Свайно столбчатый фундамент: Столбчатый фундамент — ЗСК Интересные статьи и общая информация

Фундамент столбчатый на сваях: монолитный свайно-растверковый

Свайно-столбчатый фундамент – один из самых популярных видов основания, используемых в частном строительстве. Благодаря экономности используемых средств, прочности и наличию ростверка,  а также возможности справиться с работами самостоятельно, пользователи отдают предпочтение именно этой технологии. Однако нужно учитывать серьезные трудовые и временные затраты, кроме того, знать все нюансы технологического процесса обустройства.

Столбчатый фундамент: определение, типы

Столбчатый фундамент – основание, состоящее из определенного количества опорных столбов, передающих и распределяющих нагрузку здания на грунт

Столбчатый фундамент – основание, состоящее из определенного количества опорных столбов, передающих и распределяющих нагрузку здания на грунт. Столбы могут быть прямоугольного, круглого сечения, выполняться из таких материалов, как:

• монолитный железобетон;
• полнотелых кирпичей;
• бетона тяжелых марок;
• бутовых и бутобетонных смесей.

Прочностью и надежностью отличаются железобетонные опоры. Их рекомендовано использовать в тяжелых грунтах, имеющих склонность к пучению, а также там, где уровень водоносных слоев достаточно высок. Остальные типы опор, как правило, скрепляются бетонными лентами, прочность основания в этом случае уступает монолиту.

Важно! В обязательном порядке рекомендуется монтаж столбов в углах строения, местах примыкания стен и простенков.

Отличительной особенностью свайно-столбчатого основания является разновидность грунтов и глубина пробивания шурфов при обустройстве. Если только столбчатая основа применяется на грунтах с нормальной несущей способностью, глубина залегания определяется точкой промерзания, то свайные основания можно делать на нестабильных, насыщенных влагой грунтах, с невысокой несущей способностью. Таким образом, свайно-столбчатый фундамент показан для строительства зданий на любых типах грунтов (кроме скальных и каменистых), средней или средне-нормальной несущей способности. Сваи прекрасно «пройдут» нестабильные грунты и перераспределят нагрузку строения на более плотные слои.

Столбчато-свайные основания с ростверком

Столбчатый фундамент на сваях с ростверком – жесткая железобетонная конструкция, состоящая из расположенных в определенном порядке свай, связанных ростверком

Столбчатый фундамент на сваях с ростверком – жесткая железобетонная конструкция, состоящая из расположенных в определенном порядке свай, связанных ростверком. Монолитный ростверковый пояс гарантирует прочность, надежность и высокие эксплуатационные качества. При этом ростверк также служит для:

Рекомендуем к прочтению:

1. предотвращения подвижек горизонтальных столбовых свай;
2. перераспределения и равномерности нагрузки на отдельные столбы, грунт под ними, что особенно полезно для строений в 2-3 этажа, со стеновыми панелями, выполненными из нежестких материалов (бревно, брус, щит).

Важно! Ростверковый монолитный тип основания на сваях рекомендован для строительства зданий из материалов штучного порядка: кирпича, блоков.

Для строительства применяются два типа: с высоким или низким ростверком.

Основание столбчатого типа с высоким ростверком

Технология строительства является наиболее верной из-за возвышения ростверка над поверхностью грунта

Технология строительства является наиболее верной из-за возвышения ростверка над поверхностью грунта. Как правило, расстояние не бывает менее 15 см, что минимизирует угрозу разрушения при вспучивании грунта, а значит, свайно-столбчатый фундамент прослужит намного дольше. Порядок работ следующий:

1. Монтируются сваи, длина определяется с учетом подъема над грунтом минимум на 15 см и углубления в ростверк на 5-10 см.
2. Макушки свай покрываются гидроизолирующим составом для предотвращения образования конденсата, когда влага поднимается от грунта. Такая мера минимизирует разрушение ростверка.
3. Выполняется основание для опалубки. Делать это можно двумя способами:

• если подъем ростверка минимален, основание можно выполнить из насыпного песка. Увлажнить, утрамбовать, выровнять. После монтажа ростверка песок убрать.
• если ростверк предполагается делать высокий, основание изготавливается из фанеры, досок.

Совет! Беря в качестве основания песок, его необходимо чем-то покрывать, например, пленкой, в которой есть прорези под столбы. В противном случае цементное молочко пропитает песок вместо того, чтобы оставаться в бетонной смеси и придавать нужную прочность. Кроме того, песчаный бруствер, пропитанный цементным молоком, плохо подвергается разрушению, и убрать его будет сложнее.

4. При монтаже боковых стенок опалубки важно учитывать размеры: поперечное сечение ростверка зависит от толщины предполагаемых стеновых панелей и материала, из которого они возводятся. Так для деревянных строений высота не должна быть менее 50-60 см, что обеспечит высокие прочностные показатели на изгиб, а нижние венцы здания не обрызгаются водой с отмостка, и не будут находиться в контакте со снеговым покровом. Строения из камня требуют высоты в 20 см, ширина должна соответствовать толщине стеновых конструкций.
5. После того, как опалубка завершена , делается каркас арматурный, располагаемый сверху и снизу ленты, углубление в бетон не может быть менее 5-6 см. Количество арматурных прутов выбирается в зависимости от сечения: чем больше диаметр, тем меньше прутков потребуется.

Важно! Арматура сечения более 14 мм не рекомендуется, так как такие пруты хуже работают в связке с бетонными смесями.

6. Финальное бетонирование . После заливки ростверка не стоит торопиться убирать песок и опалубку. Возведение стен можно начинать уже на 5-6 день, а убрать лишнее можно и позднее, когда придет время сооружения цоколя, отмостков.

Свайный фундамент с высоким ростверком считается одним из самых практичных, однако не всегда возможно обустройство основы именно такого типа. Поэтому есть свайно-столбчатый фундамент с низким ростверком, использование которого наиболее популярно сегодня.

Основание на сваях с низким типом ростверка

Использование технологии имеет высокий риск, если соединятся столбчатый и ленточный тип основы

Использование технологии имеет высокий риск, если соединятся столбчатый и ленточный тип основы, причем ленточный мелкозаглубленный (или вообще незаглубленный). Принципиально разная функциональная нагрузка может сыграть плохую шутку. Так, мелкозаглубленная основа имеет вид рамы определенной жесткости, которая под воздействием пучения грунта может слегка подниматься и опускаться. Столбчатая же основа предварительно заглубляется ниже точки промерзания грунтов, чтобы полностью исключить подвижки в холодное время года. На излишне пучнистых грунтах такая технология приведет к заломам ленты в междустолбовых пространствах или полному отрыву ростверкового пояса от свай.

Но все же данная технология отлично подходит для строений, где предполагается сделать полы по грунту, а кроме того не придется выполнять обустройство забирки, необходимой при высоком ростверке. Вместо песочной смеси показано использование пенопласта минимальной плотности толщиной от 10 см. Материал обладает достаточной упругостью, чтобы принять нужное давление грунта, а вот чтобы уменьшить пучение, подойдет отмостка, утепленная ЭППС.

Рекомендуем к прочтению:

Важно! Отмостка никоим образом не должна иметь жесткую связку с ростверком, а наоборот, оставлять достаточно места для смещения относительно ростверкового монолита (вверх-вниз) при проявлении морозного пучения грунта.

Что касается остальных этапов работы для обустройства, то свайный фундамент с низким ростверком полностью идентичен технологии с высоким ростверком, повторяться нет необходимости.

Важно! Чтобы предотвратить подсос влаги из грунта, свайный фундамент нужно гидроизолировать. Подходит обмазочная битумная мастика, рулонные материалы или можно использовать комбинацию способов. При этом изоляция столбов показана при использовании свай из железа. Бетонные столбы влаги не боятся, как и бутовые, а вот кирпичные столбовые сваи лучше сразу делать только на сухих грунтах. Можно попробовать пропитать кирпич специальным составом, но стоит это довольно дорого, намного дешевле изначально определить влажность грунтов и отказаться от кирпича, если насыщенность почвы водой выше среднего уровня.

Преимущества и недостатки основания

Главный плюс основания – возможность выбора материалов, типа и особенностей конструкции

Вне зависимости от типа, свайный столбовой фундамент обладает следующими достоинствами:

• Высока скорость монтажа;
• Возможность обустройства на любых грунтах, при этом монолитный пояс ростверка предохранит подвижку свай на пучнистых, нестойких почвах;
• Выполнение работ своими руками без привлечения специальной техники;
• Хорошая финансовая экономия.

Недостатки основания на сваях:

1. Необходимость особенно тщательных и точных расчетов количества свай, массы строения для обеспечения длительности эксплуатации;
2. Невозможность обустройства на скальных и каменистых грунтах;
3. Необходимость гидроизоляции, особенно это касается свай, выполненных из металла.

Главный плюс основания – возможность выбора материалов, типа и особенностей конструкции. Поэтому все большее количество частных застройщиков склоняется в пользу данной технологии строительства, а подробное изучение советов и соблюдение основных пунктов позволит получить прочный и качественный фундамент, на котором дом простоит не один десяток лет.

Свайный фундамент столбчатый фундамент. Столбчатый фундамент своими руками: материалы, инструкция

Столбчатые (свайные) фундаменты

Автор: Дмитрий Белкин

Эх, классную я написал статью про столбчатые (свайные) фундаменты. Ее раскопировали сразу на 33 сайта! Такое признание у интернетовских жуликов доставляет истинное удовольствие. Срочно нужно переписывать. А знаете, как сложно переписать хорошую статью, написанную в приступе дикого, ничем не сдерживаемого вдохновения? И не странно ли, что фундаментные сваи меня так вдохновили? Не странно. Я уже неоднократно (во вторых изданиях своих статей) писал про фаллические символы. Дело в том, что с древнейших времен фаллос являлся символом мужской силы и фертильности. Очень у многих народов фаллос является символом всего сильного и доброго. Способен, по мнению некоторых древних и современных народов отгонять злых духов. Вполне возможно, что дом, построенный на красивых и выразительных сваях ждет счастливое существование. Возможно, что и людей, живущих в таком доме ждут здоровье, долголетие, множество детей и счастье во всех смыслах. Задумайтесь об этом.

Я же отношусь к дому на сваях с большим уважением, но считаю, что установка хороших и крепких свай не в силах обычного человеческого существа, если это существо не вооружено хорошей мощной строительной техникой.

Поскольку фундамент на сваях имеет заниженную площадь опоры на грунт, он склонен к врастанию, погружению в землю. Именно поэтому основным условием, необходимым для функционирования хорошего надежного и мощного свайного фундамента является глубина погружения свай в грунт. Именно там, в глубине, метрах в 5 и ниже от поверхности земли, грунт уже сжат на столько, чтобы удержать и сваю, и дом, на ней построенный. На такой большой глубине сваи держатся не только за счет того, что их основание упирается в трудносжимаемый слой грунта, а еще и за счет трения вышележащих слоев грунта о сваю. И, заметьте, сваи не просто вставляются в дырку в земле. Сваю забивают, и это дает дополнительное сжатие грунта вокруг, а главное под нею.

Если вы скачаете и прочитаете первое издание статьи, то увидите там выдержку из Большой Советской энциклопедии. Энциклопедию писали очень умные люди и им можно верить. Я всегда верю и вам советую. Кстати, если на первый взгляд в умной книжке написана какая-то фигня, то очень большая вероятность того, что это не книжка глупая, а вы чего-то не понимаете. Ну не может умный человек написать чушь! А вот написать непонятно — может. Единожды это поняв, я с тех пор всегда пытаюсь выяснить для себя все непонятные моменты и только потом уже судить о ценности информации. Так вот в 8 случаях из 10 я почерпываю из таких непонятных произведений очень много интересного и полезного. Так и с энциклопедией. Там каждое слово — золотой самородок. Люди пишут энциклопедии, оттачивают статьи до такой степени, чтобы выразить максимум смысла в рамках маленькой, порой крошечной статьи. Судите сами!

«Выбор между свайным и обычным фундаментом на естественном основании производится на основе их технико-экономического сравнения в данных инженерно-геологических условиях строительной площадки, с учётом особенностей проектируемого здания или сооружения.»

В этой цитате черным по белому написано, что прежде, чем строить свайный фундамент, нужно посмотреть, нельзя ли построить какой-нибудь другой, не такой дорогой и сложный фундамент. Если есть хоть небольшая зацепка, лучше отказаться от свайного фундамента и построить что-нибудь попроще.

«Свайные фундаменты особенно рациональны при строительстве зданий и сооружений на водо-насыщенных слабых грунтах. Во многих случаях при свайных фундаментах существенно сокращаются объём земляных работ и расход бетона.»

Продолжение мысли об обосновании выбора именно свайного фундамента. Другими словами, единственное, что может оправдать выбор такого типа фундамента — слабые водонасыщенные грунты. Что это за грунты? Да болото. Такие грунты, по которому идешь, и нога погружается в землю, а следы водой заполняются.

«При действии на фундамент значительных горизонтальных сил используют наклонные сваи.»

Вот еще один вариант использования свай. Однозначно, значительные горизонтальные силы — хорошее оправдание для выбора свайного фундамента.

«Длину свай выбирают, исходя из грунтовых условий строительной площадки: необходимо, чтобы нижние концы свай были заглублены в малосжимаемые грунты.»

Что это значит? Это значит, что сваи могут быть очень длинными. С другой стороны, если вы пришли на болото, поместили в болото сваю, то она и утонуть может. Нужно обязательно вколотить ее поглубже, чтобы она, например, в плиту известняка или песчаника уперлась метрах в 15-ти от поверхности.

Для того, чтобы построить на сваях дом, используется ростверк. Ростверк — от немецкого слова Rostwerk, означает буквально строение, укрепленное решеткой, или построенное на решетке. Ростверк представляет собой часть свайного фундамента в виде плиты или балки. Она объединяет верхушки свай и служит опорной конструкцией для возводимых элементов сооружения. Получается, что сначала вес здания передается сваям с помощью ростверка, а потом этот общий вес передается на грунт с помощью свай. Ростверк может быть сооружен над землей, на уровне земли и даже под землей. В последнем случае мы имеем гибрид свайного и ленточного фундаментов. Можно сказать, что такой фундамент является усиленным ленточным. А вот при строительстве бревенчатого дома ростверк и не нужен вовсе. Его роль будет исполнять первый венец дома.

Из сказанного выше очевидно, что свайный фундамент не является и не может в принципе быть более дешевой заменой ленточного. Пониженная площадь опоры с лихвой покрывается другими расходами. При возведении свайного фундамента мы должны дойти до практически несжимаемых слоев грунта. Степень несжимаемости грунта для ленточного фундамента может быть в разы, если не в десятки раз меньше, чем для фундамента свайного. А что будет, если мы не докопаемся до грунта с нужной жесткостью? Получится, как если бы мы поставили груз на четыре иголки, воткнутые в ватную подушечку. Понимаете мою мысль? Дом на таких иголках может легко уйти в землю.

Как уже было сказано, сваи забивают. Вы когда-нибудь видели, как забивают сваи? Это довольно мощная машина, которая ставит сваю и долбит по ней здоровенной металлической колотушкой, которую поднимает на тросах и бросает на сваю. Сначала свая погружается, потом тяжелее, потом перестает погружаться. Похоже, мы достигли нужной жесткости грунта под сваей. Мы знаем вес груза, которым долбим по свае, знаем силу, с которой это происходит. Тот факт, что свая перестала погружаться означает, что сила удара уравновешена сжатым грунтом и трением вокруг сваи. Как только свая перестала забиваться можно ее укоротить до нужной высоты над поверхностью земли и строить на ней ростверк, а там и дом.

Можете вы повторить такую процедуру для постройки и расчета фундамента под частный дом? Боюсь, что это будет тяжеловато, а, значит, и риск осадки остается.

И что нам остается? Не делать столбчатые фундаменты вообще? Не все так категорично. Во-первых, можно сваи не забивать, а вкручивать. Вкручивающиеся сваи — такие огромные шурупы, которые тоже уплотняют землю по мере углубления. Принцип остается, а значит остается и вероятность того, что ваш дом на болоте не уйдет в трясину.

При строительстве фундамента на сваях вы «попадете» на следующие неприятности.

Дороговизна строительства.

Устройство цоколя может представлять проблему. Похоже лучший способ избежать таких проблем - строить заглубленный ростверк. Это тоже может быть проблемой, но можно будет хоть спастись от ветра, задувающего под пол.

Короче говоря, Подумайте дважды, посоветуйтесь со строителями прежде чем строить дом на сваях. У меня есть подозрение, что домики, построенные на столбиках, зарытых на метр в землю прекрасно стояли бы вообще без фундамента или на каком-нибудь мелком ленточном фундаменте, вкопанном на полтора-два штыка.

Читайте вступительную статью про цокольные этажи.

Статья переписана 30.07.2007

Похожие материалы — отбираем по ключевым словам

belkin-labs.ru

Столбчатый фундамент своими руками: материалы, инструкция

В данной статье опишем процесс создания столбчатого фундамента из буронабивных свай с применением несъемной опалубки из рубероида.

План статьи:

Преимущества и недостатки столбчатых фундаментов из буронабивных свай Проектирование столбчатого фундамента Материалы для изготовления столбчатого фундамента Инструменты для изготовления столбчатого фундамента

Поэтапная инструкция

Разметка участка Бурение скважин Делаем уширения внизу скважин Создаем несъемную опалубку из рубероида Создаем арматурные каркасы для наших свай с возможностью армирования пятки сваи Поэтапная инструкция по работам формирования сваи в скважине с уширением Подборка видео по столбчатому фундаменту

Достоинства и недостатки столбчатого фундамента

Преимущества

• Экономичный. Требует меньше материалов, а именно  бетона и арматуры, по сравнению с ленточным и плитным фундаментом.
• Не требует изготовления съемной опалубки. Используется несъемная опалубка, на изготовление которой тратится небольшое кол-во времени.
• Фундамент из буронабивных свай легко можно сделать самостоятельно без привлечения спецтехники и наемной силы.

Недостатки

• В отличие от ленточного нет возможности сделать погреб и цокольный этаж.
• Требуется более детальное проектирование в отличие от ленточного и плитного.

Средний срок службы столбчатого фундамента из буронабивных свай:  150 лет.

Проектирование столбчатого фундамента из буронабивных свай

1. Рассчитывается общий вес будущего дома.
2. Делаем экспертизу грунта (пробное бурение). Узнаем несущую способность грунта, уровень грунтовых вод (УГВ) и глубину промерзания грунта (ГПГ).
3. Рассчитываем количество столбов нашего фундамента и их расположение по периметру дома. Расчет будет зависеть от 2 факторов: 

• Столбы должны нести полную нагрузку от дома. При расчете учитывается несущая способность грунта. Для того, чтобы увеличить площадь опираемой поверхности на грунт используется уширение внизу столба (среднее значение диаметра пятки 400-600 мм). 
• Расстояние между столбами должно быть в пределах 1-3м (среднее значение 1,5-2м). 

Калькулятор Столбы-Онлайн v.1.0  — проектирование столбчатого фундамента.

Материалы

Несъемная опалубка:

• Рубашка из рубероида  (самый экономичный вариант).
• Трубы ПВХ  (желательно оранжевые для внешней канализации).
• Асбесто-цементные трубы .
• Любые другие трубы, которые имеют подходящий диаметр, хорошею геометрия, достаточную прочность и жесткость (трубы дымохода и т.п.)

Рубероид	ПВХ трубы	А/Ц трубы	Трубы дымохода

Материалы для столба с уширением. Несъемная опалубка: рубероид

1. Арматура. Д10-Д12. Для арматурного каркаса вязальная проволка.
2. Бетон М150-М400. Цемент+песок речной крупный + щебень 5-20фр (чем меньше фракция щебня тем лучше).
3. Несъемная опалубка: рубероид.
4. Мусорный мешок (плотный 120л). Для формирования пятки (уширение внизу столба).
5. Скотч. Для крепления мусорного мешка и для скрепления рубероида. Стретч-пленка для скрепления рубероида.

