подколонники (стаканы).

На этих балках будут возводиться несущие стены сооружения. Еще один вариант монтажа фундаментных балок – на колонных консолях. Прочное соединение стаканного основания с фундаментной балкой получается при сплошном бетонировании и качественном армировании конструкции.

Для придания необходимой прочности всей сборной конструкции применяется заливка бетоном всех узлов и элементов. Все составные части сборного стаканного фундамента выполнены из тяжелых бетонов марки не ниже М200В2, и армированы сеткой или стержнями. Сборка этого типа фундамента возможна только после полного набора прочности всеми элементами конструкции.

Источники:

  • moifundament.ru
  • nafundamente.ru
  • rfund.ru

ГОСТ 24476-80 Фундаменты железобетонные сборные под колонны каркаса межвидового применения для многоэтажных зданий. Технические условия

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Фундаменты железобетонные

сборные под колонны каркаса

межвидового применения

для многоэтажных зданий

Технические условия

ГОСТ 24476-80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМИТЕТ ссср

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Фундаменты железобетонные сборные

под колонны каркаса межвидового применения

для многоэтажных зданий

Precast reinforced concrete foundations for columns of the framework of different kinds of application for skeletal multistory buildings. Specifications

ГОСТ

24476-80*

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 18 декабря 1980 г. № 202 срок введения установлен

* Переиздание (август 1988 г.). С Изменением №1, утвержденным в январе 1987 г. (ИУС 5-87),

с 01.01.82

Настоящий стандарт распространяется на сборные железобетонные фундаменты стаканного типа, изготовляемые из тяжелого бетона и предназначенные для применения в многоэтажных каркасно-панельных общественных зданиях, производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий, проектируемых из конструкций серий 1.020-1/83, 1.020.1-2с и возводимых в несейсмических и сейсмических районах, в грунтах и грунтовых водах при неагрессивной, слабо — и среднеагрессивной степенях воздействия на железобетонные конструкции.

Настоящий стандарт не распространяется на фундаменты, предназначенные для применения в зданиях, возводимых на просадочных и вечномерзлых грунтах и на подрабатываемых территориях.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.1. Фундаменты подразделяют на следующие типы:

1Ф — фундаменты под колонны с поперечным сечением размерами 300 ´ 300 мм;

2Ф — то же, под колонны с поперечным сечением размерами 400 ´ 400 мм.

1.2. Форма и размеры фундаментов, а также их показатели материалоемкости должны соответствовать указанным на чертеже и в таблице.

Фундаменты типоразмеров                                                                    Фундаменты типоразмеров

1Ф12.8; 2Ф12.9                                                                                           1Ф15.8; 1Ф15.9; 1Ф18.8;

                                                                                                          1Ф18.9; 1Ф21.8; 1Ф21.9;

                                                                                                          2Ф15. 9; 2Ф18.9; 2Ф18.11;

                                                                                                          2Ф21.9; 2Ф21.11

1 — монтажная петля

Размеры фундамент, мм

Марка бетона

Расход материалов

Масса фунда-

Марка фунда­мента

l

h

a1

a2

a3

a4

a5

по проч­ности на сжатие

Бетон, м3

Сталь, кг

мента (спра­вочная), т

1Ф12.8-1

М200

22,3

1Ф12. 8-2

1200

240

М300

0,75

22,0

1,9

1Ф12.8-3

750

М200

43,5

1Ф15.8-1

27,7

1Ф15.8-2

1500

260

390

1,0

27,7

2,5

1Ф15. 8-3

М300

27,4

1Ф15.9-1

900

1,3

41,1

3,2

1Ф18.8-1

750

450

225

1,4

36,4

3,5

1Ф18.8-2

М200

41,8

1Ф18. 9-1

1800

410

540

80

44,0

1Ф18.9-2

900

1,7

52,7

4,3

1Ф18.9-3

М300

63,9

1Ф21. 8-1

2100

750

560

690

М200

1,8

49,6

4,5

1Ф21.8-2

62,0

1Ф21.9-1

2100

450

225

560

690

100

М300

2,2

63,9

5,5

2Ф12. 9-1

1200

220

М200

0,83

22,8

2,1

2Ф12.9-2

М300

62,8

2Ф15.9-1

1500

900

260

370

М200

1,2

28,2

3,0

2Ф15.9-2

М300

27,9

2Ф18.9-1

80

М200

36,9

2Ф18.9-2

1800

550

175

410

520

1,6

36,9

4,0

2Ф18.9-3

М300

51,2

2Ф18.11-1

1050

1,8

53,9

4,5

2Ф21.9-1

М200

47,2

2Ф21.9-2

900

560

670

100

2,1

64,9

5,3

2Ф21.9-3

2100

М300

63,9

2Ф21.11-1

1050

2,3

64,4

5,8

1.1. 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.3. Несущую способность фундаментов в зависимости от действующих усилий принимают по рабочим чертежам.

1.4. Фундаменты изготовляют с монтажными петлями.

Изготовление фундаментов без монтажных петель и применение для их подъема и монтажа захватных устройств допускается по согласованию между изготовителем, потребителем и проектной организацией — автором проекта.

1.5. Фундаменты следует обозначать марками в соответствии с ГОСТ 23009-78.

Марка фундаментов состоит из одной или двух буквенно-цифровых групп, разделенных тире.

Первая группа содержит обозначение типа фундамента, длину (ширину) подошвы и высоту фундамента в дециметрах (значение высоты округляют до целого числа).

Вторая группа содержит обозначение несущей способности фундамента, а для фундаментов, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, дополнительно содержит показатель проницаемости бетона, обозначаемый буквой:

Н — нормальной проницаемости;

П — пониженной проницаемости.

Пример условного обозначения (марки) фундамента типа 1Ф с подошвой размерами 1800 ´ 1800 мм, высотой 750 мм, первой несущей способности, предназначенного для эксплуатации в неагрессивной среде:

1Ф18.8 — 1

То же, типа 2Ф с подошвой размерами 1500 ´ 1500 мм, высотой 900 мм, второй несущей способности, из бетона пониженной проницаемости:

2Ф15.9 — 2П.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1. Фундаменты следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта и технологической документации, утвержденной в установленном порядке, по рабочим чертежам серий 1.020-1/83 и 1.020.1-2с.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2. Фундаменты следует изготовлять в стальных формах, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 25781-83.

Допускается изготовлять фундаменты в неметаллических формах, обеспечивающих соблюдение требований настоящего стандарта к качеству и точности изготовления фундаментов.

2.3. Бетон

2.3.1. Фактическая прочность бетона (в проектном возрасте и отпускная) должна соответствовать требуемой, назначаемой по ГОСТ 18105-86 в зависимости от нормируемой прочности бетона, указанной в таблице, и от показателя фактической однородности прочности бетона.

2.3.2. Поставку фундаментов потребителю следует производить после достижения бетоном требуемой отпускной прочности.

Значение нормируемой отпускной прочности бетона фундаментов следует принимать равным 70 % марки бетона по прочности на сжатие. При поставке фундаментов в холодный период года значение нормируемой отпускной прочности бетона может быть повышено, но не более 90 % марки по прочности на сжатие. Значение нормируемой отпускной прочности бетона должно соответствовать указанному в проектной документации на конкретное здание и в заказе на изготовление фундаментов согласно требованиям ГОСТ 13015.0-83.

Поставку фундаментов с отпускной прочностью бетона ниже прочности, соответствующей его марке по прочности на сжатие, производят при условии, если изготовитель гарантирует достижение бетоном фундамента требуемой прочности в проектном возрасте, определяемой по результатам испытания контрольных образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава и хранившихся в условиях согласно ГОСТ 18105-86.

2.3.3. Морозостойкость бетона фундаментов должна соответствовать марке по морозостойкости, установленной рабочими чертежами проекта конкретного здания согласно требованиям главы СНиП 2.03.01-84 в зависимости от климатических условий района строительства и указанной в заказе на изготовление фундаментов.

2.3.4. Бетон, а также материалы для приготовления бетона фундаментов, применяемых в условиях воздействия агрессивной среды, должны удовлетворять требованиям, установленным проектом здания согласно требованиям СНиП 2.03.11-85 и оговоренным в заказе на изготовление фундаментов.

2.3.1-2.3.4 (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.5. (Исключен, Изм. № 1).

2.3.6. Материалы, применяемые для приготовления бетона, должны удовлетворять требованиям государственных стандартов или утвержденных в установленном порядке технических условий и обеспечивать выполнение технических требований к бетону, установленных настоящим стандартом.

2.4. Арматурные изделия

2.4.1. Форма и размеры арматурных изделий и их положение в фундаментах должны соответствовать указанным в рабочих чертежах.

2.4.2. Для армирования фундаментов следует применять горячекатаную арматурную сталь класса A- III по ГОСТ 5781-82 или термомеханически упрочненную арматурную сталь класса Ат- IIIC по ГОСТ 10884-81.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4.3. Для изготовления монтажных петель фундаментов следует применять гладкую стержневую горячекатаную арматуру класса А- I марок ВСтЗпс2 и ВСтЗсп2 или периодического профиля класса Ас- II марки 10 ГТ по ГОСТ 5781-82.

Сталь марки ВСтЗпс2 не допускается применять для монтажных петель, предназначенных для подъема и монтажа фундаментов при температуре ниже минус 40 ° С.

2.4.4. Сварные арматурные изделия должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922-75.

2.4.5. Сварные соединения арматурных сеток следует осуществлять контактной сваркой. Сварке подлежат все пересечения стержней.

2.5. Точность изготовления фундаментов

2.5.1. Отклонения фактических размеров фундаментов от номинальных, приведенных в рабочих чертежах, не должны превышать, мм:

по длине (ширине) ……………………±16

по высоте………………………………± 10

Отклонения от номинальных размеров стакана под колонну и выступов фундамента не должны превышать ± 5 мм.

2.5.2. Отклонение от плоскостности подошвы фундаментов не должно превышать ± 5 мм.

2.5.3. Отклонения от номинальной толщины защитного слоя бетона до арматуры не должны превышать + 10; — 5 мм.

2.6. Качество поверхностей фундаментов

2.6.1. Требования к качеству поверхностей и внешнему виду фундаментов (в том числе требования к допустимой ширине раскрытия технологических трещин) — по ГОСТ 13015.0-83.

Устанавливается категория бетонных поверхностей фундамента А7.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.1. Правила приемки фундаментов — по ГОСТ 13015.1-81 и настоящему стандарту.

Число фундаментов в партии должно быть не более 200.

3.2. Фундаменты принимают:

по результатам периодических испытаний — по показателям морозостойкости бетона, а также по водонепроницаемости бетона фундаментов, предназначенных для эксплуатации в среде с агрессивной степенью воздействия на железобетонные конструкции;

по результатам приемо-сдаточных испытаний — по показателям прочности бетона (марке бетона по прочности на сжатие, отпускной прочности), соответствия арматурных изделий рабочим чертежам, прочности сварных соединений, точности геометрических параметров, толщины защитного слоя бетона до арматуры, ширины раскрытия технологических трещин и категории бетонной поверхности.

3.3. При приемке фундаментов по показателям точности геометрических параметров, толщины защитного слоя бетона до арматуры, ширины раскрытия технологических трещин и категории бетонной поверхности следует применять одноступенчатый выборочный контроль.

3.4. Приемку фундаментов по показателям, проверяемым путем осмотра: по наличию монтажных петель, правильности нанесения маркировочных надписей и знаков — следует производить путем сплошного контроля с отбраковкой фундаментов, имеющих дефекты по указанным показателям.

Разд. 3 (Измененная редакция, Изм. № 1).

4.1. (Исключен, Изм. № 1).

4.2. Прочность бетона на сжатие следует определять по ГОСТ 10180-78 на серии образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава и хранившихся в условиях, установленных ГОСТ 18105-86.

Отпускную прочность бетона следует определять неразрушающими методами по ГОСТ 17624-87, ГОСТ 21243-75, ГОСТ 22690.0-77 — ГОСТ 22690.4-77.

4.3. Морозостойкость бетона следует определять по ГОСТ 10060-87 на серии образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава.

4.4. Водонепроницаемость бетона (при необходимости) следует определять на серии образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава, согласно ГОСТ 12730.0-78 и ГОСТ 12730.5-84.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.5. (Исключен, Изм. № 1).

4.6. Методы контроля и испытаний сварных арматурных изделий по ГОСТ 10922-75.

4.7. Толщину защитного слоя и положение арматуры в бетоне фундаментов следует определять неразрушающими методами по ГОСТ 17625-83 или ГОСТ 22904-78.

При отсутствии необходимых приборов допускается вырубка борозд и обнажение арматуры фундамента с последующей заделкой борозд.

4.8. Размеры, отклонение от плоскостности, качество поверхностей фундаментов, положение монтажных петель, толщину защитного слоя бетона до арматуры следует проверять в соответствии с требованиями ГОСТ 13015-75 и настоящего стандарта.

4.9. Методы контроля и испытаний исходных материалов для изготовления фундаментов должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на эти материалы.

5.1. Маркировка фундаментов — по ГОСТ 13015.2-81. Маркировочные надписи и знаки следует наносить на боковой грани фундамента.

5.2. Требования к документу о качестве фундаментов, поставляемых потребителю, — по ГОСТ 13015.3-81.

Дополнительно в документе о качестве фундаментов должна быть приведена марка бетона по морозостойкости, а для фундаментов, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, водонепроницаемость бетона (если эти показатели оговорены в заказе на изготовление фундаментов).

5.3. Транспортировать и хранить фундаменты следует в рабочем положении в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.4-84 и настоящего стандарта.

5.1-5.3 (Измененная редакция, Изм. № 1).

5.4. Фундаменты следует хранить в штабелях рассортированными по маркам и партиям. Высота штабеля фундаментов не должна превышать двух рядов.

5.5. При хранении каждый фундамент следует укладывать на деревянные инвентарные прокладки и подкладки. Толщина прокладок должна быть не менее 100 мм, подкладок — не менее 30 мм. Прокладки и подкладки в штабеле необходимо располагать по одной вертикали.

Подкладки под нижний ряд фундаментов следует укладывать по плотному, тщательно выровненному основанию.

5.6. (Исключен, Изм. № 1).

5.7. Транспортировка фундаментов должна производиться в один ряд на деревянных подкладках с надежным закреплением, предохраняющим от смещения во время перевозки.

Содержание

Технические условия . 1

1. Типы, основные параметры и размеры .. 1

2. Технические требования . 2

3. Приемка . 3

4. Методы контроля и испытаний . 4

5. Маркировка, хранение и транспортирование . 4

Фундаменты стаканного типа,стаканный фундамент(495) 589-49-79

Стаканный фундамент – это одна из разновидностей сборных конструкций, произведенных из железобетонных блоков. В отличие от ленточных оснований, возводимых под стенами постройки, стаканы поддерживают колонны или стойки, часто используясь в промышленных цехах. Для удобной установки в блоках есть специальные выемки.

Фундаменты колонн стаканного типа

Устройство стаканного фундамента является наиболее ответственной и самой трудоемкой частью работ при возведении любой постройки. От прочности и устойчивости основания зависят аналогичные характеристики здания в целом. Столбчатый фундамент стаканного типа чаще всего используется в строительстве подземных гаражей, производственных предприятий и различных хозяйственных построек.

