Wanneer het aankomt op het verdichten van een ondergrond voor een residentiële toepassing, zijn consistentie, kwaliteit en goede praktijken van de aannemer van cruciaal belang om te voorkomen dat beton scheurt en de huiseigenaar problemen krijgt met verzakken.
Een residentiële aannemer moet ervoor zorgen dat de bouwer de verleiding vermijdt om een ondergrond slecht voor te bereiden. Een onderlaag van lage kwaliteit leidt tot onverwachte zettingen en waterophoping tegen de fundering, wat leidt tot doorsijpeling en een verzwakking van de fundering. Een slecht verdichte ondergrond kan ook verantwoordelijk zijn voor het scheuren en verzakken van trottoirs, opritten en patio’s. Uiteindelijk is het de huiseigenaar die voor de reparatiekosten opdraait, vooral wanneer door zettingen de platen water in de richting van het huis verplaatsen.
Subgrade Failure
Volgens de Portland Cement Association kunnen scheuren, zettingen van de platen en constructief falen het gevolg zijn van een onvoldoende voorbereide en slecht verdichte substraatlaag. In het geval van een vloer op de grond voor residentiële toepassingen, moet een ideale ondergrond goed gedraineerd zijn, een uniform draagvermogen hebben, de juiste verdichtingsdichtheid bereiken, de juiste helling hebben, en vrij zijn van graszoden, organisch materiaal en vorst.
Wat veroorzaakt een oneffen ondergrond in een residentieel project? Ten eerste, de aanwezigheid van zachte, onstabiele grond vermengd met harde en rotsachtige grond. Een andere reden die later in dit artikel aan de orde komt, kan het opvullen van lage gebieden zijn of het opvullen zonder voldoende verdichting.
Om een vlakke, stevige ondergrond te krijgen, moeten zachte of verzadigde bodems en rotsen worden verwijderd tijdens de eerste graafwerkzaamheden. Tijdens het uitgraven wordt vuil van andere gebieden naar lage gebieden geduwd (opvulling). Voor verdichte vulling in lage gebieden moet de grond dezelfde dichtheid hebben als in de gesneden gebieden.
Het is belangrijk dat aannemers bij het aanleggen van een onderlaag bepalen wat gesneden en wat gevuld is. Operators van zware machines kunnen onbewust de cut en fill materialen verplaatsen of mengen waardoor identiteitsproblemen tussen de twee ontstaan.
Depending on the environment and geographic location of the project, builders may encounter native soils that offer the ideal strength for supporting a slab, which can then be placed directly on the soil. In veel gebieden kan het echter moeilijk zijn om ter plaatse grond te vinden die geschikt is om als vulmateriaal te gebruiken.
Vulalternatieven
Bij funderingen die op de fundering worden gelegd, kan een alternatief voor inheems bodemmateriaal worden gebruikt om het niveau te herstellen. Deze geïmporteerde vulmaterialen kunnen korrelige materialen zijn zoals zand, grind, of steenslag. Deze zeer sterke en doorlatende materialen hebben een lage samendrukbaarheid, wat ideaal is voor een plaatondersteuningssysteem.
“Zes inches van goed gesorteerd grind of steenslagmateriaal dat goed is verdicht, geeft goede resultaten,” zei Mark Conrardy, een sales engineer manager voor Wacker Corp., Menomonee Falls, Wis.
Wanneer goed verdicht, kunnen zowel inheemse bodems als geïmporteerde korrelige materialen een goede ondersteuning bieden. Er moet echter worden opgemerkt dat het gebruik van goed materiaal een slechte verdichting niet kan verhelpen.
“Korrelig materiaal dat onder de plaat wordt geplaatst, kan open worden gesorteerd, wat volgens sommigen zelfverdichtend is. Zand en ander materiaal moet worden verdicht,” zegt Chris Tull, eigenaar van Concrete Consulting LLC, Fishers, Ind.
Of het nu een fundering, stoep, oprit of patio is, inheemse grond of korrelig materiaal kan niet gewoon in de vulruimte worden geplaatst en vervolgens met beton worden bedekt.