Инструменты

1. Бур. Можно использовать садовый, ТИСЭ либо самодельный. Вместо бура можно использовать автоматизированную технику либо аналог. Длина бура должна быть чуть больше глубины промерзания. Если ручка бура короткая, то необходим будет удлинитель, который можно либо купить вместе с буром либо сделать самостоятельно.

Бур ТИСЭ с удлинителем	Бур садовый с удлинителем

2. Для создания уширения внизу будем использовать бур ТИСЭ либо самодельный инструмент. Например, штыковая лопата с обрезанными краями. Штык 10см + если нужно удлинение ручки лопаты.

Уширение буром ТИСЭ	Уширение штыковой лопатой

3. Если бетон будем изготавливать самостоятельно, то нужен следующий инструмент:
1. Бетономешалка
2. Мастерок
3. Ведро
4. Лопата совковая

Бетономешалка	Мастерок	Строительное ведро	Совковая лопата

Инструкция по строительству буронабивного свайного фундамента с уширением

Разметка участка

1. Устанавливаем обноску для натягивания бечевки, по которой будем отмечать расположение столбов (свай). Вместо обноски можно просто использовать колышки либо арматуру, прочно закрепленную в почве. Предварительно перед размещением обноски у нас должен быть составлен проект по кол-ву и расположению столбов. 

Натягиваем бечевку (шнур, толстую нить либо любой аналог) для разметки расположения будущих свай. Места пересечения бечевки будут являться центрами скважин. В нашем примере расстояние между центрами столбов сделаем 2м. При условии, что диаметр буронабивной сваи у нас 25 см, следовательно, расстояние между сваями получится 1,75м.

2. Намечаем центры будущих скважин. Для данной задачи будем использовать отвес, который будет опускать с мест пересечения бечевки.

3. Вбиваем колышек точно по отвесу. Вместо колышка можно использовать все что угодно, главное чтобы надежно держалось в земле и было заметно, чтобы случайно не сбить.

В итоге получаем размеченный участок под будущие столбы. Обноску убираем, чтобы она нам не мешала. Остаются только колышки.

Более подробную инструкцию по разметке фундамента можно прочитать в статье:  Разметка под фундамент. Правила построения прямоугольного фундамента . Для столбчатого фундамента:  Разметка под столбчатый фундамент с ростверком .

Бурение скважин

Бурим скважины под сваи. В данном примере диаметр ям будем делать 25 см. на глубину ниже глубины промерзания для данной местности. Предположим, глубина промерзания у нас 1,5м, следовательно, бурить будем на глубину порядка 1,7м. 

Для расчета глубины промерзания грунта можно воспользоваться нашим калькулятором:  Расчет глубины промерзания грунта .  © www.gvozdem.ru

Для бурения можно использовать бур ТИСЭ  с диаметром 25см, садовый бур  диаметром 25см либо автоматизированную технику.  

Еще важный момент. Пробурить можно сразу все скважины. Но в некоторых случаях целесообразно бурить по одной скважине и сразу заливать бетонную смесь (бетон). Это связано с погодными условиями в виде дождя либо высоким залеганием грунтовых вод. Вода будет подмывать грунт стенок скважины, в результате чего он будет осыпаться, а это нам совсем не нужно.

Делаем уширения  внизу скважин

Для чего это нужно.  По уширению в скважине будет сформирована пятка столба, которая будет выполнять 2 задачи: увеличение несущей способности столба и препятствие выдергиванию сваи касательными силами во время промерзания пучинистых грунтов. 

План работ. Для данной задачи можно использовать бур ТИСЭ специально предназначенной для этой цели. Он позволит сделать уширение диаметром 40-60 см. Но стоит заметить, что в плотном грунте данным приспособлением очень сложно работать. Поэтому желательно все проверить при пробном бурении во время проектирования столбчатого фундамента. 

Есть альтернативный и бюджетный способ сделать уширение с помощью модернизированной штыковой лопаты. Для этого необходимо обрезать края полотна лопаты, чтобы рабочая область была в пределах 10см. Ну и удлинить ручку лопаты, если это нужно. Для того чтобы поднять грунт от такого уширения можно воспользоваться каким-нибудь приспособлением, либо просто пробуриться глубже и весь грунт от нашего уширения сгрести в это углубление. Главное не забудьте потом утрамбовать наше «захоронение». 

Создание несъемной опалубки из рубероида

1. В качестве опалубки для буронабивного фундамента в данном примере будем использовать  самый экономичный вариант, а именно рубероид.  

Подготавливаем кусок рубероида нужной нам длины. В нашем примере нам нужен кусок длиной 2м (1,7 м под землей – 0,3м уширение без рубероида + 0,3м над землей + 0,3м запас для обрезки по уровню). Скручиваем рубероид нужного нам диаметра (25см) в виде трубы. Для данной задачи лучше использовать некий шаблон, на который будем накручивать рубероид. На примере у нас металлическая труба. Шаблон можно сделать самостоятельно, проявив смекалку. Вариантов много. 

После того как рубероид накрутили (толщина в 2 слоя) необходимо зафиксировать полученную рубашку из рубероида от раскручивания. Здесь нам поможет широкий упаковочный скотч. Скрепим в 4 местах (можно и больше, главное чтобы надежно). Если у вас рубероид с пылевидной посыпкой, то скотч к нему не пристанет. Есть вариант обмотать гильзу из рубероида сначала стретч-пленкой а затем уже скотчем. Это также придаст большую жесткость вашей опалубке.

2. Крепим мусорный пакет к низу опалубки из рубероида. Для чего это нужно. Если у вас высокие грунтовые воды либо просто стоит вода от дождей, то лить бетон в воду не рекомендуется. Также пакет будет являться неким барьером между грунтовой средой и бетоном. По технологии ТИСЭ пакет не используется. Цементное молочко попадает напрямую в грунт образуя грунтобетон, что является дополнительным усилением для опоры (со слов Яковлева – автора технологии ТИСЭ).  

Не стоит путать мусорный мешок для помойного ведра с мусорным пакетом 120л, в который на субботниках собирают мусор. Он большой и достаточно плотный. Вот его и будем использовать. Крепим его к низу нашей опалубки скотчем. Опалубка из рубероида у нас подвижная, поэтому постарайтесь использовать скотч, чтобы он действительно крепко зафиксировал пакет (усиленно обмотать скотчем край пакета к рубашке из рубероида). © www.gvozdem.ru

3. Ту часть пакета, которая у нас будет использоваться под уширение можно аккуратно  спрятать в трубу опалубки.   Важно! Продумайте размещение пакета, чтобы во время заполнения бетона не образовалось складок, которые могут сделать наше уширение не цельной конструкцией.

Создаем арматурные каркасы для наших свай

Для данной задачи будем использовать арматуру с диаметром 10мм. Арматурный каркас можно изготавливать в 2 вариантах: с армированием уширения столба и без армирования уширения. Насколько нужно армирование уширения столба вопрос спорный и может быть решен только в результате точных проектных расчетов с учетом всех технических характеристик материалов, нагрузок и с учетом всех возможных факторов. Поэтому в данной статье пойдем по сложному пути и рассмотрим более надежный вариант армирования пятки столба. 

План работ. Заготавливаем 4 прутка длиной  где-то 2,4 м (1,65м в земле + 0,3м над землей + 0,3 для связи с ростверком + 0,1м для пятки столба). Для армирования уширения столба будем загибать концы арматуры, чтобы она имела вид буквы L. Длина загиба будет зависеть от диаметра пятки в том месте,  где будет происходить ее армирование (3-5 см от низа уширения). В нашем случае длина загиба  где-то около 10-13см. После того как прутки у нас готовы сшиваем их в арматурный каркас. Сварка здесь, разумеется, не подходит, поэтому связывать будем с помощью вязальной проволоки. При этом связь делаем не очень прочной, чтобы была возможность прокрутить арматуры по своей оси. Желательно сделать засечки на концах верха арматуры, чтобы был ориентир, на сколько крутить арматуру, чтобы она разместилась в нашем уширении под нужным углом.

Если вы решили делать арматурный каркас без армирования уширения, то в этом случае делаем все то же самое, что и выше, только связь арматур делаем жесткой (сваркой либо вязальной проволокой).

План работ по формированию столба с уширением

1. Опускаем нашу опалубку в скважину до конца.

2. Заливать столб бетоном будем в два приема.  Вначале заливаем смесь бетона для создания пятки буронабивной сваи. Много сразу заливать не стоит, так как и сложно поднимать опалубку будет и слишком большая нагрузка на пакет. Регулируйте заливку на свое усмотрение. Для расчета состава бетона предлагаем воспользоваться нашим сервисом:  Калькулятор по расчету состава бетона .

3. Поднимаем наш стакан из рубероида вверх на высоту уширения. В результате залитый бетон заполняет пакет и формирует пятку нашего столба. Затем немного придавливаем опалубку вниз.

4. Вставляем арматурный каркас в опалубку и продавливаем его в раствор бетона до нужной нам глубины.

5. Разворачиваем прутки арматуры по оси для армирования пятки столба. Как это сделать и как армирование пятки будет выглядеть, смотрим на рисунках ниже.

6. Выводим столбы в один уровень. Когда бетон немного схватится и опалубка уже будет зафиксирована, размечаем с помощью лазерного уровня либо гидроуровня общий уровень всех буронабивных свай. В виде отметки на опалубке из рубероида можно использовать саморез либо гвоздь, воткнутый в опалубку на отмеченном уровне. Вот до этой отметки мы и будем заливать бетон в наши сваи.

7. Заливаем бетон до отметок уровня с обязательным уплотнением раствора с помощью вибрирования либо штыкования. Для штыкования можно использовать обычную арматуру Д10-Д12. Для того чтобы не повредить надземную часть опалубки во время заливки бетона можно соорудить некий съемный жесткий каркас. Для этой роли подойдет кусок металлической трубы, близкого к нашей опалубке диаметром. Можно соорудить просто опалубку из досок, которую будем переносить от одного столба к другому во время заливки.

После заливки бетон должен созреть. Чтобы не допускать его пересыхание в первые дни можно насыпать мокрых опилок на верх столба и закрыть пакетом. 

Если вы собираетесь строить каркасный дом, то для связи столба с обвязкой из бруса используют анкера (шпилька с гайкой) залитые в бетон столба. Подробную инструкцию можно посмотреть в статье: Монтаж анкера для связи столба и обвязки из бруса .

8. Подрезаем нашу опалубку по отмеченному уровню.

Так будет выглядеть готовый столбчатый фундамент из буронабивных свай. © www.gvozdem.ru

Заключение

Как видим создание столбчатого фундамента своими руками посильно даже одному человеку. В этом одно из главных его  достоинств, для любителей делать все своими руками без привлечения наемной силы и спецтехники. Ну и нельзя забывать, что здесь существенная экономия материалов в отличие от ленточного фундамента и тем более монолитной плиты.

Похожие статьи:

• Монтаж анкера для связи столба и обвязки из бруса
• Столбчатый фундамент из пластиковых труб (ПВХ)
• Столбчатый фундамент из асбестоцементных труб
• Столбчатый фундамент из дерева
• Столбчатый фундамент из кирпича
• Подборка видео по столбчатому фундаменту  

Источник: http://www.gvozdem.ru/stroim-dom/fundament-stolbchatyy-monolitnyy.php

www.breegs.ru

Свайный фундамент своими руками, расчет и возведение

Оглавление:

1. Введение в понятие свайного фундамента
2. Возведение столбчатого фундамента
3. Наливные сваи
4. Винтовые сваи
5. Как сделать правильный расчет?

Разновидность фундамента любого объекта определяется типом грунта и особенностями проекта. Свайный фундамент применяется в малоэтажном строительстве: возведении коттеджей, офисов, магазинов, ангаров, бань. Он незаменим на рыхлых грунтах, а также в случаях, когда надо возвести основу быстро и с минимальными финансовыми затратами.

Существует 2 вида свайных фундаментов:

• столбчатый,
• винтовой.

Каждый из них имеет свою технологию забивания в грунт, но все они объединяются в верхней части балками или плитами, которые называются ростверком. Он несет на себе нагрузку здания, являясь для него главной опорой, далее она распределяется по сваям и уходит в грунт. Можно самостоятельно возвести свайный фундамент с ростверком, сделав предварительные расчеты их количества и параметров. Эти данные зависят от типа строения и обозначаются в проекте. Составление проекта — важный этап, с которого начинается возведение объекта, его заказывают в проектной организации, так как ошибки в расчетах, сделанных самостоятельно, недопустимы.

Столбчатые железобетонные сваи изготавливаются по двум технологиям:

• стержни с острым концом забиваются в землю;
• в приготовленные скважины устанавливается вертикально арматура, заливается бетоном.

Забивные сваи изготавливают из бетона или железобетона. Они имеют квадратное, прямоугольное или трубчатое сечение, забиваются в землю специальным оборудованием, например, копровой установкой.

Возведение столбчатого фундамента

В местах, обозначенных проектом, копают скважины для столбов. Они должны быть на 30 см глубже уровня промерзания грунта, при этом дополнительная изоляция позволит избежать выпячивания свай во время промерзания почвы. Изоляцию выполняют следующим способом:

• нижнюю часть столбов обмазывают солидолом;
• сооружают вокруг них щитовую оболочку;
• пространство между щитом и столбом заполняют мелким щебнем или песком, который надо намочить водой для уплотнения;
• второй способ: залить пространство вокруг свай бетонным раствором, предварительно насыпав на дно щебень.

Ширина скважин стандартно составляет 30-40 см, столбы располагают по периметру здания, под несущими стенами и обязательно — по углам будущего строения. Расстояние между столбами не должно быть менее 2 м. Объединить сваи в единую конструкцию и распределить нагрузку равномерно позволяет ростверк, который обустраивается 2-х видов:

• ленточный,
• плитный.

Ростверк ленточного типа соединяет между собой соседние сваи, расположенные вдоль одной стены. Плитный объединяет все элементы фундамента в единую конструкцию. Установка столбов предусматривает вывод наружу арматуры, к которой приваривается горизонтальный армирующий пояс. Именно он является основой для железобетонного ростверка.

Такая конструкция применяется также при возведении фундамента из наливных свай.

Наливные сваи

Второй способ устройства столбчатого фундамента состоит в заливке арматуры в подготовленные скважины. Их глубина составляет не менее 1,5 м. Работа начинается с укладывания в скважины 5-6 прутьев арматуры, они обязательно выводятся наружу на высоту 20 см. Одновременно производят установку горизонтальной арматуры по периметру здания и под несущими стенами. Таким образом, подготавливается свайно-ленточный фундамент, арматура которого соединяется между собой вязальной проволокой в местах пересечения.

Далее устанавливается опалубка, от прочности и устойчивости которой зависит качественное устройство фундамента. Бетонный раствор приготавливают на строительной площадке или привозят в готовом виде в специальных машинах-миксерах. Заливку бетона осуществляют по гибкому трубопроводу, правильное заполнение всех полостей обеспечивают при помощи электрического вибратора. После полного высыхания раствора опалубка демонтируется, нижняя ленточная часть защищается гидроизоляционной мастикой и любым рулонным материалом, предназначенным для этих целей.

Винтовые сваи

Для сыпучих грунтов, а также в местах с высоким уровнем подземных вод возведение строений основывается на винтовых сваях. Они представляют собой металлические трубы с острым концом, к которому прикреплены винтовые лопасти. Такое устройство позволяет получить недорогой, но прочный фундамент, применяемый на всех видах грунта, кроме скального. Полость труб заливается бетонным раствором, что обеспечивает им максимальную прочность и устойчивость. Затем монтируются оголовки и ростверк из металлического профиля или бруса.

Завинчивание не обязательно требует применения тяжелой техники, работу можно выполнить вручную при помощи труб для заворачивания.

Как сделать правильный расчет фундамента?

Основными параметрами для расчета свайного фундамента являются:

• шаг между столбами,
• разбивка на площадке,
• несущая способность сваи.

Для расчета нагрузки от дома на ростверк, столбы и грунт требуется определить общую массу строения. Она состоит из суммарного веса кровли, перекрытий, внешних и внутренних стен, снегового покрова, полезной нагрузки (мебель, проживающие люди). В связи с тем, что эти цифры примерные, результат следует увеличить на 30%. Далее расчет свайного фундамента выполняется на основе общей площади дома, особенно рационально его применение для строений площадью более 300 м2.

Диаметр свай зависит от типа грунта: пески крупные или мелкие, глины твердые или пластичные, гравий, щебень или галька. Учитывая площадь фундамента и минимальный шаг между столбами, рассчитывается количество свай. Для приготовления бетонной смеси используется следующее количество компонентов: 368 кг цемента, 785 кг очищенного песка, 993 кг мелкого щебня, 195 л воды. Из них получается 1 м3 раствора.

osnovam.ru

Свайный фундамент: устройство, установка и расчет

Свайный фундамент – один из самых быстровозводимых и доступных по стоимости типов опорных оснований. В зависимости от материала и сечения свай он может быть применён как в частном жилищном малоэтажном строительстве, так и при возведении высотных зданий или промышленных сооружений. В данной статье мы расскажем об основных характеристиках и разновидностях свайных фундаментов. Покажем пример расчёта площади сечения и количества свай. А также предоставим пошаговые инструкции по возведению свайного фундамента своими руками.

Краткое содержание статьи:

Назначение и разновидности свайных фундаментов

Свайные фундаменты применяются на грунтах, где невозможно использование других типов оснований:

• болотистые, торфяники, подтопляемые;
• зыбкие, пучинистые;
• вечная мерзлота.

На мягких, но стабильных грунтах также допускается применение свайных фундаментов. Однако осуществляется это исключительно из экономических соображений удешевления строительства.

Важно! Существуют некоторые ограничения на установку свай. К примеру, забивные или винтовые сваи не получится использовать на скальных грунтах или почвах, состоящих из крупнообломочных пород.

Область использования:

• малоэтажное строительство – коттеджи, хозяйственные и технические объекты;
• каркасные сооружения – ангары, навесы;
• МАФы – беседки, крытые и открытые павильоны, детские игровые площадки;
• сезонные или временные сооружения для проведения концертов;
• опоры ограждений как сеточных, так и капитальных.

Отличие от столбчатых оснований и классификация

В отличии от столбчатого, свайный фундамент для дома имеет гораздо большую глубину залегания и может использоваться на зыбких грунтах. Наиболее распространенные типы свайных опор:

1. Стойки – проходят насквозь слабый грунт, опираются на прочную породу. Выдерживают значительные нагрузки, практически не дают усадки.
2. Висячие – удерживаются в грунте силой трения боковых поверхностей. Отличаются развитой, нередко, ребристой контактной поверхностью.

По конструкции и способу установки в частном строительстве различают сваи следующих типов:

1. Забивные – железобетонные, деревянные, металлические.
2. Винтовые – металлические.
3. Буронабивные – монолитные железобетонные, заливаются в заранее обустроенную скважину.

Читайте также: Столбчатый фундамент

Самостоятельный расчет конструкции свайного фундамента

Расчёт свайного фундамента осуществляется в соответствии с нормативом СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». В упрощённом варианте для небольших сооружений расчёт будет выглядеть следующим образом.

Определяется суммарная нагрузка от всех строительных конструкций на фундамент (согласно СП 20.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»). В частности учитывается:

1. Вес стен:
• древесина – 450-650 кг/м³;
• газо-, пенобетон – 400-900 кг/м³.
2. Вес утепленного кровельного пирога с покрытием из:
• асбоцементного шифера – 60-80 кг/м²;
• мягкой черепицы, ондулина, рубероида – 30-55 кг/м²;
• металлочерепицы, профнастила – 20-30 кг/м².
3. Эксплуатационные нагрузки на каждый этаж (мебель, жильцы) – не менее 100-150 кг/м².
4. Вес межэтажных перекрытий (включая цокольные и чердачные):
• деревянные на балках – 70-150 кг/м²;
• из железобетонных пустотелых плит – 350 кг/м²;
5. Снеговая и ветровая нагрузка берутся из справочника СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» для каждого конкретного региона.