Все конструкции фундаментного стакана в основном изготавливаются заводским способом. Очень важно при обустройстве данного типа основания строго соблюдать параметры прочности сжатия и уровня морозостойкости, а вот водонепроницаемость особого значения не имеет.

Стаканный фундамент сборный (495)589-49-79

Стаканный фундамент является одной из разновидностей сборных конструкций, произведенных из железобетонных блоков. В отличие от ленточных оснований, которые возводятся под стенами постройки, стаканы поддерживают колонны или стойки. Для более удобной установки в блоках имеются специальные выемки.

Фундамент стаканного типа, как правило, изготавливается в виде массивных или квадратных оснований из армированного бетона (в народе их называют «башмаками»). Верхняя часть их ассоциируется со ступеньками, которые уменьшаются с каждым следующим шагом. Для увеличения прочности под такой фундамент следует уложить железобетонные плиты. Помните, что данное основание пригодно только для устойчивых грунтов, не склонных к проседанию.

Цена на стаканный фундамент
Серия 1.020 для колонн сечением 30х30 и 40х40 см
НаименованиеВес, тнДлина, ммШирина, ммВысота, мм
1Ф12.8-21,8412001200750
2Ф12.9-22,0312001200900
1Ф15.8-23,015001500750
1Ф15.9-13,1815001500900
2Ф15.9-23,015001500900
1Ф18.9-24,1618001800900
2Ф18.9-34,018001800900
2Ф18.11-14,41180018001050
1Ф21.9-15,3921002100900
2Ф21.9-35,221002100900
2Ф21.11-15,63210021001050

Класс бетона по прочности на сжатие В 15. Марка бетона по морозостойкости F 50. Марка бетона по водонепроницаемости W2. В качестве арматуры применяется сталь AI; AIII. Фундаментные стаканы изготавливаются по рабочим чертежам.

Фундаменты стаканного типа для производственных зданий. Серия 71159-С

Фундаменты стаканного типа ФЖ15м-ФЖ18м предназначены для установки колонн одноэтажных производственных зданий при учете нулевого цикла производства работ. Фундаменты ФЖ1м предназначены для установки стоек конденсационных подвалов машинных отделений главных корпусов ТЭС и АЭС. Фундаменты предусмотрены для установки в них сборных железобетонных колонн сечением от 300*300 до 700*500 мм.

НаименованиеВес тн.Размеры
ДлинаШиринаВысота
ФЖ-1М0,729009001100
ФЖ15м-12,68210021001750
ФЖ15м-22,68210021001750
ФЖ16м-11,95170017001750
ФЖ16м-21,95170017001750
ФЖ17м-13,22250019001750
ФЖ17м-23,22250019001750
ФЖ18м-19,45250025001750
ФЖ18м-29,45250025001750

Фундамент типы и виды

Фундамент является несущей конструкцией здания. Он принимает на себя всю нагрузку от выше лежащих конструкций и передаёт основанию. Материалом для изготовления служат: бетон, дерево и камень.

В современном строительстве используют следующие виды фундаментов: ленточные, плитные, столбчатые и стаканные. Выбор конструкции напрямую зависит от сейсмических показаний местности, видов грунта и архитектурных решений. Как правило, мелкозаглубленный ленточный фундамент закладывается ниже уровня промерзания грунта. Это предотвращает выпучивание.

Ленточные фундаменты изготавливают под здания с тяжёлыми стенами: кирпичными, бетонными, каменными или с ЖБИ перекрытиями. Они обладают большой прочностью и надёжностью. Укладка ведётся под все внутренние и наружные капитальные стены. Данная конструкция фундамента просто незаменима, когда под домом планируется построить гараж или подвал. Процесс изготовления ленточного фундамента очень прост. Но несмотря на всю кажущуюся простоту, для него характерна массивность, большой расход материала и значительная трудоёмкость работ.

Плитные фундаменты очень востребованы и популярны. Имея жёсткую конструкцию (выполненную под всей площадью здания), они не боятся перемещения грунта. Плита передвигается вместе с ним, тем самым предохраняя сооружение от разрушения. Именно поэтому, подобные фундаменты назвали плавающими.

Сплошная плита плавающего фундамента производится из железобетона, благодаря этому вся конструкция имеет жёсткое армирование по всей плоскости. Это повышает устойчивость к нагрузкам, которые могут возникнуть при просадке, замораживании или оттаивании грунта.

    Применение плитных фундаментов:
  • при разрушенных, насыпных или размытых грунтах основания;
  • при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод;
  • при неравномерной сжимаемости грунтов;
  • при больших нагрузках от здания или слабых грунтах основания;

Монолитные столбчатые фундаменты изготавливают на грунтах с невысокой влажностью. В пробуренных скважинах должна отсутствовать грунтовая вода. Согласно технологии, в скважины не допускается подсыпка песчаной подушки, это может привести к неравномерной осадке грунта при уплотнении. Усиление основания можно произвести при помощи заливки цементного молока. Затем в скважине монтируется арматура, при помощи сварки собирается металлический каркас. После установки каркаса производят заливку бетона.

Столбчатые фундаменты не применяются для зданий с подвальным помещением или цокольным этажом, не годятся они и на участках со значительным перепадом высот. Боковые нагрузки могут привести к их опрокидыванию или разрушению.

Фундамент стаканного типа является разновидностью столбчатого фундамента. Основное их отличие друг от друга состоит в том, что железобетонные элементы производят на заводе, а не отливают в опалубке, на фактическом месте строительства. Делается это для увеличения прочности.

При возведении фундаментов стаканного типа, используются железобетонные конструкции (называемые башмаками). Башмаки производятся в специализированных заводах ЖБИ, из бетона с внутренним армированием.

Монтаж фундамента данного типа производят в тех случаях, когда грунт устойчив и не подвержен пучинистости. Нагрузка (этажность) сооружения на фундамент может оставаться достаточно высокой.

В заключении необходимо сказать. Для того чтобы увеличить эксплуатационный срок службы фундаментов разного типа, следует производить монтаж конструкций строго по технологии.

Строй-Мос.ру » Строительство фундамента стаканного типа

Фундаменты бывают разные в зависимости от их назначения. Всем известен монолитный ленточный и столбчатый фундамент. При возведении любого из них требуется армирование.

Существует разновидность столбчатой основы дома — фундамент стаканного типа.

В нем стакан является разгружающей подушкой. Все элементы конструкции имеют точный расчет и проходят армирование. Выше устанавливаются металлические или бетонные столбы и колонны. Они могут быть монолитные бетонные или сборные. Вся верхняя часть собирается с использованием готовых конструкций, а не заливается бетонной смесью.

Фундамент стаканного типа и его применение

Стаканы изготовлены из качественного бетона
с усиленной арматурой. Армирование — обязательный элемент изготовления конструкций. Для его производства проектировщики делают точный расчет. Для индивидуального строительства эти изделия не используются. Этот вид фундамента идеально подходит для постройки мостов и зданий промышленного назначения, имеющих большие размеры. Металлические или бетонные колонны устанавливаются в гнезда стаканов и образуют каркас будущих стен. Нельзя такой фундамент применять на пучинистых и просадочных грунтах. Для таких грунтов строят монолитные фундаменты ленточного или столбчатого типа.

Фундамент стаканного типа чаще всего используется под установку железобетонных и металлических колонн, которые крепятся в специальном стакане. Поэтому и выполняется качественное армирование всех конструкций.

ГОСТ 23972-80
предъявляет следующие требования к отдельным конструкциям стаканного фундамента:

— Основание отливается из бетона М200 или выше, марка водонепроницаемости — В2.

— Водопоглощение конструкций — не более 5 %.

— Все конструкции поставляются после набора бетоном должного предела прочности.

— Для фундамента обязательно проводится армирование. Минимальная толщина слоя бетона вокруг арматуры — 3 см.

— Не допускается применение конструкций с обнаженными элементами арматуры.

— Нельзя применять конструкции с трещинами шириной более 0,1 мм. Такие изделия подлежат замене.

— Монтажные петли подлежат аккуратному удалению, вбивать их в тело самой конструкции недопустимо.

Фундамент стаканного типа имеет характерную особенность: его верхняя часть не заливается бетоном, а собирается из отдельных готовых фрагментов. Обычный столбчатый или ленточный фундамент отличается от стаканного фундамента тем, что колонны (монолитные или сборные) располагаются значительно выше стакана.

Самые востребованные области применения стаканного фундамента:

— возведение зданий и колонн для сооружений производственного назначения;

— на электростанциях, на предприятиях атомной промышленности при монтаже опорных стоек для строительства конденсационных устройств в подвальных помещениях машинного отделения.

Фундамент стаканного типа редко используется в строительстве частных домов. Их применяют чаще всего при постройке промышленных зданий и мостов, где не годится столбчатый фундамент. Стаканные фундаменты делятся на типы:

— 1Ф — под возведение колонны сечением 300х300 мм;

— 2Ф — под колонны 400х400 мм.

Фактические размеры могут отличаться от нормативных не более, чем на:

— по длине и ширине — 16 мм;

— по высоте — 10 мм;

— стакан под колонны — 5 мм.

На поверхности изделий недопустимы:

— обнажение арматуры;

— ржавые и жирные пятна;

— неуплотненные участки бетона;

— трещины шириной более 0,1 мм.

Все маркировочные знаки и надписи наносятся на боковые грани изделий. К каждому фундаменту прилагаются документы о качестве. В них указывается: наименование предприятия-изготовителя и его адрес; дата выдачи и номер документа; номер партии и марка изделия; марка бетона и прочность, серия и другие характеристики изделия. Документ подписан работником, который на предприятии-изготовителе отвечает за выполнение технического контроля.

Достоинства фундамента стаканного типа:

— установка отличается простотой и экономией времени;

— детали фундамента производятся на заводе и отличаются более высоким качеством, чем столбчатый фундамент, который может быть изготовлен на месте строительства. Армирование их проводится по всем правилам и технологии производства.

Имеются и недостатки:

— необходимость использования специальной техники для возведения такого фундамента;

— проблемы и дополнительные финансовые затраты на доставку продукции к строительной площадке;

— достаточно высокая стоимость материалов.

Транспортировка и складирование

Фундаменты требуют особых условий транспортировки и складирования. Перевозят их на прокладках из древесины, прочно закрепив для предохранения от смещений во время транспортировки. Грузят их только в 1 ряд. Хранят на деревянных прокладках толщиной не менее 10 мм и на подкладках не менее 30 мм толщиной. Высота штабеля — не более 2 рядов. Нижний ряд укладывается на подкладки, расположенные на тщательно выровненном основании. Между рядами расстояние должно быть не менее метра.

Монтаж фундамента

Строительство фундамента стаканного типа следует доверять профессиональным компаниям, имеющим опыт монтажа подобных конструкций.

Для выполнения работы по монтажу фундамента стаканного типа понадобятся:

— уровень строительный;

— нивелир;

— перфоратор;

— сварочный аппарат;

— болгарка;

— рулетка.

При монтаже монолитного фундамента стаканного типа должны соблюдаться требования государственных стандартов. Монтаж состоит из нескольких этапов:

— Подготовка поверхности. Она тщательно разравнивается. Расчет поверхности выполняется специалистами.

— Устройство ям. Дно готовых углублений уплотняется с помощью применения гравия. Перед установкой блоков таких типов грунт тщательно трамбуется. Расчет глубины ям делается проектировщиками на основании данных о составе грунта.

— Установка готовых изделий в ямы. Процесс монтажа контролируется с помощью геодезических инструментов.

При выполнении монтажа необходимо соблюдать рекомендованные показатели по прочности сжатия и морозоустойчивости, а также следить за отсутствием трещин и деформаций изделий. Расчет всех этих показателей делают профессионалы.

Самая трудоемкая часть работы при любом строительстве — устройство фундамента. От его качества зависят характеристики здания. Фундамент стаканного типа обычно используется при возведении подземных гаражей, хозяйственных построек, производственных предприятий. Все конструкции такого фундамента изготовлены промышленным способом на заводе. Изготавливают его в виде квадратных оснований, называемых в народе башмаками. Расчет площади основания делается проектировщиками с применением специальных формул и компьютерных программ. Для изготовления башмаков используется армированный бетон высокого качества. Армирование происходит по определенной схеме, расчет которой делают инженеры.

После установки блоков на место монтажа, необходимо тщательно проверить их положение с применением геодезических инструментов. При неверном выполнении этого этапа работы придется все делать заново. На стройплощадке изделия проверяются на наличие сопроводительной документации и на наличие штампа ОТК. Фундаменты осматриваются на отсутствие внешних дефектов. При возникновении каких-либо сомнений в качестве фундаментов, вызываются представители лаборатории или других служб, ответственных за контроль и поставку изделий.

Перед монтажом фундамента стаканного типа выполняется детальный расчет, оформляется акт-допуск. В процессе монтажа фундаментов следует соблюдать некоторые правила безопасности, касающиеся расположения и передвижения на площадке грузов и конструкций, машин и механизмов, электрокабелей и подъмных кранов. До выполнения монтажных работ устанавливается порядок обмена сигналами между машинистом крана и такелажником-строповщиком.

Все конструкции до их подъема тщательно очищаются от грязи и наледи. Все монтажные работы запрещается проводить во время грозы, при гололеде, при тумане. Основание принимается специальной комиссией, в состав которой входят представители заказчика и подрядчика, с составлением акта приемки. Все монтажные работы производятся в соответствии с проектными документами. В них содержится расчет всех элементов фундамента. Готовый фундамент принимается комиссией с составлением соответствующего акта.

После всех работ по возведению фундамента устанавливаются колонны, на которые навешиваются элементы стен. Работа с таким типом фундамента требует большой точности и профессиональных навыков. Именно по этой причине ее выполняют специалисты со специальной строительной техникой и геодезическими инструментами. Армирование в данном случае не требуется.

1ФР 2 по стандарту: Серия 3.900.1-10

Фундаменты 1ФР 2 – являются необходимой составляющей для возведения бетонного монолитного днища прямоугольных резервуаров отсыпанных землей. Они представляют собой железобетонную конструкцию стаканного типа с опорной прямоугольной плитой. Эти изделия используют для надежной фиксации в вертикальном положении колонн КР. В верхней части фундамента 1ФР 2 сделано углубление квадратной формы соответствующее размеру колонн. В него вставляется вертикальная опора и надежно фиксируется привариванием к одной из стенок подколонника. Для предания большей жесткости несущих элементов сборного резервуара колонна в стакане дополнительно заливается бетонным раствором. Техническая документация и рабочие чертежи в Серии 3.900.1-10 позволяют возводить раздельные фундаменты четырех типоразмеров под колонны различных размеров.

1. Варианты маркировки

На каждое произведенное железобетонное изделия обязательно наносится условное обозначение по буквенно-цифровой системе. В Серии 3.900.1-10 приведены варианты маркировки фундаментов для резервуаров отсыпанных землей. Этот регламентирующий документ рекомендует указывать на боковой грани: колонны какого сечения необходимо устанавливать в фундаментные блоки, дату изготовления, массу.

1. 1ФР 1;

2. 1ФР 2.