Het is van cruciaal belang dat de aannemer de verdichting van alle vulmaterialen in de juiste liften vereist, ongeacht of het een inheemse grond of een korrelig materiaal is om een vlakke, dichte ondergrond te bieden. Als het vulmateriaal niet op een uniforme manier wordt verdicht, zullen ongelijke zettingen optreden, wat zal resulteren in scheuren in het beton en vernietigd werk.
Verdichtingsnoodzakelijkheden
Het is raadzaam om de grond te verdichten bij een optimaal vochtgehalte om de vereiste dichtheidsniveaus te bereiken. Dit is het meest waarschijnlijk wanneer de grond pas is uitgegraven. Maximale verdichting is mogelijk voordat het materiaal te veel is opgedroogd of is blootgesteld aan perioden van regen waarin zich water kan verzamelen. Als de grond tijdens of kort na het nivelleerproces wordt verdicht, zijn er minder poriën in het materiaal die water kunnen absorberen.
Voornamelijk gebruikt voor grotere bouwprojecten, is het proefwalsen een maatregel waarmee aannemers kunnen vaststellen of de ondergrond al dan niet voldoende is verdicht. Onstabiele of onjuist verdichte grond kan worden geïdentificeerd door met een volledig geladen kiepwagen of een soortgelijk stuk zwaar materieel over het verdichte gebied te rijden om ongewone grondbeweging of opmerkelijk diepe bandensporing te onthullen.
De gemeten dichtheid van het subgrading materiaal voor een residentiële toepassing moet 90% tot 95% van de Standaard Proctor Dichtheid zijn. Deze dichtheid kan worden bereikt met een combinatie van drie tot vier gangen met een trilplaatverdichter of stamper, naast een goed vochtgehalte in de ondergrond.
In het algemeen moet verdichtbaar vulmateriaal worden besproeid of “bewerkt” zodat het ongeveer 12% vocht bevat, om maximale verdichting te bereiken.
Sommige vulmaterialen hebben ook goede drainage-eigenschappen en kunnen worden gebruikt om vochtconcentraties onder de plaat te vermijden.
Een juist vochtgehalte in de ondergrond helpt niet alleen bij de verdichting, maar vermindert ook het uitbloeden van het water uit de onderkant van de betonplaat.
Om het beton zo dicht mogelijk bij zijn ontwerpsterkte te houden, moeten de vormen worden bevochtigd om te voorkomen dat water uit het beton wordt getrokken.
Aanvulling voor funderingsmuren
Aannemers vragen vaak hoe funderingsmuren moeten worden opgevuld voor een gebied dat onder betonnen vlakke werken zal uitkomen.
Aanvulling onder betonnen vlakke werken langs funderingsmuren moet worden uitgevoerd met een korrelig materiaal dat uniform van grootte is. Sommige vulmaterialen, zoals ronde stenen zoals erwtengrind, hebben de neiging om zelfverdichtend te zijn. “Ik raad aan om korrelig materiaal met een open korrel te gebruiken,” zegt Tull.
Gekorrelde aggregaten zorgen ervoor dat water dat langs de fundering aanwezig is, naar beneden kan reizen naar afvoertegels en in een opvangbak kan weglopen waar het naar een stormriool kan worden gepompt. Dit zorgt ervoor dat het water van de fundering wordt afgevoerd. Het materiaal moet nog steeds worden verdicht om de inklinking die na verloop van tijd zal optreden te verminderen. De bovenste 6 tot 12 inches van de opvulling onder de plaat moet worden opgevuld en verdicht met goed gesorteerd grind of gebroken materiaal.
“Muren worden meestal opgevuld met de verwijderde aarde of met een korrelig, open gesorteerd materiaal,” zegt Tull.