Далее, согласно рекомендациям СП 22.13330.2016 определяется несущая способность грунта на строительной площадке – его расчетное сопротивление. Высчитывается количество свай по площади их подошв. Так, у винтовой опоры площадь подошвы будет зависеть от диаметра лопасти:

Для примера

Пусть диаметр лопастей сваи – 250 мм, следовательно площадь подошвы составит 490 см². Расчетное сопротивление для полутвердых суглинков и супесей – 5,5 кг/см². Произведение, этих двух показателей даст несущую способность одной опоры – 1375 кг.

Принимаем суммарную нагрузку от сооружения (дом каркасно-щитовой типа) равную 30 т. Разделив её на несущую способность одной опоры, получим необходимое количество – (21,8) 22 шт. Учитывая, что следует использовать коэффициент запаса прочности 1,4, на практике придется установить 31 опору. Однако это слишком большое количество, поэтому рекомендуется взять сваи большего диаметра и повторить расчёт.

Существуют установленные стандарты диаметров свай и соответствующих им диаметров лопастей:

• 89 мм – лопасть 250 мм;
• 108 мм – лопасть 300 мм;
• 133 мм – лопасть 350 мм.

Выбрав следующую по диаметру сваю и повторив расчёты, с учетом коэффициента запаса прочности получим 11 шт. Такое количество опор равномерно распределяется по схеме дома. Они устанавливаются под каждым из углов, в местах примыкания и пересечения стен. На прямых участках шаг установки должен быть в пределах 1,7-2,5 м.

Читайте также: Как построить недорогой, но надежный фундамент

Свайный фундамент своими руками

Технология установки свайного фундамента может значительно отличаться в зависимости от типа сваи, особенности грунта или возможности  применения строительной техники. Однако, подготовительные работы во всех случаях практически идентичны. Выполняется предварительная очистка территории строительной площадки. Привязка будущего сооружения к плану участка. Разметка мест установки свай.

Буронабивной фундамент

При помощи ручного, бензинового или автобура выбираются скважины под опоры. Диаметр скважин должен быть больше расчетного диаметра свай на 7-10 см. Для чего делается запас? Точно пробурить вертикальную скважину даже в мягком грунте довольно проблематично, тем более, с использованием ручного инструмента. В тоже время, опоры должны быть позиционированы строго вертикально. Запас в размерах скважины даст необходимый зазор для правильной установки обсадки.

В скважину спускается обсадная труба. Её положение контролируется в нескольких точках по окружности. Опора фиксируется в вертикальном положении. Для этого можно использовать обычные подпорки из досок или забить клинышки между внешними стенками обсадки и внутренними стенками скважины. Крепление должно быть максимально надежным, чтобы удержать сваю в вертикальном положении до окончания всех работ.

ВАЖНО! В качестве обсадной конструкции (стакана) могут пользоваться трубы: толстостенная пластиковая, асбестовая, шовная стальная. Также возможен вариант создания буронабивной сваи из армирующего каркаса с рубашкой из рубероида.

Внутри обсадной трубы устанавливается несколько прутов арматуры. Они не должны прикасаться к внутренним стенкам стакана (мин. зазор 50 мм). Если его диаметр позволяет, то арматура сваривается в каркас. За счет армирования свая сможет без разрушения сопротивляться знакопеременным нагрузкам, возникающим от морозного пучения грунта.

Бетон для заливки сваи подготавливается более пластичной консистенции, чем для ленточного или плитного фундамента. Пропорции цемента, песка и щебня должны быть 2:2:3  соответственно.  Если труба имеет небольшой внутренний диаметр, важно следить, чтобы в процессе формовки не образовались воздушные пробки. Следует выполнять периодическую трамбовку вручную либо электрическим погружным вибратором.

Повторно проверяется точность позиционирования сваи. Если опора расположена вертикально, осуществляется обратная засыпка зазора между внешней стенкой сваи и скважиной вынутым ранее грунтом. Зазор заполняется послойно, не более чем по 20 см. Каждый слой тщательно трамбуется.

После созревания бетона до технологической прочности оголовки свай срезаются по одному горизонтальному уровню.

Винтовой фундамент

Регламент для устройства свайно-винтового фундамента напоминает вышеописанный для буронабивного:

1. Под каждую сваю формируется лидер-лунка глубиной не более 15 см, шириной соответствующей диаметру лопасти. Как правило, вполне достаточно снять верхний слой дерна. При использовании механизированных средств вкручивания винтовых свай можно обойтись без лидер-лунки, что делает опору устойчивей.

ВАЖНО! Профессиональные строители не рекомендуют применять лидер-лунки, а при крайней необходимости не углублять их более 5 см. Это позволяет винтовой свае распределять нагрузку от сооружения как на плоскость лопасти, так и на свою боковую поверхность.

2. Опора позиционируется на месте установки. Выравнивается и вкручивается в грунт. Процесс сопровождается постоянным контролем ее положения относительно вертикали.
3. После вкручивания всех свай их оголовки корректируются или срезаются по единому уровню.
4. Во внутреннюю полость заливается пескобетон. Если опора имеет достаточный диаметр, допускается использование наполнителей типа мелкого щебня.
5. После твердения бетона к оголовкам привариваются широкие фланцевые пластины. Для них используют сталь толщиной не менее 10 мм.
6. В зависимости от материала ростверка он крепится к фланцам при помощи шпилек или приваривается.

Фундамент из забивных опор

Забивной монтаж свайного фундамента рекомендуется выполнять с привлечением специальной строительной техники. В противном случае, можно не достичь несущих грунтов. Ручная проходка допускается только при возведении МАФов или других конструкций, не создающих значительного вертикального давления.

Технология забивки свай различается в зависимости от материала их изготовления:

Древесина. Применяются только элементы из плотных пород древесины диаметром не менее 20 см. Один конец бревна заостряется, на него крепится металлический конус – башмак. Он выполняет защитные функции и облегчает прохождение плотных слоев грунта. На противоположный конец надевается стальное кольцо, предотвращающее раскалывание бревна.

Металл. Используется профилированный прокат (двутавры, швеллера, рельсы) или трубы. Металлические опоры можно забивать на большую глубину, а при необходимости нарастить приваркой дополнительных сегментов.

Железобетон. Встречаются как круглые, так и прямоугольные железобетонные сваи, обычно заводского изготовления.

Устройство ростверка

В частном жилищном строительстве чаще используется свайный фундамент с ленточным ростверком, реже с плитным. В зависимости от степени заглубления ленточный ростверк делится на три типа:

Заглубленный (низкий) – его нижняя часть опускается ниже уровня грунта. Между сваями прокапывают траншеи, на дне которых устраивается песчано-гравийная подушка. Укладывается арматурный каркас, закрепляемый к оголовкам свай. Устанавливается опалубка, в которую формуется бетонный раствор.

Наземный – для него последовательность действий та же, что и при возведении заглубленного ростверка, но уровень утрамбованной песчаной подушки совпадает с дневной поверхностью грунта.

Висячий (высокий) полностью располагается на опорах, с грунтом не соприкасается. Как правило, сборный свайно-ростверковый фундамент выполняется из железобетонных балок заводского изготовления. Реже делается монолитным. Это связано с большим расходом материалов и времени на сборку опалубки.

Плитные ростверки применяются в многоэтажном строительстве. С их помощью выполняется обвязка свайных полей. Это опоры под всей площадью сооружения расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга. Как и ленточные, плитные ростверки бывают сборными и монолитными.

Подводим итоги

Свайный фундамент имеет определенные технические ограничения. В доме невозможно обустроить подвал. А при возведении сооружения из штучных стройматериалов не обойтись без мощного ростверка. Кроме того, самостоятельная установка свай возможна только для небольших построек.

Тем не менее, устройство свайных фундаментов показывает и немало преимуществ на этапах нулевых циклов. Ведь их отличает доступная стоимость, быстрый монтаж, возможность проведения работ в зимнее время, строительства дома на грунтах со слабой несущей способностью.

Свайный фундамент — 75 фото-идей проектирования и установки

Фундамент, где вес надстройки переходит на основу сквозь забиваемые и ввернутые в землю опоры, называется свайным. Опоры забиваются или вдавливаются. Материал изготовления: дерево, сталь, бетонные и железобетонные.

Опоры этих материалов углубляются в почву вибрацией, ударными машинами и сочетании вибрации и ударов. Бетонные конструкции полые внутри и имеют форму квадрата или круга. Погружаются вибрацией, изнутри удаляется содержимое и заполняется раствором.

Сваи из железобетона полнотелые и забиваются в почву. Индивидуальное жилищное строительство использует свайно-винтовой фундамент или свайно-ленточный фундамент.

Свайно-винтовой фундамент

Устанавливается сваями из стали с площадкой для опоры основной конструкции. Сваи промышленного изготовления устанавливаются вкручиванием в грунт. Полая конструкция заливается бетоном.

Свайно-винтовые фундаменты из ввинчиваемых свай пользуются популярностью при строительстве индивидуальных домов. Сроки установки таких фундаментов максимум три дня на площади 100 м.кв.

Виды свай для винтового фундамента

• свая, которая получается при пробивании в грунте скважины, и заполнении её бетоном (набивная)
• свая, имеющая расширение на верхушке, усиливающее прочность установки сваи (камуфлетная свая)
• сваи, имеющие подвижное соединение частей, позволяющее им вращаться вокруг общей оси (шарнирно раскрывающиеся упоры)
• металлическая свая с винтовой лопастью и полым стволом (винтовая свая)

Свайно-винтовой фундамент представлен в готовом виде сваями в количестве от 20 штук. Окончательное количество свай определяется площадью надстройки и её весом.

Установленные сваи соединены между собой ростверком. Обычно его функцию выполняет уголок 50х50, приваренный под углом к стволу всех свай. Это необходимо для образования единого основания и равномерного распределения нагрузки надстройки.

Вместо ростверка сваи можно объединить бетонной лентой. Такой фундамент будет называться свайно-ленточный фундамент.

Положительные и отрицательные свойства фундаментов

Положительные и отрицательные качества проявляются своеобразно в климатических зонах и на разных почвах.

Скальные породы на участке строительства и желание сделать свайный фундамент – не совместимые желания.

Положительные качества:

• потенциал использования по грунтам не ограничен
• высота фундамента не ограничена на подтапливаемых землях
• цена свайного фундамента меньше ленточного
• быстрота сборки
• конструкция имеет низкий вес

Отрицательные качества:

• ограниченная грузоподъёмность
• необходимость проведения анализа грунта на строительном участке
• разноуровневая усадка свай
• конструкция цоколя обязательна для утепления пола, создания вентиляции и препятствия поселению зоологических особей
• монтаж бетонного перекрытия сложен и увеличивает вес надстройки

Свайно-винтовой фундамент дает не равномерную усадку. Распределение тяжести по ленточному и плиточному фундаментам равномерное. Материал строения должен переносить усадку и геометрическое изменение строения. Это деревянные и дома из каркасов. Не годится кирпич и бетонные блоки.

Свайно-объединяющий фундамент с мало углубленной бетонной лентой делает жесткой конструкцию опоры, увеличивает грузоподъемность. Свайно-ленточный фундамент уменьшает затраты на возведение цоколя и облегчает отделочные работы.

Расчет свайного фундамента

Капитальное строение необходимо обсчитать у специалиста-строителя. Упрощенные постройки, типа курятника на даче, хозяйственные постройки, летний душ или туалет, можно рассчитать самому. Поняв суть расчётов и последовательность операций, можно приступать к более сложным расчётам.

Смысл расчета свайного фундамента – предполагаемый вес надстройки разделить поровну на все опоры.

Недостаточная прочность конструкции основания даст не равномерную усадку. Это приведет к проблемам надстройки и возможному её разрушению.

Перед началом строительства составляем план постройки, определяем её полную площадь по всему строению, высоту помещения, высоту конька крыши и приблизительную площадь всего крышного покрытия с заступами. Определяемся по материалам, с которыми будем работать и закупаем необходимое количество.

При покупке расходного материала спрашиваем сертификат качества, в котором указан вес материала на 1 мк.в. и записываем эти данные. Или просим кассира сделать копию сертификата.

Эта процедура необходима для расчёта веса будущей конструкции, который определит количество необходимых свай.

Рассмотрим на примере дома каркасного типа расчет свайного фундамента площадью 100 мк.в., двускатной крышей, покрытой металл профилем, со стыком боковых поверхностей двухметровой высоты, с выходом за пределы стен по всему периметру около полуметра. Высота стен три метра, почва – сухая смесь глины и песка

Определяем по чертежам основания необходимое количество свай. Размещаем на углах строения, в местах соединения капитальных стен и разделительных. Дистанция от одной точки к другой не более трех метров.

По плану дома у нас получилось 12 свай. Между опорами получилось больше трех метров, следовательно, уменьшаем промежуток и увеличиваем число. Получается 25. Дальше рассчитываем массу надстройки и обозначим её М.

В готовом проекте дома все необходимые расчёты провел специалист на компьютерной программе с учетом данных о весе всех материалов на 1 мк.в. Мы, в домашних расчетах, пользуемся подсказкой сертификата о весе материалов.

Учитывать нужно следующие параметры: масса несущих конструкций строения, вес основного материала стен и утеплителя, вес основания чердачного перекрытия и стропил с утеплителем, вес цокольного перекрытия и пола с утеплителем, вес крышного покрытия, вес возможной снеговой нагрузки в зависимости от региона. Нужно учесть подвижную нагрузку в строении (мебель, люди, живность),

Общая нагрузка надстройки получилась 70570 кг. Для верности умножаем предполагаемый вес на коэффициент надежности свай. Он зависит от количества установленных опор:

• до 11 штук – 1.65
• до 20 штук – 1.55
• больше 20 штук – 1.4

Обычное количество использованных опор от 20 до 40. Поэтому всегда умножаем на 1.4. Масса нашей надстройки получилась 100 000 кг.

Для определения площади основания нам нужен ещё один показатель: средняя плотность грунта на стройплощадке. Это можно найти в интернете или строительных справочниках.

Геология рекомендует применять коэффициент от 1 до 1.7. Строители нового поколения рекомендуют брать 1. В нашей задаче грунт сухой суглинок. Его расчетное сопротивление 2 кг/см.кв.

Теперь рассчитываем размер:

• Sосн = Мх1.4/F, F расчетное сопротивление грунта.
• 100 000 кг /2 = 50 000 см2

Площадь свайной площадки рассчитаем на основе классического размера 108 мм. Расчет ведем по школьной программе: S=ПD, D=30 см, диаметр сваи, S=706,5 смкв

Площадь основания должна быть 50 000 см.кв, 1 свая равна 706 см.кв. Для фундамента нужно использовать 71 сваю.

Чем больше плотность грунта, тем меньше требуется свай.

Изготовление свайного фундамента имеет следующие этапы:

• равняем строительную площадку
• размечаем участок и ставим колья в местах будущих свай
• установка начинается с самой высокой точки стройплощадки, ведем контроль вертикали
• определяем и выравниваем горизонтальную плоскость
• сваи заливаем бетоном, привариваем опорную площадку, покрываем антикоррозийной смазкой и закрываем рубероидом.

Укрепляются сваи прикреплением ростверка – приваренный под углом уголок 50х50, производим обшивку брусом и крепим её болтами. Всё. Основание готово для монтажа основной конструкции.

Фото свайного фундамента





Основные отличия столбчатого фундамента от свайного

Разные грунты — разные фундаменты

Тяжелые здания из кирпича или блоков из ячеистого бетона требуют устройства, как правило, ленточного фундамента. В случае проблемных грунтов основание дома утяжеляют плитным фундаментом. Когда легкий каркасный дом возводится на твердом основании, а грунтовые воды залегают глубоко, можно использовать фундаментные блоки. Но, если на участке под строительство дома обнаружены торфянистые, пучинистые глинистые грунты, а грунтовые воды находятся вблизи к поверхности, то, как ни уплотняй почву, легкие и не связанные между собой столбы на торфе будут  «гулять».

Столбчатый фундамент чаще всего сооружают под легкие постройки, когда возводить ленточный и плитный экономически невыгодно. Столбчатый фундамент устраивают, где грунты обладают хорошей несущей способностью, свайные — на слабых грунтах: верхние слои почв имеют небольшую толщину, поэтому основная задача свай заключается в том, чтобы «пройти» слабый грунт и добраться до несущего.

По своему типу свайный фундамент близок столбчатому. В обоих случаях возводится не сплошная опора для будущих стен, а точечная, когда строение поддерживается только в нескольких местах.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент можно построить из самых различных стройматериалов, например, из натурального камня или кирпича, и на такой опоре будет прекрасно стоять деревянный дом из профилированного бруса или каркасно-щитовой, но только в том случае, если характеристики грунтов не вызывают даже минимальных опасений.

Столбы возводят на углах, там, где пересекаются стены, под стойками каркаса (в точках сосредоточения нагрузок). Расстояние между столбами желательно делать кратным шагу балок нижней обвязки, обычно 1,5-2,5 м, минимальное сечение кирпичных столбов или из бетонных блоков — 500х500 мм (под легкие дома можно и меньшего сечения). Стены вместе с теплоизоляционным материалом не должны превышать толщину в 250 мм, а перекрытия, за исключением цокольного, — деревянными. Столбы выставляют строго вертикально, поверх них осуществляется монтаж бетонных балок (опора для кладки стен). На таком фундаменте можно строить дома из ячеистых бетонов.

Между столбами ставится забирка — легкая стенка, утепляющая подпол, защищающая его от снега и влаги. Ее поверхность по всему параметру дома должна быть однородной по форме и фактуре. Ее делают в основном кирпичной или бетонной, с минимальной толщиной стенки 10-12 см и заглублением в грунт 200-300 мм. В случае пучинистого грунта забирка ставится на песчаную подушку толщиной 150-200 мм и шириной не менее 300 мм. Существуют и декоративные забирки из обработанных антисептиком досок или асбоцементных листов. Используют и цокольные панели, имитирующие кладку из натурального камня.

Столбчатый фундамент без ростверка

По праву его считают самым экономичным и простым видом фундаментов. Возводится в виде столбов и применяется при строительстве зданий, которые не нуждаются в сплошной ленточной опоре (каркасные дома, деревянные срубы и т.п.).

Вариант, когда нижнюю отметку столбчатого фундамента можно расположить ниже нормативной глубины апромерзания, надежен, на основание фундамента не будут воздействовать силы морозного пучения. Мелкозаглубленный вариант при правильном устройстве не менее прочен, не такой дорогой и применяется чаще.

Если в грунте содержится глина, то под каждый столб до полной глубины промерзания с запасом вниз в 20 см заменяют его смесью чистого крупного песка со щебнем либо гравием. Песчаную подсыпку обильно поливают водой и трамбуется.

Чем тяжелее дом, тем более мощными должны быть столбы и чаще шаг, но не менее 1,5 м один от другого (чаще нерационально, высок расход материала), и не надо превышать величину в 3 м. В среднем шаг столбов должен составлять 2 м. Сечение столбов зависит от материала и технологий производства работ.

Удобно использовать при сооружении фундаментных столбов в качестве несъемной опалубки готовые трубы. Лучший, но и более дорогой вариант — металлические и асбестоцементные трубы. Если бюджет выделенный на строительство дома не позволяет можно использовать в качестве опалубки пластиковые канализационные трубы диаметром 150, 200 и отчасти 250 мм, на них можно поставить небольшую дачу или постройку хозназначения. Трубы большего сечения использовать не рекомендуется, лучше залить квадратные столбы в опалубке из деревянных досок.

При строительстве хозпостроек в качестве опалубки часто используют рубероид, свернув рулон из нескольких слоев, установив в лунку и залив бетон в рубероидную «сорломинку». Мы в этом случае советуем только наполнять его бетоном послойно, одновременно засыпая на тот же уровень пазухи в земле, чтобы рубероид не порвался.

Есть возможность отливать столбы и в съемной опалубке. Сечение их должно быть не менее 20х20 см с учетом  качественного уплотнения бетона и высокого качества смеси. Под жилой дом желательно сделать столбы имеющие сечение не менее 25х25 см. Раствор можно замешать в пропорции цемент/песок/щебень 9или гравий) 1/3/5. Цемент должен быть с не истекшим сроком годности, марки 500 или хотя бы 400, не содержать извести. Бетон при заливке нужно уплотнять. Опалубка снимается не ранее чем через 3 недели после завершения работ.

