När det gäller att komprimera ett underlag för en bostadsapplikation är konsistens, kvalitet och god praxis från entreprenörens sida avgörande för att förhindra betongsprickor och problem med sjunkande betong för husägaren.
En bostadsentreprenör måste se till att byggherren undviker frestelsen att dåligt förbereda ett underlag. Ett underlag av dålig kvalitet leder till oväntade sättningar och vattenansamling mot grunden vilket leder till läckage och försvagning av grunden. Dåligt komprimerade underlag kan också vara orsaken till att trottoarer, uppfarter och uteplatser spricker och sjunker. I slutändan är det husägaren som får stå för reparationskostnaderna, särskilt när sättningar orsakar att plattor flyttar vatten i riktning mot huset.
Svikt i undergrunden
Enligt Portland Cement Association kan sprickor, sättningar i plattor och strukturella fel uppstå till följd av en otillräckligt förberedd och dåligt komprimerad undergrund. När det gäller plattor på marken för bostäder ska ett idealiskt underlag vara väldränerat, ha en jämn bärförmåga, uppnå lämplig kompakteringsdensitet, ha rätt lutning och vara fritt från gräsmatta, organiskt material och frost.
Vad orsakar ett ojämnt underlag i ett bostadsprojekt? För det första förekomsten av mjuk, instabil jord blandad med hård och stenig jord. En annan orsak som tas upp senare i denna artikel kan vara fyllning av låga områden eller återfyllning utan tillräcklig komprimering.
För att uppnå ett plant, fast underlag måste mjuka eller mättade jordarter och stenar avlägsnas under den första grävningen. Under grävningen trycks jord in i låga områden (fyllning) från andra områden (skärning). För kompakterad fyllning i låga områden ska jorden ha samma densitet som i skurna områden.
Det är viktigt att entreprenörerna identifierar vad som är skuret och vad som är fyllning när de konstruerar ett underlag. Förare av tunga maskiner kan omedvetet flytta eller blanda de skurna och fyllnadsmaterialen och skapa identitetsproblem mellan de två.
Avhängigt av miljön och projektets geografiska läge kan byggare stöta på naturliga jordar som erbjuder den ideala styrkan för att stödja en platta, som sedan kan placeras direkt på jorden. I många områden kan det dock vara svårt att hitta en jord på plats som är lämplig för användning som fyllning.
Fyllningsalternativ
Med platta på markfundament kan ett alternativ till inhemskt jordmaterial användas för att återställa nivån. Dessa importerade fyllningar kan omfatta granulära material som sand, grus eller krossad sten. Dessa höghållfasta och genomsläppliga material har låg kompressibilitet, vilket är idealiskt för ett stödsystem för plattor.
”Sex tum av välsorterat grus eller krossat stenmaterial som är ordentligt komprimerat ger bra resultat”, säger Mark Conrardy, chef för försäljningsingenjörer på Wacker Corp. i Menomonee Falls, Wis.
När de är ordentligt komprimerade kan både inhemsk jord och importerade granulära material ge ett bra stöd. Det måste dock noteras att användning av bra material inte kan åtgärda dålig kompaktering.
”Granulärt material som placeras under plattan kan vara öppet sorterat, vilket vissa tror är självkompakterande. Sand och annat material bör komprimeras”, säger Chris Tull, ägare till Concrete Consulting LLC, Fishers, Ind.
Oavsett om det rör sig om en grund, en trottoar, en uppfart eller en uteplats kan man inte helt enkelt placera inhemsk jord eller granulärt material i utfyllnadsområdet och sedan täcka det med betong.
Det är viktigt att entreprenören kräver att allt utfyllnadsmaterial kompakteras i ordentliga nivåer, oavsett om det rör sig om inhemsk jord eller granulärt material, för att ge ett plant och tätt underlag. Om fyllnadsmaterialet inte komprimeras på ett enhetligt sätt kommer ojämna sättningar att uppstå, vilket leder till sprickor i betongen och förstört arbete.
Nödvändigheter för komprimering
Det är tillrådligt att komprimera jorden nära optimal fukthalt för att uppnå erforderliga densitetsnivåer. Detta är mest sannolikt när jorden är nygrävd. Maximal komprimering är möjlig innan materialet har torkat ut för mycket eller utsatts för regnperioder där vatten kan samlas. Om jorden kompakteras under eller strax efter planeringen finns det färre porer i materialet som kan absorbera vatten.
Primärt använd vid större byggnationer av husområden är provrullning en åtgärd som gör det möjligt för entreprenörer att identifiera om underlaget har kompakterats tillräckligt eller inte. Instabil eller felaktigt komprimerad jord kan identifieras genom att köra en fullastad dumper eller liknande tung utrustning över det kompakterade området för att avslöja ovanliga jordrörelser eller särskilt djupa däckspår.
Den uppmätta densiteten hos underlagsmaterialet för en bostadsanvändning bör vara 90-95 % av Standard Proctor Density. Denna densitet kan uppnås med en kombination av tre till fyra överfarter med en vibrerande plattkompaktor eller en stamp, utöver en god fukthalt i underlaget.