Volgens de CFA Foundation Standard 8.3 Backfilling and Final Grading, “backfilling shall not begin on a foundation wall that is designed to be supported laterally at the top and bottom, until such lateral support is in place, or until the wall has been sufficiently braced tostand the pressures of the backfill material, compaction process, and backfilling operation. Het vulmateriaal moet zo worden aangebracht dat de muur, de waterdichting of andere werken niet worden beschadigd. Schoren zijn niet vereist voor muren die minder dan 1,5 m uit balans zijn.
Bij de eindafwerking moet van alle funderingsmuren een minimumhelling worden voorzien van 1% tot 2% of ¼ inch per voet helling weg van het gebouw. Oppervlaktewater moet worden omgeleid naar een stormriool of een ander verzamelpunt. Alle drainage moet van het gebouw aflopen. Kavels moeten zodanig worden gegradeerd dat het oppervlaktewater van de funderingsmuren wordt afgevoerd. Waar perceellijnen, muren, hellingen, of andere fysieke barrières een helling van ten minste 2% verhinderen, moeten afvoerkanalen of greppels worden aangebracht om ervoor te zorgen dat het water van het gebouw wordt afgevoerd. “Het is belangrijk dat er voldoende helling is, zodat het terrein van de muur afwatert,” zegt Tull.
Het is duidelijk dat de helling ook een rol speelt bij de voorbereiding van de ondergrond. Over het algemeen is het het beste om het omringende terrein van het huis af te laten hellen, zodat het water zich niet tegen de fundering verzamelt. Na verloop van tijd kan waterophoping leiden tot doorsijpeling en de fundering ondermijnen, wat kan resulteren in natte kelders.
Te gebruiken apparatuur
Om de ondergrond voor een woningbouwtoepassing goed voor te bereiden, wordt de voorkeur gegeven aan plaatverdichters en stampers. Trilplaatverdichters en hun tegenhangers, de stamper of “springbok”, moeten worden gebruikt in kleine ruimten voor ondergrondverdichting, volgens Conrardy.
Trilplaten zijn goed voor het verdichten van korrelige materialen omdat ze snel zijn en het oppervlak vlak achterlaten. Een vlak, glad oppervlak is goed voor vlak werk omdat het beton kan krimpen als het uithardt zonder te worden beperkt door het basismateriaal.
Rammers, die het beste werken voor het verdichten van 6 tot 12 inch vulling, zijn ontworpen om kleigrond te verwerken waar de impact scherende krachten creëert die luchtleemtes uit de klei verwijderen. Voor het opvullen van grond voor residentiële toepassingen, kunnen trilblokken veilig 6 duim opvulgrond verdichten.
Hoge frequentietrillingen van een plaatverdichter dwingen beweging van de deeltjes waardoor de zwaartekracht ze doet bezinken. Met betrekking tot de diepte van de vulling, kleinere trilplaat verdichters en stampers werken goed voor 6 tot 12 centimeter van ofwel grond of korrelige fill.
Quality Is Key
Al te vaak, bouwers niet voldoende voor te bereiden de ondergrond voor betonnen funderingen, trottoirs, opritten, of patio’s. Het beton aannemer is verantwoordelijk voor ervoor te zorgen dat granulaire opvulling krijgt de juiste verdichting, dichtheid, en vocht niveaus voorafgaand aan de plaatsing van beton. Sommige aannemers zullen in hun contracten aangeven dat zij verantwoordelijk zijn voor de juiste verdichting van alle vulmaterialen die zij plaatsen, maar niet van materialen die door anderen zijn geplaatst. Het wordt de verantwoordelijkheid van de aannemer om ervoor te zorgen dat de ophoogmaterialen die voor de komst van de betonaannemer zijn geplaatst, op de juiste wijze zijn geplaatst en verdicht. Ontwerpers moeten specificeren dat vulmaterialen goed worden geïnstalleerd ook.
Helaas, zodra het beton heeft geregeld en vertoont tekenen van falen – of het nu 2 jaar of 20 jaar na wordt geplaatst in de vorm van scheuren en zinken, de huiseigenaar zit vast voet aan de grond van de reparatie factuur. Vaker wel dan niet, de huiseigenaar op zijn beurt de schuld van de betonnen aannemer voor de ondergrond mislukking.