Есть вариант столбчатого фундамента из бутобетона в опалубке. Но его очень непросто качественно проармировать, и его прочность из-за этого не высока. Поэтому сечение столбов должно быть не менее 50х50 см.

Надежные кирпичные столбы фундамента (сечением в 1,5 кирпича) можно сделать только из подходящего качественного, хорошо обожженного кирпича, но такой вариант дорогой.

Столбчатый фундамент с ростверком

Ростверк — это несущая железобетонная балка, которая соединяет столбы сверху, применяется при строительстве  зданий из камня, кирпича, когда существует необходимость тяжелые стены опирать по всей длине. Столбы возводятся по тем же технологиям, что и при строительстве легких домов, но их сечение больше, а шаг чаще.

Ростверк может быть бетонным или из заводских элементов, установленных на столбы. Он обязательно должен армироваться, диаметр горизонтальных несущих стержней составлять минимум 12 мм, поперечные связи ставятся  что каждые 40 см. Если расстояние между столбами и нагрузка от стен увеличивается, тогда более мощным должен быть каркас.

Ростверк не должен опираться или быть заглубленным в грунт — зимой поднимающийся под воздействием сил морозного пучения грунт должен иметь возможность свободно вертикально перемещаться. Если будет не так, тогда  ростверк может  оторваться от столбов, что приведет к деформации фундамента.

Свайный фундамент

Свайный фундамент делают из бетонных буронабивных, забивных и бурозабивных свай. Есть еще вариант из дерева, но его применяют не так часто.

Бурозабивные сваи не забиваются в грунт, а создаются при сооружении фундамента. Такого типа сваи ничем не уступают по надежности забивным и актуальным на вспучивающихся грунтах. Буронабивные фундаменты часто делают методом бетонирования, путем заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Бурить скважины можно бензиновыми или электрическими бурами, а также бурильной техникой.

Некоторые строители легких дачных домиков для бурения используют ручной садовый бур. Далее в образовавшуюся скважину вставляют обрезок асбоцементной трубы в качестве несъемной опалубки, в которую закладывают арматуру и заливают бетонный раствор. В ряде случаев роль опалубки для буронабивногор фундамента исполняет сам грунт.

Устанавливая каркас следите за тем, чтобы он не сдвинулся, так как это может стать причиной контакта арматуры с землей. Бетон должен быть «тяжелым», используйте кварцевый песок, гравий или щебень из твердых горных пород.

сваи должны бетонироваться непрерывно с интервалом между укладкой отдельных слоев бетона не более часа. Нагружать фундамент из буронабивных свай можно только после того, как бетон полностью затвердеет, но не ранее чем через месяц после окончания бетонирования.

Сваи из грунтобетона были разработаны давно и относятся к ресурсосберегающим. Использовать их целесообразно в устойчивых необводненных грунтах. Грунт вынутый из скважины приаменяется в качестве заполнителя бетона, благодаря чему происходит экономия не только стройматериалов, но и трудозатрат.

Забивные сваи вгоняют в землю при помощи тяжелой техники. Из-за жуткого шума, сопровождающего процесс, в индивидуальном строительстве такой способ устройства фундаментов не пользуется популярностью.

Бурозабивные сваи при забивании тоже создают сильный шум, но благодаря своим преимуществам применяются намного чаще. По сравнению с буронабивными они не требуют «мокрых» процессов, когда приходится замешивать раствор, ждать когда он схватится и так далее. Забиваются заранее изготовленные сваи из массива бетона или с полостями.

Самые распространенные размеры поперечного сечения сплошных свай: головы 40х40 см, подошвы — 20х20 см, длиной — от 3 метров. Сваи изготавливаются из бетона классов В 15 и В 22,5. Армируюся сваи, чаще всего, стержневой арматурой или высокопрочной проволокой.

Сваи, которые имеют квадратное сечение с круглой полостью по расходу бетона и арматуры заметно экономичнее, по сравнению с сплошными: бетона расходуется на 20% меньше, а арматуры — на 40-60%, что оказывает влияние на их стоимость. Сваи имеющие полости отличаются прочности и с успехом могут применяться для бурозабивных фундаментов.

Полые круглые сваи выпускают  диаметром до 80 см. Они имеют открытые или закрытые концы и используются для строительства  свайных фундаментов зданий главным образом в случае если в месте строительства  толща слабых грунтов значительная. Бывают также сваи прямоугольного сечения, как сплошные, так и с полостью.

Стенки скважины для бурозабивных свай должны быть ровными, поэтому бурение производится вращательным способом.

Бригада рабочих | Свайный (столбчатый) фундамент с ростверком

Вы планируете строительство дома на местности со слабой или влагонасыщенной почвой и решили установить его на свайный фундамент с ростверком?

Мы предлагаем услуги наших профессиональных рабочих, способных качественно выполнить каждый этап этого строительного процесса: от забивки или завинчивания свай до монтажа ростверка любой конструкции. Обращайтесь к нам, и ваш дом получит устойчивое основание по доступной цене, обеспечивающее ему высокую надежность, жесткость и долговечность!

Фундамент с ростверком

Конструкцию фундамента образуют сваи, заглубленные на требуемое расстояние и имеющие оголовок необходимой высоты над грунтом, и ростверк – жесткий прямолинейный элемент, скрепляющий оголовки двух соседних свай. Ростверк образует замкнутый контур, обеспечивающий равномерное распределение динамичных нагрузок на сваи.

Грунты для свайно-ростверкового фундамента

Применение свайного фундамента с ростверком целесообразно на следующих грунтах:

• слабых,
• пучинистых,
• со значительной глубиной промерзания,
• плывунах,
• с высоким уровнем подземных вод.

Разновидности свай

В качестве опор свайного фундамента используются:

• винтовые сваи,
• буронабивные сваи,
• сваи ТИСЭ.

Винтовая свая представляет собой металлический стальной стержень, на одном из концов которого изготовлены лопасти режущей конфигурации. В результате вращения сваи вокруг продольной оси возникает завинчивающий эффект, благодаря которому она погружается на требуемую глубину. За счет лопастей винтовую сваю нельзя выдернуть.

Буронабивные сваи изготавливаются бурением скважины, установкой в нее армирующего каркаса и заливкой бетонной смесью. Их цена самая невысокая, поскольку все работы можно выполнить вручную. Если грунт слабый, то перед бетонированием необходимо сооружение опалубки внутри скважины. Опалубка требуется для верхней части сваи, возвышающейся над грунтом на проектную высоту.

Сваи ТИСЭ являются модернизированным вариантом буронабивных свай. При бурении скважины в ее нижней части выполняется полость уширенного диаметра. Затем формируется необходимая опалубка, внутрь нее вставляется арматурный каркас и заливается бетон. В результате получается столб со значительной опорной площадью и массивной нижней частью.

Технология изготовления ростверка

В качестве ростверка чаще всего используется металлопрофиль (балки), монолитная железобетонная лента или деревянный брус.

Металлическая обвязка выполняется двутавровыми или швеллерными балками, сваренными или сболченные между собой и со сваями. Такой ростверк обладает высокой прочностью на изгиб и прогиб и пригоден для домов с массивными стенами. Также его можно использовать в качестве опоры для монолитной плиты первого этажа.

Бетонный ростверк с металлическим армированием обладает самой высокой прочностью, позволяя возводить дома с кирпичными или блочными стенами. Однако он и самый дорогой и трудоемкий: необходимо соорудить армирующий каркас, соединенный с арматурой свай, опалубку требуемой формы, заполнить ее бетонной смесью и обеспечить ей полное высыхание.

Самую низкую цену имеет ростверк из деревянного бруса. Однако его прочностные характеристики позволяют сооружать такой ростверк только для деревянных построек.

Для фундамента из винтовых свай ростверк может быть сформирован из швеллера или железобетонного монолита. Ростверк из швеллера формируется сваркой и болтовыми соединениями, а из железобетона – путем обвязывания свай арматурой, сооружения вокруг нее опалубки и заполнения ее бетонным раствором.

Расчет свай и ростверка

В качестве исходных параметров используются проектный вес дома (с учетом снеговой и полезной нагрузки) и его периметр. Также необходима величина номинальной нагрузки на одну сваю (например, для винтовых диаметром 89 и 133 мм нагрузочная способность составляет 3,5 и 7 т, соответственно).

Для определения требуемого количества свай следует вес дома разделить на нагрузочную способность одной сваи. Например, для дома весом 49 т винтовых свай диаметром 89 мм понадобиться 49/3,5=14 штук, а диаметром 133 мм – 49/7=7 штук. При периметре 20 м (постройка 5х5 м) шаг между сваями составит в первом случае 20/14=1,5 м, во втором – 20/7=3 м.

Затем выполняется расчет ростверка, в котором определяются его высота и ширина. Для этого проводятся сложные вычисления:

• на продавливание колонной,
• на продавливание угловой сваей,
• стойкости наклонных сечений к поперечной силе,
• на изгиб,
• на сжатие.

Особенности свайно-ростверкового фундамента

К преимуществам свайного фундамента относятся:

• лучшая цена в сравнении с ленточным фундаментом,
• сокращение тепловых потерь дома (из-за отсутствия контакта ростверка с землей),
• снижение уровня сейсмических вибраций (например, вблизи ж/д линий),
• возможность строительства в зимних условиях,
• отсутствие необходимости в проведении земляных работ.

Из недостатков свайного фундамента можно выделить:

• сложность устройства цоколя (требуется заполнение пустого пространства между сваями),
• невысокая устойчивость на подвижных грунтах (просадочных, набухающих, торфяных, глинистых),
• необходимость использования механизированных спецсредств для забивки или закручивания свай и бурения скважин,
• непригодность для скалистых и каменистых грунтов,
• невозможность обустройства теплого подвала,
• трудоемкость проектирования,
• отсутствие возможности контроля сваи на целостность.

Стоимость

Цена свайного фундамента с ростверком складывается из:

• стоимости свай и работ по их монтажу,
• стоимости материалов для ростверка и работ по его сооружению.

Количество винтовых свай зависит от типа грунта, периметра и расчетного веса конструкции. Чем слабее грунт, длиннее периметр (максимальное расстояние между сваями 3 м) и больше вес, тем большее количество свай понадобится (при их одинаковой несущей способности). Стоимость установки свай зависит от их типа и способа выполнения работы: вручную или механизированными средствами.

Стоимость ростверка прямо пропорциональна периметру здания и еще больше возрастает при необходимости связывания свай, расположенных внутри периметра. Стоимость погонного метра ростверка суммируется из затрат на материал (металл, древесина, железобетон) и работы по их монтажу, в том числе вспомогательные (например, для бетонного ростверка необходима сборка и разборка опалубки).

При заказе у нас строительства свайного фундамента с ростверком, мы изучаем место проведения работ, после чего выбираем наиболее эффективный (по цене и трудовым затратам) способ их выполнения. Согласовав все детали с заказчиком, составляется и подписывается договор, согласно которому выполняется перечень необходимых работ.

Утепление свайного фундамента ПЕНОПЛЭКСом

Что такое свайный фундамент

Свайный фундамент — недорогое решение в частном домостроении. Свайные фундаменты для лёгкого дома или хозяйственной постройки могут быть из железобетона или металла, по типу обустройства — забивные, буронабивные, винтовые.

Винтовые металлические сваи распространены в малоэтажном строительстве для лёгких каркасных домов. Сваи соединяются между собой, образуя единый каркас, на который монтируются лаги и стены дома.

Плюсы и минусы винтовых металлических свай

Главные достоинства винтовых металлических свай высокая скорость монтажа и небольшая стоимость.

Среди недостатков данного типа фундамента надо отметить низкую несущую способность свай. Опорой для дома служат несколько свай, которые передают все нагрузки на грунт. Площадь острия сваи очень маленькая и не позволяет строить на данном типе фундаментов дома со стенами из блоков или кирпича. 

Дома на винтовых сваях можно строить на ограниченном типе грунтов. Не рекомендуется возводить дома на таких фундаментах на водонасыщенных, пучинистых и слабых грунтах. Пучение грунтов приведет к неравномерной деформации отдельных свай и образованию трещин в стенах. Частичное разрушение стен станет источником постоянных ремонтов и повышенных затрат на отопление. Слабые грунты требуют серьезной геологической подготовки, определения глубины залегания прочного грунта — основания для опорной части свай. Прочное основание может залегать достаточно глубоко, тогда потребуются сваи большой длины.

Среди недостатков дома на винтовых металлических сваях — дополнительное утепление пола. Пол дома находится над зоной с холодным уличным воздухом — вентилируемом подпольем. Комфортного микроклимата внутри дома и существенного снижения затрат на его отопление, можно достичь только при использовании эффективной теплоизоляции.

Чтобы снизить потери тепла через пол, над вентилируемым подпольем устраивают пол по лагам с теплоизоляцией из экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^®.

Правила расчета и проектирования

Проектирование свайного поля и подбор свай производится с учетом существующих грунтов и нагрузок. При расчете высоты первого этажа учитывается повышенный расход теплоизоляции пола над вентилируемым подпольем.

Фундаменты проектируются на основе нормативных документов и с учетом:

• Результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий для площадки строительства;
• Климатических условий района строительства;
• Нагрузок, действующих на сваи.

Техническое решение свайного фундамента с ПЕНОПЛЭКС®

Не допускайте ошибок!

В домах на металлических свайных фундаментах устраивают полы по лагам. Теплоизоляция в конструкциях полов должна быть влагостойкой и обеспечивать высокие теплозащитные свойства. Чем выше теплозащита пола, тем меньше затраты на отопление дома. 


Высокая влагостойкость — очень важное свойство качественной теплоизоляции. Гигроскопичность утеплителя из минеральной ваты приводит к потере теплоизоляционных свойств, появлению бактерий, плесени и грибов, которые способствуют разрушению материала. 

ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® не подвержен деформациям, в отличие от минеральной ваты, которая находясь между лагами, т.е. фактически на улице, быстро теряет свои теплоизоляционные свойства, оседает и перестает защищать от холода. В этом случае потребуется замена всей конструкции пола.

Почему ПЕНОПЛЭКС^®?

Высокоэффективная теплоизоляция из экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® обладает уникальными качествами:

Прочность на сжатие при 10% линейной деформации составляет для ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® не менее 0,3 МПа (30 т/м²). Эффективный утеплитель надежно защитит дом от трещин, деформаций и разрушений.

Плиты эффективной теплоизоляции не изменяют своих свойств в течение всего срока эксплуатации — более 50 лет.

Важной характеристикой плит ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® является нулевое водопоглощение. Это значит, что конструкция пола надежно защищена от влаги из земли и воздуха.

Утеплитель ПЕНОПЛЭКС ФУНДАМЕНТ^® обладает высокими теплозащитными характеристиками — расчетный коэффициент теплопроводности материала составляет не более 0,034 Вт/ м∙°С. При монтаже поверх лаг исключается появление мостиков холода. При монтаже минеральной ваты между деревянными лагами, они становятся проводниками холода, т.к. теплозащита дерева в 10 раз хуже, чем у минераловатной теплоизоляции.




Проект свайного фундамента — Structville

Глубокие фундаменты используются, когда слой грунта под конструкцией не способен выдерживать нагрузку с допустимой осадкой или адекватной защитой от разрушения при сдвиге. Двумя распространенными типами глубоких фундаментов являются фундаменты колодцев (или кессоны) и свайные фундаменты. Сваи — это относительно длинные тонкие элементы, которые забиваются в землю или монтируются на месте. Конструкция свайного фундамента предусматривает обеспечение свай соответствующего типа, размера, глубины и количества, чтобы выдерживать нагрузку надстройки без чрезмерной осадки и нарушения несущей способности.Фундаменты глубокого заложения более дороги и технически сложны, чем фундаменты мелкого заложения.

Свайный фундамент можно использовать в следующих случаях;

1. Когда верхний слой (слои) почвы сильно сжимается и слишком слаб, чтобы выдерживать нагрузку, передаваемую надстройкой, сваи используются для передачи нагрузки на нижележащую коренную породу или более прочный слой почвы. Когда коренная порода не встречается на разумной глубине ниже поверхности земли, используются сваи для постепенной передачи структурной нагрузки на почву.Сопротивление приложенной структурной нагрузке в основном определяется сопротивлением трения на границе раздела грунт-сваи.
2. Когда свайные фундаменты подвергаются воздействию горизонтальных сил, они сопротивляются изгибу, сохраняя при этом вертикальную нагрузку, передаваемую надстройкой. Такая ситуация обычно встречается при проектировании и строительстве заземляющих конструкций и фундаментов высоких сооружений, которые подвергаются сильному ветру и / или землетрясениям.
3. Во многих случаях грунт на участке предлагаемого сооружения может быть расширяющимся и разрушающимся.Эти почвы могут простираться на большую глубину под поверхностью земли. Расширяющиеся почвы набухают и сжимаются по мере увеличения и уменьшения содержания влаги, и давление набухания таких почв может быть значительным. При использовании неглубоких фундаментов конструкции могут быть нанесены значительные повреждения.
4. Фундаменты некоторых сооружений, таких как опоры электропередачи, морские платформы и цокольные маты ниже уровня грунтовых вод, подвергаются подъемным силам. Иногда для этих фундаментов используются сваи, чтобы противостоять подъемной силе.
5. Опоры мостов и опоры обычно сооружаются над свайным фундаментом, чтобы избежать возможной потери несущей способности, которая может возникнуть у неглубокого фундамента из-за эрозии почвы на поверхности земли
Рисунок 1 : Схематическое изображение свайного фундамента
Классификация свай

Сваи можно классифицировать по разным критериям:

( a ) Функция или действие
( b ) Состав и материал
( c ) Способ установки

Классификация на основе функции или действия

Сваи могут быть классифицированы следующим образом в зависимости от функции или действия:

Концевые опорные сваи
Используются для передачи нагрузки через наконечник сваи на подходящий несущий слой, проходя через мягкий грунт или воду.

Фрикционные сваи
Используются для передачи нагрузок на глубину во фрикционном материале посредством поверхностного трения по поверхности сваи.

Натяжные или подъемные сваи
Подъемные сваи используются для анкеровки конструкций, подверженных подъему из-за гидростатического давления или опрокидывающего момента из-за горизонтальных сил.

Уплотняющие сваи
Уплотняющие сваи используются для уплотнения рыхлых сыпучих грунтов с целью увеличения несущей способности.Поскольку они не обязаны нести какую-либо нагрузку, материал может не быть прочным; Фактически, песок может быть использован для образования кучи. Труба сваи, забиваемая для уплотнения почвы, постепенно вынимается, и ее место засыпается песком, образуя «песчаную кучу».

Анкерные сваи
Эти сваи используются для обеспечения анкеровки против горизонтального натяжения шпунтовых свай или воды.

Отбойные сваи
Используются для защиты прибрежных сооружений от ударов кораблей или других плавучих объектов.

Шпунтовые сваи
Шпунтовые сваи обычно используются в качестве переборок или отрезков для уменьшения просачивания и подъема в гидротехнических сооружениях.

Бетонные сваи
Используются для противодействия горизонтальным и наклонным силам, особенно в сооружениях на берегу воды.

Сваи с боковой нагрузкой
Используются для поддержки подпорных стен, мостов, дамб и причалов, а также в качестве отбойников при строительстве портов.

Классификация по материалу и составу

Сваи по материалу и составу можно классифицировать следующим образом:

Деревянные сваи
Изготовлены из качественной древесины.Длина может достигать примерно 8 м; сращивание принято для большей длины. Диаметр может быть от 30 до 40 см. Деревянные сваи хорошо работают как в полностью сухом, так и в погруженном состоянии. Чередование влажных и сухих условий может сократить срок службы деревянной сваи; чтобы преодолеть это, применяется креозинг. Максимальная расчетная нагрузка составляет около 250 кН.