2. Основная сфера применения

Фундаменты 1ФР 2 стаканного типа используются для обустройства основания под железобетонные колонны. Эти изделия позволяют организовывать разнообразные основания столбчатого типа. Создаваемая конструкция фундамента стаканного вида, обладает главным преимуществом по сравнению с другими аналогичными сооружениями – высокой прочностью. Данное основание прекрасно совмещает функцию подушки и надежной фиксации опор основного строения. Правила подбора и установки фундаментов 1ФР 2 стаканного типа и колон для возведения каркаса отсыпных резервуаров прямоугольной формы оговорены в Серии 3.900.1-10. Применение железобетонных оснований стаканного вида позволяют значительно упростить срок монтажа сборных опорных сооружений и соответственно финансовые расходы. Выступающее прямоугольное углубление глубиной 500 мм, расположенное в центральной части изделий такого типа, предоставляет возможность надежной фиксации колонн различной высоты и сечения. Применение для их изготовления бетона марок В25-15 позволяет обеспечить гарантированную устойчивость к разрушению под постоянным действием повышенной влажности. Сборные фундаменты 1ФР 2 стаканного типа можно использовать с другими видами колонн, имеющим поперечное сечение 400х400 либо 300х300 мм.

Такие фундаментные блоки рекомендуется использовать в неагрессивной среде.

3. Обозначение маркировка изделия

На железобетонные фундаменты 1ФР 2 в соответствии с требованиями Серии 3.900.1-10 наносятся условные обозначения по буквенно-цифровой системе. Оно кратко предоставляет информацию о том для колонн каких типоразмеров они применяются, какие габаритные размеры у основания подушки блока. Например, если мы решим расшифровать маркировку на боковой грани фундамента 1ФР 2, то узнаем, что символы условной кодировки обозначают:

1. 1 – тип конструкции фундаментального основания;

2. ФР – блоки фундаментные стаканного типа;

3. 2 – используют эти блоки для установки колонн второго типоразмера.

Планируя возведение несущего каркаса для отсыпного бетонного резервуара, желательно обратить внимание на остальные параметры фундаментов 1ФР 2:

Длина = 1500;

Ширина = 2100;

Высота = 600;

Вес = 2080;

Объем бетона = 0,83;

Геометрический объем = 1,89.

4. Изготовление и основные характеристики

Производство железобетонных фундаментов 1ФР 2 организуется на основании нормативных требований и рабочих чертежей оговоренных в техническом документе – Серия 3.9000.1-10. В нем описываются технологические тонкости изготовления, правила испытаний и приемки готовых изделий. Повышенные прочностные параметры блоков несущего основания, исключающие деформацию и случайное его разрушение, обеспечиваются заложением в их конструкцию армированных пространственных каркасов и сеток. Для изготовления этих металлических элементов используется стальная рифленая упрочненная горячекатаная арматура марки А-III, свариваемая по технологии точечной контактной сварки. Предварительная сборка армирующей конструкции применяется способ монтажной обвязки каркаса специальной проволокой. Для производства подколонников и плитной части фундаментного блока стаканного типа используется бетон тяжелых марок В25-15, обладающих пониженной водопроницаемостью, прекрасной прочностью и повышенной стойкостью к трещинообразованию, например, М300-500. Стаканные фундаментные блоки этой модели изготавливаются с применением метода вибрационного формообразования.

5. Транспортировка и хранение

Железобетонные массивные фундаменты 1ФР 2 рекомендуется хранить и перевозить, укладывая их не больше чем в 6 ярусов. При складировании между ними необходимо прокладывать деревянные рейки толщиной не менее 40 мм. Более подробно с условиями транспортировки и хранения этих изделий можно ознакомиться в Серии 3.9001.-10, специально разработанной для всех составляющих отсыпных бетонных резервуаров прямоугольной формы.

Уважаемые покупатели! Сайт носит информационный характер. Указанные на сайте информация не являются публичной офертой (ст.435 ГК РФ). Стоимость и наличие товара просьба уточнять в офисе продаж или по телефону 8 (800) 500-22-52

Какие есть основы. Типы фундаментов и их строительство. Характерные особенности плитного фундамента

Строительство любого здания начинается с возведения фундамента — фундамента всего здания. Он принимает на себя всю нагрузку конструкции, равномерно распределяя ее по земле. Благодаря ему здание не будет двигаться и деформироваться в разных климатических условиях. В зависимости от проектных значений, типа грунта и особенностей конструкции различают несколько типов фундамента.У всех есть свои достоинства.

Столбчатые типы фундамента

Внутри каркаса возникают силы и напряжения, которые могут привести к деформации конструкции, если она плохо закреплена на земле, на которую передаются указанные силы и нагрузки. Существует два типа нагрузок: соответствующие нагрузки, связанные с весом материалов, из которых само здание состоит из его структурных и периметральных частей, а случайные нагрузки зависят от предполагаемого использования и, следовательно, от количества пользователей, которым оно будет работать.

Именно из-за наличия нескольких факторов, чтобы создать конструкцию, которая хорошо реагирует на напряжения и деформации из-за внешних сил, таких как ветер и сейсмические явления, мы должны быть хорошо знакомы с принципами статических и научных зданий, которые используя математические формулы, они возвращают параметры размеров, которые необходимо соблюдать для правильного построения.

Какие типы фондов существуют? В чем разница между ними? Какой тип фундамента выбрать? Обо всем этом вы узнаете из нашей статьи.

№1 — ленточный фундамент

Один из популярных вариантов, который используется в строительстве. Хотя технология возведения несложная, сам фундамент массивный, а процесс достаточно трудоемкий. К тому же материала для работы уходит довольно много. Чаще всего используется для строительства частных домов на простом типе грунта.

Первое исследование, однако, может быть выполнено для выбора типа фундамента, который будет принят, конечно, на геологический и инженерно-геологический, консультации специалиста, который проанализирует структуру, стратиграфию и все возможности участка, на котором вы хотите построить это здание.

Материалы для строительства

Разберем разные типы существующих фондов. Они делятся на два класса: прямые или поверхностные, косвенные или глубокие основания. Чаще всего используются прямые фундаменты для почв, которые не имеют значительных уровней соответствия, но действительно хорошо реагируют на стресс. В них входят плинтусы или параллелепипеды, вооруженные квадратным или прямоугольным сечением, размер которых зависит от нагрузки, на которую он настаивает, и изготавливаются из бетонных отливок внутри опалубки, обычно из дерева.


Что такое ленточный фундамент? Это лента или полоса, сделанная из железобетона, которая повторяет очертания всего здания. Благодаря такому устройству фундамент получается прочным, способным выдерживать большие нагрузки. Лента формируется под каждой внутренней и внешней стенками. Рекомендуется использовать для каменных, кирпичных или бетонных домов с большим весом. Особенность в том, что с помощью этого фундамента можно построить под домом гараж или погреб. Да, затраты на рабочую силу действительно высоки, но вы получите надежный фундамент, который прослужит более 150 лет.Лучше один раз вложиться и забыть, чем жульничать и часто прибегать к ремонту. Но гарантировано это только в том случае, если вы соблюдали технологию строительства. Сделав что-то не так, вы значительно сократите срок эксплуатации и характеристики базы.

Они опираются на фундаментную плиту и всегда должны соединяться друг с другом бордюрами, которые обеспечивают более полное соответствие нагрузкам. Этот стандарт был внесен в новые антисейсмические правила, которые предусматривают внедрение различных систем, используемых в качестве антисейсмических устройств.

Другие типы прямых оснований — это перевернутые лучи, названные так потому, что они имеют вид луча в противоположном направлении, а киоски, которые представляют собой настоящую решетку, характеризуются большей степенью устойчивости к нагрузкам. С другой стороны, непрямые основания берутся, когда земля не имеет высокой степени сопротивления, или когда такая особенность присутствует в более глубоких слоях, или если необходимо построить здание со значительными нагрузками. Пример — небоскреб.


Устройство техники

Обычно такой фундамент закладывают 0.На 2 м глубже места промерзания земли. Толщина варьируется и напрямую зависит от толщины стен с отделкой и планируемого давления стен. Существует две разновидности такого фундамента:

Для устройства рытье траншеи, повторяющей форму дома и несущих стен. После этого все выравнивается и на дно укладывается песчаная подушка. Она изрядно подделана. Рекомендуемый слой песка от 10 до 20 см, слой щебня такой же.Чем больше глубина траншеи, тем толще потребуется слой подушки. После этого остается только сделать опалубку (съемную или несъемную), установить арматурную сетку и залить все бетоном. Схема ленточного фундамента представлена ​​ниже.

В описанных выше случаях используется система столбов или микросвай. Их функционирование в первую очередь связано с поиском устойчивой почвы и созданием сил трения между кучей и самой землей. Используемые материалы: дерево, бетон, сборные или монолитные, сталь в сочетании со специальными материалами, которые увеличивают адгезию между основанием и землей.

Основные типы фундаментных конструкций

Столбы закладываются в грунт различными способами: забиваются свайными или буровыми станками, т.е. изготавливаются после удаления грунта и заливки железобетона в опалубку. Вместо этого микросваи используются для небольших работ и классифицируются как таковые, если их диаметр не превышает 300 мм при просверливании и 150 мм при использовании инструментов.


Достоинств:

  1. Прочность.
  2. Прочность.
  3. Возможность построить подвал, погреб, гараж.
  4. Выдерживает большие нагрузки, подходит для утяжеленных конструкций.

Недостатки:

  1. Высокая себестоимость.
  2. Отличная работа.


Фундамент из плит для дома

Наконец, включены другие подкатегории фондов, но они используются редко, поскольку они имеют высокую степень специализации и очень дороги в реализации.Одним словом, в процессе строительства здания выбор фундамента, который будет использоваться, — один из важнейших моментов проектирования.

Конечно, многие программы помогают нам понять характеристики сил, характеристики характеристик материалов, но важно полностью знать все те элементы и концепции статики, которые хорошо описывают функционирование здания. Именно по этой причине, особенно для очень важных работ, проектирование конструкций поручается инженерам или строителям, которые представляют ведущих специалистов в этой области.

№2 — фундамент колонный

От первого варианта отличается тем, что требуется меньше материала, так как фундамент не сплошной, а выполнен на основе столбов. Эти столбы устанавливаются на всех углах здания, на пересечении стен и в тех точках, где высока нагрузка. Особенностью является надежность, экономичность, отсутствие работ по гидроизоляции. Но его нельзя использовать для тяжелых конструкций. Нашла применение в частном строительстве для возведения небольших построек.

На самом деле, это серьезная ошибка — недооценивать важность фундамента, а также всех других вспомогательных элементов, использовать плохие материалы или слабо укреплять конструкции, особенно в такой стране, как наша, с большими территориями с высоким сейсмическим риском.

В первую очередь следует учитывать тип земли на участке и дизайн дома. Помните, что не вся земля подходит для строительства. Чтобы узнать, каков состав участка на вашем участке, попросите муниципалитет предоставить геологические или гидрологические карты местности.

Фундамент из колонн может быть

Вы также можете провести геотехнические испытания для уверенности. Их выполнение не является обязательным, но благодаря им вы получите полный набор информации о слоях почвы и руководства по типу фундаментов. Кроме того, позаботьтесь о правильном фундаменте. Он должен быть разработан специалистом, имеющим квалификацию для строительства. Он должен включать, в частности, несущую способность, уровень грунтовых вод и глубину промерзания. Чтобы фундамент был прочным и надежным, наймите проверенную команду.Также постарайтесь обзавестись необходимыми материалами и аксессуарами.


Устройство техники

По сути, это система столбов, которые располагаются в нужных точках здания (всегда в углах и местах с высокими нагрузками). Они роются в земле. Оптимальное расстояние между ними — полтора-два с половиной метра. Сами столбы могут быть кирпичными, каменными, обычными или бутобетонными. Важно заполнить оставшееся пространство между столбами и землей песком, гравием и дополнительно бетоном.

Фундамент здания может быть выполнен несколькими способами. Ниже приведены наиболее важные из них. Они хорошо работают в домах с подвалом, а также в домах без подвала. Первый — выровнять котлован строительной фольгой, а затем залить бетоном. Второй требует размещения на дне котлована тонкого бетонного фундамента, а также арматуры и обшивки. Фундаментная плита — это своего рода фундамент здания, который работает на землях с низкой несущей способностью или при высоком уровне грунтовых вод.Таким образом, созданная доска может быть как фундаментом, так и полом первого этажа. Фундаменты на сваях — это фундамент, который работает на плохом грунте. Укладываются железобетонные сваи, а затем заливается бетон. Стоит помнить, что это довольно дорогое решение. Фундамент на колодцы — это тот тип фундамента, который выполняется на сложном грунте. Основание монтируется на специальные колодцы, которые изготавливаются так же, как колодец для водозабора. Колодцы могут быть бетонными, кирпичными или железобетонными.Стоимость такого типа фундамента может быть в десять раз выше, чем в случае с фондами.

  • Фундамент под фундамент — традиционный и относительно дешевый вид фундамента.
  • Это отличное решение для земель с хорошей несущей способностью.
  • Они могут быть бетонными или железобетонными.
  • Устанавливаются в опалубку или прямо в землю.
  • Для повышения их прочности используется соответствующая арматура.
Есть несколько типов бетона, подходящего для фундамента здания.


Для сохранения тепла пространства под полом, а также для защиты от влаги и пыли изготавливается флакон. Что это такое? Стена, соединяющая столбы. Он построен из кирпича, бетона или щебня. С пучинистой почвой под ампулу насыпают песчаную подушку, слоем 15 см. А сама стена углубляется в землю на 15 см.

Отличаются свойствами и способом заливки. Самоуплотняющийся бетон — это бетон, который можно заливать прямо из бетономешалки в котлованы.Он прочен и нечувствителен к грунтовым водам.

  • Бетонная смесь — это традиционный тип бетона с очень широким спектром применения.
  • Он прочный и пластиковый, а главное — недорогой.
  • Водостойкий бетон — это особый вид бетона.
  • Устойчив к грунтовым водам.
Это важный элемент фундамента. Стены делают как в домах с подвалами, так и в зданиях без подвала.

Достоинств:

  1. Экономичный.
  2. Быстрая и легкая работа.
  3. Надежность.

Недостатки:

  1. Подходит только для домов с небольшим весом.
  2. Нет возможности построить подвал или гараж.


Фундаменты стеклянные типа

Отметим, что данный вид фундамента является разновидностью этого типа фундамента. Их конструкция очень похожа. Его можно использовать для строительства мостов, строительства промышленных объектов атомной энергетики и других промышленных зданий.Для частного строительства фундамент стеклянного типа применяется редко. На фото видно, как это выглядит.

Стены фундамента можно разделить в зависимости от типа используемого материала. С пакетными пустотелыми блоками — как кирпичные стены, они состоят из бетонных блоков или блоков керамитоподобного типа. Отличие в том, что пустые места залиты бетоном.

  • Монолитные — полностью из товарного бетона.
  • Кладка — кирпично-бетонная или керамзитобетонная.
  • Иногда встречаются и каменные стены.
  • Это довольно популярное решение в частных домах.
Возведение фундамента состоит из нескольких этапов.


№3 — фундамент монолитный

Чаще всего такие фундаменты используются для небольших построек. Для выполнения работ вам не понадобится дополнительное дорогостоящее оборудование. Такой фундамент может быть ленточным или столбчатым.