Idealt bör komprimerbar fyllning vattnas eller ”bearbetas” så att den innehåller cirka 12 % fukt genomgående, för att uppnå maximal komprimering.
Vissa fyllnadsmaterial har också goda dräneringsegenskaper och kan användas för att undvika fuktkoncentrationer under plattan.
En ordentlig fuktnivå i underlaget underlättar inte bara konsolideringen, utan minskar också utblödningen av vatten från betongplattans botten.
För att hålla betongen så nära sin konstruktionsstyrka som möjligt bör formarna fuktas för att förhindra att vatten sugs ut ur betongen.
Backfill For Foundation Walls
Avtalsparter frågar ofta hur man ska återfylla grundmurar för ett område som kommer att hamna under en betongplatta.
Ryggfyllning under en betongplatta längs grundmurar bör ske med ett granulärt material som är enhetligt i storlek. Vissa fyllnadsmaterial, t.ex. runda stenar som ärtgrus, tenderar att vara självkompakterande. ”Jag rekommenderar att man använder öppet sorterat granulärt material”, säger Tull.
Gapsklassificerade aggregat gör det möjligt för vatten som finns längs grunden att röra sig ner till dräneringsplattor och rinna ner i en sump där det kan pumpas till ett dagvattenavlopp. Detta säkerställer att vattnet leds bort från grunden. Materialet måste fortfarande komprimeras för att minska den sättning som kommer att ske med tiden. De översta 6 till 12 tum av återfyllningen under plattan ska fyllas och komprimeras med välsorterat grus eller krossat material.
”Väggar återfylls vanligen med den borttagna jorden eller med ett granulärt, öppet sorterat material”, säger Tull.
Enligt 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 to must stands the pressures of the backfill material, compaction process, and backfilling operation. Återfyllningen skall placeras så att skador på väggen, tätskiktet eller andra arbeten inte uppstår. Förstärkningar ska inte krävas för väggar som bär upp mindre än 4 fot obalanserad återfyllnad.”
Inför slutplaneringen ska en minsta lutning bort från alla grundmurar på minst 1 % till 2 % eller ¼ tum per fot lutning bort från byggnaden tillhandahållas. Ytvatten ska avledas till ett dagvattenavlopp eller annan uppsamlingsplats. All dränering bör ha en lutning bort från byggnaden. Tomterna bör graderas så att ytvattnet rinner bort från grundmurarna. Om tomtgränser, murar, sluttningar eller andra fysiska hinder förhindrar en lutning på minst 2 % ska det finnas dräneringar eller svackdiken för att säkerställa avrinning bort från byggnaden. ”Det är viktigt att det finns en tillräcklig lutning på plattan så att platsen dräneras bort från väggen”, säger Tull.
Det är uppenbart att lutningen också spelar en roll för förberedelserna av underlaget. Generellt sett är den bästa metoden att luta den omgivande marken bort från huset så att vatten inte samlas mot grunden. Vattensamling med tiden resulterar i läckage och kan underminera ett fundament, vilket resulterar i våta källare.
Utrustning som ska användas
För att korrekt förbereda ett underlag för en bostadsapplikation är plattkompaktorer och stampar den föredragna utrustningen. Vibrerande plattkompaktorer och deras motsvarigheter, stampen eller ”jumping jack”, bör enligt Conrardy användas i begränsade områden för komprimering av undergrunden.
Vibrerande plattor är bra för komprimering av granulära material eftersom de är snabba och lämnar ytan plan. En platt, slät yta är bra för platta arbeten eftersom betongen kan krympa när den härdar utan att begränsas av underlagsmaterialet.
Rammare, som fungerar bäst för kompaktering av 6 till 12 tum fyllning, är utformade för att hantera lerjordar där slaget skapar skjuvkrafter som avlägsnar lufttömmar från leran. För jordfyllning i bostadsområden kan hoppkranar säkert komprimera 6 tum jordfyllning.
Högfrekventa vibrationer från en plattkomprimator tvingar partiklarna att röra sig, vilket gör att gravitationen får dem att sätta sig. När det gäller fyllnadsdjup fungerar mindre vibrerande plattkompaktorer och stampar bra för 6 till 12 tum av antingen jord eller granulerad fyllning.
Kvalitet är nyckeln
Alltför ofta förbereder byggare inte underlaget för betongfundament, trottoarer, uppfarter eller uteplatser på ett lämpligt sätt. Betongentreprenören är ansvarig för att se till att den granulära utfyllnaden får rätt komprimering, densitet och fuktnivåer innan betong läggs ut. Vissa entreprenörer anger i sina kontrakt att de är ansvariga för korrekt komprimering av alla fyllnadsmaterial som de själva placerar, men inte material som placeras av andra. Det blir byggherrens ansvar att se till att fyllnadsmaterial som placerats innan betongentreprenören anländer är korrekt placerat och komprimerat. Konstruktörerna bör också ange att fyllnadsmaterialen ska installeras på rätt sätt.
Olyckligtvis får husägaren betala reparationsräkningen när betongen väl har satt sig och visar tecken på fel – oavsett om det är 2 år eller 20 år efter att den placerats – i form av sprickor och sjunkande material. Oftast skyller husägaren i sin tur på betongentreprenören för att underlaget inte fungerar.