Стальные сваи
Это обычно H-образные сваи (катаные H-образные), трубные сваи или шпунтовые сваи (катаные профили правильной формы).Они могут нести нагрузки до 1000 кН и более.

Рисунок 2 : Стальные двутавровые сваи

Бетонные сваи
Они могут быть сборными или монолитными. Сборные сваи усилены, чтобы выдерживать нагрузки при транспортировке. Им требуется место для литья и хранения, больше времени на отверждение и тяжелое оборудование для погрузки-разгрузки и вождения. Монолитные сваи устанавливаются путем предварительной выемки грунта, что устраняет вибрацию, возникающую при забивке и перемещении.

Рисунок 3 : Сборные железобетонные сваи

Композитные сваи
Они могут быть сделаны из бетона и дерева или из бетона и стали.Они считаются подходящими, когда верхняя часть сваи должна выступать над уровнем грунтовых вод. Нижняя часть может быть из необработанной древесины, а верхняя часть из бетона. В противном случае нижняя часть может быть из стали, а верхняя — из бетона.

Классификация по способу установки

Сваи также могут быть классифицированы по способу установки:

Забивные сваи
Деревянные, стальные или сборные железобетонные сваи можно забивать вертикально или под наклоном.Если они расположены под наклоном, они называются «бьющими» или «сгребающими» сваями. Для забивки свай используются сваебойные молотки и сваебойное оборудование.

Монолитные сваи
Только бетонные сваи можно монтировать. Просверливаются отверстия и заливаются бетоном. Это могут быть сваи с прямым бурением или сваи с недорастворением с использованием одной или нескольких луковиц через определенные промежутки времени. В соответствии с требованиями могут использоваться подкрепления.

Забивные и монолитные сваи
Это комбинация обоих типов.Может использоваться кожух или оболочка. Куча Франки попадает в эту категорию.

Однако самый распространенный тип свайного фундамента в Нигерии — это буронабивные сваи с использованием шнека непрерывного действия (CFA).

Проектирование свайного фундамента

Раздел 7 стандарта EN 1997-1: 2004 посвящен инженерно-геологическому проектированию свайных фундаментов. Есть некоторые стандарты проектирования, которые посвящены проектированию и строительству свайных фундаментов. Упомянутый стандарт проектирования является частью Еврокода 3 для расчета конструкции стальных свай:

• EN 1993-5: Еврокод 3, Часть 5: Проектирование стальных конструкций — сваи

Другие стандарты, на которые можно ссылаться при выполнении свайных работ:

• EN 1536: 1999 — Буронабивные сваи
• EN 12063: 1999 — Стенки из шпунтовых свай
• EN 12699: 2000 — Вытесняющие сваи
• EN 14199: 2005 — Микросваи
Подходы к конструкция свайного фундамента

Согласно п.7.4 (1) P EN 1997-1, расчет свай должен основываться на одном из следующих подходов:

1. Результаты испытаний на статическую нагрузку, которые, как было продемонстрировано с помощью расчетов или иным образом, согласуются с другим соответствующим опытом
2. Эмпирические или аналитические методы расчетов, достоверность которых была продемонстрирована испытаниями статической нагрузкой в ​​сопоставимых ситуациях
3. результаты испытаний на динамическую нагрузку, достоверность которых была продемонстрирована испытаниями на статическую нагрузку в сопоставимых ситуациях
4. Наблюдаемые характеристики сопоставимого свайного фундамента при условии, что этот подход подтверждается результатами исследования площадки и наземных испытаний.

Испытание статической нагрузкой — лучший способ проверки несущей способности свай, однако он не очень привлекателен, поскольку является дорогостоящим и трудоемким. Традиционно инженеры проектируют свайные фундаменты на основе расчетов теоретической механики грунта. Самый распространенный подход — разделить почву на слои и присвоить каждому слою свойства почвы. Наиболее важными параметрами грунта для каждого слоя являются сцепление (C) и угол внутреннего трения (ϕ). Эти два свойства позволят быстро определить коэффициенты несущей способности для оценки несущей способности сваи.

На основании профиля грунта трение вала о сваю из разных слоев суммируется, чтобы получить общее сопротивление трению вала сваи. Сопротивление основания сваи также определяется на основе свойств грунта слоя, на который устанавливается верхушка сваи.

Рисунок 4 : Свая в слоистом грунте

Отсюда предельное сопротивление свае Q _u ;

Q _u = ∑Q _s + Q _b —— (1)

Q _s = Сопротивление вала = q _s A _s
Q _b = Базовое сопротивление = q _b A _b

Где q _s — сопротивление вала агрегата. сваи, а A _s — площадь поверхности сваи, для которой применимо q _s .A _b — это площадь поперечного сечения основания сваи, а q _b — сопротивление основания.

Для сваи в несвязном грунте (C = 0)
Q _s = q ₀ K _s tanδA _s —— (2)

Для сваи в связном грунте (ϕ = 0)
Q _s = αC _u A _s —— (3)

Где;
q ₀ — среднее эффективное давление покрывающих пород по глубине заделки сваи, для которой применимо K _s tanδ.
K _s — коэффициент бокового давления грунта
δ — угол трения стенки
C _u — средняя недренированная прочность глины на сдвиг вдоль вала
α — коэффициент сцепления.

Типичные значения δ и K _s приведены в таблице ниже;

С другой стороны, ниже приведены типичные уравнения для определения сопротивления основания одиночной сваи;

Q _b = Сопротивление основания = q _b A _b
Где q _b — удельное сопротивление основания сваи, а A _b — площадь основания сваи.

Для сваи в несвязном грунте (C = 0)
Q _b = q ₀ N _q A _b —— (4)

Для сваи в связном грунте (ϕ = 0)
Q _b = c _b N _c A _b —— (5)

Для сваи в грунте c-ϕ;
Q _b = (c _b N _c + q ₀ N _q ) A _b —— (6)

Где N _q и N _c — коэффициенты несущей способности.

Следовательно, чтобы конструкция считалась приемлемой, приложенная нагрузка ≤ предельной грузоподъемности / запаса прочности. Коэффициент безопасности обычно варьируется от 2,0 до 3,0 и зависит от качества проведенного наземного исследования.

Проектирование свайного фундамента по Еврокоду 7

EN 1997-1: 2004 позволяет определять сопротивление отдельных свай:

• Статические формулы сваи на основе параметров грунта
• прямые формулы на основе результатов полевых испытаний
• результаты испытаний статической нагрузкой на сваи
• результаты динамических испытаний на удар
• формулы забивки свай и
• анализ волнового уравнения

Согласно п.7.6.2.1 (1) P, чтобы продемонстрировать, что свайный фундамент будет выдерживать расчетную нагрузку с достаточной защитой от разрушения при сжатии, должно выполняться следующее неравенство для всех случаев нагружения по предельному состоянию и комбинаций нагрузок:

F _{c, d} ≤ R _{c, d} —— (7)

Где F _{c, d} — расчетная осевая нагрузка на сваю, а R _{c, d} — сопротивление сваи сжатию. F _{c, d} должны включать вес самой сваи, а Rc, d должны включать давление грунта на фундамент.Однако этими двумя пунктами можно пренебречь, если они аннулируются приблизительно. Их не нужно отменять, если нисходящее движение является значительным, или когда почва очень легкая, или когда свая выступает над поверхностью земли.

Для свай в группе расчетное сопротивление должно приниматься как меньшее из сопротивления сжатию свай, действующих по отдельности, и сопротивления сжатию свай, действующих как группа (вместимость блока). Согласно пункту 7.6.2.1 (4) сопротивление сжатию группы свай, действующей как блок, можно рассчитать, рассматривая блок как одну сваю большого диаметра.

Формулы статических свай на основе параметров грунта

Методы оценки сопротивления свайному фундаменту на сжатие по результатам испытаний грунта должны быть установлены на основе испытаний свайной нагрузки и сопоставимого опыта. Как правило, сопротивление сваи при сжатии должно быть получено из:

R _{c, d} = R _{b, d} + R _{s, d} —— (8)

Где;
R _{b, d} = R _{b, k} / γ _b
R _{s, d} = R _{s, k} / γ _s

Значения частных коэффициентов могут быть установлены Национальным приложением.Рекомендуемые значения для устойчивых и переходных ситуаций приведены в таблицах A6, A7 и A8 стандарта EN 1997-1: 2004 для забивных, буронабивных и CFA свай соответственно;

Таблица 1 (Таблица A6): Коэффициенты частичного сопротивления (γ _R ) для забивных свай

9048 9048 всего / вместе t
1. 1,6
Таблица A7): Коэффициенты частичного сопротивления (γ _R ) для буронабивных свай

Сопротивление	Символ	R1	R2	R3	R4
R4	1.0	1,1	1,0	1,3
Вал (сжатие)	γ s	1,0	1,1	1,0	1,3
1,0	1,1	1,0	1,3
Вал в напряжении	γ s; t	1,25	1,15	1,1

9048 9048 всего / вместе t Таблица A8): Коэффициенты частичного сопротивления (γ _R ) для свай непрерывного лопастного шнека (CFA)

Сопротивление	Символ	R1	R2	R3	R4
R4	1.25	1,1	1,0	1,6
Вал (сжатие)	γ s	1,0	1,1	1,0	1,3
1,15	1,1	1,0	1,5
Вал под напряжением	γ s; t	1,25	1,15	1,1

9048 9048 в сумме t значения характеристики15 _{b, k} и R _{s, k} должны определяться из;

R _{c, k} = R _{b, k} + R _{s, k} = (R _{b, cal} + R _{s, cal} ) / ξ = R _{c, cal} / ξ = min [R _{c, кал (среднее)} / ξ ₃ ; R _{c, кал (мин)} / ξ ₄ ] —— (9)

, где ξ ₃ и ξ ₄ — коэффициенты корреляции, которые зависят от количества профилей испытаний, n.Значения коэффициентов корреляции могут быть установлены Национальным приложением. Рекомендуемые значения приведены в таблице A10 стандарта EN 1997-1: 2004. Для конструкций с достаточной жесткостью и прочностью для передачи нагрузок от «слабых» к «сильным» сваям коэффициенты ξ ₃ и ξ ₄ могут быть разделены на 1,1, при условии, что они никогда не будут меньше 1,0.

Характеристические значения могут быть получены путем вычисления:
R _{b, k} = A _b q _{b, k} —— (11)
R _{s, k} = ∑A _{s, i} q _{s, i, k} —— (12)

, где q _{b, k} и q _{s, i, k} — характерные значения сопротивления основания и трения вала в различных пластах, полученные из значений параметров грунта.

Для оценки трения вала сваи и концевого подшипника по параметрам грунта можно использовать следующие соотношения;

Несвязные почвы;
q _{s, k} = σ _v ‘k _s tanδ —— (13)
q _{b, k} = σ _v ‘ N _q —— (14)

Связный грунт или слабая порода (аргиллит)
q _{s, k} = αC _u —— (15)
q _{b, k} = C _u N _c —— (16 )

Коэффициент адгезии (α) можно определить по таблице или по результатам испытаний на неограниченное сжатие (UCS).Для свай в глине N _c обычно принимается равным 9,0.

Рисунок 5 : Взаимосвязь между коэффициентом сцепления и недренированным сцеплением грунта

Обычно рекомендуется, чтобы Cu <40 кПа, α принималось равным 1,0.

Рисунок 5: Взаимосвязь между коэффициентом сцепления и прочностью грунта на неограниченное сжатие
Расчет свайного фундамента методом испытания на статическую свайную нагрузку

Процедура определения сопротивления сваи сжатию при испытаниях на статическую нагрузку основана на анализе значений сопротивления сжатию R _{c, m} , измеренных при испытаниях на статическую нагрузку на одной или нескольких пробных сваях.Пробные сваи должны быть того же типа, что и сваи фундамента, и должны быть заложены в том же слое.

Важным требованием, изложенным в Еврокоде 7, является то, что интерпретация результатов испытаний на нагрузку на сваи должна учитывать изменчивость грунта на площадке и изменчивость из-за отклонения от обычного метода установки свай. Другими словами, необходимо тщательное изучение результатов исследования грунта и результатов испытаний свайной нагрузки.Результаты испытаний сваи под нагрузкой могут привести, например, к выявлению различных «однородных» частей площадки, каждая из которых имеет свою особую характеристику сопротивления сваи сжатию.

Чтобы использовать результат испытания на статическую нагрузку для проектирования свайного фундамента, определите характеристическое значение R _{c, k} из измеренного сопротивления заземления R _{c, m} , используя следующее уравнение:

R _{c, k} = Min {(R _{c, m} ) _{среднее} / ξ ₁ ; (R _{c, м} ) _мин / ξ ₂ } —— (17)

, где ξ ₁ и ξ ₂ — коэффициенты корреляции, относящиеся к количеству n протестированных свай, и применяются к среднему (R _{c, m} ) _{среднему} и к наименьшему (R _{c, m} ) _мин из R _{c, m} соответственно.Рекомендуемые значения для этих коэффициентов корреляции, приведенные в Приложении А, предназначены в первую очередь для покрытия изменчивости грунтовых условий на площадке. Однако они могут также покрывать некоторую изменчивость из-за эффектов установки свай.

Расчетное сопротивление сваи сжатию R _{c, d} получается путем применения частного коэффициента γt к общему характеристическому сопротивлению или частных коэффициентов γs и γb к характеристическому сопротивлению вала и характеристическому базовому сопротивлению, соответственно, в соответствии со следующим уравнения:

R _{c, d} = R _{c, k} / γ _t —— (18)
или
R _{c, d} = R _{b, k} / γ _b + R _{s, k} / γ _s —— (19)

R _{c, d} для устойчивых и переходных ситуаций может быть получено из результатов испытаний свайной нагрузкой с использованием DA-1 и DA-2 и рекомендуемых значений для частичных Коэффициенты γ _t или γ _s и γ _b приведены в таблицах А.6, A.7 и A.8 стандарта EN 1997-1: 2004.

Краткое руководство по проектированию свайного фундамента

Глубокий фундамент, такой как сваи, представляет собой конструктивный элемент, передающий нагрузки от надстройки на коренную породу или более прочный слой почвы. Сваи могут быть стальными, бетонными или деревянными. По стоимости свайный фундамент стоит дороже, чем фундамент мелкого заложения. Несмотря на свою стоимость, сваи часто необходимы для обеспечения безопасности конструкций.

Рисунок 1: Свайный фундамент
Когда можно использовать сваи?

Слабые почвы

Если верхние слои почвы слишком слабые или сильно сжимаемые, чтобы выдерживать нагрузки, передаваемые надстройкой, используются сваи для передачи этих нагрузок на более прочный слой почвы или на коренную породу.Сваи, которые передают нагрузки в основание, называются сваями с торцевыми опорами. Этот тип сваи зависит исключительно от несущей способности нижележащего материала на вершине сваи. С другой стороны, когда коренная порода слишком глубокая, сваи могут постепенно передавать нагрузки через окружающую почву за счет трения. Этот тип сваи называется сваей трения.

Горизонтальные силы

Сваи — более подходящий фундамент для конструкций, подверженных горизонтальным нагрузкам. Сваи могут противостоять горизонтальным воздействиям за счет изгиба, передавая вертикальные силы от надстройки.Это типичная ситуация для проектирования земляных подпорных сооружений и высоких сооружений, подверженных сильному ветру или сейсмическим силам.

Грунты расширяющиеся или просадочные

Набухание или усадка грунта может оказать значительное давление на фундамент. Возникает на расширяющихся или просадочных почвах из-за увеличения или уменьшения влажности. Это также может привести к большему ущербу для фундаментов мелкого заложения; в этом случае сваи могут использоваться для расширения фундамента за пределы активной зоны или там, где может произойти набухание и усадка.

Подъемные силы

Подъемные силы возникают в результате гидростатического давления, сейсмической активности, опрокидывающих моментов или любых сил, которые могут вызвать отрыв фундамента от земли. Это обычное явление для таких конструкций, как опоры электропередачи, морские платформы и подвалы. В этой ситуации считается, что свайный фундамент выдерживает эти подъемные силы.

Эрозия почвы

Эрозия почвы на поверхности земли может вызвать потерю несущей способности почвы.Это может серьезно повредить конструкции с неглубоким фундаментом.

Как определить длину ворса?

Исследование грунта играет важную роль в выборе типа сваи и оценке необходимой длины сваи. Оценка длины сваи требует хорошей технической оценки геотехнических данных площадки. В зависимости от механизма передачи нагрузки от конструкции к грунту их можно классифицировать: а) концевые сваи. (б) фрикционные сваи и (в) уплотняющие сваи.

Сваи концевые

Предел несущей способности концевой сваи зависит от несущей способности нижележащего материала на вершине сваи. Необходимую длину сваи этого типа можно легко оценить, определив расположение коренной породы или прочного слоя почвы, если он находится на разумной глубине. В случаях, когда присутствует твердый пласт, а не коренная порода, длина сваи может быть увеличена еще на несколько метров в слой почвы, как показано на Рисунке 2b.

Сваи фрикционные

Фрикционные сваи (рис. 2c) используются, когда слой коренной породы или твердый пласт не существует или находится на необоснованной глубине. В этом случае использование торцевых свай становится очень долгим и неэкономичным. Предельная несущая способность фрикционных свай определяется поверхностным трением, возникающим по длине сваи и окружающей почвы. Длина фрикционных свай зависит от прочности грунта на сдвиг, приложенной нагрузки и размера сваи.

Сваи уплотнительные

Уплотняющие сваи — это тип свай, которые забиваются в сыпучий грунт для обеспечения надлежащего уплотнения грунта у поверхности земли.Длина уплотняющих свай в основном зависит от относительной плотности до и после уплотнения, а также от необходимой глубины уплотнения. Сваи уплотнения обычно короче других типов свай.

Рисунок 2: (a) и (b) Концевые опорные сваи, (c) Фрикционные сваи
Механизм передачи нагрузки для свай

Рассмотрим нагруженную сваю длиной L и диаметром D, как показано на рисунке 2. Нагрузке Q на сваю должен выдерживать в основном грунт на дне сваи Q _p ., и частично за счет поверхностного трения, развиваемого вдоль вала Q _s . Как правило, предельная несущая способность (Qu) сваи может быть представлена ​​суммой нагрузки, оказываемой на вершину сваи, и нагрузки, оказываемой за счет поверхностного трения, или как показано в уравнении 1.

Q _u = Q _p + Q _s (1)

Q _u = Максимальная грузоподъемность

Q _p = Допустимая нагрузка на концевую опору

Q _s = Сопротивление поверхностному трению

Однако для свай с торцевыми опорами нагрузке Q в основном противостоит грунт под вершиной сваи, и сопротивление поверхностному трению минимально.С другой стороны, нагрузке Q на фрикционные сваи в основном противостоит только поверхностное трение, а не несущая способность конца Q _p . Максимальные допустимые нагрузки для концевых опор и фрикционных свай находятся в уравнениях 2 и 3 соответственно.

Q _u ≈ Q _p (2)

Q _u ≈ Q _s (3)

Как проектировать сваи?

Проектирование и анализ глубоких фундаментов, таких как сваи, в некотором роде является искусством из-за всех неопределенностей, связанных с интерпретацией геотехнических данных.Несмотря на многочисленные теоретические и экспериментальные подходы к анализу поведения и оценке несущей способности свай в различных типах грунтов, тем не менее, нам еще предстоит многое понять в механизме свайного фундамента. К счастью, с развитием структурной инженерии появилось различное программное обеспечение, которое мы можем использовать, чтобы минимизировать эти неопределенности и сократить время расчета.

Ниже приведены некоторые из процессов, которым мы можем следовать при проектировании свайного фундамента:

Данные геотехнического отчета

Как обсуждалось ранее, проектные данные перед фундаментом, такие как тип, длина и размер сваи, предварительно определяются на основе данных геотехнического отчета.Некоторые из критических параметров, которые необходимы для дальнейшего проектирования и анализа свайного фундамента, — это типы грунта, удельный вес, прочность на сдвиг, модуль реакции земляного полотна и данные о грунтовых водах

Расчет конструкций

Последние разработки в области проектирования конструкций включают программное обеспечение для проектирования конструкций, которое направлено на повышение наших навыков как инженеров-строителей и создание безопасных проектов, особенно со сложными конструкциями. Существует различное программное обеспечение FEA, которое мы можем использовать для моделирования наших конструкций и создания реакций, поперечных сил и изгибающих моментов опор надстройки.Полученные данные затем следует использовать для проектирования и анализа фундамента.