Сначала нужно определить контур здания, а затем очистить и выровнять землю.Геодезист должен выложить фундаментные стены. Для этого он должен обозначить угловые точки дома и скамейки — постоянно стабилизируемую высоту. Затем определите угловые стены фундамента и точки выемки. Выполнив эти действия, можно смотреть на фундамент. Глубина котлована должна учитывать глубину верхней поверхности твердого фундамента. Следующим шагом будет выровнять участок котлована и подготовить землю для скамеек.

Затем нужно сделать продольную арматуру и опалубку. Подготовленные таким образом выемки готовы для заливки скамеек и стен фундамента. Обратите внимание на плотность бетона. Если он жидкий или полужидкий, нужно его загустить. В случае пластика или плотного пластика используйте вибратор. Подождите, пока бетон схватится, затем протрите и выровняйте поверхность.

Пояс выглядит как железобетонная полоса, тянущаяся по всему периметру здания. Мелкозернистый монолитный тип основания образует в горизонтальной плоскости жесткий каркас, который обеспечит устойчивость фундамента на рыхлом грунте.Используйте конструкцию для домов с небольшим весом дерева. Что касается углубленного основания, то оно делается для тяжелых конструкций, для которых необходимо будет построить гараж.


Если говорить о столбчатом монолитном фундаменте, то это конструкция из столбов, возведенных на каждом углу здания и в местах с высокой нагрузкой. Что касается пространства между столбами, то оно засыпано песком, щебнем и забетонировано.


Кроме того, для особо тяжелых домов делают прочный монолитный фундамент, который устраивают под строительную площадку полностью.Основное преимущество этого типа фундамента в том, что при смещении грунта прочная плита будет двигаться вместе с ним. В результате стены дома не треснут и не рухнут. Фундамент прочный и недорогой, около 15-20% от стоимости всего.

№4 — свайный фундамент

Идеально подходит для тех, кто сталкивался с тяжелыми почвами. Дело в том, что такой фундамент можно сделать на пучинистом грунте с близким расположением грунтовых вод. Никакой неустойчивый грунт ему не страшен.И самое главное — стоимость строительства минимальна. Это один из самых экономичных вариантов строительства частного дома. В качестве основы используются сваи — это столбы с заостренными концами, которые вкручиваются, забиваются или вставляются в землю. Они переносят нагрузку всего здания на землю, распределяя ее.


Существует несколько типов этого фундамента, в зависимости от типа свай. Их:

  1. Деревянный.
  2. Бетон.
  3. Металл.
  4. Железобетон.


Форма определяется круглыми сваями, круглыми, прямоугольными или квадратными. Если говорить о способе установки, то продукции это:

Винтовой фундамент

Винтовые сваи удобны в применении в личных целях. Их основание выполнено в виде шурупа, поэтому вы можете просто вкрутить их в отмеченные места. Работа ведется без использования дополнительной техники.В этом случае размер свай зависит от глубины залегания грунтовых вод и уровня промерзания почвы. Все сваи вкручиваются в землю строго перпендикулярно руке или специальной техникой.


Винтовая свая представляет собой металлическую трубу с приварной лопаткой определенной конфигурации. Для винтового фундамента их вкручивают в землю не менее чем на 1,5 м. При этом пучение и проседание грунта — не проблема. Сваи выставлены на одном уровне, забетонированы, сверху сделана обвязка.

Льготы

Почему так ценят винтовые фундаменты? У них высокая несущая способность. Все дело в том, что при прикручивании трубы грунт не рыхлится, а наоборот уплотняется отвалом сваи. К тому же устройство такого фундамента не требует больших усилий, времени, материалов и средств. Буквально через несколько дней ваш фундамент будет готов. На сушку ленточного фундамента потребуется 30 дней, плюс работы по его возведению. Причем процесс может происходить в любое время года.


Свайный фундамент

Если говорить о фундаменте забивного типа, то сваи необходимо забивать или вдавливать в землю специальным оборудованием или вибрационным методом. Это усложняет процесс. В домашних условиях сделать такой фундамент будет сложно.


Буронабивной фундамент

Средний вариант, который также часто используется при строительстве домов. Отличие в том, что сваи делают прямо на строительной площадке и устанавливают в уже вырытый колодец.


Работы заключаются в бурении скважин в запланированных местах. Это можно сделать как вручную (ручной бор), так и механизированным способом. На дне колодца сделать песчаную подушку и установить сваю (стальной каркас, асбестоцементную трубу и т. Д.). Внутрь труб кладем арматуру и заливаем весь бетонный раствор. Пространство между трубой и землей засыпано песком и щебнем, а также забетонировано.


Примечание! Благодаря простоте и дешевизне, в России этот тип фундамента используется в 10% случаев при выборе свайного фундамента.

№5 — плавучий фундамент

Сфера использования — районы с низким уровнем грунтовых вод и слабонесущими, пучинистыми насыпными грунтами. Сама конструкция довольно проста, а сам фундамент отлично защищает конструкцию от внешних факторов и разрушений.


Устройство техники

Все начинается с рытья траншеи по плану. Ширина 50 см, глубина 70 см. Затем по всей длине котлована укладывается некоторое количество бутобетона.После этого сверху ложится полоса арматурной сетки, ширина которой составляет 35-40 см или 3-4 полосы арматурных стержней. Все стыки свариваются или связываются металлической проволокой. После этого выкладывают второй ряд бутобетона и наращивают цоколь.


После того, как все будет готово, нужно неделю настаивать плавающую основу во влажном состоянии и 3 дня в сухом. Если говорить о плавающем фундаменте для небольших конструкций, то процесс немного другой.Траншея выкапывается шириной 60 см. Из них 10 см засыпаны щебнем, остальные 50 — песком. Вся масса тщательно пропитывается водой, чтобы фундамент давал сквозняк. Затем все снова возвращается, чтобы вернуться на предыдущий уровень. На уровне земли бетонная литая плитка под столбы. После этого столбы делают из кирпича, ширина которого составляет полтора-два кирпича. Допускается использование небольших бетонных блоков. Все покрыто рубероидом и обвязка сделана из доски, пропитанной составом от гниения.

В этом случае, если под основанием будет вода, то она будет везде. Фундамент будет двигаться равномерно. Итак, вы сможете справиться с проблемными участками.

В данной статье дается краткий обзор существующих типов фундаментов и их применения. Фундамент следует выбирать, прежде всего, исходя из типа грунта и особенностей будущего сооружения. Что касается дизайна, соответствующего окружающему ландшафту, то можно реализовать дизайнерские решения в каждом из представленных типов фундамента.Итак, перейдем к типам фундамента.


Очень часто используется тип фундамента для частного строительства. Ленточный фундамент — это железобетонная полоса фиксированной высоты и ширины, расположенная по периметру всего здания. Такой фундамент хорош для домов с тяжелыми стенами (бетон, кирпич) и перекрытиями. Если в доме есть гараж или подвал, то фундамент для этого отлично подойдет.

Обычно ленточный фундамент заглубляется на глубину, превышающую глубину промерзания почвы, но есть и неглубокий более глубокий ленточный фундамент, который используется для строительства небольших домов, в основном деревянных.


Колонный фундамент возводят путем размещения колонн во всех углах и пересечениях стен будущего сооружения. Такой фундамент намного экономичнее ленточного, но применим только для легких домов и построек. Между столбами создают специальные трубы (из кирпичной, бетонной, бутовой кладки). Этот фундамент используется на закрепленных грунтах, не подверженных набуханию и перемещению. Также при столбчатом фундаменте нет подвалов.


Монолитные фундаменты используются также при возведении легких деревянных конструкций.Для таких фундаментов не требуется специального оборудования, и не будет никаких ограничений в планировке будущего здания. Монолитный фундамент используют в тех случаях, когда грунт сильно сжат.

Основным преимуществом монолитного фундамента является постоянство фундаментной плиты при движении грунта, что предохраняет конструкцию от разрушения.


Свайный фундамент предназначен для строительства на неустойчивых грунтах.Идеально подходит для громоздких конструкций. Устройство свайного фундамента происходит с помощью свай — столбов (железобетонных, деревянных и др.) С заостренным концом. Каждая из свай выдерживает нагрузку от 2 до 5 тонн. Верхние части свай соединены с балками, образуя опорную основу структуры. Этот тип фундамента дорог и редко используется в частном строительстве.


Фундамент из плит — это разновидность монолитного фундамента, в котором монолитное основание может выполнять роль перекрытия.Следует отметить, что это достаточно дорогой вид фундамента, применяемый в основном для небольших домов. Плитовый фундамент обладает всеми положительными свойствами монолитного фундамента.


Плавучий фундамент возводится в районах с низким уровнем грунтовых вод, а также на насыпных, тяжелых плитах и ​​абразивных грунтах. Основное назначение этого фундамента — защита конструкции здания при деформации грунта.


Фундаменты на винтовых сваях, как и обычный свайный фундамент, — замечательный вариант фундамента, а для участков с повышенным уровнем грунтовых вод винтовой фундамент просто идеален.

Этот фундамент незаменим при пучинистых грунтах, неустойчивых грунтах и ​​участках со сложным рельефом.

Винтовые сваи представляют собой стальную трубу со приварной лопаткой.

Видео

Это видео расскажет вам о типах фундаментов.

Еще одна история в теме разговора.

фундаментных растений: дизайнерские идеи для красивого ландшафтного дизайна

Идея проста: фундаментные растения должны украсить ваш дом, сделать его более уютным и связать его с окружающим ландшафтом.К сожалению, эти прилегающие к дому насаждения часто состоят из жестких вечнозеленых кустов, которые мало что делают для дома, который они украшают. Хуже того, они часто превращаются в что-то похожее на зеленые буханки хлеба, чем на все, что встречается в природе. Вот несколько способов переосмыслить этот устаревший ряд стриженных вечнозеленых растений.

Идеи для посадки фундамента

1. Работайте с архитектурой и общим стилем вашего дома.

Отличается ли ваш дом формальной симметрией, с центральной дверью и равным количеством окон, выстроенных по обеим сторонам — например, на грузинских, федеральных или некоторых колониальных возрождениях?

Если да, то вы можете рассмотреть дизайн, в котором есть некоторые формальные элементы, со стриженными кустами, подчеркивающими вход, и насаждениями в зеркальном отражении с каждой стороны.С другой стороны, неформальные дома в коттеджном стиле и ранчо с низкой посадкой лучше всего смотрятся с более повседневными асимметричными схемами растений.

В обоих случаях избегайте конкурирующих элементов, которые отвлекают от главного входа и дома в целом, таких как высокие растения, закрывающие вид на ваш дом, или одинокая кровать посреди открытой лужайки. Область вокруг входа — это место, где гости могут рассмотреть ваш пейзаж крупным планом, поэтому сделайте это место гостеприимным, используя интересный контраст форм растений, цветов и цветов и текстур листвы.

В другом месте фасада полоса голой стены между окнами часто является приглашением к большому кусту, небольшому дереву или даже увитой виноградной лозой решетке. Вокруг окон не перекрывайте свет и воздух слишком высокими растениями.

Высокие растения, расположенные по углам дома, помогают смягчить его края и вписать его в ландшафт. Они также могут создавать иллюзию расширения небольшого дома, делая его больше.

Средние по размеру цветущие деревья, такие как кизил, канадский красный бутон, яблоня, роза Шарона и креп-мирт, имеют непринужденный вид, который подходит для повседневного дома в загородном стиле.Более величественные традиционные дома можно посадить на каждом конце прямым английским дубом, можжевельником или группами кипарисовиков Лейланда, чтобы добавить эффект колонны.

Конечно, стоит отметить, что домам, которые не имеют поднятого фундамента, чтобы замаскировать, или иметь красивую каменную кладку для демонстрации, может не потребоваться больше, чем входные и угловые насаждения. Грядка из почвопокровного покрова или мульчи может быть всем, что необходимо, чтобы связать две области вместе и облегчить уход и стрижку.

Пестрые зимние растения, папоротники и травы создают яркую листву; impatiens добавить цвет Марк Тернер

2.Проведите четыре сезона по интересам.

Те тисы, которыми задыхается каждый второй дом в вашем районе, могут быть нерушимыми, но смотреть на них не так уж и важно. Правильные вечнозеленые растения создают основу для круглогодичной посадки, но включение лиственных кустарников и многолетников обеспечивает декоративную ценность в течение всего года. Выбирайте растения с учетом неравномерного цветения с ранней весны до конца лета, красочной осенней листвы и фруктов зимой.

Помимо того, что они слишком статичны, большинство насаждений на фундаменте также слишком узкие, с одним рядом кустов, которые не заходят достаточно далеко во двор.Возможно, вы сможете исправить это, просто увеличив грядку и добавив впереди больше растений. Сложите их задом наперед от самого высокого к самому короткому, убедившись, что ни один из новых не возвышается над установленным задним рядом.

3. Выберите растения подходящего размера и масштаба.

Вероятно, ошибка номер один, которую делают домовладельцы, — это игнорирование размера растений в период созревания. Мы все видели окна, занавешенные зарослями вечнозеленых растений, которые, без сомнения, выглядели просто прекрасно, когда их посадили.Выбор кустов правильного размера также поможет свести обрезку к минимуму. Ищите карликовые разновидности, максимальная высота которых составляет от 2 до 4 футов, для под окнами и в других узких местах.

Прежде всего, спланируйте, прежде чем сажать. Лучше всего начать с увеличения фотографии вашего дома и начертания его контура на бумаге. Добавьте несколько ключевых элементов, которые вы хотите сохранить, например, взрослые деревья. Затем начните экспериментировать, делая наброски растений (в их полном размере и форме), которые вы рассматриваете.

Этот процесс поможет в постановке планировки, определении того, сколько именно вы можете включить, и разработке продуманного и экономичного подхода к закладке фундаментов, которые действительно улучшат ваш дом.

Обильное сочетание низкорослых многолетних растений, которые не блокируют окна во время роста Saxon Holt

Вечнозеленые кустарники

Пересмотреть жесткие вечнозеленые растения с короткой иглой в пользу этих выносливых декоративных растений:

  • Андромеда (Pieris japonica) Ярусы узких глянцевых зеленых листьев с побегами, несущими грозди поникших белых цветов. Может вырасти до 12 футов в высоту.Полутень; морозоустойчив до 0 ° F.
  • Холли ‘Blue Girl’ (Ilex meserveae) Глянцевая сине-зеленая листва и красные ягоды осенью; вырастает от 7 до 10 футов в высоту. Хорошо реагирует на сильную обрезку или стрижку в шишки, идеально подходит для обрамления формального входа. До полной тени; морозоустойчив до -10 ° F.
  • Inkberry (Ilex glabra) Устойчивый к оленям кустарник с тонкой блестящей темно-зеленой листвой, напоминающей самшит, и черными ягодами осенью. Вырастает от 6 до 10 футов в высоту; Сорт ‘Compacta’ до 4 футов высотой.Солнце до полутени; морозоустойчив до -10 ° F.
  • Самшит корейский (Buxus microphylla ‘Koreana’) Быстрее, чем английский ящик; отлично подходит для быстрого создания формальных акцентов или окантовки. Компактный и низкорослый, достигает 2 футов в высоту. Полное солнце до полутени; морозоустойчив до -0 ° F.
  • Горный лавр (Kalmia latifolia) Кожистые, темно-зеленые овальные листья и большие группы чашеобразных розовых, белых или красных цветов в конце весны. Медленный производитель, который может достигать 10 футов в высоту.Полутень, влажная почва; морозоустойчив до -10 ° F.
Пышные клумбы из гортензии швабры и тенелюбивой хосты обрамляют крытый вход Mark Turner

Кусты летние

Азалия и рододендрон обеспечивают надежную весеннюю окраску; добавление позднецветущих кустарников продлит зрелище.

