7/25/2019 Sloped vs Stepped Footings http://slidepdf.com/reader/full/sloped-vs-stepped-footings 1/31 Sloped vs Stepped Footings First published in Concrete International Magazine, March 2009 Generally, it's most economical to place wall footings at a constant elevation. If the site or nished grade slopes along the length of the wall, however, the footing may end up a considerable distance below nished grade. This is clearly not economical, as it requires extra excavation and material. Two other optio ns are therefore preferred !ig. "#$ • %lope the footing with the site so its depth below the nished grade is nearly constant along its length& or • %tep the footing so its depth below nished grade is not excessive at any point along its length. SLOPED FOOTING ISSUES The sloped footing option may seem appealing because o f the simple geometry and apparent ease in formwor construction. It does, however, create the following construction issues !ig. (#$
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Sloped vs Stepped FootingsFirst published in Concrete International Magazine, March 2009
Generally, it's most economical to place wall footings at a constant elevation. If the site or nished grade slopes along the length of the wall,however, the footing may end up a considerable distance below nished grade. This is clearly not economical, as it requires extra excavationand material. Two other options are therefore preferred !ig. "#$
• %lope the footing with the site so its depth below the nished grade is nearly constant along its length& or
• %tep the footing so its depth below nished grade is not excessive at any point along its length.
SLOPED FOOTING ISSUES
The sloped footing option may seem appealing because of the simple geometry and apparent ease in formwor construction. It does, however,create the following construction issues !ig. (#$
• )ertical wall bars above the footing will have di*erent lengths, creating ma+or challenges in the fabrication plant and on the +ob
site. Two of thesemanaging the inventory and placing the bars in their correct locations can be eased by detailing the bars withvariable lap splice lengths. This will, however, increase the quantity of vertical reinforcement&
• -oriontal reinforcing bars in the lower portion of the wall will also have di*erent lengths because they are interrupted by the
sloped footing. If constant length horiontal bars are used at the wall base, they can be fanned out, but this will create a variablevertical spacing of the reinforcing bars&
• %loped footings will require trapeoidal formwor. This will require modications to standard rectangular formwor&
• / sloped footing could be unstable, particularly on a very steep slope& and
• 0oncrete placement and nishing could be di1cult, and a sti* concrete mixture might be required to prevent the concrete from
2owing downhill, which may lead to segregation. /lternatively, the top of the form may have to be closed.
3ecause of these challenges, most engineers and contractors prefer to use stepped footings instead of sloped footings.
CONSIDERATIONS FOR STEPPED FOOTINGS
/s with any aspect of a design, cost should be considered before a system is selected. If the slope of the nished grade is less than ( ft 4.5 m#for a (4 to 64 ft 5 to 7 m# long wall, a lower but constant bottom bearing elevation may be more economical than a stepped footing. !or avery long wall, however, even a " ft 4.6 m# variation in the site elevation may mae a stepped footing more economical. 0ommunication withthe contractor during the design phase regarding the number and length of steps can be very helpful.
It's generally more cost e*ective to minimie the number of steps. !or example, it may be more economical to design for a 5 ft ".8 m# changein elevation using three ( ft 4.5 m# steps or two 6 ft 4.7 m# steps rather than six " ft 4.6 m# steps. This minimies the number of wallsections to be detailed and formed. 3efore deciding on the footing step locations, however, consider the horiontal distance between them.9istances should preferably be multiples of available or standard form lengths.
3efore completing a design, it's a good idea to communicate with area formwor contractors. The horiontal runs should be dimensioned in (or : ft 4.5 or ".( m# increments to conform to standard plywood or form system dimensions. ;nless the site slopes drastically, try to eep aminimum horiontal run of "4 ft 6 m# for each step, if possible.
<eep the detailing simple. /void using =>shaped bars !ig. 6#. Their geometry may mae it necessary to slant the riser out of plane to meetcover requirements for the treads.
It's also prudent to evaluate other footing options. !or example, the individual spread footings or piers supporting grade beams shown in !ig. :may be more economical than a continuous spread footing option. 3ecause the wall can span between footings or piers, similar congurationscan be constructed without the grade beam.
%ituations can vary along the wall length, so it's prudent to show specic details rather than generic details. This will expedite placing drawingpreparation and perhaps minimie requests for information ?!Is#.
The use of sloped or stepped footings depends on site conditions, nished grade elevations, nished wall slope, and various reinforcing barplacement and construction issues. ?egardless of the footing system selected, the engineer is required to follow the design requirements of%ection "@.7 in /0I 6"8>48.A"B %ection "@.7." requires that the angle of slope or depth and location of steps be such that the designrequirements are satised at every section. /dditionally, %ection "@.7.( requires footings designed as a unit to be constructed to ensure theyact as a unit.