Конструкция фундамента

Подобно программному обеспечению FEA, которое мы использовали для анализа и создания опорных реакций надстройки, существует также множество программ для проектирования фундаментов, которые мы можем использовать для проектирования свайных фундаментов в соответствии с различными проектными нормами. (примечание: для упрощения калькулятора попробуйте наш бесплатный калькулятор бетонного основания).

Программное обеспечение для проектирования фундаментов свай требует различных входных данных для выполнения проверок проекта.Он включает в себя геометрические данные, профили грунта, свойства материалов для бетона и стальной арматуры, схемы армирования, параметры проектирования, указанные в кодах проектирования, и данные реакции, экспортированные из программного обеспечения для расчета конструкций.

Рисунок 3: Программное обеспечение для проектирования фундамента Программное обеспечение Foundation

Некоторые стандартные проверки проекта, которые выполняются при проектировании свайного фундамента:


Проверка геотехнической способности завершается, когда конечная несущая способность грунта определяется путем деления приложенных вертикальных нагрузок на несущую способность грунта.Коэффициент не должен превышать 1,0. Поперечно нагруженные сваи также проверяются путем оценки значений предельных и допустимых поперечных нагрузок.

Проверка несущей способности конструкции выполняется путем определения осевой прочности, прочности на сдвиг и изгиб в соответствии с выбранными правилами проектирования. Хотя для свайного фундамента вероятность возникновения геотехнического разрушения выше, чем разрушения конструкции, все же необходимо выполнить эту проверку для принятия мер безопасности.

Оптимизация

Инженер-строитель всегда должен отдавать приоритет безопасности при проектировании любых типов конструкций.Однако инженеры могут также оптимизировать свою конструкцию, экспериментируя с различными размерами свай и схемами армирования, что приводит к уменьшению общего количества материалов и общей стоимости конструкции без ущерба для безопасности и при сохранении минимальных стандартов, требуемых кодексом.

Сводка

Процесс проектирования свайного фундамента обычно включает в себя хорошую интерпретацию геотехнических данных площадки, моделирование и анализ надстройки с помощью программного обеспечения FEA, создание опорных реакций, проверки конструкции фундамента и оптимизацию для разработки безопасного и экономичного проекта.

Преимущества и недостатки свайного фундамента [Полное руководство]

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент — это очень глубокий фундамент. Эти сваи изготавливаются из стали, бетона и дерева. Длина ворса в 4 раза больше его ширины. Сваи вертикально находятся внутри земли. Основные преимущества свайного фундамента — высокая несущая способность и коррозионная стойкость. Недостатком свайных оснований являются кислоты, которые могут повредить бетон и вызвать реакции с соленой водой.

Использование свайного фундамента

источник: civildigital.com

• Передача нагрузки на свайный фундамент от надстроек
• Если на нем есть грунт, мы не можем держать здание вакцинированным, поэтому используется свайный фундамент.
• Фундамент свайный экономичнее других предлагаемых.
• Если под конструкцией имеется высокий уровень грунтовых вод.
• Если состояние почвы очень плохое и невозможно выкопать почву на необходимую глубину.

Типы свайного фундамента

источник: onlinecivilforum.com

1. Приводной
2. Монолитный
3. Забивной и монолитный

Забивной свайный фундамент = бетон + сталь + древесина
Монолитный = только из бетона
Забивной и монолитный = преимущества свайного фундамента
Как используются сваи?

Свайный фундамент несет большую нагрузку, поэтому его тщательно возводят рабочие.Инженер сначала изучит грунт, может ли сваи легко вбиваться в нее или нет. Каждая куча имеет эффект почвы вокруг нее. Инженеры составляют группу из свай и закрывают их с помощью заглушки. Заглушка сваи — это очень толстая крышка, сделанная из бетона, которая обрабатывает небольшую группу сваи и работает как основание. Вся нагрузка распределяется на этот столбец крышки.

Как сооружаются сваи?

источник: dbm.in

Монтируемые сваи

• Забивание тонкостенной стали в земле
• Центр трубы удаляет всю оставшуюся почву.
• Уменьшить прочность стали в трубе.
• Насыпьте мокрую бетонную сваю в трубу.

Забивные сваи

• Сваю формируют на первом уровне земли, после чего забивают в землю.
• Свая закладывается в грунт с помощью копра.
• Эта машина удерживает сваи в вертикальном положении и после этого забивает землю.
• Сваю вводят в землю продолжающим ударом.
• Свая накрыта стальным колпаком.
• Этот колпачок предотвращает его рассыпание.

Вам также может понравиться 22+ лучших программного обеспечения для управления строительством для оптимизации рабочего процесса

Преимущества и недостатки свайного фундамента

источник: civilsnapshot.com

Есть некоторые преимущества и недостатки свайного фундамента: —
Преимущества свайного фундамента

1. В соответствии со спецификацией мы предварительно заказываем сваю
2. Сваю можно предварительно изготовить по длине и размеру в зависимости от использования на стройплощадке
3. Сборный железобетон — это процесс, сокращающий время завершения
4. Может быть установлен на очень большой площади.
5. Возможна установка очень большой длины.
6. Мы можем использовать сваи там, где не проводятся бурение и отверстия.
7. Работа сваи очень аккуратная и чистая.

Недостатки свайного фундамента

1. Сваю можно быстро повредить, забив камни и валуны.
2. Сваи могут быть поражены морскими бурильщиками в соленой воде
3. Сваи не могут быть выше уровня земли.
4. Очень сложно заранее узнать фактическую требуемую длину.
5. При забивании свай возникают вибрации, которые влияют на соседние конструкции.
6. Требуется тяжелое оборудование для забивки свай.
7. Свая не удерживается для низкого дренажа.

Преимущества и недостатки различных типов свай
Теперь мы подробно ознакомимся с преимуществами и недостатками различных типов свай. Теперь мы прочитаем о 5 типах свай. Всего 3 типа свай, но в нем есть два типа свай.К этим 5 сваям относятся: —

• Деревянная свая
• Бетонные сваи: —
• Забивные и монолитные бетонные сваи
• Буронабивные и монолитные (несмещаемые сваи)
• Стальные сваи ( стальной прокат)

1. Деревянные сваи: —

источник: eastcoastpiles.com

Advantage

• Деревянные сваи очень просты в обращении.
• Это очень дешево по сравнению с другими, потому что древесины много.
• Секции можно комбинировать, а продолжительность упражнения легко убрать.

Недостатки

• Свая не выше уровня грунтовых вод.
• Он сломается при движении о камни и валуны.

2. Бетонные сваи: —

источник: contextcompany.com

Преимущества

• Это не соскабливание.
• Доступнее других.
• Качество бетона проверяется перед проездом.
• Может работать на большой длине.
• Можно перемещать над уровнем земли.

Недостатки

• Больше других резать очень сложно.
• Может сломаться во время движения.
• Может потребоваться замена сваи.
• Иногда возникают проблемы со звуком и вибрацией.
• Не может двигаться с большим диаметром.

3. Забивные и монолитные бетонные сваи

источник: thebalancesmb.com

Преимущества

• Осмотр отливки можно легко выполнить или легко увеличить до малой длины.
• Доступнее других.
• Слишком низкий уровень шума.
• Длину можно легко отрегулировать.
• Усиление водителя не определяет эффект обработки стресса.

Недостатки

• Дорого.
• Там, где высота потолка ограничена, движение невозможно.
• Легкий стальной профиль или бетон по предварительному заказу могут быть повреждены из-за жесткого вождения.
• Смещение плотных подпорных стенок.
• Утрата использованной зеленой бетонной опалубки из-за первых сил, установленных в почве.

4. Буронабивные и монолитные (несмещающие сваи): —

источник: skanska.co.uk

Преимущества

• Так же можем поставить с большим диаметром.
• Можно поставить и большой длины.
• Риска при посадке нет.
• Может также использоваться в условиях небольшой высоты над головой.
• Свайный материал не подлежит погрузке-разгрузке и забивке.

Недостатки

• Бетон не в идиллическом состоянии.
• Уровень выше земли не может быть расширен.
• Метод бурения требует заполнения цементным раствором основания для достижения экономической устойчивости основного блестящего песчаного или серверного грунта.
• Увеличенный конец невозможно изготовить из безвредных материалов без специальной техники.

5. Стальные сваи (стальной прокат)

источник: mlioncorp.com

Преимущества

• Сваи удобны в обращении и режут сколько угодно.
• Очень тяжелое вождение можно выполнять на большой длине.
• Эта свая легко может нести тяжелый груз.
• Можно успешно поставить якорь в скалы с наклонными краями.
• Свая с малым перемещением особенно полезна, если важны смещения земли и волнения.

Недостатки

• Дорого.
• Куча будет царапаться.
• Легко перемещается во время вождения.

Свайный фундамент | Классификация свайных фундаментов | Способы установки свай

Свайный фундамент. Свайные фундаменты — это глубокие фундаменты, которые используются, когда площадка имеет слабые неглубокие несущие пласты, из-за которых необходимо передавать нагрузку на более глубокие пласты либо по принципу трения, либо по принципу торцевых опор.Фундаменты обеспечивают поддержку конструкций, передавая нагрузку на скалу или слои почвы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки. Доступен очень широкий спектр типов фундаментов, подходящих для различных применений. Фундаменты классифицируются в основном как мелкие и глубокие.

свайный фундамент

Фундаменты мелкого заложения используются там, где нагрузка, создаваемая конструкцией, невелика по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов.Глубокие фундаменты необходимы там, где несущая способность поверхностного грунта недостаточна для выдерживания прилагаемых к нему нагрузок, и, следовательно, они передаются на более глубокие слои с высокой несущей способностью.

Свайные фундаменты — это глубокие фундаменты, образованные длинными тонкими столбчатыми элементами. Они состоят из двух компонентов: сваи и одиночной или групповой сваи. Свайные фундаменты в основном используются для передачи нагрузок от надстройки через слабые сжимаемые слои или воду на более прочный, более компактный, менее сжимаемый и жесткий грунт или скалу.Этот тип фундамента используется для больших конструкций, а также в ситуациях, когда почва не подходит для предотвращения чрезмерной осадки.

Свайные фундаменты классифицируются в зависимости от несущей способности свай, материала свайной конструкции и типа грунта.

Классификация основана на передаче нагрузки

:
Концевые опорные сваи (точечная опора)

Они передают большую часть своих нагрузок на несущий слой (который может быть плотным песком или камнями).Большая часть несущей способности сваи определяется по конечной опорной точке.

Концевая опорная свая
Фрикционные сваи:

Они передают свою нагрузку через слои, через которые проходят сваи, в основном за счет поверхностного трения (поверхностного трения) с окружающим грунтом. Здесь сваи забиваются на такую ​​глубину, что сопротивление трения, развиваемое сбоку свай, равно нагрузке, приходящейся на сваи.

Фрикционная свая

Классификация по материалу

Конструкция свай:
Деревянные сваи:

Древесина может использоваться для изготовления временных свай, а также постоянных в регионах, где древесина легко и экономически доступна.Он наиболее подходит для укладки длинных связных свай и укладки под насыпи.

Стальные сваи:

Сталь может использоваться как для временных, так и для постоянных работ. Они подходят для погрузки и забивки свай большой длины. Их относительно небольшая площадь поперечного сечения и высокая прочность облегчают проникновение в твердую почву. Если он попадет в почву с низким значением pH, может возникнуть риск коррозии, которую можно устранить путем нанесения смолистого покрытия или катодной защиты.

Установка стальных свай
Бетонные сваи:

Бетон используется для изготовления сборных железобетонных свай, монолитных и предварительно напряженных бетонных свай. Предварительно напряженные бетонные сваи получают все большее распространение, чем обычные сборные бетонные сваи, поскольку требуется меньше армирования.

бетонные сваи
Составные сваи:

Когда свая состоит из комбинации различных материалов в одной свае, она называется композитной сваей. Например, часть деревянной сваи, установленная над грунтовыми водами, может подвергнуться опасности нападения насекомых и разложения.Чтобы избежать этого, бетонные или стальные сваи используются над уровнем грунтовых вод, а древесина укладывается под уровень грунтовых вод.

Композитная свая из бетона и дерева

Классификация, основанная на влиянии грунта

:
Забивные сваи:

В процессе забивки сваи в землю грунт перемещается радиально, когда ствол сваи входит в земля. Может присутствовать компонент движения почвы в вертикальном направлении.Следовательно, забивные сваи считаются вытесняющими.

Различные поперечные сечения, используемые для стальных свай
Буронабивные сваи:

В этом процессе пустота образуется путем бурения или выемки грунта перед тем, как сваю вводят в грунт. Сваи могут быть изготовлены путем заливки бетона в пустоту. Буронабивные сваи считаются несмещающимися сваями.

В свайных фундаментах процесс установки и методы установки не менее важны, чем процесс проектирования. При проектировании свай следует тщательно выбирать способ установки и оборудование, чтобы не повредить сваю.

Методы забивки сваи (вытесняющие сваи)

Падающий вес: Молоток, вес которого приблизительно равен весу сваи, поднимается на подходящую высоту и выпускается для удара по головке сваи.

Забивка сваи молотком

Вибрация: Используемая здесь амплитуда вибрации должна быть достаточной, чтобы нарушить поверхностное трение по сторонам сваи. Это лучше всего подходит для песчаных или гравийных почв.

Домкрат (только для микробвай): Для установки свай используются гидравлические цилиндры для вдавливания свай в грунт

Промывка: Для облегчения проникновения свай в песок или песчаный гравий можно использовать водоструйную очистку .

Методы бурения (сваи без смещения)

Шнек непрерывного действия (CFA): Если бурение и заливка происходят одновременно во время забивки сваи, они называются сваями CFA. Здесь оборудование состоит из мобильного базового шасси, оснащенного полым основным лопастным шнеком, который вращается и врезается в землю для получения необходимой глубины забивки свай. Этот способ особенно эффективен на мягком грунте.

Непрерывный шнековый процесс

Глубокий проход: Это особый тип буронабивных свай, который используется для увеличения несущей способности соответствующих пластов за счет увеличения основания.Почва должна быть способной к открытию без опоры для использования этого метода.

Открытое положение приспособления для прокладки грунта

Отрицательное трение кожи

Когда насыпь или груз помещается на сжимаемый грунт, происходит уплотнение. Когда сваи проходят через грунт до того, как уплотнение завершится, грунт будет двигаться вниз по отношению к свае. Нисходящее движение почвы вызывает поверхностное трение между сваей и окружающей почвой, что называется отрицательным поверхностным трением.Его также можно развить из-за понижения уровня воды в сжимаемых почвах, таких как глина, грязь и мягкая почва, а также из-за увеличения напряжения.

Отрицательное трение кожи

Microsoft Word — ATC-15-16_Umeno_Formatted.docx

% PDF-1.4 % 56 0 объект > / OCGs [102 0 R] >> / PageLabels 47 0 R / Pages 49 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 101 0 объект > / Шрифт >>> / Поля 106 0 R >> эндобдж 53 0 объект > поток 2018-10-25T12: 32: 30-07: 00PScript5.dll Версия 5.2.22018-11-01T13: 53: 02-07: 002018-11-01T13: 53: 02-07: 00 Приложение Acrobat Distiller 19.0 (Windows) / pdf

2. Microsoft Word — ATC-15-16_Umeno_Formatted.docx
3. Кэрри
uuid: 7766ecf5-c1ce-46a7-a9d2-fa7875c0e4ceuuid: 6b842719-0d03-4356-9e88-8ff1e7ea2844 конечный поток эндобдж 57 0 объект > эндобдж 47 0 объект > эндобдж 49 0 объект > эндобдж 58 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 1 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 8 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 11 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 16 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 27 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 32 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 37 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 128 0 объект > поток HWM ׯ qw4)) TL | u ݖ e ^ f0 ‘p ~ ċL {lLŋE ~ oP_ | zԤ ׷ ^ äW3yV ___ | Ԭ {럓 VsA۴iUa ^] z7 쪔 M? &} Z? N? W ~ ޵ K, [g |) g { о.; (d! $ TmVQU {wcL_T2 [E ޵

Методы анализа свайного фундамента: критический обзор литературы и рекомендуемые предложения

4. 1.

   ACI 318-08 (2008) Комитет Американского института бетона (ACI), Комментарий к требования строительных норм для железобетона

5. 2.

   Адебар П., Кучма Д., Коллинз М.П. (1990) Модели стоек и стяжек для проектирования крышек свай: экспериментальное исследование ACI Struct J 87 (1): 81– 92

   Google ученый

6. 3.

   Адебар П., Чжоу З. (1996) Конструирование заглушек с глубоким ворсом по моделям со стойками и стяжками. ACI Struct J 93 (4): 437–448

   Google ученый

7. 4.

   Ai ZY, Han J, Yan Y (2005) Анализ упругости системы одинарная свая-жесткий круглый плот в слоистых грунтах. Adv Deep Found 132: 1–14

   Google ученый

8. 5.

   Американский институт бетона (ACI 543R-00) (2000) Проектирование, производство и установка бетонных свай, Американский институт бетона, Мичиган, США

9. 6.

   Банерджи П.К., Дэвис Т.Г. (1978) Поведение одинарных свай с осевой и боковой нагрузкой, заложенных в неоднородных грунтах. Геотехника 28 (3): 309–326

   Google ученый

10. 7.

    Бартон Ю.О. (1984) Реакция групп свай на боковую нагрузку в центрифуге. В: Craig WH, Balkema AA (eds) Proceedings. Симпозиум по применению моделирования центрифуг в геотехническом проектировании, Роттердам, Нидерланды, стр. 457–473

    Google ученый

11. 8.

    Бхаси А., Раджагопал К. (2015) Свайные насыпи, армированные геосинтетическими материалами: сравнение численных и аналитических методов. Int J Geomech. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000414

    Статья Google ученый

12. 9.

    Bloodworth AG, Цао Дж., Сюй М. (2011) Численное моделирование поведения при сдвиге железобетонных крышек свай. J Struct Eng 138 (6): 708–717

    Google ученый

13. 10.

    Блюм Х (1932) Экономические dalbenformen и их расчет. Construct Technol

14. 11.

    Bowles LE (1996) Анализ и проектирование фундамента, 5-е изд. McGraw-Hill, Сингапур

    Google ученый

15. 12.

    Bowles LE (2007) Анализ и проектирование фундамента, 6-е изд. McGraw-Hill, Сингапур

    Google ученый

16. 13.

    Бринч Хансен Дж. (1961) Максимальное сопротивление жестких свай поперечным силам.Датский геотехнический институт, Бюллетень, том 12

17. 14.

    Broms B (1964) Боковое сопротивление свай в несвязных грунтах. J Soil Mech Found Div 90 (2): 27–63

    Google ученый

18. 15.

    Broms B (1965) Расчет свай с боковой нагрузкой. J Soil Mech Found Div 91 (3): 77–99

    Google ученый

19. 16.

    Будху М. (2008) Механика грунтов и основания, 3-е изд.Джон Вили, Нью-Йорк

    Google ученый

20. 17.

    Берланд Дж. Б., Поттс Д. М., Фурье А. Б., Ардин Р. Дж. (1986) Исследования влияния нелинейных характеристик напряжения и деформации на взаимодействие грунта и конструкции. Геотехника 36 (3): 377–396

    Google ученый

21. 18.

    Chantelot G, Mathern A (2010) Моделирование опор и стяжек железобетонных крышек свай. Диссертация на соискание степени магистра по программе «Структурное проектирование и проектирование зданий», Технологический университет Чалмерса, Гетеборг, Швеция

22. 19.

    Cheng YM, Law CW (2005) Действия распорок и стяжек в анализе свайной шапки — анализ упругости. HKIE Trans 12 (4): 9–18

    Google ученый

23. 20.

    Чоу Ю.К. (1987) Осевой и латеральный отклик групп свай в неоднородных почвах. Int J Numer Anal Methods Geomech 11 (6): 621–638

    Google ученый

24. 21.

    Клэнси П., Рэндольф М.Ф. (1993) Примерная процедура анализа свайных фундаментов на плотах.Int J Numer Anal Methods Geomech 17 (12): 849–869

    Google ученый

25. 22.

    Клэнси П., Рэндольф М.Ф. (1996) Простые инструменты проектирования свайных фундаментов на плотах. Геотехника 46 (2): 313–328

    Google ученый

26. 23.

    Код UB (2006) Международный строительный кодекс. Совет Международного кодекса, США

    Google ученый

27. 24.

    Дас Б.М. (2007) Принципы фундаментостроения, 6 изд. Томсон, Стэмфорд

    Google ученый

28. 25.

    De Araújo JM (2016) Проектирование жестких заглушек с помощью итеративной модели распорок и стяжек. J Adv Concr Technol 14 (8): 397–407

    Google ученый

29. 26.

    Гарсия Ф., Азнарес Дж. Дж., Маесо О. (2005) Динамические сопротивления свай и групп свай в насыщенных грунтах.Comput Struct 83 (10–11): 769–782

    Google ученый

30. 27.

    Gerber TM (2003) P-y кривые для разжиженного песка, подверженного циклическим нагрузкам, на основе испытаний полномасштабных глубоких фундаментов. Диссертация (PhD), Университет Бригама Янга, Департамент гражданской и экологической инженерии

31. 28.

    Гуо В. (1997) Аналитические и численные решения для свайных фундаментов. Кандидатская диссертация, Департамент гражданской и экологической инженерии, Перт, Австралия, Университет Западной Австралии

32. 29.

    Guo WD (2010) Прогнозирование нелинейной реакции групп свай, нагруженных сбоку, с помощью простых решений. В: Материалы конференции GeoFlorida 2010 в Уэст-Палм-Бич, Флорида, GSP 199, ASCE: 1442–9

33. 30.

    Guo WD (2012) Теория и практика свайных фундаментов. CRC Press, Лондон

    Google ученый

34. 31.

    Hamderi M (2018) Формула комплексной осадки групповых свай на основе трехмерного анализа методом конечных элементов. Найденные почвы 58 (1): 1–15

    Google ученый

35. 32.

    Справочник CRSI (2008) Институт железобетонной стали, 10-е изд. Иллинойс, Шаумбург, p 840

    Google ученый

36. 33.

    Хетеньи М. (1946) Балки на упругих основаниях. Издательство Мичиганского университета, Анн-Арбор

    Google ученый

37. 34.

    Ильяс Л., Леунг К.Ф., Чоу Ю.К., Буди С.С. (2004) Исследование на центрифуге групп свай с боковой нагрузкой в ​​глине. J Geotech Geoenviron Eng ASCE 130 (3): 274–283

    Google ученый

38. 35.

    IRC 112 (2014) Свод правил для бетонных дорожных мостов, Бюро индийских стандартов, Нью-Дели

39. 36.

    IS: 2911-2010 (2010) Свод правил проектирования и строительства свайного фундамента, BIS, Нью-Дели

40. 37.

    IS456-2000 (2000) Свод правил Индии по стандартным бетонам и железобетонам, 4-я редакция, Бюро стандартов Индии, Нью-Дели

41. 38.

    Дженк О., Диас Д., Кастнер Р. (2009) Трехмерное численное моделирование насыпной насыпи.Int J Geomech 9 (3): 102–112

    Google ученый

42. 39.

    Хари М., Кассим К.А., Аднан А. (2013) Экспериментальное исследование эффектов расстояния между сваями при боковой нагрузке в песке. Sci World J. https://doi.org/10.1155/2013/734292

    Статья Google ученый

43. 40.

    Ли Дж., До Дж. (2017) Экспериментальное исследование горизонтального сопротивления групповых всасывающих свай с различным шагом свай.Geotech Front GSP 2017, vol 279

44. 41.

    Lee SH, Chung CK (2005) Экспериментальное исследование взаимодействия вертикально нагруженных групп свай в песке. Can Geotech J 42: 1485–1493

    Google ученый

45. 42.

    Leu LJ, Huang CW, Chen CS, Liao YP (2006) Методология расчета распорок и стяжек для трехмерных железобетонных конструкций. J Struct Eng 132 (6): 929–938

    Google ученый

46. 43.

    Лин Л., Синха А., Ханна А. (2018) Влияние жесткости цоколя на характеристики свайного фундамента. Международный конгресс и выставка «Устойчивая гражданская инфраструктура: инновационные геотехнологии инфраструктуры. Springer, Cham, pp. 104–115

    Google ученый

47. 44.

    Magade SB, Ingle RK (2017) Метод определения глубины изолированного квадратного фундамента при статической концентрической нагрузке. В: Материалы конференции по численному моделированию в геомеханике, ИИТ Рурки, Индия

48. 45.

    Magade SB, Ingle RK (2018) Сравнительное исследование моментов с пластинчатыми и твердотельными элементами для изолированного основания при осевой нагрузке. В: «Достижения в строительных материалах и конструкциях» (ACMS-2018), IIT Roorkee, Индия, 7–8 марта 2018 г., стр. 61–66

49. 46.

    Magade SB, Ingle RK (2019) Влияние расстояния до кромки и зазора сваи при выходе из строя сваи. Iran J Sci Technol Trans Civ Eng 2019: 1–17

    Google ученый

50. 47.

    Magade SB, Ingle RK (2019) Численный метод расчета и расчета изолированного квадратного фундамента при концентрической нагрузке. Int J Adv Struct Eng 11 (1): 9–20

    Google ученый

51. 48.

    Magade SB, Ingle RK (2020) Влияние расстояния до кромки на разрушение сваи. ACI Struct J117 (3): 131–140

    Google ученый

52. 49.

    Magade SB, Ingle RK (2020) Сравнение моментов для расчета свайных крышек.Soil Mech Found Eng 56 (6): 414–419

    Google ученый

53. 50.

    Махарадж Д.К. (2003) Отклик на отклонение нагрузки от бокового нагружения одиночной сваи посредством нелинейного анализа методом конечных элементов. Electron J Geotech Eng 8 (Номер статьи 342)

54. 51.

    Marti P (1985) Детализация моделей ферм. Concr Mt 7 (12): 66–73

    Google ученый

55. 52.

    Matlock H, Reese LC (1960) Обобщенные решения для свай с боковой нагрузкой.J Soil Mech Found Eng ASCE 86 (5): 63–91

    Google ученый

56. 53.

    Matlock H, Reese LC (1962) Обобщенные решения для свай с боковой нагрузкой. Trans Am Soc Civ Eng 127 (1): 1220–1247

    Google ученый

57. 54.

    McVay M, Zhang L, Molnit T, Lai P (1998) Центрифужные испытания больших групп свай с боковой нагрузкой в ​​песке. J Geotech Geoenviron Eng ASCE 132 (10): 1272–1283

    Google ученый

58. 55.

    Mendonça AV, De Paiva JB (2000) Метод граничных элементов для статического анализа фундаментов на сваях. Eng Anal Bound Elem 24 (3): 237–247

    Google ученый

59. 56.

    Muttoni A (2008) Пробивное сопротивление сдвигу железобетонных плит без поперечного армирования. ACI Struct J 105: 440–450

    Google ученый

60. 57.

    Нори В.В., Тарваль М.С. (2007) Расчет свайных колпаков — метод стоек и стяжек.Индийский концерн J 81 (4): 13

    Google ученый

61. 58.

    Poulos HG (1971) Поведение свай с боковой нагрузкой: I — одиночные сваи. В: Proceedings of the American Society of Civil Engineers, vol. 97, нет. SM5, май 1971 г., Elastic Continuum Concept, стр. 711–731

62. 59.

    Poulos HG (1971) Поведение свай с боковой нагрузкой: II группы свай. J Soil Mech Found Eng ASCE 97 (5): 733–751

    Google ученый

63. 60.

    Poulos HG (1971) Поведение свай с боковой нагрузкой: II группы свай. J Soil Mech и Found Engrg, ASCE 97 (5): 733–751

    Google ученый

64. 61.

    Поулос Х.Г. (2005) Поведение свай — последствия геологических и строительных недостатков. J Geotech Geoenviron Eng 131 (5): 538–563

    Google ученый

65. 62.

    Поулос Х.Г., Дэвис Э.Х. (1980) Расчет и проектирование свайного фундамента (№монография)

66. 63.

    Пракосо В.А., Кулхави Ф.Х. (2001) Вклад в проектирование фундамента свайного плота. J Geotech Geoenviron Eng 127 (1): 17–24

    Google ученый

67. 64.

    Randolph MF (1981) Реакция гибких свай на боковую нагрузку. Геотехника 31 (2): 247–259

    Google ученый

68. 65.

    Reynolds CE, Steedman JC, Threlfall AJ (2007) Справочник проектировщика железобетона, 11-е изд.CRC Press, Лондон

    Google ученый

69. 66.

    Риттер В. (1899) Die bauweise hennebique (метод строительства Hennebiques). Schweiz Bauztg 33: 59–61

    Google ученый

70. 67.

    Роллинз К.М., Олсен Р.Дж., Эгберт Дж.Дж., Дженсен Д.Х., Олсен К.Г., Гарретт Б.Х. (2006) Влияние расстояния между сваями на поведение боковой группы свай: испытания под нагрузкой. J Geotech Geoenviron Eng 132 (10): 1262–1271

    Google ученый

71. 68.

    Роллинз К.М., Петерсон К.Т., Уивер Т.Дж. (1998) Поведение натурной группы свай в глине при поперечной нагрузке. J Geotech Geoenviron Eng 124 (6): 468–478

    Google ученый

72. 69.

    Сабнис Г.М., Гогейт А.Б. (1984) Исследование поведения толстой плиты (сваи). ACI J 81 (1): 35–39

    Google ученый

73. 70.

    Sanctis D, Russo LG, Viggiani C (2002) Свайный плот на слоистых почвах.В: Материалы девятой международной конференции по свайным и глубоким фундаментам, Ницца, стр. 279–286

74. 71.

    Schlaich J, Shafer K, Jennewein M (1987) На пути к согласованному проектированию конструкционного бетона. J Presiresseci Concr Inst 32 (3): 74–150

    Google ученый

75. 72.

    Sharma M (2019) Влияние расположения свай и толщины сваи на распределение нагрузки в сваях. Последние достижения в строительной инженерии, том 1.Спрингер, Сингапур, стр. 35–48

    Google ученый

76. 73.

    Соуза Р., Кучма Д., Парк Дж., Биттенкур Т. (2009) Адаптивная модель стойки и стяжки для проектирования и проверки четырехслойных крышек. ACI Struct J 106 (2)

77. 74.

    Suzuki K, Otsuki K (2002) Экспериментальное исследование разрушения крышек свай при сдвиге в углах. Jpn Trans Concr Inst 23

78. 75.

    Suzuki K, Otsuki K, Tsubata T (1998) Влияние расположения стержней на предел прочности четырехслойных крышек.Jpn Trans Concr Inst 20: 195–202

    Google ученый

79. 76.

    Suzuki K, Otsuki K, Tsubata T (1999) Экспериментальное исследование четырехзвенных крышек с конусом. Jpn Trans Concr Inst 21: 327–334

    Google ученый

80. 77.

    Suzuki K, Otsuki K, Tsuhiya T (2000) Влияние краевого расстояния на механизм разрушения свайных заглушек. Jpn Trans Concr Inst 22: 361–367

    Google ученый

81. 78.

    Васкес Л.Г., Ван С.Т., Изенхауэр В.М. (2006) Оценка способности свайно-плотного фундамента с помощью трехмерного нелинейного анализа методом конечных элементов. В: Гео Конгресс, т. 211, ASCE. https://doi.org/10.1061/40803 (187)

82. 79.

    Вишвакарма Р.Дж., Ингл Р.К. (2017) Упрощенный подход к оценке критических напряжений в бетонном покрытии. Struct Eng Mech 61 (3): 389–396

    Google ученый

83. 80.

    Вишвакарма Р.Дж., Ингл Р.К. (2018) Влияние размера панели и радиуса относительной жесткости на критические напряжения в бетонном покрытии.Arab J Sci Eng 43 (10): 5677–5687

    Google ученый

84. 81.

    Вишвакарма Р.Дж., Ингл Р.К. (2019) Наблюдения по оценке изгибных напряжений в жестком покрытии. Indian Highways 46 (4)

85. 82.

    Вишвакарма Р.Дж., Ингл Р.К. (2020) Влияние неоднородного грунтового основания на критические напряжения в бетонном покрытии. Транспортные исследования. Спрингер, Сингапур, стр. 805–817

    Google ученый

86. 83.

    Yoo C (2010) Эффективность каменных колонн с геосинтетическим покрытием при строительстве насыпи: численное исследование. J Geotech Geoenviron Eng. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000316

    Статья Google ученый

87. 84.

    Ю К., Ким С.Б. (2009) Численное моделирование геосинтетического каменного грунта, армированного колоннами. Geosynth Int 16 (3): 116–126

    Google ученый

88. 85.

    Чжуан Г.М., Ли И.К. (1994) Анализ распределения нагрузки для систем свай-плот. Finite Elem Anal Des 18 (1–3): 259–272

    Google ученый

89. 86.

    Zhuang Y, Wang KY (2015) Трехмерное поведение двухосной георешетки в насыпной насыпи: численное исследование. Can Geotech J

Эксперимент по увеличению несущей способности свайного фундамента в лессовой зоне с помощью постгрунтовки

Постгрутка — это неизбежная тенденция при разработке буронабивных свай в лессовой зоне.Чтобы изучить поведение торцевого сопротивления, бокового трения и несущей способности сваи после набивки и обычной сваи, механизм улучшения несущей способности после набивки в конце сваи анализируется с помощью испытания на разрушение свайного фундамента при статической нагрузке в сочетании с принцип взаимодействия раствора с грунтом и модель жидкости Бингема. Результаты показывают, что взаимодействие раствора с грунтом увеличивает прочность торцевого грунта сваи и способствует проявлению торцевого сопротивления; относительное смещение сваи-грунт уменьшается, а поперечное трение увеличивается с изменением свойств границы раздела свая-грунт; в то же время высота подъема раствора приблизительно равна теоретическому расчетному значению.Кроме того, очевидно, что последующая укладка может улучшить несущие характеристики сваи, так что оседание свайного фундамента замедлится, а несущая способность увеличится.

1. Введение

С развитием гражданского строительства в больших масштабах и массовости применяется все больше и больше видов свайных фундаментов [1–6]. Но монолитная набивная свая часто не может удовлетворить потребности вышеупомянутой разработки. Из-за врожденных дефектов технологии формирования сваи (отложения на концах сваи и бокового слоя грязи) сопротивление концов и боковое трение будут значительно снижены [7].Чтобы уменьшить скрытые риски, такие как отложения на концах сваи и боковая грязь, в свайный фундамент внедряется технология затирки и обработки фундамента, а технология последующей затирки на конце сваи появляется по мере необходимости. Под заделкой на конце сваи понимается заделанная предварительно цементная труба в буронабивной свае. После формирования сваи затвердевший раствор (например, чистый цементный раствор и цементный раствор) равномерно вводится в слой конца сваи или герметичную камеру через устройство предварительной затирки на конце сваи, которое затвердевает осадок на конце сваи и образует жесткий несущий слой для уменьшения осадки свайного фундамента [8–10].

Как эффективная мера для повышения несущей способности, технология постброски на конце сваи получила признание и получила широкое распространение [11, 12]. Карими и др. [13, 14] использовали контейнер с усеченным конусом для моделирования сваи, чтобы изучить влияние цементного раствора на плотность сваи и улучшение почвы. Результаты показали, что цементация может улучшить несущую способность буронабивных свай и сборных железобетонных свай за счет увеличения степени взаимодействия сваи с грунтом и плотности грунта вокруг сваи [15, 16].Лю и др. [17] представили и изучили эффект предварительного напряжения в процессе затирки на типичном случае. Подробно объяснен механизм воздействия предварительного натяга на несущую способность и поперечное трение. На основании статистического анализа 50 тестовых свай Dai et al. В [18] получен диапазон улучшений коэффициента бокового трения и сопротивления свайного фундамента для различных грунтов и предложены ключевые технологии и параметры построечной прокладки. Thiyyakkandi et al. В [19] детально изучен механизм разрушения сваи струйной цементации в условиях затирки торца сваи и свайной стороны.Юн и Тонон [20] взяли реку Басо в Техасе в качестве примера, чтобы количественно оценить влияние постгрунтовки на производительность буронабивных свай методом конечных элементов. Посредством полевых испытаний и численного моделирования He et al. [21] обнаружили, что поперечная жесткость и несущая способность сваи увеличились примерно на 110% и 100%, соответственно, при распылении цементного раствора вокруг конца сваи при 7,5 D ( D = диаметр сваи).

С постоянным развитием технологии постгрутинга люди накопили большой опыт инженерной практики [22–25], но в то же время до сих пор отсутствует глубокое понимание механизма усиления постгрутинговых технологий. , особенно в области лёсса, поэтому необходимость в проведении соответствующих исследований возрастает [26–29].В этой статье на основе статических нагрузочных испытаний по данным измерений и в сочетании с теоретическими методами анализируется механизм повышения несущей способности конца сваи после укладки, что является полезным справочным материалом для проектирования и исследования подобных проектов. в будущем [30, 31].

2. Условия на площадке

Испытательная площадка расположена на специальной автомагистрали международного аэропорта Сиань Сяньян в Шэньси, Китай, как показано на Рисунке 1. Геологические данные бурения на месте показывают, что верхний слой почвы на испытательной территории это новый лёсс с разборчивостью.Цвет желтовато-коричневый, толщина около 8 метров. Новый лёсс однородный, слегка влажный и пористый, на нем видны червоточины и раковины улиток. Нижняя часть — палеопочва и старый лёсс. Мощность палеопочв от 1 до 6 м, неравномерная. Цвет палеопочв в основном коричневый или коричнево-красный, твердопластичный, слегка влажный, с меньшим количеством макропор и большим количеством известковых узелков в средней и нижней частях. Мощность старого лёсса от 2 до 15 м, он однородный.Цвет коричневато-желтый; пластик жесткий, слегка влажный, компактный; и поры не развиты. Испытательный участок можно разделить на шесть слоев в соответствии с текстурой почвы, и геологические данные показаны в таблице 1.




Сопротивление	Символ	R1	R2	R3	R4
R4	1.1	1,1	1,0	1,45
Вал (сжатие)	γ s	1,0	1,1	1,0	1,3
γ Всего /
1,11	1,1	1,0	1,4
Напряжение вала	γ s; t	1,25	1,15	1,1

1,0 Почва Толщина (м) Плотность (кг) / м 3 ) Содержание воды (%) Насыщение (%) Предел жидкости (%) Индекс текучести Когезия (кПа) Угол внутреннего трения (°) Допустимая несущая способность ( кПа) Мягкая глина 7.5 1310 10,3 32 29,3 1,07 25,1 23 125 илистая глина 2,0 ​​ 31,5 21 125 Глина 9,4 1490 12,4 48 24,5 1,29 41,0 9048 9048 9048 M1246 1540 13,5 52 28,8 1,27 38,9 23 132 Средний песок 12,0 35 25 143 Песок средней крупности 14,0 2380 15,0 84 31,3 0,42 Две роторные буронабивные сваи диаметром 1.Устанавливается 5 м и полезная длина 22 м. Обычная свая — S1, а свая после укладки — S2. Конкретные параметры приведены в таблице 2. Примечания Название Номер Тип Диаметр (м) Длина (м) 15 S1 1 Буронабивная свая 1,5 22 ① Количество основных арматурных элементов 28, диаметр 22 мм ② Диаметр хомутов 8 мм, они расположены по длине свай ③ Стремена жесткости имеют диаметр 18 мм и интервал 2 м. Это обычная свая S2 1 Буронабивная свая 1.5 22 ① Количество основных арматурных элементов — 28, диаметр — 22 мм. ② Диаметр хомутов — 8 мм, они расположены по длине свай. ③ Хомуты жесткости — 18 мм в диаметре. диаметр и интервал 2 м Это свая после проходки Анкерная свая 8 Буронабивная свая 1,7 42 ① Количество основных укреплений 32, диаметр 25 мм ② Диаметр хомутов 8 мм, они расположены по длине свай . ③ Хомуты жесткости имеют диаметр 22 мм, с интервалом 2 м. Каждая анкерная свая заделана 18 стальными стержнями с резьбой диаметром 32 мм. мм, которые соединены со съемником анкера для обеспечения силы реакции 2.1. Технология затирки Как скрытый проект, последующая затирка выполняется для консолидации отложений и укрепления почвы в определенном диапазоне на конце сваи после того, как бетон сваи был залит и достиг определенной прочности (обычно 7– 10 дней), чтобы улучшить несущую способность и контролировать осадку свайного фундамента. 2.1.1. Затирочное оборудование и процесс Затирочная машина для буронабивных свай состоит из двух частей: устройства для цементации грунта и устройства для подземной цементации.Устройство для цементации грунта состоит из цементного насоса высокого давления, смесителя для жидкого навоза, резервуара для хранения жидкого навоза, системы наземных трубопроводов и приборов для наблюдения. Устройство для подземной цементации состоит из сваи, канала для цементации и устройств для цементации на конце сваи, а устройство для последующей цементации показано на Рисунке 2. В этой статье используется модифицированная труба для цементирования, заменяющая обычную труба железной трубой. Свойства железной трубы и стального арматурного каркаса одинаковы, что позволяет решить проблему разрушения трубы из ПВХ.Длина нити между двумя трубками не менее 2 см. Наружная резьба оборачивается сырой резиновой лентой для герметизации стыка. Прямая труба и U-образная труба равномерно расположены по обеим сторонам арматурного каркаса и привязаны к внутренней части арматурного каркаса. Каждая U-образная труба соединяется с двумя трубами для цементирования, на трубе устанавливается обратный клапан. Процесс строительства показан на рисунке 3. 2.1.2. Критерии прекращения затирки раствора Максимальное давление затирки определяется структурой сваи (длиной и диаметром сваи), сопротивлением подъему сваи и грунтовыми условиями.Перед затиркой можно оценить максимальное давление затирки и качество затирки в соответствии с вышеуказанными условиями (также можно определить экспериментально). Вообще говоря, заливку раствора можно прекратить, если качество затирки и давление затирки соответствуют одному из следующих условий: (1) Качество затирки соответствует проектным требованиям (2) Качество затирки достигло 80% от проектного значения, а давление затирки достигло 150% от расчетного давления затирки и поддерживается более 5 минут (3) Общий объем затирки достиг 80% от расчетного значения, и есть заметный подъем на вершине сваи или грунте Как мы все знаем, почва чрезвычайно сложна.Для разных геологических условий свойства грунта конца сваи сильно различаются. Это приводит к тому, что качество затирки и давление свайного фундамента после укладки сильно отличаются от проектных требований в процессе строительства. В этом состоянии его необходимо повторно проанализировать на основе реального проекта. Стоит отметить, что при очень высоком давлении затирки и небольшом объеме затирки перед продолжением строительства необходимо проанализировать влияющие факторы и устранить иллюзию, вызванную закупоркой труб. Качество затирки соответствует проектным требованиям. Качество цементного раствора финального испытания составляет 2550 кг, максимальное давление 2,5 МПа, и, наконец, верх сваи поднимается на 1,62 мм. 2.2. Система измерения Экспериментальная система измерения состоит из смещения и напряжения. Прежние измерительные инструменты включают эталонную стальную балку, циферблатный индикатор и прецизионный уровень. Последний включает датчик напряжения арматуры и коробку давления. Измерительный элемент — важная часть полевых испытаний [32, 33].Внутреннее усилие и деформация сваи измеряются инструментами для укладки. Рациональность расположения средств измерений повлияет на точность результатов испытаний. В этом полевом испытании напряжение и смещение сваи определяются с помощью измерителя напряжения арматуры и индикатора часового типа. 2.2.1. Контрольная стальная балка и индикатор часового типа Две контрольные стальные балки I-образной формы симметрично размещены с обеих сторон испытательной сваи, и ближайшее расстояние до анкерной сваи равно 3.3 мес. Осадку свайного фундамента измеряют циферблатным индикатором в диапазоне 0–100 мм. На плоскость тестовой сваи укладываются четыре стрелочных индикатора, которые находятся на высоте 50 см от поверхности. Они размещаются в перпендикулярном поперечном направлении и фиксируются на опорной стальной балке с помощью магнитной стойки. 2.2.2. Датчик напряжения и давления арматуры Датчик напряжения арматуры типа JXG-1 используется в диапазоне от –40 кН до 60 кН и трех схемах расположения на метр. Его можно использовать только после калибровки.Ящики давления расположены в поперечном сечении вершины сваи, всего их пять: один в центре поперечного сечения вершины сваи и четыре симметрично расположенных на вертикальных диаметрах сваи. 2.3. Испытательная нагрузка Согласно проектным требованиям испытание на статическую нагрузку проводится с использованием устройства противодействия для поперечной балки анкерной сваи. Он состоит из трех частей: системы нагружения, системы измерения смещения и системы противодействия. Система противодействия состоит из шести 500-тонных гидравлических домкратов: одной главной балки, двух второстепенных балок, одного масляного насоса и четырех анкерных свай.Загрузочное устройство состоит из двух домкратов. Давление в системе нагрузочного масла измеряется высокоточным манометром. Противодействующая сила домкратов в основном обеспечивается четырьмя анкерными сваями, а также основными и второстепенными балками. Перед использованием домкратов его калибруют. В этом тесте статической нагрузки используется метод поддержания медленной нагрузки для пошаговой нагрузки. После того, как каждая нагрузка достигает стабильности, применяется нагрузка следующего этапа, пока не будет достигнута максимальная нагрузка. После стабилизации нагрузка будет постепенно снижаться до тех пор, пока не исчезнет нагрузка на верхнюю часть сваи.Перед испытанием несущей способности одинарной сваи каждая система устанавливается и отлаживается строго по правилам. Возраст загрузки каждой тестовой сваи составляет 15 дней. 3. Результаты 3.1. Несущая способность свайного фундамента Как показано на Рисунке 4, обе испытательные сваи имеют большое вертикальное смещение под нагрузкой, а кривая нагрузка-смещение показывает тип «крутого падения». Осадка S2 немного больше, чем у S1 на начальном этапе нагружения, но постепенно первая становится меньше второй с увеличением нагрузки.Это показывает, что затирка торца сваи начинает играть активную роль. При нагрузке 17500 кН осадка S1 составляет 14,19 мм. Под нагрузкой 20000 кН осадка S1 внезапно увеличивается до 57,36 мм, и свая разрушается. В это время осадка S2 составляет 19,77 мм, а осадка стабильна, поэтому предельная несущая способность S1 составляет 17500 кН. Осадка S2 составляет 26,89 мм при нагрузке 22500 кН, а осадка S2 — 62,68 мм при нагрузке 25000 кН. Предельная несущая способность S2 составляет 22500 кН, увеличена на 28.57% по сравнению с S1. Это показывает, что несущая способность свайного фундамента может быть значительно улучшена за счет последующей цементации на конце сваи. В процессе последующего заполнения цементный раствор оказывает восходящее воздействие на тестовую сваю, что приводит к смещению тестовой сваи вверх. Во время перемещения испытательной сваи вверх грунт вокруг сваи нарушается, и сопротивление трения слоя грунта уменьшается, но незначительно. Поскольку подъем тестовой сваи равен 1.62 мм в процессе цементирования, и почва вокруг сваи нарушается за один цикл под верхней нагрузкой, боковое трение верхнего слоя почвы играет первую роль, чем трение нижнего слоя почвы под нагрузкой, что приводит к оседанию испытательной сваи после цементирования немного больше, чем у обычной сваи. С увеличением нагрузки постепенно проявляется боковое трение нижнего слоя почвы, и последующая прокладка грунта играет положительную роль. После нагружения поперечное трение верхнего слоя грунта уменьшается, и степень уменьшения больше, чем у обычных свай (как показано на рисунке 5), что приводит к внезапному увеличению осадки, большему, чем у обычной сваи, поэтому окончательный осадка сваи после цементирования больше, чем у обычной сваи. 3.2. Осевое усилие На рисунках 6 и 7 показаны кривые распределения осевых сил испытательных свай S1 и S2 соответственно. Из графика видно, что осевое усилие постепенно уменьшается вниз по свае. Но на этапе нагружения скорость уменьшения осевой силы свай S1 и S2 различна, что в основном проявляется в интуитивной разнице наклона кривой осевой силы, отражающей величину поперечного сопротивления свай. Чем меньше уклон, тем больше разница в осевом усилии и тем больше разница в поперечном сопротивлении между верхней и нижней секциями в это время, что указывает на то, что поперечное сопротивление сваи после грунтовки очевидно больше, чем у обычной сваи. .А при небольшой нагрузке в нижней части сваи практически отсутствует осевое усилие. При постепенном увеличении нагрузки нижняя часть сваи начинает создавать осевое усилие; другими словами, сопротивление в конце стопки начинает играть роль. Когда нагрузка на верх сваи достигает 22500 кН, доля концевого сопротивления составляет около 38,02%. 3.3. Боковое трение Как показано на рисунке 5, боковое трение начинает играть роль постепенно с увеличением относительного смещения сваи и грунта [34].На рисунке 5 (а) показано, что из-за смещения испытательной сваи вверх во время процесса посткорпусной укладки почва вокруг сваи нарушается, и боковое трение в определенной степени уменьшается. А под нагрузкой боковое трение верхнего слоя почвы играет роль в первую очередь, чем трение нижнего слоя почвы, поэтому уменьшение бокового трения 0–4 м части S2 более очевидно, чем у S1. Поскольку относительное смещение между сваей и грунтом слишком велико, окончательная осадка испытательной сваи больше, чем у обычной сваи.Сопротивление трению частей двух свай размером 4–8 м и 8–10 м увеличивается с увеличением относительного смещения сваи и грунта, а поведение двух свай близко друг к другу, что указывает на то, что влияние построечной набивки на сопротивление трению деталей невелико. Однако из-за того, что общая осадка испытательной сваи замедлилась из-за последующей цементации, сопротивление боковому трению деталей под предельной нагрузкой больше, чем у обычной сваи. Из рисунков 5 (b) –5 (e) видно, что боковое трение S2 на участке 10–22 м меньше, чем у S1 на начальной стадии нагружения, когда относительные смещения сваи и грунта равны, и с увеличением нагрузки поперечное трение S2 больше, чем у S1, когда смещения одинаковы.Относительное смещение сваи и грунта для S2 меньше, чем для S1, когда их поперечное трение одинаково, что указывает на то, что последующая укладка может увеличить поперечное трение этой части. С 19–22 м до 10–13 м усиливающий эффект бокового трения постепенно снижается. Это происходит из-за плохой инъекционной способности грунта конца сваи на более поздней стадии затирки раствора. Под действием давления раствор течет вверх вдоль конца сваи, а давление раствора и радиус потока постепенно уменьшаются от конца сваи вверх.Таким образом, количество заполнителя раствора между стороной сваи и почвой уменьшается по направлению вверх вдоль конца сваи. Заливка цементного раствора изменяет свойства поверхности раздела исходной сваи и грунта, так что боковое трение поднимающейся части раствора увеличивается, а эффект усиления постепенно уменьшается от конца сваи кверху. Смещение конца сваи под нагрузкой уменьшается из-за того, что грунт торца сваи упрочнен после цементирования. Подъем суспензии изменяет свойства поверхности раздела сваи и почвы, увеличивается боковое трение поднимающейся части и уменьшается относительное смещение сваи и почвы, что приводит к замедлению общей осадки испытательной сваи и увеличению бокового трения. вовлечены в игру в большей степени.И согласно рисунку 8 сопротивление поперечному трению S2 по длине сваи увеличивается на 30,10%, 40,22%, 42,07%, 55,23%, 61,97%, 66,27% и 69,36%, соответственно, по сравнению с S1 при их соответствующих предельных нагрузках. . 3.4. Высота подъема навозной жижи Почва вокруг сваи будет сдавливаться в процессе подъема навозной жижи. Сжатие грунта вокруг сваи (то есть поры между сваей и грунтом) можно рассчитать по теории расширения отверстия колонны, и уравнение равновесия будет следующим [35]: Граничные условия: Геометрические уравнения: Материальные уравнения: Получено смещение грунта на стороне сваи: где — радиальное напряжение, — касательное напряжение, — радиус сваи, — диаметр сваи, — давление цементного раствора, — начальное напряжение грунта, — модуль сдвига, — модуль упругости, — коэффициент Пуассона. Поскольку буровая скважина формируется вращательным бурением, влияние грязевой пленки на стороне сваи не учитывается, принимая во внимание смещение грунта на стороне сваи: Поток цементного раствора на стороне сваи Сторона сваи может рассматриваться как неньютоновская жидкость. Связь между перепадом давления и напряжением сдвига при течении цементного раствора и уравнением однородности следующая [36]: где — напряжение сдвига, — напряжение сдвига на краю трещин, — значение текучести при сдвиговом напряжении, равно длина сваи, представляет собой смещение грунта на стороне сваи, представляет собой радиус сваи, и представляет собой разность давлений, а также представляет собой разность давлений, когда напряжение сдвига равняется значению текучести. Условие протекания жидкости Бингхэма в трубопроводе. Для вязкой жидкости, не зависящей от времени, основные уравнения следующие: Уравнение жидкости Бингема используется в процессе течения цементного раствора, и его реологическое уравнение может быть записано следующим образом: Если мы определим граничные условия (，), то уравнение (11) можно записать следующим образом: Учитывая уравнение (9), уравнение (8) можно переписать следующим образом: Учитывая уравнение (14), уравнение (13) может быть переписывается следующим образом: Учитывая уравнение (12), уравнение (15) можно переписать следующим образом: Подставив уравнение (8) и уравнение (9) в (16), скорость потока можно переписать следующим образом: где — скорость потока, — пластическая вязкость. Расход: Если мы определим граничные условия (，), то уравнение (18) можно переписать следующим образом: Подставив уравнение (12), уравнение (14) и уравнение (17) в (19 ), расход можно переписать следующим образом: Средняя скорость жидкости Бингема под ламинарным потоком считается следующим образом: Таким образом, разница давлений будет следующей: Чтобы суспензия продолжала подниматься после достижения На определенной высоте сбоку от сваи давление раствора должно быть больше, чем давление раскола между сваей и почвой.Когда давление суспензии меньше, чем давление раскалывания, суспензия перестанет подниматься, и высота в это время является максимальной высотой подъема суспензии. Согласно формуле (22) и условию подъема навозной жижи, высота подъема составляет 10,7 м после сегментирования и повторения грунта. Это очень близко к 12 м, полученным в ходе полевых испытаний, которые показывают, что модель теоретического анализа хорошо применима. 4. Обсуждение 4.1. Механизм взаимодействия цементного раствора с почвой Цементный раствор часто действует на почву в различных формах.Форма его действия зависит от типа затирки, технологии затирки, реологических свойств, параметров затирки и свойств грунта. Формы также могут трансформироваться или сосуществовать друг с другом, например, при расщеплении или инфильтрации в процессе уплотнения. Основные формы — уплотнение, расщепление и инфильтрация. 4.1.1. Уплотнение Раствор принудительно вжимается в почву на конце сваи через заливную трубу, образуя таким образом сферическое или блочное распределение на конце сваи, также известное как баллончик для цементного раствора.Когда раствор продолжает вводиться, объем баллона раствора непрерывно увеличивается, что приводит к увеличению подъемной силы, которая сжимает окружающую почву и улучшает почвенные условия около конца сваи. 4.1.2. Колка Раствор, вводимый в конце сваи, уплотняет окружающий грунт под давлением. Почва начинает раскалываться после того, как давление становится достаточным, чтобы преодолеть сопротивление почвы. Раствор течет по поверхности расщепления и образует в грунте линейный, сетчатый и прожилковидный цемент, который усиливает грунт и увеличивает прочность фундамента. 4.1.3. Проникновение Под действием давления цементного раствора раствор вытесняет свободную воду и газ и проникает в поры почвы на конце сваи и на границе раздела между сваей и почвой. Чем больше давление раствора, тем больше расстояние диффузии раствора. Когда раствор затвердевает, частицы почвы цементируются в единое целое, значительно повышая прочность почвы в конце сваи. 4.2. Механизм последующей цементации для увеличения несущей способности Положительный эффект технологии последующей цементации на конце сваи можно резюмировать следующим образом: (1) Под давлением цементного раствора цементный раствор уплотняет почву в конце сваи, образует зона армирования и увеличивает несущую способность.(2) Цементный раствор укрепляет осадок и удаляет грязь вокруг сваи, тем самым значительно улучшая характеристики почвы и улучшая боковое трение. (3) Из-за просачивания и расщепляющего эффекта цементного раствора механические свойства грунта на конец сваи был значительно улучшен. Эффект затирки показан на Рисунке 9. 4.2.1. Повышение прочности несущего слоя Эффекты инфильтрации, уплотнения и расщепления цементного раствора значительно повышают прочность и механические свойства несущего слоя.В зоне лёсса, когда давление цементного раствора больше, чем давление раскалывания грунта, однородный грунт и раствор образуют высокопрочный композит, значительно улучшая устойчивость всего свайного фундамента. 4.2.2. Повышение торцевого сопротивления Раствор проникает в конец сваи под давлением и затем начинает формировать зону усиления конца сваи вместе с окружающим грунтом. Формирование зоны усиления увеличивает зону напряжений и значительно увеличивает сопротивление на конце сваи.Из-за возрастающего давления цементного раствора зона усиления создает восходящую силу на конец сваи, что заставляет раствор подниматься непрерывно, а сваю подниматься медленно. В это время будет сформировано сопротивление трению вниз, что эквивалентно приложению предварительного напряжения на конце сваи. Следовательно, под осевой нагрузкой торцевое сопротивление будет задействовано раньше времени. 4.2.3. Повышение бокового трения Во время строительства буронабивных свай на поперечное трение легко влияют многие неблагоприятные факторы, такие как грязь вокруг сваи, вода и перемычка бетона [37].Последующая укладка на конце сваи может эффективно ослабить и устранить эти неблагоприятные эффекты и значительно улучшить характеристики границы раздела сваи и грунта. В процессе затирки, при увеличении давления затирки и объема затирки, часть затирки переливается и проникает в щель между сваей и окружающим грунтом [38, 39]. После затвердевания прочность грунта значительно увеличивается, что значительно улучшает боковое трение. 5. Выводы (1) Последующая цементация увеличивает прочность грунта на конце сваи и снижает оседание сваи под нагрузкой.Несущая способность свайного фундамента на 28,57% выше, чем у обычного свайного. При тех же условиях нагрузки осадка сваи после укладки меньше, чем у обычной сваи, а когда нагрузка на верхнюю часть сваи составляет 17500 кН, осадка свайного фундамента на 26,19% меньше, чем у обычной сваи. ( 2) Относительное смещение сваи и грунта в поднимающейся части раствора уменьшается, что в большей степени способствует проявлению бокового трения. Между тем, поперечное трение каждой части сваи увеличивается, а эффект увеличения уменьшается вверх вдоль конца сваи.Под предельной нагрузкой величина бокового трения увеличивается на 16,31% по сравнению с обычной сваей. (3) Последующая укладка вызывает явление подъема цементного раствора. Теоретический расчет показывает, что высота подъема раствора составляет 10,7 м, что близко к экспериментальным результатам. (4) Основными формами действия грунта и раствора являются уплотнение, расщепление и инфильтрация. Добавить комментарий Отменить ответ Комментарий * Имя * Email * Сайт