  • роза ‘Betty Prior’ (Rosa ‘Betty Prior’) и ‘Knock Out’ роза (Rosa ‘Knock Out’) Компактные розовые и красные розы, цветущие все лето, устойчивы к вредителям и болезням , и приспосабливаемый.Можно поддерживать в виде кустов красивой формы от 3 до 4 футов высотой. Предпочитаете солнце, но преуспеваете в полутени; морозоустойчив до -20 ° F.
  • Гортензия «Бесконечное лето» (Hydrangea macrophylla «Bailmer») Эта швабра постоянно цветет на новой и старой древесине, избавляя от каких-либо догадок о том, как обрезать гортензии для поощрения цветения. До 5 футов ростом. В полутень; морозоустойчив до -20 ° F.
  • Summersweet (Clethra alnifolia) Беспроблемный сорт с зелеными листьями овальной формы и пушистыми шипами белых цветов в середине и конце лета.Разнообразие «Шестнадцать свечей» представляет собой магнит в виде бабочки и колибри, который вырастает от 3 до 4 футов в высоту и идеально подходит для оснований и массирования. «Ruby Spice» вырастает до 8 футов в высоту с темно-розовыми цветами. У обоих есть листва, которая осенью становится желто-оранжевой. Солнце до полутени, влажная почва; морозоустойчив до -30 ° F.
Андромеда (Pieris japonica) CFG Фото

Многолетние растения и декоративные травы

Все эти разновидности обеспечивают долгий сезон окраски.Некоторые также имеют зимний интерес, особенно покрытые льдом или снегом.

  • Очиток ‘Осенняя радость’ (Очиток ‘Осенняя радость’) Лучший четырехсезонный многолетник в округе. Прекрасно смотрится в полном цвету с большими гроздьями крошечных розовых цветков в конце лета — начале осени. Отцветшие цветочные головки можно оставлять на всю зиму. После обрезки мясистые зеленые листья быстро добавляют цвет и структуру грядкам ранней весной. Вырастает до 2 футов в высоту. Полное солнце; морозоустойчив до -30 ° F.
  • Лилейник ‘Stella de Oro’ (Hemerocallis ‘Stella de Oro’) Среди самых долгоцветущих лилейников.Обрезайте мертвые цветы, чтобы все лето цветение было ярче-желтым. Мне особенно нравится сорт «Black-Eyed». Вырастает до 2 футов в высоту. На открытом солнце или в полутени; морозостойкий до -30 ° F.
  • .
  • Catmint (Nepeta spp.) Прекрасный цветок с лета до осени. Шпионы из пушистых серых листьев с крохотными бледно-голубыми цветочками. Имеет вид, похожий на лавандовый, но намного более надежный. «Гигант шести холмов» вырастает от 3 до 4 футов в высоту. ‘Walker’s Low’ — это монстр среднего размера, вырастающий на 18 дюймов в высоту и хорошо работающий с массой.Полное солнце; морозоустойчив до -20 ° F.
  • Coneflower (Echinachea spp.) Это выносливое многолетнее растение дает букет стойких розовых, пурпурных или белых цветов на длинных жестких кормах в середине и конце лета. Вырастает от 3 до 4 футов в высоту. Полное солнце; морозоустойчив до -20 ° F.
  • Трава ‘Karl Foester’ (Calamagrostis x acutiflora ‘Karl Foester’) Моя любимая декоративная трава для прямых форм. Имеет изгибы, блестящую темно-зеленую листву от 3 до 5 футов высотой. В июне на вертикальных стеблях появляются розовато-бронзовые цветочные головки, которые постепенно переходят в золотисто-коричневый цвет.Полное солнце; морозоустойчив до -10 ° F.
  • Китайская роза фонтанная трава (Pennisetum alopecuroides) Попробуйте эту траву в качестве акцента в менее формальных садах. С июля по сентябрь растет 3 фута высотой с мягко-розовыми цветочными гроздьями, напоминающими плюмажи, когда ярко-зеленые листья становятся желтыми и образуются эффектные семенные головки. Полное солнце; морозоустойчив до 0 ° F.
  • Coreopsis ‘Zagreb’ (Coreopsis verticillata ‘Zagreb’) Все лето блестящие желто-ромашковые цветы. Компактный сорт, который можно использовать как в формальных, так и в повседневных посадках.Устойчив к засухе; вырастает на 12 дюймов в высоту. Полное солнце; морозоустойчив до -20 ° F.

Облицовка зданий и листовое стекло в небоскребе Чикаго, 1885–1905

ТЕХНОЛОГИЯ И КУЛЬТУРА

АПРЕЛЬ

2008

ТОМ. 49

404

На предприятии в Пенсильвании была внедрена инновация, которая вскоре доказала важность

для Чикаго. Уголь был удобным топливом для стекольных заводов

в Европе и Америке, но газы от примесей, выбрасываемых при горении этого материала, обесцвечивали расплавленное стекло.В то время как завод Крейтон

имел свободный доступ к углю, он также был окружен резервуарами природного газа для чистого сжигания

, который обещал чистую атмосферу в печи, позволял выпускать

почти бесплатно и не требовал труда поддерживать. В течение

годов 1880-х годов компания «Питтсбург Плейт» купила права на две близлежащие скважины. Потраченный предел —

ital был тривиальным по сравнению с сокращением затрат на рабочую силу и энергию

: компания подсчитала, что новое топливо сэкономило более 3000 бушелей из

угля в день.17 При производстве на основе газа американское листовое стекло

могло бы начать конкурировать с французским и английским импортом по качеству и стоимости.

Казалось, что безграничный аппетит к безупречной поверхности и

прозрачности газорасплавленной пластины, и предприниматели стремились использовать

, развивающееся сочетание высоких рыночных цен и падающих производственных затрат

искали новые газовые месторождения, где они могли создать фабрики. Открытие в 1886 году

природного газа около Финдли, штат Огайо, стимулировало поток инвестиций, но

, когда геологи поняли, что этот резервуар простирается через северно-центральную часть

Индианы, это вызвало спекулятивное безумие в сельскохозяйственных городах между Коко и

.

мес. И Андерсон, который на короткое время стал «газовым поясом Индианы».«Новое поле

покрыло более 2500 квадратных миль, предлагая безграничный источник топлива

. Города быстро получили права на землю и подземный газ, использовали их для привлечения новых предприятий и в течение нескольких месяцев увидели, что их генеральные сделки на топливо и землю были приняты производителями железа, олова и стекла.

Самой крупной операцией по открытию газового пояса была алмазная пластина.

В 1888 году промышленники из Огайо полковник А.Л. Конгер и Монро Зайберлинг договорились о

, организованной Кокомо «Бесплатная газовая линия для граждан только для заводов» и

региональных Питтсбурге, Цинциннати, Чикаго и Св.Louis Railway, более известная как

как «линия ручки поддона» 18. В целом, Diamond Plate Glass получила по номеру

девятнадцать акров земли с неограниченным газом и водой, а также железнодорожную ветку

, которая соединяла Кокомо. участок в Питтсбург, Сент-Луис и Чикаго.19

В течение года Конгер и Зайберлинг наняли техников и рабочих

ington, DC, 1900), 962; и «Pittsburgh Plate Glass Company (1120 East Vaile Avenue),

Study of Kokomo», Краеведческое собрание округа Ховард, Кокомо, Индиана., Публичная

библиотека.

17. «Природный газ для производства стекла», технический отчет и американский контракт

Journal, 28 ноября 1885 г., 344.

18. Предприятие было обеспечено за счет капитала, привлеченного в Акроне и Чикаго; дополнительное

финансирование в Чикаго было получено, когда первоначальный бюджет в 300 000 долларов (6 000 000 долларов из

долларов 2002 г.) был исчерпан до того, как было закуплено оборудование; см. Kokomo Daily

Dispatch, 25 апреля 1891 г., 5: 5–6, и «The Pan Handle Pins It», Kokomo Gazette Tribune,

25 мая 1888 г., 2: 2, в «VF-1, Local Business File: Diamond Plate Glass Co.(Кокомо) »,

Краеведческая библиотека Стэна Мора, Кокомо, Индиана (далее VF-1, Библиотека Мора).

19. Kokomo Gazette Tribune, 25 февраля 1888 г., 2: 2.

Пример Байхетанской ГЭС

Классификация горных пород важна при предварительном проектировании инженерно-геологических проектов. На примере столбчато-сочлененного базальта в основании Байхетанской ГЭС в данной статье представлена ​​классификационная схема столбчато-сочлененной породы.В отличие от многих обычных горных массивов, очевидной характеристикой столбчато-сочлененных горных пород является то, что они не непрерывны по геометрии, а по механике непрерывны. Из-за неприменимости существующих систем классификации горных массивов предлагается схема классификации в сочетании с целостностью горного массива, слабой герметичностью и проницаемостью. Новая система классификации имеет пять классов с количественными коэффициентами, которые учитывают особенности столбчатых соединений. Как простая в использовании схема и тематическое исследование, она может быть полезна в качестве справочного материала при классификации сходных проблем горных пород.

1. Введение

Столбчатое соединение — это типичная структура трещин (показанная на рисунке 1), наиболее известная из таких мест, как Дорога гигантов или пещера Фингала, в которой трещины самоорганизуются в почти шестиугольное расположение, образуя упорядоченную колоннаду. [1, 2]. Как чудесное природное явление, существует долгая история исследований с тех пор, как «Дорога гигантов» впервые была описана в 17 веке [3]. В настоящее время разумно понимать образование столбчатых трещин в результате распространения трещин в охлаждающиеся лавовые потоки [4–7].Как разновидность неблагоприятных геологических условий, разумная и подходящая классификация горных пород чрезвычайно важна для инженерных проектов.

Развитие гидроэнергетики на западе является тенденцией в Китае [8–10]. С бурным развитием проектов водного хозяйства и гидроэнергетики встречаются все более сложные инженерно-геологические условия, такие как столбчато-сочлененная порода. В основании Байхетанской ГЭС широко распространен столбчато-сочлененный массив горных пород.Большое количество лабораторных и натурных испытаний дает четкую иллюстрацию характеристик столбчатых трещин и аналогичных сочлененных горных массивов [11–16]. В отличие от других традиционных типов горных пород, геологическое строение столбчато-сочлененного базальта очень сложное [17, 18]. Из-за разрезов стыков значение обозначения качества породы (RQD) довольно низкое, и он будет идентифицирован как фрагментированный массив горных пород с использованием существующих методов классификации горных пород [19, 20]. Однако сейсмические скорости высоки, а прочность горных пород высока в определенных напряженных состояниях.Он имеет типичные характеристики неоднородности геометрии и непрерывности механических свойств. Качество породы будет существенно недооценено, и традиционная система классификации пород не подходит для такого типа массива.

Учитывая, что точное измерение механических свойств очень сложно [21–27], методы классификации горных пород обычно используются на стадии предварительного проектирования строительного проекта. Учитывая неприменимость существующих систем классификации горных пород, предлагается система классификации горных пород, объединяющая набор ключевых факторов, контролирующих качество горных пород, таких как выветривание, степень снятия напряжения, степень целостности массива горных пород и проницаемость.Проведено тематическое исследование столбчато-сочлененного базальта; результаты могут быть распространены на другие аналогичные случаи или использованы в качестве справочных для других инженерных проектов.

2. Существующие системы классификации горной массы

Правильная классификация горной массы может дать инженерам быструю и надежную оценку горной массы без сложных расчетов различных параметров. Он составляет основу для проектирования и оценки необходимого количества и типа скальной опоры в мерах по контролю за грунтовыми водами.Хорошо известной ранней попыткой является система классификации Терзаги для поддержки туннелей. На основе наиболее важных внутренних и структурных параметров были предложены и широко используются в инженерии несколько других систем классификации, таких как RMR, GSI и Q. Подробный перечень систем классификации горных пород представлен в Таблице 1.


Название Сокращение. Авторы Приложение Комментарии

Ritter [28] Туннели Первая попытка формализации эмпирического подхода к проектированию туннелей.
Скальная нагрузка Терзаги [29] Тоннели Самая ранняя ссылка на использование классификации горных пород для проектирования опор туннелей.
Время простоя Lauffer [30] Тоннели Относится к времени простоя при проходке туннеля без опоры.
Обозначение качества породы RQD Deere [31] Общие Фактор компонента многих систем классификации.
Оценка структуры породы RSR Wickham et al. [32] Тоннели Первая рейтинговая система для горных массивов.
Индекс качества проходки горных выработок Q Barton et al. [33] Тоннели Наиболее часто используемые системы классификации туннелей.
Оценка горной массы RMR Bieniawski [34] Тоннели и выемки Широко используется как для туннелей, так и для откосов.
Индекс горной массы RMi Palmstrom [35] Тоннели Приблизительное значение прочности на сжатие.
Новый австрийский метод прокладки туннелей NATM Rabcewicz [36] Тоннели Используется при определении мер поддержки.
Оценка горной массы MRMR Laubscher [37] Шахты На основе RMR (1973).
Прочность горной массы RMS Selby [38] Шламы На основе базы данных естественных откосов.
Расчетная масса на склоне SMR Romana [39] Обрезки На основе RMR (1979). Наиболее часто используемая система классификации склонов.
Оценка откосной горной массы SRMR Robertson [40] Шлам На основе RMR. Приведена классификация материалов слабоизмененного горного массива из керна скважин.
Расчетная масса откосов для Китая CSMR Chen [41] Шлам Поправочные коэффициенты были применены к системе SMR для условий неоднородности и высоты откоса.
Индекс геологической прочности GSI Hoek et al. [42] Общие На основе RMR (1976). Для отказов, не контролируемых структурой.
Оценка модифицированного горного массива M-RMR Unal [43] Шахты Для слабых, слоистых, анизотропных и глинистых горных массивов.
Базовое качество BD Министерство водных ресурсов, КНР [44] Общее Техническая классификация качества горной массы в Китае.
Оценка разрушения откосов горных пород RDA Николсон и Хенчер [45] Шлам Для мелкого разрушения откосов горных пород в результате выветривания.
Классификация вероятности устойчивости откоса SSPC Hack et al.[46] Шламы Вероятностная оценка независимо различных механик разрушения.
Рейтинг безопасности поверхности вулканических пород VRFSR Singh and Connolly [47] Вырезки (временные выемки) Для склонов вулканических пород для определения безопасности земляных работ на строительных площадках.
Индекс опасности падающих камней FRHI Singh [48] Вырезки (временные выемки) Разработано для стабильных земляных работ с целью определения степени опасности для рабочих.
Основное геотехническое описание BGD ISRM [49] Общее Основано ISRM в 1981 году.
Классификация прочности по размеру SSC Франклин [50] Проходка туннелей На основе прочности неповрежденной породы и расстояния между неоднородностями.
Упрощенная оценка горной массы SRMR Brook and Dharmaratne [51] General Три основных компонента: прочность неповрежденной породы, расстояние между стыками и тип стыка.