Acknowledgments
Thans to Coint /0I>0?%I 0ommittee 6"@ member Caved Dali, Cacobs 0arter 3urgess Engineering, -ouston, TF, for providing the information inthis article.
References
". /0I 0ommittee 6"8, 3uilding 0ode ?equirements for %tructural 0oncrete /0I 6"8>48# and 0ommentary, /merican 0oncrete Institute,!armington -ills, DI, (448, :5@ pp.
Stepped Concrete Footings
Footings are the most basic structural support for buildings in contact with the earth. For houses on a level building lot the footings are very
simple and end up all at one elevation. However, for more complicated designs the footings end up changing elevations and therefore
require a “step” in the grade. Stepped Footings allow depth of footings to transition from one elevation to another.
ses for Stepped Footings
!he picture above shows a standard stepped footing for a residential home located in the "ortheast. #n this e$ample the footing transitions
from one grade level down appro$imately % feet to a lower level. !he lower level is needed in order to provide frost protection in an area
with a wal&'out type basement. !his is very common in cold climates with wal&'out basements.
(nother use for stepped footings happens when there is a change in grade from one slab to another. #n areas with difficult roc& sites the
basement might be stepped up )resulting in lower head room* in order to avoid costly ledge blasting.
" se aleg trei puncte de plasa, fiecare situat la cel putin 1 mm de la marginea
plasei#
" din fiecare din cele ' puncte pornindu"se de la punctul de rasucire- in doua directii
perpendiculare intre ele, se masoara lunginea totala $L$ a 1 oc)iuri, pentru plasele cu l 4115 mm si lungimea totala $L$ a 5 oc)iuri, pentru plasele cu l 4 21 mm#
" valoarea medie a laturii oc)iului lm se determina pentru fiecare din cele 7
L 4 lungimea totala masurata de la marginea interioara a primului oc)i pana la marginea
exterioara a ultimului oc)i, in mm#
n 4 numarul oc)iurilor 1, respectiv 5-#
d 4 diametrul sarmei, in mm.
Cezultatul masurarii este media aritmetica a celor 7 valori medii calculate ca mai sus
si trebuie sa corespunda valorii $l$ a laturii indicata in tabelul nr. 1.
b. *iametrul sarmei se verifica cu micrometrul in 7 puncte, cate unul pe fiecare dincele 7 directii, in care s"a facut verificarea dimensiunii $l$ a laturii oc)iului.
/. ?erificarea latimii si lungimii se face cu metrul in cateva locuri pe marginea
plasei, pentru latime si pe placa intinsa, pentru lungime.
(.1.'.1.' ?erificarea perpendicularitatii laturilor oc)iurilor se va face la trei oc)iuri,
la 1 m de capatul plasei si pe mijlcul ei, cu ajutorul unui raportor, pe 5 din sulurile unui
esantion, prelevat conform tabelului nr. ', dar pe cel putin 2 suluri.
(.1.'.2 >ortar de ciment > 1 folosit la ancore.
/ompozitia mortarului va fi cea prescrisa prin proiect.
*eterminarea compozitiei mortarelor consta in stabilirea granulozitatii agregatului si
a dozajului de ciment# cantitatea de apa nu se stabileste initial, ea adaugandu"se in mortar, la
iesirea amestecului uscat din duza, astfel incat sa rezulte un amestec omogen si aderent.
(.1.( /ontrolul calitatii lucrarilor
a. inisarea taluzului
/alitatea finisarii taluzurilor depinde de modul cum s"a executat sapatura ultimului
strat de stanza de deasupra taluzului daca s"au folosit pentru derocari, incarcaturi mari sau
*e la prepararea amestecului pana la introducerea in aparatul de torcretare si
aplicarea lui in lucrare nu trebuie sa treaca mai mult de o ora. &mestecul trebuie ferit de
actiunea agentilor atmosferici, care pot altera sau modifica compozitia lui.
(.2.'.5 !lasele metalice, conform pct. (.1.'.1.
(.2.( /ontrolul calitatii lucrarilor
/ontrolul executarii si receptionarii lucrarilor de torcretare se executa pe baza
prevederilor cap. 1 din =ormativul / 1("07 si / 1'"0 si a urmatoarelor precizari.
&ntreprenorul lucrarii trebuie sa verifice in timpul executiei:
" functionarea normnala a instalatiilor de torcretare#
" calificarea ec)ipei de torcretare#
" buna desfasurare a lucrarilor de torcretare in conformitate cu prevederile te)nice in
vigoare.
?erificarea calitatii mortarelor si betoanelor torcretate si a aderentei lor la suprafata
suport se va face prin ciocanirea suprafetei. !ortiunile care la aceasta verificare prezinta un
sunet dogit, se vor indeparta si repara prin torcretare.
!entru lucrari speciale, prin proiect se poate prevedea controlul calitatii torcretului
prin carote extrase din lucrare.
ART.*. PROTECTII CU ELEMENTE PREFA+RICATE
*.1 Generalitati
Lucrarea se masoara la m2
de suprafata de taluz protejat. Este o lucrare de protectiemai complexa care asigura atat o stabilitate locala cat si prevenirea eroziunii si ravinarii
suprafetei taluzurilor prin inierbarea oc)iurilor formate de elementele din beton.
!rotectia taluzurilor in aceasta solutie cuprinde urmatoarele operatiuni:
b- imbracarea suprafetei taluzului cu pamant vegetal#
c- montarea elementelor prefabricate#
d- insamantarea suprafetei.
*.2 Desrierea !"erati#nill!r
a- Executia treptelor de infratire " este obligatorie pentru o buna legatura intre
materialul din taluz si stratul vegetal.
&cesta se realizeaza pe toata suprafata taluzului ce se protejeaza.
%reptele de infratire comporta urmatoarele faze:
" curatirea suprafetei taluzului in vederea executarii treptelor#
" executia treptelor de infratire " incepe de la creasta taluzului spre picior
%reptele se vor incadra ca dimensiuni in limitele 2"' cm pe verticala si '"(5 cm
pe orizontala. %reptele se realizeaza paralel cu muc)ia platformei drumului.
Sapatura se executa manual iar pamantul rezultat din sapatura se indeparteaza in
depozite provizorii transportandu"se cu roaba si de aici se transporta auto in depozitele prevazute. *aca pamantul are caracteristicile unui pamant vegetal, aceasta stabilindu"se la
fata locului, nu se mai transporta in depozitul definitiv, deoarece se va reutiliza la
urmatoarea operatiune.
b- +mbracarea suprafetei taluzului cu pamant vegetal " se realizeaza de jos in sus pe
taluz cu o grosime a stratului peste muc)ia treptei de 1 cm. Stratul de pamant vegetal se
aduce fie din depozitul definitiv au auto la lucrare, fie din depozitul intermediar de unde se
manipuleaza manual.
Stratul de pamant vegetal de pe suprafata taluzului se compacteaza usor si se
finiseaza pentru crearea unei suprafete plane in vederea montari elemtelor prefabricate pe
b. /imentul " la prepararea betoanelor pentru grinda de sustinere se utilizeaza
calitatile de ciment conform prevederilor din /aietul nr. 1, cap. ++, art. 2.
c. &gregatele " La prepararea betoanelor monolite 6c ,5 4 6 1- din grinda suportse va utiliza balast "'1 mm corectat cu nisip '" mm, care sa corespunda calitativ
prevederilor S%&S 17737, &nexa +?.' si S%&S (7730, anexa +?.(.
d. &pa " pentru betoane, daca nu provine din reteaua publica, trebuie sa
indeplineasca conditiile din S%&S 30(.
La prepararea betoanelor poate fi utilizat *+S&= & sau similar pentru cresterea
gradului de impermeabilizare si rezistentei la ing)et"dezg)et.
Lucrabilitatea recomandata pentru betoanne este L2.
e. Elemente prefabricate " se realizeaza uzinat din beton 6c 15 6 2- si 6c 2 6
5-, conform articolelor 11, 12, 1', 1(, 15, cap. ++, din /aietul nr. 1. !refabricatele trebuie
sa corespunda din punct de vedere al clasei betonului, dimensiunilor si formei geometrice
din plansele de detalii. =u se admit abateri la dimensiuni mai mari de B 2. /alitatea
elementelor prefabricate se vor incadra in prevederile =ormativului / 1(307 si S%&S
77530.
/onditiile de livrare, depozitare si controlul calitatii materialelor vor fi in
conformitate cu prevederile normativului / 1(307.
*.% Veri&iarea alitatii
a. %reptele de infratire " se verifica realizarea treptelor de infratire pe intrega
suprafata, respectandu"se paralelismul acestora cu niveleta platormei drumului si incadrarea
treptelor in limitele de dimensiuni prevazute la pct.5.2.a.
b. &sternerea pamantului vegetal " se va verifica prin sondaj 1 sondaj la 1 mp-
incadrarea in prevederile pct. 5.2.nb.
c. >ontarea elementelor prefabricate " la aceasta operatiune se va urmari in special
indepartarea elementelor crapate si ciobite si fixarea perfecta a elementelor pe suprafata
taluzului. Se va verifica incadrarea in prevederile pct. 5.2.c.
" asternerea stratului de nisip suport cu rol de filtru invers
b. Executia grinzii de rezemare a pereului
+n vederea realizarii pereului care trebuie sa fie bine fixat de taluz se realizeaza ogrinda din beton 6c ,5 6 1- cu dimensiunile date in proiect ca suport pentru
pereu. Sapatura se poate executa manual sau mecanizat, aceasta depinzand de conditiile
existente si detaliile proiectului de executie. %urnarea betonului se poate face manual sau
mecanizat.
c. Executia pereurilor uscate
1- !entru executia pereului uscat pietrele se aseaza pe lat in randuri cat mai
orizontale, astfel ca sa reazeme intre ele pe o suprafata cat mai mare, iar volumul golurilor
sa fie cat mai mic. !ietrele se impaneaza intre ele cu pietre mai mci de forma
corespunzatoare care se introduc in goluri. &sezarea pietrelor se face astfel ca sa fie
asigurata teserea rosturilor pe minimum 1 cm.
!ereurile se executa din piatra bruta mica sau normala potrivit prevederilor proiectului. Suprafata rezultata trebuie sa fie regulata, neadmitandu"se abateri de peste ( cm
fata de suprafata teoretica a taluzului. !entru a se asigura o buna rezemare intre pietre ele
vor fi cioplite din gros pe fetele de contact pe o adancime de 7"0 m de la fata vazuta.
!ereurile pot fi executate si din prefabricate de beton avand forma si dimensiunile
compacta, avand o aderenta buna cu mortarul. %rebuie sa fie piatra de cariera. orma pietrei
este neregulata, apropiata insa de forma paralelipipedica. =u se admit forme triung)iulare
sau cu ung)iuri concave. !iatra trebuie sa fie dura, avand marca minim 1, negeliva,
prezentand muc)ii vii la cioplire si dand un sunet clar la lovire cu ciocanul, nu se admitcrapaturi, zone alterate, strivite sau cioburi de materii minerale. Cezistenta pietrei se
determina conform S%&S 17737.
b. Elementele prefabricate " Se realizeaza uzinat din beton 6c 15 6 2- si 6c 2 6
5- sau pe santier, conform detaliilor din proiectul de executie. !refabricatele trebuie sa
corespunda din punct de vedere al clasei betonului, dimensiunilor si formei geometrice din
plansele de detalii. =u se admit abateri la dimensiuni mai mari de 2. /alitatea elementelor
prefabricate se vor incadra in prevederile =ormativului / 1(307.
c. /imentul " !entru prepararea mortarului se utilizeaza cimentul > ', insotit
obligatoriu de certificatul de calitate al furnizorului. La receptia cimentului, constructorul va
testa prin probe la fiecare lot de marfa, incadrarea materialului in parametrii de calitate
specificati in certificat. /imentul care nu corespunde se va refuza.
d. =isipul " La realizarea patului pereului si pentru realizarea mortarului se foloseste
nisipul care trebuie sa indeplineasca conditiile cerute de S%&S 17737 si S%&S (7730 si
conform /aietului nr. 1.
e. &pa " pentru mortare, daca nu provine din reteaua publica, trebuie sa
indeplineasca conditiile din S%&S 30(.
,.3 Veri&iarea alitatii
a. inisarea taluzului ce urmeaza sa fie protejat
Se verifica forma si suprafata taluzului, aceasta trebuind sa fie neteda si compacta
pentru a se putea realiza anrocamentele si pereurile.
Se verifioca realizarea acesteia conform detaliilor din proiectul de executie atat in
ceea ce priveste dimensiunile cat si clasa betonului.
Se mai verifica daca rosturile de tasare si dilatare sunt bine executate in locurile
prevazute in proiect.
c. Executia pereurilor
Se verifica:
" daca nu s"au ivit tasari#
" rostuirea pereului pe cel putin 5 cm grosime#
" orizontalitatea pereului#
" tasarea rosturilor verticale si orizontale#
" compactarea pereului.
%oate aceste verificari se fac conform $+nstructiunilor te)nice pentru executareazidariilor din piatra bruta$ " / 1'", pentru anrocamentele si pereurile din piatra bruta si
conform $=ormativului / 1("07 pentru anrocamentele si pereurile din elemente