Исходя из этих систем классификации горных пород, факторы, задействованные в существующих эмпирических системах классификации, связаны в основном с общей информацией о массиве горных пород, геометрическими характеристиками неоднородностей и методом строительства. За последние несколько десятилетий существующие классификации горных пород успешно применялись при проходке туннелей, подземных разработках и на откосах. Однако следует отметить, что следует проявлять значительную осторожность при применении классификации массива горных пород к другим проблемам горной инженерии, хотя схема классификации подходит для ее первоначального применения.

Базальтовая порода с столбчатыми трещинами, как разновидность особой горной массы, не подходит для классификации по этим факторам, и иногда результаты явно несовместимы при разных классификационных схемах. Более того, многие эффективные факторы в описании горных массивов, такие как подземные воды и скорость сейсмических волн, отсутствуют в существующих классификационных схемах. Цель данной статьи — предложить схему классификации столбчато-сочлененного базальта на основе всестороннего понимания его свойств.

3. Геологические условия

Байхетанская ГЭС расположена в нижнем течении реки Цзиньша, на границе округа Ниннань провинции Сычуань и округа Цяоцзя провинции Юньнань (рис. 2). Это одна из каскадных гидроэлектростанций на реке Цзиньша, с гидроэлектростанцией Удонгде в верхнем течении и ГЭС Ксилуоду в 195 км в нижнем течении. Будучи вторым уровнем каскада гидроэлектростанций на реке Цзиньша, Байхетанская гидроэлектростанция представляет собой бетонную арочную плотину двойной кривизны высотой 289 м и установленной мощностью 14 004 МВт.Плотина находится примерно в 260 км от Куньмина и примерно в 400 км от Чунцина, Чэнду или Гуйяна соответственно. Расстояние по прямой от плотины до Шанхая в Восточно-Китайском регионе составляет около 1850 км. Площадка расположена к востоку от зон разломов Земухэ и Сикай-Цзяоцзихэ и к северу от зоны разломов Сяоцзян. Хотя в этом регионе существуют активные зоны разломов и региональная сейсмическая активность интенсивна, сильных землетрясений не было зарегистрировано в диапазоне 40 км вокруг участка плотины.

3.1. Геоморфология и топография

Долина реки на месте плотины асимметрична и имеет V-образную форму с массивными горами с обеих сторон. На левом берегу рельеф выше Эль. 850 м — широкий и плоский участок на Линии исследования № 1, в то время как рельеф внизу чередуется с пологими и крутыми склонами или обрывами. На правом берегу рельеф выше Эль. 1170 м состоит из пологих склонов, тогда как скалы и крутые склоны покрывают сушу ниже Эль. 1170 г. Обнажения на участке плотины в основном представляют собой базальт Эмэй, сформированный в конце пермского периода, а подстилающий известняк Маокоу сформировался в ранний пермский период.Речной аллювиал мощностью от 5 до 25 м сложен голоценовыми валунами с песком. Рыхлые отложения в 4 квартале распространяются в основном по руслам рек, террасам и наклонным холмам. Иллюстрация распределения столбчатых трещин представлена ​​на Рисунке 3.

Можно видеть, что участок средней плотины в основном состоит из базальтов, в основном включающих микролит-афанитовый базальт, миндалевидный базальт и разнообразную базальтовую брекчированную лаву (Рисунок 4). . Породы твердые, но развиты с некоторыми столбчатыми трещинами, особенно в средней части пласта, где диаметр колонн колеблется от 5 см до 10 см; столбчатые стыки в других слоях колеблются от 20 см до 30 см.Слабые прослои базальта или брекчированного туфа разной мощности распределены в верхней части базальтовых слоев с мощностью от 0,3 до 1,7 м для нижних слоев и от 0,3 до 9 м для верхних слоев (до) [52].

Разломы на участке плотины небольшие по размеру, региональные разломы отсутствуют. Большинство разломов имеют сдвиговый характер, а некоторые из них — надвиговые. Геологические структуры состоят в основном из разломов мощностью менее 1,0 м, зон разломов и трещин, в основном простирающихся на северо-запад с несколькими простирающимися на северо-восток, и большинство из них наклонены под большими углами.Породы обнажений на обоих берегах слабо выветрены, а подстилающие породы слегка выветрены и относительно нетронуты. Эффект снятия нагрузки воздействует на породы на обоих берегах на разную глубину и глубже на левом берегу. Уровень подземных вод и относительно непроницаемый слой сравнительно глубокие.

3.2. Гидрометеорология

Основным источником стока реки Цзиньша являются атмосферные осадки, которые пополняются за счет талого снега в верхнем течении реки. Годовой сток сосредоточен в основном с июня по ноябрь, составляя около 80 процентов от общего объема.Анализ данных по стоку за 61 год с июня 1939 г. по декабрь 2000 г. показывает, что средний годовой расход на участке плотины Байхетан составляет 4110 м 3 / с. Наводнения в реке Цзиньша возникают в основном из-за ливней. Максимальные пиковые паводки на реке Цзиньша происходят в основном с июля по сентябрь (более 95 процентов от общего числа), а оставшиеся 5 процентов наводнений происходят в последние десять дней июня или первые двадцать дней октября.

Среднегодовая температура на участке плотины Байхетан — 21.7 ° C, при этом самая высокая и самая низкая зарегистрированная температура составила 42,2 ° C и 2,1 ° C соответственно. Среднегодовая температура воды составляет 17,4 ° C. Среднее годовое количество осадков на участке плотины составляет 715,9 мм, а в году выпадает около 100 дней с осадками. Среднегодовая скорость ветра на участке плотины составляет 2,1 м / с, максимальная — 13 м / с в южном направлении.

4. Базальт столбчато-сочлененный в Байхетане

Развитие трещин стыка в массиве столбчато-сочлененных горных пород неоднородно.Столбчатый базальт с сочленениями можно разделить на три категории по размеру и длине столбчатых.

Горные массивы типа I имеют столбчатые мозаичные структуры с высокой плотностью трещиноватости, а плоскости стыков волнистые и неровные (Рисунок 5). Колонки имеют длину от 2 до 3 м и диаметр от 13 до 25 см, при этом развиваются микротрещины, в результате чего колонки разбиваются на небольшие блоки 5 различных диаметров. Столбчатый базальт I типа распределяется в основном по двум подслоям: и. Колоннообразные сочлененные массы II типа, распределенные в основном в,, и, имеют высоту 0.От 5 до 20 м и диаметром от 25 до 50 см. Они неровные, а столбики не срезаны полностью. Есть микротрещины, разрезающие колонны на блоки диаметром 10 см. Разрастание столбчатых трещин III типа развито слабо, и породу можно отнести к целому базальту.

Блок горной породы, показанный на рисунке 6, представляет собой компактный скрытокристаллический базальт. Для оценки прочности используется метод жесткой несущей пластины, и средний модуль деформации составляет около 51,6 ГПа. Это указывает на то, что блоки горных пород имеют хорошие свойства жесткости и прочности, а слабые плоскости являются ключевым фактором, влияющим на механические свойства столбчатого базальта.Слабые плоскости в столбчато-сочлененном базальте — это в основном столбчатые швы, микротрещины и малоугловые структурные плоскости (включая полосы сдвига и трещины). Столбчатые суставы и микротрещины имеют типичные особенности распределения, такие как диаграмма Вороного. Они закрываются без нарушения и открываются после нарушения. Режущая лента под небольшим углом аккуратно разрезает колонны в поперечном направлении.

5. Классификация пород для столбчато-сочлененного базальта
5.1. Классификация столбчатого базальта

В столбчато-сочлененных массивах горных пород присутствуют как исходные, так и конформационные структурные плоскости, включая разломы, зоны напластования, трещины и микротрещины.Для распределения слабых плоскостей без учета компактности структурных плоскостей линейная плотность скальных швов достигает 15 полос на метр. Следовательно, RQD столбчатого базальта низок и может быть отнесен к категории слабых пород. Однако механические свойства, такие как прочность и сейсмическая скорость, довольно высоки, так что столбчатый базальт с сочленениями может быть классифицирован как хороший горный массив в некоторых системах классификации горных массивов. Из-за особенностей столбчато-сочлененного базальта и несоответствия между геометрической неоднородностью и механическими свойствами традиционные схемы классификации могут не подходить; При классификации столбчато-сочлененных горных пород требуется специальный анализ.

При разработке классификационной схемы столбчато-сочлененных базальтов учитываются следующие факторы. Основываясь на среде применения, в первую очередь оцениваются основные факторы, контролирующие структуру и качество столбчатого массива горных пород. В большинстве схем классификации пород фактор воды отсутствует. Однако столбчато-сочлененная горная масса в Байхетане распространяется у основания плотины и будет страдать от сверхвысокого давления поровой воды на высоте более 200 м. Следовательно, водопроницаемость неизбежна при отнесении массива горных пород к подземным водам.Кроме того, во внимание принимается степень компактности стыков, геометрическая целостность, тип конструкции и атмосферостойкость. Заимствуя параметр прочности из RMR и используя описание и анализ геометрических и геологических характеристик, схема классификации пород для столбчато-сочлененных пород разработана следующим образом.

5.2. Основные факторы и показатели в системе классификации
5.2.1. Прочность горной массы

Прочность горной массы является наиболее важным параметром в классификации горных пород, и почти в каждой схеме она используется в качестве первого параметра.В схеме RMR в качестве типичного параметра прочности используется прочность на одноосное сжатие (UCS) неповрежденной породы. Учитывая, что RMR широко применяется в большом количестве инженерных проектов, при классификации столбчатых соединений Байхетана используется тот же параметр, что и в стандарте классификации RMR (Таблица 2).

906 906 906 11 906

Уровень Хорошее Относительно хорошее Умеренно хорошее Относительно плохое Плохое
10 ~ 50 3 ~ 10 <3

5.2.2. Целостность горной массы

Целостность горной породы является ключевым фактором, влияющим на качество горной массы. Для блоков из твердых пород целостность определяется развитием швов. При анализе степени целостности столбчатого базальта также учитываются размеры колонн и скрытые швы. Для комплексного анализа столбчато-сочлененного базальта используются пять количественных параметров (таблица 3).


Фактор Индекс целостности горной массы Объемный номер шва Размер горных блоков (%) Степень развития скрытых трещин в поперечном направлении (м) (м)

Описание
и — скорости волн горного массива и неповрежденной породы.
Сумма линейной плотности стыка горных пород в разных направлениях. Процент площади поверхности для колонны диаметром более 10 см. Среднее расстояние между двумя соседними поперечными скрытыми швами. Среднее расстояние между двумя соседними внутриформационными разломными зонами.

Столбчатые сочлененные горные массивы имеют сложную структуру, и один фактор не может точно описать целостность горных массивов.В этой системе классификации горных пород количественная категоризация целостности горного массива приведена в таблице 4.


Целостность горного массива Неповрежденный Относительно неповрежденный Плохо неповрежденный Трещина

Индекс целостности горной массы> 0,75 0,75 ~ 0,55 0.55 ~ 0,35 0,35 ~ 0,15 <0,15
Объемный шов (м 3 ) <3 3 ~ 10 10 ~ 20 20 ~ 3513> 35 906
Размер каменного блока (%) 80 ~ 100 50 ~ 80 25 ~ 50 15 ~ 25 <15
Степень развития поперечного скрытого шва (м)> 20 10 ~ 20 5 ~ 10 3 ~ 5 <3
Степень развития внутриформационных разломных зон (м)> 10 3 ~ 10 1.5 ~ 3 1 ~ 1,5 <1

5.2.3. Герметичность слабой плоскости

Существующие системы классификации горных пород обычно не учитывают герметичность слабых плоскостей. Однако герметичность столбчатых швов чрезвычайно важна для характеристик породы. Для столбчато-сочлененного базальта плотность скального шва определяется на основе открытого расстояния, материала заполнения и степени выветривания. Подробное описание слабой герметичности плоскости представлено в таблице 5.


Плотность в слабой плоскости Плотная Относительно плотная Умеренно плотная Относительно свободная Свободная ~ 3 3 ~ 5 5 ~ 10> 10
Расстояние между стойками (мм) 0 <0,5 0,5 ~ 1 1 ~ 3> 3
> 3
Геологическое состояние Выветривание Незначительное выветривание ~ невыветривание Слабое выветривание ~ небольшое выветривание Слабое выветривание Выветривание

13 909.2.4. Проницаемость горного массива

Состояние подземных вод — один из пяти важных параметров в системе классификации горных пород RMR. Учитывая, что в основании плотины высотой 289 м находится столбчато-сочлененный массив горных пород, проблема с подземными водами является серьезной и столбчато-сочлененный массив горных пород насыщен [53]. Проницаемость, полученная при испытании на проницаемость пакера на площадке, используется для классификации столбчато-сочлененной горной массы (Таблица 6).





5

Проницаемость Хорошая Относительно хорошая Умеренно хорошая Относительно плохая Плохая
1,5 ~ 3,7 3,7 ~ 8,1 8,1 ~ 12> 12

5.3. Система классификации и применение столбчато-сочлененных горных пород
5.3.1. Схема классификации

Предлагаемая система классификации массивов столбчато-сочлененных горных пород основана на трех основных факторах. Эта схема делит горную массу на пять уровней и семь подуровней. Соответствующие количественные показатели перечислены в таблице 7.При строительстве фундамента плотины можно учитывать массив горных пород на уровнях с I по III.

9013

Уровень Подуровень UCS (МПа) Целостность горной массы Герметичность в слабой плоскости I> 200 Неповрежденный Плотный <0,9 Горная масса твердая, неповрежденная, с блочной структурой.Он свежий, не имеет разгрузочного эффекта и имеет чрезвычайно низкую проницаемость. Столбчатый стык не развит, и горная масса на этом уровне может использоваться непосредственно без какой-либо обработки.
II 100 ~ 200 Относительно неповрежденный Плотный 0,9 ~ 1,5 Горная масса твердая и относительно неповрежденная без выветривания или слегка выветривания. Колонна короткая и широкая, с блочной структурой. Проницаемость небольшая, и горную массу можно использовать с местной обработкой.
III III 1 50 ~ 100 Относительно неповрежденные ~ плохие неповрежденные Относительно плотные ~ плотные 1,5 ~ 2,6 Горные породы на этом уровне относительно нетронуты и слегка выветрились. Столбчатый стык развивается и придает столбцам мозаично-столбчатую фактуру. Слабая плоскость плотная, и этот ровный камень можно использовать при несложной инженерной обработке.
III 2 25 ~ 50 Плохая целостность Умеренно плотно ~ относительно плотно 2.6 ~ 3,7 Породная масса неповреждена и слабо выветрена. Столбчатые соединения развиваются и придают столбцам мозаичную структуру столбцов. Слабая плоскость относительно плотная, а проницаемость плохая. Горную массу можно использовать при определенной обработке.
IV IV 1 10 ~ 25 Относительно трещиноватые ~ плохо неповрежденные Умеренно плотные ~ относительно рыхлые 3,7 ~ 8,1 Горный массив относительно трещиноват со слабым эффектом разгрузки.Слабая плоскость умеренно плотная и развивается колоннами, в результате чего порода имеет блочно-трещиноватую структуру. Этот вид породы имеет относительно высокую проницаемость и не может использоваться непосредственно в качестве фундамента плотины.
IV 2 3 ~ 10 Трещина ~ относительно трещиноватая Относительно рыхлая 8,1 ~ 12 Горный массив относительно трещиноват с интенсивным эффектом разгрузки. Слабая плоскость развивается адекватно, порода имеет катакластическую структуру с высокой водопроницаемостью.Каменную массу на этом уровне использовать нельзя, и ее необходимо удалить.
V <3 Трещина Относительно рыхлая ~ рыхлая> 12 Существуют крупномасштабные внутрипластовые нарушенные зоны и открытые слабые плоскости. Горный массив чрезвычайно трещиноват и имеет фрагментарную блочную структуру.

5.3.2. Заявка

После введения предлагаемой системы классификации используется простой пример горной массы, чтобы продемонстрировать применение этой новой схемы классификации.В качестве примера возьмем информацию в PD37 (показанную на рисунке 3); такая горная масса распространяется на расстоянии от 20 до 40 м от входа. Слегка выветрившийся столбчатый базальт показан на рисунке 7, и это указывает на то, что этот вид породы имеет относительно очевидные столбчатые очертания.

Колонны неправильной формы и извилистые, длиной от 2 до 3 м и диаметром от 13 до 25 см. Угол падения составляет от 70 до 85 °, а форма сечения в основном пятиугольник или четырехугольник. Помимо столбчатых швов, в колонках образовалось определенное количество микротрещин, а процент микротрещин диаметром более 10 см составляет около 27%.Микротрещины в основном параллельны столбчатым швам с длиной следов от 0,3 до 2 м, а их плотность показана на рисунке 8 (а). Грани микротрещин извилистые, закрытые. Среднее значение составляет около 8,8 на 1 м 3 . На Рисунке 8 (b) средняя скорость сейсмической волны составляет 3800, что приводит к коэффициенту целостности, который составляет около 0,48, что означает плохие условия контакта. Кроме того, среднее расстояние между двумя соседними поперечными скрытыми швами менее 8,5 см. Среднее расстояние между двумя соседними внутриформационными разломными зонами составляет около 5.5 м и может быть отнесен к категории «слаборазвитые».

Ширина раскрытия столбчатых швов составляет от 0,5 до 1,0 мм, а у микротрещин — менее 0,5 мм. Слабые плоскости являются «относительно плотными» в соответствии со схемой категоризации. Испытание под давлением воды показывает, что проницаемость составляет от 2,6 до 6,2 Лю. Что касается критериев классификации, целостность породы — «плохая неповрежденная», а слабые плоскости — «относительно плотные». Следовательно, уровень столбчато-сочлененного базальта в этой части фундамента составляет III 2 .Горную массу нельзя использовать в качестве фундамента плотины напрямую, но можно использовать при эффективной обработке арматуры.

Используя классификацию столбчато-сочлененного базальта в Байхетане, схема выемки разработана для горного массива с разным уровнем. Весь процесс земляных работ проходит очень успешно, и окончательное изображение основания плотины показано на Рисунке 9. Сейчас строительство плотины почти завершено. Результат показывает, что классификация пород возможна для связанных инженерных работ со столбчатыми сочлененными породами.


6. Заключение

Байхетанская ГЭС — первая арочная плотина, построенная на фундаменте из столбчато-сочлененного массива горных пород. Столбчато-сочлененная горная масса отличается дискретной геометрией, но все же имеет высокое качество, как неповрежденные блоки. Для столбчато-сочлененного базальта характеристики прочности и деформируемости в основном определяются контактами породы с породой. Герметичность слабых плоскостей играет важную роль в классификации горных пород. Поскольку горная масса находится в основании плотины, важен эффект проницаемости.Существующие схемы классификации пород не могут дать исчерпывающую оценку из-за отсутствия этих критических факторов.

Предложена схема классификации массива горных пород для столбчато-сочлененного базальта на основе целостности породы, слабой герметичности и проницаемости. С помощью ряда мер, таких как скорость сейсмических волн и геологических описаний, таких как микротрещины, эта работа пытается представить более подходящую схему. Как попытка найти столбчатый базальт с трещинами, эта работа также полезна как справочная информация для подобных массивов горных пород.

Доступность данных

Данные доступны по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Выражение признательности

Это исследование поддерживается Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (№ 2018YFC0407004), Фондами фундаментальных исследований для центральных университетов (B200201059) и Китайским фондом естественных наук (гранты № 51709089, 51939004, 12062026 и 11772116).

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Самоорганизованные столбчатые тонкие пленки Zr0.7Ta0.3B1.5 с ядром / оболочкой-наноструктурой

Основные особенности

Zr 0.7 Ta 0,3 B 1,5 тонких пленок выращивают гибридным мощным импульсным и магнетроном постоянного тока (Ta-HiPIMS / ZrB 2 -DCMS) совместным распылением.

Zr 0,7 Ta 0,3 B 1,5 тонкие пленки демонстрируют самоорганизованную столбчатую наноструктуру ядра / оболочки.

Кристаллические ядра, богатые Zr, окружены неупорядоченными оболочками, богатыми Ta.

Уникальное сочетание наноразмерных кристаллических ядер и металлических стеклянных оболочек обеспечивает превосходные механические свойства.

Abstract

Недавно мы показали, что Zr 1 x Ta x B y тонкие пленки имеют столбчатую наноструктуру, в которой границы столбцов богаты B для x <0,2, а Ta- богатый для x ≥ 0,2. Слои с x ≥ 0,2 демонстрируют более высокую твердость и одновременно повышенную вязкость. Здесь мы определяем наноструктуру атомного масштаба столбчатых пленок Zr 0,7 Ta 0,3 B 1,5 , осажденных методом распыления.Колонки 95 ± 17 Å представляют собой наноструктуры ядро ​​/ оболочка, в которых ядра 80 ± 15 Å представляют собой кристаллическую гексагональную структуру AlB 2 , богатую Zr стехиометрическую форму Zr 1 x Ta x B 2 . Структура оболочки представляет собой узкую плотную неупорядоченную область, богатую Ta и сильно дефицитную по B. Ядра образуются при интенсивном перемешивании ионов посредством преимущественной сегрегации Ta из-за более низкой энтальпии образования TaB 2 , чем ZrB 2 , в ответ на химическую движущую силу с образованием стехиометрического соединения.Пленки с уникальным сочетанием наноразмерных кристаллических ядер и плотных металлически-стеклянных оболочек обеспечивают отличные механические свойства.

Ключевые слова

Тонкие пленки

Дибориды переходных металлов (TM)

Самоорганизующиеся

Наноструктура ядро ​​/ оболочка

Твердость и вязкость

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

© 2020 Авторы. Опубликовано Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Характер жидких кристаллов, контролируемый комплементарными смесями дискотических молекул: столбчатый тип наложения и диапазон температур мезофазы

Характер жидких кристаллов контролируется комплементарными смесями дискотических молекул: столбчатый тип стопки и диапазон температур мезофазы

Abstract : В этой работе мезофазные свойства были настроены с помощью смешивания двух дискотических молекул со структурной комплементарностью.По сравнению с жидкокристаллическими материалами гексакис ( n -гексилокси) трифенилен (H6TP) (столбчатая гексагональная фаза от 53 ℃ до 91 ℃), типы мезофаз, а также температуры фазового перехода менялись при введении молекул кристаллического производного гексаазатрифенилена (PBH) . Введение менее 33% количества ПБГ заметно разрушило столбчатую гексагональную фазу, образованную H6TP, с последующим понижением температуры очистки жидких кристаллов. При дальнейшем увеличении количества PBH разрушенная столбчатая гексагональная фаза превращалась в столбчатую прямоугольную фазу, в которой молекулы H6TP и PBH вместе образовывали столбчатую мезофазу.Образование новой мезофазы способствовало увеличению температуры мезофазы (с 44 ℃ до 144 ℃). Мы предположили, что взаимодействие алкильных цепей, индуцированное компонентом PBH, конкурирует с сильным π-π-стэкингом между молекулами H6TP, тем самым изменяя жидкокристаллические свойства, включая типы мезофаз и температуры фазовых переходов.

Ключевые слова: Упаковка алкильных цепей Тип мезофазы Жидкие кристаллы Фазовые переходы Смесь

1.Введение

Дискотические жидкие кристаллы (DLC) как новое поколение органических полупроводников привлекли пристальное внимание в последнее десятилетие. Из-за большого перекрытия π-π в столбчатых стопках может быть достигнута одномерная высокая подвижность с переносом заряда. Перспективные применения DLC в оптоэлектронных устройствах, таких как полевые транзисторы (FET), фотоэлектрические солнечные элементы (PSC), были разработаны [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ] . Для применения в устройствах DLC материалы должны демонстрировать мезофазное поведение в широком диапазоне температур.Более того, дискообразные мезогены могут располагаться в различных столбчатых типах укладки, таких как столбчатая гексагональная (Colh) фаза и столбчатая прямоугольная (Colr) фаза, которая определенно влияет на перенос заряда вдоль оси столбца [11] . Кроме того, выравнивание дискообразных молекул желательно для создания эффективных устройств. Например, плоская и гомеотропная ориентации необходимы для полевых транзисторов и PSC соответственно. Хотя на процесс выравнивания влияют несколько факторов, тип мезофазы играет решающую роль в процессе ориентации.Как сообщалось [12] , фаза Colh и фаза Colr предпочтительны для выравнивания лицом к лицу и с ребра соответственно.

Среди различных видов DLC соединение на основе трифенилена является одним из наиболее широко исследуемых материалов, поскольку их относительно легко синтезировать. В последние годы были предприняты попытки изменить свойства мезофазы. Одним из подходов к этой цели является модификация ядер и боковых цепей [13] . Однако для создания и синтеза требуемых материалов требуется больше усилий.Альтернативой этому требованию интенсивного синтеза является смешивание DLC трифенилена с другими материалами, такими как 2, 4, 7-тринитро-9-флуоренон (TNF) [14, 15] и производные гексаазатрифенилена [16] . Эти молекулы могут образовывать чередующиеся стопки лицом к лицу, что приводит к расширенному температурному диапазону мезофазы. Расширенная стабильность этих смесей является результатом либо комплементарного политопного взаимодействия (CPI) [17, 18, 19, 20] , либо взаимодействия с переносом заряда [21, 22, 23, 24] .

Хотя физические методы широко используются для настройки свойств жидких кристаллов [12, 16, 17, 21, 25, 26], , мало внимания уделяется тесной взаимосвязи между типом столбчатой ​​укладки и свойствами смеси материалов при включении гостевой компонент [12] . В этой работе мы смешали гексакис ( n -гексилокси) трифенилен (H6TP) с производным гексаазатрифенилена (PBH) (схема 1), чтобы сформировать альтернативно штабелируемые колонки. Эти две молекулы дополняют друг друга как по форме, так и по электронным характеристикам.Мезофазные типы смесей изменяются от фазы Colh к фазе Colr с увеличением содержания PBH, что приводит к новому тренду изотропных температур. Температуры просветления сначала снизились, а затем повысились с увеличением количества молекул PBH. Более того, предполагается, что изменение структуры, возможно, было вызвано конкуренцией взаимодействия алкильных цепей, индуцированной молекулами PBH, с сильным взаимодействием π-π между молекулами H6TP.

Схема 1

Схема 1. Химическая структура молекул H6TP и PBH.
2. Экспериментальный 2.1. Материалы

H6TP был приобретен в Сычуаньском педагогическом университете. ПБД был синтезирован, как в [5]. [27] . Хлороформ (99%) был закуплен у Beijing Chemical, Китай. Все материалы использовали в том виде, в котором они были получены, без дополнительной очистки.

Стеклянные и силиконовые подложки (1,5 см × 1,5 см) очищали в растворе пираньи (70/30, об. / Об. Концентрированной H 2 SO 4 и 30% H 2 O 2 ) при температуре 90 ℃ в течение 20 минут, затем тщательно промыть деионизированной водой и, наконец, высушить в атмосфере азота.

2.2. Подготовка проб

Все смеси H6TP / PBH с желаемыми молярными отношениями были получены смешиванием соответствующих индивидуальных растворов хлороформа, и общая концентрация составила 10 мг / мл.

Тонкие пленки из смесей H6TP, PBH и H6TP / PBH получали методом центрифугирования и капельного литья. В процедуре центрифугирования раствор заливался в течение 18 с со скоростью 500 об / мин. Толщина пленок центрифугирования составляет около 140-180 нм. В процессе капельного литья 50 мкл раствора наносили на подложку стекло / кремний размером 1.5 см × 1,5 см. Все эксперименты проводились при комнатной температуре.

2.3. Характеристика

Поляризованная оптическая микроскопия (POM), дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и рентгеновский анализ при скользящем падении (GIXD) были выполнены для характеристики термотропного поведения и структуры смесей. Термическую стабильность смесей исследовали методом термогравиметрического анализа (ТГА). Взаимодействие между H6TP и PBH в растворе и состоянии тонкой пленки было охарактеризовано с помощью спектроскопии поглощения УФ-видимой области, флуоресцентной эмиссионной спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса ( 1 H ЯМР).Подробные процедуры собраны во вспомогательной информации.

3. Результаты и обсуждение 3.1. Изменение температур фазовых переходов с увеличением содержания ПБД

ДСК и ПОМ использовали для характеристики точек перехода отдельных компонентов и смесей (таблица 1). Поскольку изменение точек перехода с увеличением содержания PBH в цикле нагрева аналогично таковому в цикле охлаждения, для демонстрации тенденции изменения использовались только температуры перехода в цикле охлаждения.Во-первых, с до , чтобы обсудить термотропное поведение смесей, мы сосредоточились на отдельных компонентах. После охлаждения из изотропного состояния H6TP показал жидкокристаллическую фазу от 91 ℃ до 53 ℃, как сообщалось ранее (рис. 1a) [28] , и дал фокально-коническую текстуру, характерную для фазы Colh (рис. 2a). Напротив, PBH показал сложный полиморфизм. После нагревания до 200 ° C наблюдались пять экзотермических переходов при 155 ° C, 131 ° C, 99 ° C, 51 ° C и 28 ° C при последующем охлаждении до 20 ° C (рис.S1 в Вспомогательной информации). Температурно-зависимые картины GIXD PBH показали серию отражений во время этих переходных точек, что указывает на кристаллическую фазу (рис. S2 в подтверждающей информации). Кроме того, не наблюдалось значительных изменений текстур во время переходных точек в ПОМ. (Рис. S3 в Вспомогательной информации). Кроме того, пленку PBH трудно разрезать покровным стеклом даже при 200 ℃. Следовательно, ПБД явно находится в кристаллической фазе. Термическая стабильность смесей также исследовалась с помощью ТГА.Измерения ТГА показывают, что соединения H6TP и PBH были термически стабильными с потерей веса 1% при 327 ℃ и 395 ℃ соответственно. Соединение H6TP / PBH = 1/1 было стабильным до 340 ℃ с потерей веса 1% (рис. S4 в вспомогательной информации). Температура разложения смеси H6TP / PBH = 1/1 отличается от температуры разложения отдельных компонентов, что указывает на существование сверхструктуры между H6TP и PBH.

Таблица 1

Таблица 1
Температуры фазового перехода (℃) и энтальпии (Дж / г) смесей H6TP / PBH при охлаждении из изотропного состояния. T c = температура кристаллов; T iso = изотропная температура.
Таблица 1
Температуры фазового перехода (℃) и энтальпии (Дж / г) смесей H6TP / PBH при охлаждении из изотропного состояния. T c = температура кристаллов; T iso = изотропная температура.

Фиг.1

Рис. 1. Кривые ДСК смесей H6TP / PBH в различных молярных соотношениях. (а) Кривые первого цикла охлаждения; (б) Кривые второго цикла нагрева; и c) первый этап температуры перехода и энтальпии смесей H6TP / PBH при охлаждении.

Фиг.2

Фиг.2. Изображения POM смесей H6TP / PBH в различных молярных соотношениях в цикле охлаждения. Все изображения были сделаны при температуре на 5 ° C ниже первой точки перехода в цикле охлаждения. а) 1/0, (b) 1 / 0,25, (c) 1 / 0,5, (d) 1/1, (e) 1/2, (f) 1/4 и (g) 0/1.

Смешивание H6TP с PBH в различных молярных соотношениях приводит к двум переходам на следах ДСК, за исключением смеси H6TP / PBH = 1/4, из которых кривая ДСК показывает только один однофазный переход (рис. 1). Как показано на рис.1c, когда молярное соотношение H6TP / PBH изменяется от 1/0 до 1 / 0,5, температуры очистки снижаются с 91 ℃ до 59 ℃. В то время как для смеси H6TP / PBH = 1/1 изотропные температуры увеличиваются до 144 ℃ по сравнению со смесью H6TP / PBH = 1 / 0,5. Кроме того, энтальпии перехода следуют аналогичной тенденции. Вопреки тенденции точек прояснения, по мере увеличения молярной доли PBH температуры кристаллизации смесей H6TP / PBH снижаются. В циклах нагрева и охлаждения ни одна из смесей не демонстрирует характеристики своих компонентов, претерпевающих индивидуальный фазовый переход, что указывает на хорошую смешиваемость между H6TP и PBH [26] .

Чтобы убедиться в наличии мезофазы смесей H6TP / PBH, пленки методом капельного литья измеряли с помощью термозависимого ПОМ. Для смесей H6TP / PBH = 1 / 0,05, 1 / 0,25, 1 / 0,5 и 1/1 при нагревании выше 160 ℃ двулучепреломление терялось, что указывает на достижение изотропного состояния. Кроме того, в цикле охлаждения этих смесей можно было наблюдать текстуры. Кроме того, покровные стекла могут скользить по пленкам, полученным методом капельного литья, с небольшим сопротивлением выше температур кристаллизации, демонстрируя текучесть смесей в мезофазе.Однако текучесть пленок терялась при достижении точек кристаллизации. И двойное лучепреломление, и текучесть демонстрируют существование жидкокристаллической фазы. Текстуры смесей в различных мольных соотношениях заметно отличаются от текстур отдельных компонентов (рис. 2). Этот контраст демонстрирует существование сверхструктуры между молекулами H6TP и PBH.

Температурно-зависимый GIXD также использовался для проверки существования мезофазы.Существенные изменения можно наблюдать в паттернах GIXD на разных этапах смешивания. На рис. 3 показаны характерные образцы смеси H6TP / PBH = 1/1. При записи при 191 ℃ (выше температуры очистки) в цикле охлаждения картина смеси H6TP / PBH = 1/1 показывает два широких ореола, указывающих на изотропное состояние. Затем при регистрации при 65 ℃ (в мезофазе) малоугловая область рисунка состоит из двух резких отражений при d = 2,75 нм и 1,84 нм, которые соответствуют межколонному расстоянию фазы Colr.В то время как в широкоугольной области виден широкий ореол с центром d = 0,44 нм и менее интенсивное отражение при d Y = 0,35 нм, что соответствует упаковке алифатических боковых цепей и π-π укладке ароматических ядра соответственно. Когда пленка охлаждается до 35 ℃ (ниже температуры кристаллов), профиль GIXD PBH показывает несколько интенсивных пиков, что является признаком состояния кристаллизации.

Фиг.3

Фиг.3. Температурно-зависимая картина GIXD для H6TP / PBH = 1/1 при охлаждении. из изотропного состояния.

Для смеси H6TP / PBH = 1/2, хотя на кривой ДСК наблюдались две точки перехода, заметного изменения текстуры в ПОМ во время точек перехода не произошло. Кроме того, на рентгеновской дифрактограмме наблюдаются явные и интенсивные отражения выше температуры первого перехода в цикле охлаждения (рис. S5 в подтверждающей информации), как упоминалось выше, для жидкокристаллического материала в изотропном состоянии могут быть только широкие гало. наблюдаемый.Таким образом, мы можем подтвердить, что смесь H6TP / PBH = 1/2 остается кристаллической между точками перехода. Для смеси H6TP / PBH = 1/4 наблюдалась только одна точка фазового перехода как в циклах нагрева, так и в циклах охлаждения. Более того, здесь не наблюдалось изменения оптической текстуры. Следовательно, смесь H6TP / PBH = 1/4 также не является мезогенной.

3.2. Изменение структуры смесей от столбчатой ​​гексагональной фазы до столбчатой ​​прямоугольной фазы

GIXD был использован для исследования эволюции структуры смесей в зависимости от содержания PBH.GIXD-картины смесей в мезофазе показаны на рис. 4. Во-первых, обсуждаются GIXD-профили H6TP и PBH. H6TP проявляет фазу Colh, как сообщалось ранее [17] . Из-за невозможности совмещения тонких пленок во время измерения GIXD наблюдается только пик (1 0 0) при d = 1,84 нм. Поскольку PBH является кристаллическим при 65 ℃, диаграмма GIXD PBH показывает множественные отражения при d Y = 3,56 нм, 2,70 нм, 2,04 нм и 1,84 нм.

Рис.4

Рис. 4. Образцы GIXD смесей H6TP / PBH в различных молярных соотношениях при 65 ℃ (в мезофаза).

GIXD также использовался для подтверждения наличия разделения фаз между H6TP и PBH. Например, для пленки H6TP / PBH = 1 / 0,25 наблюдаются два отражения при d = 3,15 нм и 1,84 нм. Никакие отражения смеси не соответствуют картинам GIXD отдельных компонентов, за исключением пика при d = 1.84 нм, который появляется в профилях GIXD как H6TP, так и PBH. И нет никаких других пиков, которые можно было бы отнести к кристаллической фазе PBH в картине GIXD смешанной пленки H6TP / PBH = 1 / 0,25. Эти данные демонстрируют хорошую смешиваемость между H6TP и PBH.

Когда добавлено 5% молекул PBH, картина GIXD смеси почти идентична таковой для чистого H6TP. При дальнейшем увеличении содержания PBH профили GIXD смесей H6TP / PBH = 1 / 0,25 и 1 / 0,5 показывают два отдельных пика при d = 3.15 нм и 1,84 нм, взаимные расстояния которых соответствуют молярному соотношению 1: $ \ sqrt 3 $, что указывает на фазу Colh. Следовательно, эти две смеси образуют Colhphase, и два отражения можно идентифицировать как пики (1 0 0) и (1 1 0). По сравнению с паттерном GIXD для H6TP, пики (10 0) смесей H6TP / PBH = 1 / 0,25 и 1 / 0,5 смещаются в сторону малого угла, что указывает на увеличение межколоночного расстояния, вызванное внедрением молекул PBH в столбчатая сборка H6TP. В отличие от паттернов GIXD H6TP / PBH = 1/0.25 и 1 / 0,5 смесь H6TP / PBH = 1/1 показывает два сильных отражения при d = 2,76 нм и 1,84 нм в малоугловой области, что является признаком фазы Colr. Кроме того, производное гексаазатрифенилена имеет тенденцию к сборке в виде фазы Colr [29] . Таким образом, подтверждается, что смесь H6TP / PBH = 1/1 имеет фазу Colr. Затем делается вывод о том, что структуры смесей претерпевают фазовый переход Colh в Colr с увеличением содержания PBH (схема 2).Об аналогичной ситуации сообщила группа Гиртса [12] . Изотропные температуры смесей двух производных фталоцианина сначала уменьшались, а затем увеличивались с увеличением количества одного компонента. Сообщалось, что эта тенденция была вызвана изменением структуры. В данном случае структурный переход соответствует тенденции температур просветления, поэтому разумно сделать вывод, что это изменение структуры приводит к противоположной тенденции изотропных температур, когда мольное отношение H6TP / PBH изменяется от 1/0 до 1/1.Когда к смеси добавляют небольшое количество молекул PBH, из-за электронодефицитной природы PBH [29] и стерических затруднений объемных заместителей [20] , индукция PBH нарушает столбчатую гексагональную сборку H6TP, которая приводит к снижению температур просветления, однако при добавлении в смесь большего количества компонента PBH вся структура трансформируется в фазу Colr, которая становится более упорядоченной. Следовательно, изотропная точка увеличивается на 51 ℃.

Схема 2

Схема 2. Схематическое изображение преобразования структуры.
3.3. Конкуренция взаимодействия алкильных цепей с взаимодействием π-π , приводящая к трансформации структуры

Для исследования взаимодействия между молекулами H6TP и PBH растворы и тонкие пленки смесей были охарактеризованы с помощью спектроскопии поглощения в УФ-видимом диапазоне, флуоресцентной эмиссионной спектроскопии и спектроскопии ЯМР 1 H. Поскольку H6TP / PBH = 1/2, смеси 1/4 не показали жидкокристаллического поведения, только смесь H6TP / PBH = 1/2 была использована для изучения взаимодействия между H6TP и PBH вместе с H6TP / PBH = 1/0.05, 1 / 0,25, 1 / 0,5 и 1/1 смеси. Во-первых, было изучено взаимодействие между H6TP и PBH в соответствующих растворах хлороформа. Мы не обнаружили заметного изменения цвета при смешивании эквимолярных растворов H6TP и PBH. Как показано на рис. 5а, для смесей H6TP / PBH, хотя первые полосы поглощения УФ-видимых спектров показывают небольшой сдвиг в красный цвет, поскольку красный сдвиг изменяется с изменением молярного отношения смеси, сдвиг может быть результатом уменьшения концентрация ПЧД, а не взаимодействие с переносом заряда (рис.5а). Также были получены спектры флуоресценции растворов. Раствор H6TP показывает слабый пик эмиссии с центром на 386 нм при возбуждении на 343 нм. Для раствора PBH наблюдается пик излучения при 537 нм при возбуждении на 468 нм. Из-за слабого излучения H6TP смеси возбуждаются на длине волны 468 нм. Как показано на рис. S7 в разделе «Вспомогательная информация», сдвига пиков не наблюдается. Кроме того, спектр ЯМР 1 H H6TP / PBH = 1/1 представляет собой суперпозицию спектров отдельных компонентов (рис.S7). Все эти измерения демонстрируют отсутствие эффективного взаимодействия с переносом заряда между H6TP и PBH в растворе.

Фиг.5

Рис. 5. (a) УФ-видимые спектры поглощения смесей H6TP, PBH и H6TP / PBH при различных молярных соотношениях в растворах хлороформа. (б) Спектры поглощения в УФ-видимой области и H6TP, Смесь PBH и H6TP / PBH с различным молярным соотношением капельно-литых пленок.

Затем мы исследовали взаимодействие между H6TP и PBH в твердом состоянии, спектры всех смесей показывают голубые сдвиги по сравнению со спектрами чистой пленки PBH (рис. 5b). Хотя индукция взаимодействия с переносом заряда должна приводить к красному сдвигу в УФ-видимых спектрах смесей по сравнению со спектрами отдельных компонентов, поэтому наблюдаемый синий сдвиг может быть результатом H-агрегации или изменения когерентной длины стопок, а не взаимодействие с переносом заряда.На основании этих результатов можно сделать вывод об отсутствии взаимодействия с переносом заряда между отдельными компонентами в тонких пленках.

Основываясь на спектрах поглощения в УФ-видимой области, спектрах ЯМР 1 H и спектрах флуоресцентного излучения, мы можем сделать вывод об отсутствии взаимодействия с переносом заряда между молекулами H6TP и PBH, поэтому оно не могло быть движущей силой для изменения столбчатая структура. Как видно на рис. 4, между отдельными молекулами H6TP существует сильное взаимодействие π-π .В то время как из-за электронодефицитной природы PBH и стерических затруднений со стороны объемных заместителей в боковой цепи, между соседними молекулами PBH нет сильного взаимодействия π-π . Для системы без эффективного стэкинга π-π упаковка между алкильными цепями играет жизненно важную роль в построении упорядоченной структуры [29, 30] . Следовательно, мы предполагаем, что упаковка алкильных цепей, а не укладка π-π более важна для определения кристаллической структуры PBH.Следовательно, можно предположить, что с индукцией молекул PBH взаимодействие между алкильными цепями усиливается по сравнению с взаимодействием π-π , что приводит к трансформации структуры.

Чтобы исследовать, приводит ли конкуренция между взаимодействием алкильных цепей с взаимодействием π-π к изменению структуры, была проведена температурно-зависимая дифракция рентгеновских лучей в мезофазе. Как видно на рис. 4, для чистого H6TP и H6TP / PBH = 1/0.05, можно наблюдать сильные пики для π-π стэкинга, что вносит значительный вклад в фазу Colh. Когда количество PBH увеличивается выше 20%, сильное взаимодействие π-π в значительной степени снижается из-за введения молекул PBH в колонки H6TP, в то время как отражение для упаковки алкильных цепей все еще интенсивно. При увеличении количества PBH до 50% типы наложения смесей меняются с фазы Colh на фазу Colr. По этой причине можно интерпретировать, что именно конкуренция между взаимодействием алкильных цепей с взаимодействием π-π приводит к трансформации структуры.С увеличением содержания PBH, по сравнению с взаимодействием π-π , взаимодействие между алкильными цепями усиливается, что приводит к изменению типа стэкинга (схема 2).

4. Вывод

Таким образом, была построена сверхструктура между молекулами H6TP и PBH, причем стэкинг-структуры менялись от фазы Colh к фазе Colr по мере увеличения молярного отношения PBH. Более того, наблюдалась новая тенденция: температура очистки сначала снизилась с 91 ℃ до 598C, а затем поднялась до 144 ℃ с увеличением содержания PBH.Когда было смешано менее 33% ПБД, молекулы ПБД разрушили столбчатую гексагональную фазу, что привело к снижению изотропных температур. Однако по мере увеличения количества ПБД до 50% структура стопки трансформировалась в столбчатую прямоугольную фазу, что приводило к увеличению точек просвета. Причем трансформация структуры, возможно, была вызвана конкуренцией между взаимодействием алкильных цепей с π-π взаимодействия. Манипуляции со свойствами жидких кристаллов посредством смешивания дискотических молекул могут оказаться полезными в органических оптоэлектронных приложениях, таких как улучшение подвижности носителей заряда.

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *