Бетонная свая: Бетонные сваи забивные для фундамента 150х150 и 200х200 мм

Содержание

Ростверк на сваях - Свайный фундамент на забивных железобетонных сваях

Особенности фундамента с ростверком на железобетонных сваях

Ростверк представляет собой горизонтальную перемычку из бетона, которая связывает воедино все элементы свайного фундамента.

В результате этого, создается ровная площадка для последующего проведения строительных работ.

Такая конструкция обеспечивает долговечность основания независимо от типа будущей постройки.

Главная задача ростверка – равномерное распределение нагрузочных усилий от несущих конструкций объекта на столбы/сваи, передающие нагрузку на грунт.


Железобетонные сваи изготавливают из армированного бетона, на бетонных заводах.

Установка производится при помощи специальной техники – сваебойных машин, вибропогружателей и оборудования, которое производит установку путем вдавливания сваи в грунт.

При использовании этого типа свай земляные работы могут не проводиться вообще, либо снимается только дерн.


Фундамент с ростверком на железобетонных сваях: где заказать?

Наша компания занимается изготовлением бетонных свай и сооружением свайно-ростверкового фундамента, которые
соответствуют всем нормам и ГОСТам
.

Высокое качество изготовления продукции и оказываемых услуг обусловлено использованием современного оборудования и соблюдения технологии.

Имеем все необходимые лицензии и допуски для проведения строительных, земляных и монтажных работ.


  • Предоставляем гарантию на весь ассортимент изготавливаемой продукции.
  • Выгодные и доступные цены – покупатель сотрудничает с нами напрямую без посредников.
  • Соблюдение технологии изготовления.
  • Индивидуальный подход к каждому клиенту – учитываем все пожелания.
  • Своевременная доставка по Москве и области.
  • Оперативная помощь при возникновении вопросов – связаться с консультантами можно по телефону или воспользовавшись электронной почтой.

Что отличает данный фундамент от классического

Главное отличие такого основания – связующая лента из бетона или другого материала находится в приподнятом состоянии, т.е. она не касается земли.

Эта особенность позволяет сооружать дома даже в тех грунтах, где уровень вод увеличен, что уже не допускает сооружение обычного фундамента.

Несмотря на относительную молодость данной технологии, тысячи человек уже успели убедиться в ее практичности и надежности.

Кроме этого, практически все выделяют доступную стоимость создания свайно-ростверкового фундамента – она намного ниже, чем для сооружения стандартного.


Преимущества ростверка на сваях:

  • Отличные несущие показатели – основное требование для фундамента.
  • Возможность строительства домов и объектов на любых типах грунта, что делает эту технологию универсальной и практичной.
  • Сооружение возможно при высоком уровне вод – ростверк не касается земли.
  • Требуется небольшое количество работ для подготовки участка.
  • Отсутствуют большие объемы земляных работ, что уже уменьшает расходы на строительство – не нужно арендовать спецтехнику и нанимать строителей на длительный промежуток времени.

Свайно-ростверковый фундамент имеет и недостатки, которые заключаются в следующем:
  • Проблема в создании подвального помещения – из-за конструкции такого фундамента, сооружение подвала невозможно или имеет существенные ограничения.
  • Бетонные забивные сваи устанавливаются только при помощи профессиональной спецтехники – другими способами выполнить их монтаж невозможно.

В любом случае, каждый человек самостоятельно решает о необходимости в создании свайного фундамента и ростверка – решение рекомендуется принимать после изучения всех плюсов и минусов предложенной технологии сооружения основ для домов.


Схема фундамента с ростверком на забивных сваях


12 забивных железобетонных свай
(6х6 метров)

Цена — 42 000 р. 16 забивных железобетонных свай
(6х8 метров)

Цена — 56 000 р. 20 забивных железобетонных свай
(6х9 метров)

Цена — 70 000 р.

Для заказа расчета фундамента с ростверком на забивных бетонных сваях свяжитесь с нашим консультантом по телефону или закажите бесплатный звонок.

правила монтажа опор и заливки своими руками

Прочное фундаментное основание – гарантия устойчивости здания даже в грунтах с недостаточной несущей способностью. Фундамент на бетонных сваях допускается использовать в проблемных грунтах, в том числе на слабых основаниях. Бетонные сваи для фундамента изготавливаются непосредственно на строительной площадке, что позволяет снизить затраты на транспортировку конструкций.

Классификация свай из бетона

Сваи принято подразделять в зависимости от материала изготовления, поэтому бетонные опорные стержни включают железобетонные опоры и сваи из бетона.

Железобетонные забивные опоры изготавливаются обычно промышленным способом, бетонные – могут заливаться непосредственно на строительной площадке, при этом работы по устройству свайного поля под здание могут быть выполнены собственными руками. Монтаж забивных опор невозможно выполнить вручную, для погружения стержня в грунт потребуется использование дорогостоящей сваебойной техники, что достаточно сильно удорожает строительство объекта.

Недостаток забивных свай состоит в том, что они монтируются с помощью специального оборудования

В зависимости от способа монтажа можно разделить опоры из бетона на две группы: набивные и забивные.

Набивные опоры по технологии выполнения работ монтируются в предварительно подготовленные скважины (ямы), которые выполняют с использованием специальной бурильной техники. Забивные стержни погружаются в грунт (песчаный или глинистый) без предварительной подготовки.

Принято подразделять сваи в зависимости от формы поперечного сечения, различают ж/б опоры со стержнями круглого сечения, а также квадратные и прямоугольные. Опоры круглого сечения применяются на слабых, пучинистых грунтах, основу которых составляет глина, для более жестких грунтовых оснований используют стержни с квадратным или прямоугольным сечением.

Сваи различают по виду принимаемой нагрузки, опоры делятся на центральные и вспомогательные. Центральные принимают на себя всю нагрузку от фундаментного пояса, вспомогательные – только нагрузку с эксцентриситетом.

Буронабивные сваи

Одним из видов бетонных свай являются буронабивные опоры. Буронабивные сваи представляют железобетонные конструкции, монтаж которых (заливка) происходит в специально подготовленных методом бурения скважинах.

Буронабивная свая состоит из обвязки арматуры, трубы-оболочки и залитого бетона

Конструкция буронабивных опор состоит из двух элементов:

  • Бетонный стержень – для заливки опоры используется морозостойкий бетон М200 и М300.
  • Каркас из арматурной стали – для армирования свай могут быть использованы готовые каркасы, выполненные промышленным способом, допускается изготовление арматурных каркасов непосредственно на строительной площадке, для чего используют гладкую и рифленую арматуру. Продольные стержни арматурного каркаса выполняются из рифленой арматуры диаметром от 12 до 20 мм.

Поперечные перемычки выполняют из гладкого прутка диаметром от 8 мм. Сваривают каркас при помощи сварочных аппаратов электродуговой сварки. Места соединения арматуры требуется тщательно обработать защитными составами от коррозии.

Для решения различных строительных задач, используют буронабивные сваи двух видов: обычные цилиндрические опоры и стержни с уширением опорной подошвы. Уширение внизу сваи (пятка) выполняется для увеличения площади опирания свайной стойки. Такие опоры обладают повышенной устойчивостью и способны нести повышенную нагрузку от веса конструкций.

Опорное уширение может быть сформировано при использовании специальных буровых колонн, а также с помощью специально подготовленного взрыва.

Технология возведения фундамента из буронабивных опор

В частом строительстве чаще всего используются сваи с неизвлекаемой оболочкой

При установке фундаментного основания из буронабивных опор, используют несколько вариантов устройства стержня сваи:

  1. Заливка опор без оболочек – этот вариант применяется только в устойчивых грунтах с минимальным уровнем грунтовых вод. Для устройства ям под опоры без оболочек важно, чтобы края скважин не осыпались, не подмывались грунтовыми водами, не меняли свою геометрическую форму. Для укрепления скважины, во время бурения может использоваться глиняный или бетонный раствор, которые надёжно укрепляют стенки подготовленных ям.
  2. Монтаж свайных стержней с извлекаемой оболочкой – эта технология применяется в водонаполненных грунтах. Осадная труба, изготовленная в форме цилиндра из стали, препятствует обрушению стенок скважины и размыванию бетона в процессе заполнения полости. После заполнения трубы бетонной смесью, обсадная оболочка извлекается на поверхность.
  3. Заливка свай буронабивным способом с постоянной оболочкой (не извлекаемой) – этот способ практикуется при устройстве фундаментных опор на грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, сложенных из пород с низкой несущей способностью, которые могут в процессе бетонирования размываться грунтовыми водами.

Рекомендуем посмотреть, как происходит работа по устройству буронабивных опор.

 

Устройство фундамента из буронабивных стержней: этапы работ

Перед тем, как забетонировать фундаментные опоры буронабивным методом, стоит подготовить строительную площадку. Территорию необходимо очистить от строительного мусора и растительных остатков, при необходимости произвести корчевку старых деревьев. При неровном рельефе – спланировать территорию с помощью бульдозера.

На территории застройки размечают места погружения свай. Расстояние между отдельными стойками предусматривается длиной до 3 метров в устойчивых грунтах. В проблемных грунтах (подвижные, оползневые, водонасыщенные, пылеватые, лессовидные) – расстояние принимается до 2 м.

После окончания работ по разметке, специальным буром в указанных точках проводят бурение скважин. Для бурения может использоваться специальная установка или ручной садовый бур.

В подготовленные скважины опускается опалубка (обсадная труба), для изготовления которой часто используют пластиковые и асбестоцементные трубы. Внутрь опалубки укладывается арматурный каркас, высота которого должна превышать длину трубы (над поверхностью свай оставляют выпуски каркасной арматуры до 15 см, если планируется возвести фундамент с ростверком).

Посмотрите видео, как происходит заливка буронабивных свай для частного дома.

Заполнять опалубку бетоном можно не в один день, поэтому трудоемкость работ снижается. После затвердения бетонной смеси приступают к устройству ростверка. На фундаментах из буронабивных свай предусматривается устройство жесткого ростверкового пояса из бетона.

Если опорное основание возводится на пучинистых грунтах, ленту ростверка следует приподнять над поверхностью почвы, такое положение конструкции предупредит ее разрушение при подвижках грунта под воздействием сил морозного пучения. Дом, построенный на сваях, отличается повышенной устойчивостью, прочностью и долговечностью.

Бетонные винтовые сваи - "Винт Монолит"

Компания Винт Монолит является производителем железобетонных винтовых свай. Теперь нашим клиентам доступен нержавеющий свайно-винтовой фундамент, который простоит долгие годы без обслуживания.

Бетонные винтовые сваи в Москве

Бетонные винтовые сваи для фундаментов

Бетонный винтовой наконечник

Комбинированные бетонные винтовые сваи

Аналогом может выступать любой вид оцинкованных винтовых свай и забивных железобетонных свай. Преимуществ у бетонных винтовых свай значительно больше чем у стальных (металлических) или забивных железобетонных свай. Бетонные винтовые сваи не ржавеют, можно монтировать как под уклоном, так и в воду. Данный вид свай можно использовать как просто оперев на них строение через специальные оголовки, так и связав их в единый монолитный ленточный или плитный фундамент.  

Технические характеристики бетонных винтовых свай

Длина, мм От 1000 до 4000
Диаметр, мм 152
Вес, кг От 30 до 200
Марка прочности B30-B40 (М400-M500)
Несущая способность в глине от 3,5  т
Несущая способность в суглинке 5 т
Несущая способность в песке От 6 т

Где применяются бетонные винтовые сваи:

  • Частное загородное домостроение (жилые, гостевые и дачные дома, бани, хозпостройки)
  • Строительство ленточных и плитных фундаментов, включая те, которые требуется построить на больших перепадах. Применение этой технологии позволяет существенно экономить на бетоне. 
  • Промышленные объекты (возведение складов, ангаров, беседок и павильонов, промышленных теплиц, ЛЭП, вышек сотовой связи)
  • Огораживающие и рекламные конструкции (строительство заборов, шумо- и ветро- защитных ограждений и щитов, мачт и флагштоков, тяжелых рекламных и декоративных конструкций)
  • Сельскохозяйственные предприятия, фермы
  • В качестве опор для надводных и надземных построек: пирсов, причалов, набережных
  • Реконструкция существующих зданий и фундаментов

Этапы производства бетонных винтовых свай

  • Изготавливается стальной каркас из арматуры и профильной металлической трубы
  • Арматурный каркас помещается в специальную резиновую форму-опалубку
  • На автоматизированном комплексе дозирования готовится бетон
  • В форму под давлением подается бетон М400-М500 с гидрофобными добавками и тщательно вибрируется
  • Заготовка сваи отправляется в прогревочную камеру, где за 10 часов набирает около 50% прочности
  • Каждое изделие обязательно «дозревает» при определенных температурных условиях в течение 7 суток

Преимущества бетонных винтовых свай

  • Не подвержены коррозии
  • Цена ниже, чем у оцинкованных металлических свай
  • Арматурный каркас, позволяет надежно увязать сваи с ленточным или плитным фундаментом
  • Высокая несущая способность
  • Срок службы более 100 лет
  • Монтаж фундамента 1 день
  • Установка практически в любой грунт
  • Независимость от времени года
  • Дальнейшее строительство дома можно начать на сразу после монтажа фундамента

Комбинированные бетонные винтовые сваи

Диаметр основания 152 мм. Продолжение выполнено из трубы диаметром от 89 до 133 мм. Соединение трубы и бетона выполнено через закладную деталь, которая в бетонном основании жестко связана с арматурным каркасом. Данный тип сваи более экономичен, чем цельнолитые сваи, как в плане производства, так и монтажа. Является аналогом обычных металлических винтовых свай, но более долговечен и способен выдерживать нагрузки, в два и более раза больше. Винт не ржавеет и не гнется при установке.


Бетонный винтовой наконечник

Эту продукцию мы выделили в отдельный товар, так как в таком виде ее могут использовать как компании и бригады, занимающиеся строительством, так и те, кто решил выполнить все работы самостоятельно.

Варианты использования бетонных винтовых наконечников обширны. Они отлично подойдут для самостоятельного изготовления винтовых свай различных диаметров как под заборы, ворота, так и обычных строений. Для этого понадобится лишь приварить к закладной детали трубу.

Для более экономичного строительства заборов, бетонный винтовой наконечник можно использовать без надставки, просто приварив к закладной детали ответный столб. Длина составляет 1 метр. Причем для изготовления не понадобится дорогостоящее оборудование, такое как: труборез, плазморез, пресс для гибки лопастей, компрессор и прочее.

Цены на винтовые сваи можно посмотреть здесь. Оптовикам предусмотрены скидки.

По вопросу закупки звоните к нам в офис по телефону (495) 540-52-34 или присылайте заявку на почту  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В нашей компании Вы можете заказать установку бетонных винтовых свай по низкой цене.

 

 

Фундамент на железобетонных сваях - преимущества и недостатки забивных фундаментов

Свайный фундамент состоит из двух частей. Опоры предназначены для передачи давления на несущий слой, ростверк принимает нагрузку, создаваемую сооружением, и равномерно распределяет ее на сваи. Монтаж обвязки придает конструкции жесткость, делает фундамент более устойчивым к вертикальным и горизонтальным нагрузкам. Для усиления свайных фундаментов используют ростверки двух типов — металлические и железобетонные.

Для обвязки первого типа используют стальные балки, которые хорошо держат форму и сохраняют прочность при больших нагрузках на изгиб. Это швеллер с сечением в форме буквы П и двутавр с Н-образным сечением. Ее монтаж выполняется следующим образом. На верхушки свай надевают стальные оголовки, к которым по контуру фундамента приваривают металлические балки. Благодаря дополнительным ребрам жесткости такой каркас обеспечивает высокие показатели прочности обвязки.


Железобетонный ростверк представляет собой монолитную конструкцию из бетона и арматуры. На сваях по периметру основания сооружают деревянную опалубку, внутрь укладывают арматурный каркас. Чтобы сделать конструкцию более прочной и устойчивой армокаркас приваривают к арматуре, выступающей из верхушек обрезанных свай. После этого внутрь опалубки заливают бетон и оставляют для застывания и набора прочности.

Бетонный ростверк бывает трех типов:

  • Висячий. Опорная конструкция расположена на высоте 15 см и более от почвы. Используется при строительстве на участках с перепадами по высоте.
  • Мелкозаглубленный. Нижний край ростверка проходит на 10-30 см ниже уровня грунта. Служит защитой подпольного пространства от продувания и промерзания.
  • Заглубленный. Чтобы залить такой ростверк выкапывают траншею как для ленточного фундамента. Он служит дополнительной опорой сооружению, усиливая свайное основание.

Фундамент на основе свайных конструкций будет надежным основанием для загородного дома из дерева, кирпича, пенобетона, газоблока. Чтобы исключить вероятность ошибок в проектировании и монтаже выполнением ответственных и технически сложных работ должны заниматься специалисты.

характеристики, виды, маркировка и монтаж

Железобетонные сваи нашли свое применение с 1897 года. Зачастую их используют в строительстве фундаментов для многоэтажных зданий и сооружений. Применение свай актуально при возвышении тяжеловесных конструкций за счет своей несущей способности. На конструкцию арматуры влияют нагрузки, гидрогеологические условия местности, на котором планируется стройка и другие факторы. Выбирая железобетонные основы, сооружению не потребуется ремонт на протяжении многих десятков лет.

Технические характеристики

Характеристики свай, как и других конструкций из железобетона, состоят из марки бетона, необходимого для приготовления опоры. Для прочности конструкции применяются бетоны с высокой маркой. Маркируя для сваи железобетон, указывают цифры сорта раствора, которые, в свою очередь, определяют предел прочности при сжатии и класс бетона.

В соответствии с ГОСТом определяют устойчивость к морозу и влаге, показатели, которые зависят от марки бетона. При маркировке морозостойкость обозначают латинской буквой «F», а влагостойкость буквой «W». С помощью размеров основания узнают вес опоры из железобетона. Масса железобетонного изделия больше, если применяются большие размеры основы. Также вес железобетонной конструкции зависит от типа используемого бетона. Преимущество отдают забивной свае, с поперечным сечением 80 см. Они, в свою очередь, подразделяются на несколько видов:

  • арматура, которая в процессе изготовления подвергается напряжению;
  • железобетон ненапрягаемый. Используют стержневую арматуру и арматурную проволоку.
Вернуться к оглавлению

Достоинства и недостатки

Бетонные сваи вне зависимости от вида имеют такие преимущества:

  • Продолжительность использования свай при соблюдении технологических правил его изготовления достигает ни много, ни мало почти век. При этом период эксплуатации протекает без ремонта изделия.
  • Железобетонная свая обладает высокой прочностью и выдерживает на себе тяжеленные нагрузки.
  • Опорам присуща устойчивость, а значит, их можно погружать глубоко в грунт. Также они стойки к атмосферным воздействиям.
  • Способность опор фиксироваться на сложном ландшафте за счет применения основ различной длины.

Существенным недостатком основ из железобетона является их большой вес, значит, требует значительных усилий для их установки и транспортировки.

Вернуться к оглавлению

Разновидности и примеры маркировки

Маркировка опор состоит из группы букв и цифр, с помощью которых определяют типы и размер изделия, измеряемый в дециметрах. Также указывают класс напрягаемой и тип ненапрягаемой арматуры. И в завершение маркирования указывают тип стыка, который бывает: болтовой, сварной, стаканный.

В строительстве зданий и сооружений используют железобетонную опору, которая бывает:

  • Монолитная. Не имеет пустоты внутри изделия, и чтобы погрузить ее, выемка в грунте необязательна. Их погружают с помощью молота или пресса, который вбивает или вдавливает основу конструкции в почву.
  • Пустотелая. Представляет собой оболочку и для ее погружения необходима скважина в грунте.
  • Набивная. Основу на железобетонных сваях погружают в приготовленную заранее выемку.
Вернуться к оглавлению

Монолитные

Забивные монолитные изделия бывают:

  • Квадратной формы, круглой, тавровой и трапециевидной.
  • Конструкция опоры может быть составная и цельная.
  • По форме поверхности нижнего торца основы имеют форму груши и могут быть заостренными и тупыми.
Вернуться к оглавлению

Пустотелые

Пустотелые сваи.

Пустотелые опоры или как их еще называют, оболочковые, бывают таких видов:

  • С продольной арматурой или без нее.
  • Опора круглая или квадратная с круглой полостью.
  • Цельные или состоящие из отдельных частей (составные).
  • Опоры в виде призмы или цилиндра.
Вернуться к оглавлению

Набивные

Забивная опора бывает:

  • сплошная, не имеющая утолщений конструкции;
  • опора с наличием утолщений в придонной области.

Использовать забивные сваи в монтаже конструкции удобно, так как они более контролируемы по проектируемым размерам и выдерживают большую нагрузку.

Вернуться к оглавлению

Технология погружения в грунт

Перед тем как погрузить основу в грунт, нужно провести ряд подготовительных мероприятий, которые включают в себя: испытание эталонной сваей, анализ местности и почвы, ее рельефность. Определяются с типом железобетонных свай, и продумывает способ перемещения сваебойной установки к месту их погружения. Далее подготавливают скважину для пустотелых оснований и делают пробную забивку свай, чтобы выяснить их несущую способность. В зависимости от свойств почвы рассчитывается очередность забивки опоры.

Монтаж с помощью вибропогружателя.

Чтобы погрузить цельные и составные основы в грунт, не обойтись без усилий, которые бывают динамические и статические. Забивая висячие, шпунтовые опоры, наносят удары по их верхушке, при этом применяют наголовники, которые будут оберегать головку сваи от удара молотом.

Для монтажа опор в почву с большим содержанием воды применяют вибропогружатели. Последовательность процесса начинается с подъема опоры в нужное положение и опущения изделия в грунт. Далее транспортируют установку для забивания свай на проектируемое место и непосредственно начинают процесс погружения.

Установка для забивки основ представляет собой:

  • движущуюся на канате чугунную бабу;
  • молот для погружения опоры в грунт;
  • вибропогружатель;
  • силовые механизмы, состоящие из компрессора и паросиловой установки;
  • автоматизированные и ручные лебедки для поднятия свай и молота.

Заканчивают забивать основы после того, как они достигнут заданного в проекте отказа. Монтаж изделия с помощью вибропогружения. Происходит процесс трения и сцепления в грунте за счет вибрации предусмотренной частоты. Применяя завинчивание в погружении опоры, процесс происходит благодаря наличию на установке винтовых наконечников. Для погружения используют сделанную на базе автомобиля самоходную установку или гидрокабестан.

Погружая железобетонные сваи, прилагаются немалые усилия, облегчить этот процесс можно с помощью подмыва грунта, для этого струей воды разрыхляют почву и тем самым снижают сопротивляемость при установке основ.

Забивая цельную или составную опору с помощью вибромолота, вибрационные волны направляются на сваю, проходя по спиральным пружинам, при этом основа вибратора в процессе вибрации бьет бойком по голове опоры. Используя в монтаже забивание, нужно учитывать его шумовое воздействие, потому устанавливать таким способом конструкцию из бетона предпочтительней вдали от жилых массивов.

Бетонная свая: технические характеристики и маркировка, области применения, методы установки, винтовые и буронабивные варианты, | ofundamentah.com

Фото классического бетонного столба

Фото классического бетонного столба

Что нужно знать о бетонных стержнях

Мы неспроста сразу указали железобетон, дело в том, что без армирующего элемента, бетон сам по себе не сможет отвечать всем требования, которые предъявляют к свае, а это:

  • Прочность и адекватное взаимодействие с нагрузками.
  • Высокий уровень сжатия.
  • Практически универсальность в решении вопросов со сложными и проблемными грунтами.

Без арматуры бетон попросту будет разваливаться и не сможет отвечать ни одному из вышеперечисленных требований. Поэтому, говоря о бетонном стержне, мы в любом случае имеем в виду именно ж/б изделие, это к слову о терминологии.

Итак, охарактеризуем сваю как изделие, которое принимает на себя несущие нагрузки здания и рассеивает их, отдавая все грунту.

Технические характеристики и маркировка

Давайте определимся для начала, какие бывают типы свай:

  • Деревянные. Такие стержни все еще применяются в частном строительстве, при соответствующей обработке древесины.
  • Металлические. Как правило, это винтовые стержни.
  • Железобетонные стержни.
Железобетонные изделия

Железобетонные изделия

По своим техническим характеристикам все эти типы сильно разнятся, поэтому мы остановимся только на нашем варианте, а именно на железобетоне:

  • Прочность. Маркировка М, и в основном она начинается с показателя в 150. Это означает, что на один квадратный сантиметр приходится нагрузка в 150 кг. Естественно, что чем выше маркировка, тем в более экстремальных областях строительства может использоваться стержень.
  • Морозостойкость. Маркировка F, здесь все зависит от того, на сколько циклов замерзания и оттаивания рассчитаны бетонные сваи.
  • Водопоглощение. Маркировка W. Не забываем, что сваи часто используются не только в малоэтажном строительстве, но и в устройстве мостов, где стержень полностью или частично погружен в водную среду.
  • Сечение. Для Ж/Б стержней сечение может начинать от 30 см, и представляться в виде прямоугольника или круга.
Важно!
Сваи сечением 30х30 см, это вариант промышленного и многоэтажного строительства, причем стержень, это готовое изделие, которое просто погружается в грунт несколькими способами.
Погружение сваи

Погружение сваи

В частном, малоэтажном строительстве зачастую применяются сваи намного меньшего сечения, особенно если мы говорим и винтовом варианте металлического стержня.

Области применения

Мы не можем пройти мимо этого вопроса. Дело в том, что здесь нельзя дать четкого ответа. Поясним.

Само по себе свайное применение в области строительства фундаментов развито неоднородно. К примеру, различные типы стержней давно с успехом применяются в строительстве промышленных зданий, но при этом, эта же тема не очень сильно развита в малоэтажном возведении домов.

Что мы знаем о применении именно в условиях частного жилого сектора:

  • Используются на проблемных, сыпучих, болотистых, пучинистых грунтах. Особенно актуально строительство свайного фундамента на водонасыщенном грунте.
  • При неравномерном рельефе. К примеру, на обрывах и крутых склонах.
  • При строительстве легких конструкций, например, каркасных домов.

И в каждом из этих случаях, инструкция по возведению основания может предлагать использование именно свай. Какими именно они будут, это уже вопрос вторичный, основные функции и назначение свое они выполняют всегда.

Пример дома на сложном рельефе

Пример дома на сложном рельефе

Методы установки

Чтобы понять насколько рациональным выглядит использование бетонной конструкции сваи, мы предложим несколько вариантов погружения:

  • Простой ударный метод. Молот опускается на оголовку стержня, и вбивает его в почву на проектную глубину.
  • Вибровдавливание. Методом вибрации грунт разжижается и стержень погружается не испытывая сильного трения и сопротивления.
  • Вдавливание. Этот метод отлично подходит для работы в условиях= плотной городской застройки. Воздействие на сваю происходит при помощи статического усилия.
  • Буронабивной. Сначала бурится скважина, затем в нее устанавливается стакан и арматура, а после заливается бетонная смесь.
Вдавливание стержня

Вдавливание стержня

Важно!
Каждый из выше обозначенных методов подходит для строительства фундамента в малоэтажном сегменте, однако цена выбора может быть достаточно высокой, поэтому необходимо правильно подходить к этому вопросу.

Что можем мы

Постоянный вопрос, который возникает при обсуждении применения сваи в строительстве фундамента.

На самом деле, если отталкивать от того, что мы абсолютно все хотим сделать собственными силами, то у нас есть два варианта:

  • Устройство свайного поля при помощи винтовых стержней.
  • Устройство буронабивных свай неглубокого заложения.

В обоих случаях мы способны все сделать в соответствии с требованием проекта и всеми технологическими нормами.

Свайное поле из винтовых стержней

Свайное поле из винтовых стержней

Винтовой вариант

Чтобы понять, как мы можем использовать бетонные винтовые сваи, определим, что это такое. Основная конструкция, это металлический стержень, с полостью на одном конце и техническими отверстиями на другом. После погружения, стержни можно окружить бетоном, что и дает нам бетонную конструкцию.

Процесс установки происходит следующим образом:

  • Производится разметка участка строительства. Основное внимание уделяем тому, чтобы стержень полностью располагался по проектным чертежам.
  • Производим погружение винтовой сваи в грунт. Обязательно проверяем погружение по уровню. Допустимая погрешность в уровне наклона не должна превышать 2 градуса.
  • Ввинчиваем сваю на проектную глубину.
  • Далее производим отрез стержня, предварительно отметив все по гидроуровню.
  • После того, как сваи подрезаны, можно залить бетонное «обрамление», и наварить оголовки.

В принципе, обрамление не является обязательным условием для создания этого типа базиса под дом, особенно, если мы говорим о строительстве легкой конструкции.

Буронабивной вариант

Этот тип основания во многом схож с вышеописанным, только потребует от нас бетонирования скважины.

Схематически его можно определить так:

Устройство буронабивной сваи

Устройство буронабивной сваи

  • Подготовка, разметка участка.
  • Бурение скважин на глубину промерзания.
  • Установка подушки из песка и утрамбовка ее на дне скважины.
  • Установка рубероидного стакана.
  • Установка арматуры.
  • Заливка бетона.

Все это мы довольно просто и быстро делаем своими руками, при этом можем реально отследить качество выполняемых работ.

Совет!
В конструировании буронабивных стержней можно использовать не простой вариант известкового щебня, а гранитный гравий.
Стоимость бетонных работ несколько возрастет, равно как и прочность сваи.

Интересные инновации

Именно так можно охарактеризовать вариант фундамента, при котором бетонная плита на винтовых сваях располагается.

Суть в том, что не каждое строение может быть удовлетворено просто брусом или ленточным ростверком на винтовых сваях. Чисто технологически может быть необходимость в использовании и стержней и монолита.

Плиты на сваях

Плиты на сваях

В этом случае, на специальные стержни устанавливается бетонная плита.

Преимуществ у такого метода немало:

  • Нет необходимости в дренаже.
  • Скорость создания монолитного основания очень мала.
  • Высокая несущая способность стержней и плиты.
  • Отсутствие сезонных подвижек фундамента.

Вывод

Все работы, связанные с бетонными стержнями можно условно разделить на те, которые требуют громоздкой спецтехники, и те, что мы можем выполнить практически или полностью самостоятельно.

В основе любого метода заложены одинаковые принципы взаимодействия сваи, нагрузок строения и почвы, поэтому окончательный выбор происходит на основе геологической разведки почвы и проекта строительства. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Читать далее...

винтовые сваи или бетонные (забивные, буронабивные, сваи-оболочки)?

Забивные ж/б сваи в большинстве случаев работают как висячие, то есть их несущая способность обеспечивается в первую очередь трением по боковой поверхности. Следовательно, при проектировании фундамента на их основе необходимо дополнительно выполнять расчеты на воздействие касательных сил морозного пучения.

Морозное пучение связано с наличием в порах грунта воды и ее замерзанием.

На степень пучинистости влияют разные факторы, в том числе уровень расположения грунтовых вод. Так если он расположен выше отметки глубины промерзания, то выпучивание фундаментной конструкции может достигнуть нескольких метров. Кроме того, грунт в разных частях участка может подниматься на разную высоту, что усугубляет негативное воздействие на основание.

В результате с течением времени фундамент неравномерно деформируется, что вызывает крены, образование трещин и т.д.

В связи с этим согласно обязательному приложению Ж «Расчет свайных фундаментов на воздействие сил морозного пучения» СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»: «при строительстве зданий и сооружений на свайных фундаментах в сезоннопромерзающих или искусственно замороженных пучинистых грунтах необходимо учитывать касательные силы морозного пучения. Расчет оснований и свайных фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения грунтов следует производить при эксплуатации неотапливаемых сооружений, мачт линий электропередачи и мобильной связи, трубопроводов и др.».

К неотапливаемым сооружениям относят все строения, которые не оказывают теплового воздействия на грунт. Так как большинство строений на свайных фундаментах имеют высокий ростверк, и их пол не соприкасается с грунтом, они не оказывают теплового воздействия на грунт под ними.

Таким образом, для свайных фундаментов с высоким ростверком (исключением являются фундаменты из широколопастных винтовых свай, при установке которых лопасть располагается за глубиной промерзания, что позволяет ей противостоять негативному воздействию касательных сил морозного пучения) нужно обязательно выполнять расчет по устойчивости, подтверждающий, что удерживающие силы (собственный вес, полезная нагрузка, силы сопротивления, удерживающие сваю от выпучивания из-за трения ее боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания) превосходят «выпучивающие» (касательные силы морозного пучения).

В случае касательных сил грунт примерзает к боковым стенкам фундамента, поднимая их за счет сил бокового трения, образовавшихся при смерзании. Примерзнув к стенкам фундамента, вспучивающийся грунт поднимает и фундамент, разделяя его на части. Эти силы могут достигать 5-7 тс на квадратный метр боковой поверхности фундамента.

Формула расчета имеет вид:

Расчеты на действие сил морозного пучения в средне- и сильнопучинистых грунтах показывают, что для уравновешивания касательных сил морозного пучения для пригруженных сооружений нужна заделка в непучинистые грунты на глубину равную слою сезонного промерзания. Для непригруженных и легких сооружений – на глубину не менее 2 толщин сезоннопромерзающего слоя.

При нормативной глубине промерзания 1,5 м, минимальная глубина забивки свай составляет в средне- и сильнопучинистых грунтах:

  • для пригруженных сооружений – 3 м;
  • для непригруженных и легких – 5,5 м.

Так как забивные сваи малого сечения устанавливаются с помощью малогабаритных сваебойных установок, часто они оказываются заглублены в грунт не более чем на 3-4 м, что создает серьезную угрозу безопасности.

Еще один важный аспект – сечение забивных железобетонных свай. Хотя ГОСТ 19804-2012 указывает минимальное допустимое сечение 200х200 мм. Тем не менее, строительные компании часто предлагают сваи сечением 150х150 мм, которых даже нет в нормативных документах. Если же такие сваи выполнены из бетона, марка морозостойкости которого ниже F100, то срок эксплуатации таких конструкций не превысит 5-6 сезонов.

Подводя итог, можно сделать вывод, что забивные железобетонные сваи, при условии их соответствия строительным нормам и правилам, – хорошее, но довольно дорогое решение для фундамента.

В качестве альтернативы могут быть использованы винтовые сваи. Конечно, это решение также имеет определенные особенности, с которыми необходимо считаться (подробнее «Минусы свайно-винтового фундамента»), однако если участь слабые и сильные стороны такой конструкции как на этапе проектирования, так и на этапе строительства, возможно не только избежать проблем, но и добиться увеличения показателей эффективности, срока службы и т.п.

Как спроектировать железобетонную сваю?

В отличие от других общих программ для свай, RSPile - невероятно гибкий инструмент, который позволяет проектировать сваи для всех типов геотехнических проектов, включая как забивные сваи, так и осевые и / или боковые нагрузки. В рамках этих опций RSPile включает в себя множество инструментов, позволяющих настраивать сваи, в том числе Concrete Designer для армированных и предварительно напряженных бетонных свай с осевой / боковой нагрузкой.

Конструктор бетона позволяет легко определять свойства поперечного сечения бетона.Для железобетонных свай это модели армирования, обсадные трубы, стержни и двутавровые балки. Рабочий процесс Concrete Designer рассчитан на скорость и удобство, поэтому вы можете спроектировать бетонную секцию максимально эффективно.

Чтобы получить доступ к Concrete Designer, откройте диалоговое окно Pile Properties , выбрав:

Сваи> Свойства сваи

Диалог свойств сваи

На вкладке Осевая / Боковая выберите тип сваи «Железобетон.Появится кнопка дизайна, которая позволит вам открыть Concrete Designer.

Concrete Designer - Элемент армирования

При проектировании железобетонных секций Concrete Designer отобразит три вкладки: Армирование, Корпус / Сердечник и Двутавровая балка. Эти вкладки позволяют добавлять и определять эти арматуры для бетонной секции.

Вкладка Армирование позволяет добавлять и определять несколько образцов армирования.С помощью этой функции вы можете определить свой тип узора как радиальный, прямоугольный или создать собственный узор. После выбора типа массива вы можете выбрать из раскрывающегося меню стандартные размеры арматурных стержней, выбрать количество стержней и определить другие аспекты, такие как интервал и расстояние укладки стержней от края бетона или от центра сваи. .

Если добавленный образец армирования имеет определенную глубину и длину внутри сваи, вы можете установить флажок «Предельная длина» и указать глубину и длину армирования.

Concrete Designer - Корпус / основной элемент

Если вы хотите добавить в бетонную секцию обсадную трубу или сердечник, вы можете использовать вкладку Casing / Core . Эта вкладка позволяет добавлять и определять толщину обсадной колонны и диаметр сердечника секции. Просто установите флажки, чтобы добавить кожух или сердечник и определить свойства каждого из них. Если вы добавляете сердцевину, вы также легко можете указать, является ли сердцевина пустотелой или заполненной бетоном, установив флажок. Если добавленная сердцевина пересекается с заданным армированием, появится сообщение об ошибке, и затронутое армирование будет выделено на экране для вас.Если вы добавили обсадную трубу, но не хотите, чтобы свая была полностью обсажена, вы можете установить флажок, чтобы указать длину обсадной трубы.

Конструктор по бетону - добавление двутавровой балки

Если сваю планируется армировать внутренней конструкционной стальной секцией, вы можете перейти на вкладку Двутавровая балка , которая позволяет добавить секцию двутавровой балки к вашей железобетонной секции. Доступны два типа двутавровых балок: канадская сталь и американская сталь, каждая из которых имеет удобный список стандартных размеров для каждого варианта.

Когда вы будете довольны проектом железобетонной секции, просто нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.

Узнать больше

Дополнительную информацию о RSPile и инструменте Concrete Designer можно найти в разделе онлайн-справки RSPile . Здесь вы найдете более подробную информацию о RSPile и новое руководство, которое проведет вас через все этапы проектирования железобетонной сваи.

Забивная бетонная свая

: конструкция, применение и преимущества

🕑 Время чтения: 1 минута

Забивные сваи из сборного железобетона сооружаются путем забивания свай в почву на глубину более 40 м с помощью регулируемого гидравлического или дизельного молота.Забивные сборные железобетонные сваи широко используются из-за их универсальности и пригодности для большинства грунтовых условий. Эти сваи могут использоваться для фундамента всех типов инженерных сооружений практически при любых почвенных условиях.

Забивные сборные железобетонные сваи особенно подходят там, где фундаментный слой перекрыт мягкими отложениями и агрессивными или загрязненными почвами. Сваи производятся на заводах под качественным контролем и состоят из сегментных отрезков железобетонных секций длиной от 3м до 15м с требуемым или стандартным поперечным сечением.

Содержание:

  • Последовательность изготовления сборных бетонных свай
  • Материалы свай
  • Порядок строительства сборных бетонных свай
  • Области применения
  • Преимущества сборных бетонных свай
  • Недостатки

Последовательность производства

Сборных железобетонных свай
  1. Литье
  2. Работы по натяжению предварительно напряженной сваи
  3. Отверждение
  4. Отпускание при предварительном натяжении сваи
  5. Отделка
  6. Разметка сваи
  7. Транспортировка и хранение сваи

Свая

Материалы
  1. Бетон
  2. Опалубка
  3. Предварительно напряженная сталь
  4. Арматура
Рис.1: Сборная бетонная свая

Порядок сооружения сборной бетонной сваи
  1. Перед тем, как приступить к забивке сваи, необходимо определить методы защиты верхней части сваи от разрушения. Это можно определить исходя из требований к концевым подшипникам и условий движения.
  2. Перед началом строительства необходимо убедиться, что свая набрала полную прочность.
  3. Уложите сборную железобетонную сваю в указанном месте.
  4. Забейте сваю в землю ударным молотком для забивки сваи.
  5. Специальная деревянная набивка или синтетический амортизирующий блок обеспечивает адекватную защиту головки сваи во время забивки.
  6. С контролем забивки, достигаемым путем измерения набора, свая забивается в устойчивый слой грунта на глубину, равную диаметру сваи один раз.
Рис. 2: Защита головки сваи от повреждений во время забивки Рис.3: Установка для забивки сваи

Приложения
  • Может применяться практически во всех типах строительства, особенно в агрессивных почвенных условиях.
  • Подходит для строительных площадок, где присутствует толстый мягкий грунт и / или высокий уровень грунтовых вод, что создает проблемы для обычного строительства свай.
  • Сваи большого размера могут использоваться для ветряных турбин и пилонов, фундаментов речных мостов, опор мостов и опор, морских сооружений.
Рис. 4: Забивка бетонных свай

Преимущества сборных железобетонных свай
  1. На участке не образуется грунт
  2. Не подвержен влиянию грунтовых вод
  3. Экономичная форма глубокого фундамента
  4. Скорость установки
  5. Сваи, не подверженные воздействию грунтовых вод
  6. Подходит для малых и больших сложных проектов
  7. Способен выдерживать простые сжимающие нагрузки или сложные комбинированные нагрузки

Недостаток с
  1. Повреждение сваи может произойти в месте, невидимом с поверхности во время забивки.
  2. Свая может сместиться вбок, если натолкнется на какие-либо препятствия, например камни в земле.
  3. Длина сваи оценивается до начала забивки, но точность этого предположения известна только на месте, где короткие сваи сложно наращивать, а длинные сваи могут оказаться дорогостоящими и расточительными.
  4. Для забивки свай требуется большая буровая установка, а также требуются твердые опоры, чтобы гарантировать, что поверхность земли пригодна для забивки свай.

Подробнее: Какие методы забивки свай над водой?
Подробнее: Процесс строительства забивных монолитных бетонных свай

Новая эра? Бетонные сваи UHPC против стальных свай

Большинство из нас, работающих в строительной отрасли, хорошо знакомы с сваями.Двумя наиболее распространенными типами свай являются бетонные и стальные сваи. Хотя эти два типа свай очень разные, каждый имеет определенные преимущества перед другим.

С введением новой инновационной технологии производства бетона - бетона со сверхвысокими характеристиками (UHPC) - многие из преимуществ, которыми могла обладать сталь, должны быть пересмотрены.

Мы даже можем предсказать, что сваи UHPC приведут к упадку стальных свайных фундаментов.

Столкновение: сталь против бетонных свай

Стальные сваи

Опять же, большинство из нас знакомы с преимуществами стальных свай:

  • Часто рассматриваются как самые прочные сваи в отрасли из-за их впечатляющей прочности на растяжение и сжатие (обычно в диапазоне 50 000 фунтов на квадратный дюйм [psi]).
  • Легче традиционных бетонных свай, что упрощает их транспортировку и установку.
  • Сварку легче соединять, чем стандартные бетонные сваи.
  • Используется для поддержки более тяжелых конструкций, таких как небоскребы и большие мосты.
  • Может проникать в твердые слои почвы.

Недостатки стальных свай:

  • Дороже бетона.
  • Корродировать и разрушаться легче, чем бетон; обычно это результат влажности окружающей среды и химически активных почв.

Бетонные сваи

Следует учитывать два типа бетонных свай - сборные железобетонные сваи и монолитные бетонные сваи. Основное различие между ними заключается в том, что сборные сваи могут быть построены различных форм и размеров в соответствии с потребностями вашего проекта.

Преимущества бетонных свай:

  • Дешевле стали.
  • Качество бетона можно проверить перед тем, как забивать сваи в землю.
  • Более стабильна на более мягких почвах; местное продольное изгибание играет меньшую роль.

Недостатки бетонных свай:

  • Может вызвать сильное смещение почвы.
  • Может быть повреждено во время движения.
  • Может со временем ухудшиться из-за неблагоприятных условий окружающей среды, таких как влажность, морская вода и циклы замораживания / оттаивания.
  • Может потребоваться сильное армирование, например углеродное волокно или нержавеющая сталь, для повышения долговечности, что увеличивает стоимость и усложняет строительство.
Предварительный просмотр нашего последнего сеанса испытаний на изгиб с FDOT в Таллахасси, Флорида.На этом изображении показана первая часть нашего первоначального теста на изгиб первичной оси.

Бетонные сваи UHPC: сочетание лучшего из обоих миров

Бетон со сверхвысокими характеристиками (UHPC) - это инновационный бетонный материал, который прочнее и долговечнее, чем традиционный бетон. UHPC преодолевает типичные проблемы со стальными сваями, но также обеспечивает те же преимущества прочности, что и сталь, что делает его лучшим выбором для любой конструкции, требующей свайного фундамента.

Бетонные сваи из UHPC прочнее и служат дольше, повышая качество и безопасность поддерживаемых ими конструкций.Исследования доказали преимущества использования UHPC для свай по сравнению с другими материалами.

Испытания проводились в Айове для свай UHPC для мостов. Результаты показали, что сваи UHPC продемонстрировали высокую прочность и отличные характеристики в очень сложных условиях забивки; даже без наличия подушки. Сваи из UHPC также можно было сделать короче (или можно было бы использовать меньшее количество с учетом дополнительной прочности материала), что повысило эффективность процесса строительства.

В недавней публикации PCI также сообщалось о многих преимуществах свай из сверхвысокого давления (UHPC), в том числе о преимуществах перед сталью.Сваи из сверхвысокого давления (UHPC) демонстрировали небольшую усадку или ее отсутствие и имели высокий модуль упругости. С учетом самовыравнивающегося качества UHPC и армирования стальной фиброй, сваи из UHPC имеют меньшие требования к поперечному сечению и имеют вес и жесткость на уровне стальных свай. Доказано, что сваи UHPC выдерживают тяжелые нагрузки и демонстрируют превосходную долговечность.

По сравнению со стальными сваями, сваи UHPC обладают многими из тех же преимуществ (практически по той же цене), но преодолевают недостатки:

  • Прочность —UHPC имеет прочность на сжатие 30 000 фунтов на квадратный дюйм после полного отверждения, что дает возможность предварительного сжатия путем предварительного натяжения.Это улучшает управляемость и не оказывает значительного влияния на работу или предельную осевую нагрузку. Некоторые конструкции смесей UHPC могут даже достигать 50 000 фунтов на квадратный дюйм, что соответствует таковой для стали.
  • Устойчивость к деградации окружающей среды - Испытания UHPC показали, что образцы были непроницаемы для воды, имели незначительное повреждение поверхности и выдерживали более 1000 циклов замораживания / оттаивания и штормов.
  • Проницаемость —UHPC имеет более высокую плотность, чем обычный бетон.Это делает практически невозможным попадание обычной воды и хлоридов на поверхность UHPC.

Другие преимущества сверхвысокопрочного бетона для конструкции свай:

  • Сниженные потребности в материалах —Меньше материала требуется для строительства бетонных свай из сверхвысокого давления (UHPC), что позволяет сэкономить деньги на стоимости материалов.
  • Сокращение затрат на техническое обслуживание - Многие преимущества UHPC напрямую выражаются в снижении требований к техническому обслуживанию.Строения служат дольше и требуют меньшего ухода.
  • Экономия затрат - Эта новая технология производства бетона обеспечивает гораздо более низкие затраты на жизненный цикл. Поскольку для строительных проектов требуется меньше материалов, снижаются требования к опорам и опорам. Использование бетонных свай UHPC может уменьшить общее количество свай, необходимых для фундамента моста. Увеличенный срок службы UHPC практически исключает затраты на техническое обслуживание и значительно продлевает срок службы продукта. Когда стоимость UHPC распределяется на весь срок службы продукта, он дает значительные преимущества по сравнению со сталью.
Часть вторая наших результатов тестирования из нашей последней сессии с FDOT в Таллахасси, Флорида. Результаты представляют собой испытания вдоль вторичной оси сваи.

Зачем использовать Cor-Tuf для бетонных свай UHPC

Подрядчики и строительные компании должны знать, что на рынке присутствует ряд продуктов UHPC, но не все они одинаковы. Многие обычные смеси UHPC невероятно прочны и долговечны, но создают другие проблемы, когда дело доходит до использования и стабильности.

Например, большинство обычных продуктов UHPC нельзя смешивать, заливать или транспортировать с помощью стандартного бетонного оборудования. Они также не могут производиться массово, что создает нежелательные простои на сайте и может создавать несоответствия в конечном продукте.

Однако

Cor-Tuf UHPC преодолевает все эти препятствия, что делает его правильным выбором для любого проекта, особенно для проектов с бетонными сваями.

Cor-Tuf UHPC может производиться серийно с использованием стандартного оборудования.Вы можете получить однородный продукт с однородной смесью по всей укладке. Фактически, испытания подтвердили стабильность Cor-Tuf UHPC, не обнаружив разграничения между партиями. При использовании обычного UHPC (и даже традиционного бетона) между заливками часто остается холодный шов.

Это происходит, когда одна партия начинает схватываться перед заливкой следующей, и это создает слабые места в структуре. Испытания Cor-Tuf UHPC показали, что между партиями не образуются холодные стыки, что позволяет получить одну однородную деталь, более прочную и долговечную.

Текучесть - одно из основных преимуществ использования Cor-Tuf UHPC по сравнению с обычными смесями для бетонных свай. Cor-Tuf UHPC заливается так же, как и традиционный бетон, и его можно даже перекачивать. Это упрощает использование для больших конструкций, таких как сваи (тогда как с другими смесями UHPC труднее работать).

Еще одним преимуществом Cor-Tuf UHPC является то, что его можно настроить в соответствии с потребностями вашего проекта по укладке бетонных свай. Фирменная смесь может быть изменена для увеличения или уменьшения рабочего времени.Даже силу можно настроить, убедившись, что вы получаете всю поддержку, необходимую для данного проекта.

Были проведены специальные испытания бетонных свай из Cor-Tuf UHPC с отличными результатами. В ходе этих испытаний с помощью Cor-Tuf UHPC на крупном серийном заводе были изготовлены одна 100-футовая предварительно натянутая сваи и две 30-футовые предварительно натянутые сваи.

Испытания подтвердили, что сборные сваи не имеют пустот и признаков внутренней усадки в процессе отверждения.30-футовая свая была способна выдержать давление изгиба вниз 84 000 фунтов на квадратный дюйм и прогиб на 4,5 дюйма перед разрушением. При растрескивании сваи точка ее разрушения консолидировалась в одну зону без дополнительных расходящихся трещин по сторонам сваи.

100-футовая сваи Cor-Tuf UHPC подвергалась давлению от молотов D36 и D62. Независимо от того, какой молот был использован, или насколько сильно или быстро мы пытались ударить по свае, наши данные по этому событию показали, что структурная целостность сваи никогда не опускалась ниже 100 процентов.

В то время как стальные сваи предлагают подрядчикам и инженерам ряд преимуществ, появление бетонных свай из сверхвысокого давления (UHPC) знаменует собой начало новой эры. Бетонные сваи UHPC обладают рядом преимуществ по сравнению со стальными сваями при практически той же цене, что делает их самым разумным выбором и разумным вложением средств для ваших будущих проектов свай.

В настоящее время мы работаем над несколькими проектами по укладке водородных свай UHPC в Срединно-Атлантическом регионе. Оставайтесь с нами, чтобы увидеть полные результаты испытаний и предстоящее видео с наших последних сессий испытаний на изгиб с FDOT в Таллахасси, Флорида.

Использование бетонных свай по сравнению со стальными сваями

Стальные сваи и бетонные сваи не являются взаимозаменяемыми решениями для ремонта фундамента. Для каждого из них требуются разные методы установки, и выбор того или другого будет зависеть от типа структурных повреждений вашего дома. Мы объясним разницу и факторы, определяющие, когда каждый метод наиболее эффективен.

Что такое сваи?

Во-первых, давайте объясним, как работают опорные сваи.Это толстые вертикальные столбы, глубоко вдавленные в почву. Это обеспечивает прочную опорную основу для фундамента, когда почва слабая и не может удерживать фундамент в устойчивом состоянии. Сами по себе столбы не полностью выдерживают вес здания. Скорее, они переносят вес на более прочный слой камня и гравия, который находится на несколько футов ниже поверхности почвы.

Бетонные и стальные сваи - два основных типа, которые мы обсудим в этой статье. Однако для некоторых применений могут потребоваться и другие типы свай, например, возведенные из дерева или композитного материала.

Что такое бетонные сваи?

Бетонные сваи обычно используются для ремонта фундаментов жилых домов и небольших коммерческих объектов. Он состоит из сверхпрочных бетонных колонн, вдавленных глубоко в почву, чтобы обеспечить опору для фундамента. Верхняя часть состоит из прочных бетонных крышек, за которыми следует бетонный цилиндр, который находится между колонной и фундаментом.

Что такое стальные сваи?

Теперь, когда вы разбираетесь в бетонных сваях, вы, вероятно, можете догадаться, что стальные сваи более или менее похожи, за исключением того, что колонны состоят из стали, а не из бетона.Сталь обладает высочайшей прочностью на разрыв. Исключительная долговечность также позволяет им углубляться в землю и преодолевать плотный слой твердого гравия.

Стальные сваи предназначены для работы с самыми тяжелыми конструкциями, такими как небоскребы, автомобильные мосты и вертикальные башни. За счет материала этот тип ворса более дорогой. Однако это не проблема для жилых домов в Техасе, так как для большинства домов требуется только бетонная укладка.

Параллельное сравнение

Бетонные сваи

  • Для жилых и легких коммерческих зданий
  • Дешевле установить

Стальные сваи

  • Самая прочная свая в отрасли
  • Зарезервировано для самых тяжелых конструкций, таких как небоскребы и мосты на дорогах общего пользования
  • Более дорогая установка

Укрепление фундамента

Align Foundation Repair выполняет установку как бетонных, так и стальных свай.Позвоните нам, если вы заметите структурные повреждения в своем доме или на работе. Бесплатная проверка определит лучший метод ремонта вашего фундамента в регионе Даллас-Форт-Уэрт. Типы почвы также могут определять подходящий материал сваи.

Microsoft Word - ATC-15-16_Watanabe.docx

% PDF-1.4 % 74 0 объект > / OCGs [114 0 R] >> / PageLabels 65 0 R / Страницы 67 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 113 0 объект > / Шрифт >>> / Поля 118 0 R >> эндобдж 71 0 объект > поток PScript5.dll Версия 5.2.22018-11-01T13: 53: 03-07: 002018-11-01T13: 28: 02-07: 002018-11-01T13: 53: 03-07: 00application / pdf

  • Microsoft Word - ATC-15 -16_Watanabe.docx
  • Кэрри
  • Acrobat Distiller 19.0 (Windows) uuid: 9f76cf3f-d6be-4ddd-80b7-767887f100aauuid: 867b16f3-9ed2-4ab4-a043-936fdf9caf89 конечный поток эндобдж 75 0 объект > эндобдж 65 0 объект > эндобдж 67 0 объект > эндобдж 76 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 1 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 4 0 obj > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 12 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 20 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 23 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 28 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 36 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / Type / Page >> эндобдж 140 0 объект > поток HW ۊ} GB = @ tL ~ 0; avm-_ ~ ߑ uTW%.& ®'RT5igr's11D (rbo $, _ c \ Z3J) = pmWiam9

    Модельные испытания и численное моделирование

    Для решения проблемы недостаточной несущей способности существующих бетонных свай, тип бетонной сваи с дополнительным удлиненным усилением Ядро спроектировано путем вставки стальной трубы через направляющее отверстие и заливки сердечника бетоном. Для выявления механических характеристик усиленных свай были проведены испытания на масштабной модели и моделирование методом конечных элементов. Результаты показали, что как вертикальная, так и горизонтальная несущая способность увеличиваются с увеличением длины стержня жесткости.Осевое усилие усиленного сердечника также меньше, чем у обычных бетонных свай, а расширенное ядро ​​может разделять осевое усилие фундаментной сваи для улучшения распределения напряжений в теле сваи. Эти результаты указывают на полезный и общий метод увеличения несущей способности существующих бетонных свай.

    1. Введение

    Благодаря характеристикам высокой несущей способности, надежному качеству строительства и широкому спектру применения бетонные сваи широко используются во всех видах проектов нового строительства и реконструкции.Однако из-за множества неконтролируемых факторов (таких как мягкий грунт вокруг сваи, сегрегация бетона и отложения на дне сваи) неизбежны инженерные проблемы, такие как дефекты сваи, недостаточная несущая способность и даже поломка сваи, которые имеют отрицательное влияние на несущую способность и эффективность строительства фундаментной сваи в определенной степени.

    Для бетонных свай с неадекватными характеристиками (например, свай с небольшими дефектами, такими как сегрегация бетона и местное образование шейки; сваи с очевидными дефектами, такими как трещины и чрезмерный осадок) академические и инженерные круги приложили много усилий для методов обнаружения дефектов. , теории и технологии армирования.Psychas et al. [1] объединили метод конечных элементов (МКЭ), МКЭ с масштабированной границей и алгоритм классификации колоний муравьев для выявления дефектов в сваях. Wu et al. [2–4] теоретически исследовали реакцию протяженной дефектной опорной конструкции свайного вала. Kim et al. В работах [5, 6] была получена необходимая осевая жесткость армирующей сваи при ремоделировании вертикального удлинения для усиления существующих дефектных свай с помощью 3D МКЭ. Нето и др. [7] сообщили о несущей способности буронабивных свай с дефектом конструкции в глубоком фундаменте с помощью экспериментального и численного подходов.Wang et al. [8] рассмотрели боковую монотонную и циклическую работу монолитных свай с усилением струйным цементным раствором в мягких грунтах в ходе полевых исследований. Ли и др. [9] проверили боковую несущую способность сверхдлинных буронабивных свай после бурения с помощью испытаний на месте. Дай и Ван [10] аналитически представили особенности передачи нагрузки и метод расчета осадки свай после укладки. Lin et al. [11, 12] проверили реакцию на осевое сжатие и вытягивание свай из усиленного проницаемого бетона с биогрэйтингом.Ren et al. [13] исследовали вертикальную несущую способность свай, усиленных струйным цементным раствором, с увеличенным поперечным сечением. Озден и Акдаг [14, 15] выполнили модельные испытания обычных железобетонных свай, усиленных стальным фибробетоном. Sen et al. [16, 17] провели экспериментальное исследование для анализа влияния армированных волокном полимеров (FRP) при ремонте корродированных свай. Али и др. [18] использовали нелинейный метод конечных элементов и экспериментальный метод для оценки прочности на сдвиг железобетонных свай, армированных сталью и стержнями из стеклопластика.Chaallal et al. [19] сосредоточены на разработке и применении полимеров, армированных углеродным волокном (углепластик) при ремонте и армировании предварительно напряженных свай с недостатком в морской среде. Lin et al. [20] изучали поведение предварительно напряженных бетонных свай, отремонтированных из углепластика, в конструкциях дебаркадера с помощью испытаний в уменьшенном масштабе и моделирования методом конечных элементов. Рэмбо-Родденберри и др. [21] протестировали механическое поведение предварительно напряженных бетонных свай из углепластика для фундаментов мостов. Zhuang et al.[22] исследовали поведение армированных армированных армированных железобетонных свай в результате коррозии при растрескивании в морской среде. Wu et al. [23] предложили и экспериментально исследовали поведение гибридных полимеров, армированных стекловолокном (GFRP), и стальных стержней, армированных предварительно напряженными высокопрочными бетонными сваями. Муруган и др. [24, 25] провели экспериментальные исследования свойств усиленных железобетонных свай из углепластика и стеклопластика при статических и циклических боковых нагрузках.

    Вышеуказанные исследовательские работы или лечебные мероприятия полезны для улучшения несущей способности железобетонных свай и могут быть использованы для решения проблем качества слегка дефектных свай и некоторых явно дефектных свай.Тем не менее, для очевидных дефектных свай и серьезно дефектных свай (например, полное разрушение тела сваи и недостаточная длина сваи) в инженерных проектах со строгими требованиями к качеству (например, в проектах дорогостоящих дорог), а также старых дефектных свай при реконструкции и В рамках проектов расширения применимость существующих технологий будет в определенной степени ограничена. В настоящее время эти сильно дефектные сваи обычно обрабатываются путем доработки на месте или дополнительной укладки свай, что не только увеличивает стоимость строительства фундаментных свай, но также повышает риск инженерного строительства и даже вызывает изменения конструкции, что серьезно влияет на прогресс, выгоду, и строительная среда связанных инженерных проектов.

    В связи с этим, для улучшения удерживаемости бетонных свай с явными и серьезными дефектами в новых проектах, а также старых бетонных свай в проектах реконструкции и расширения, необходимо провести дальнейшие исследования технологии обработки , чтобы решить две ключевые проблемы: удержание существующих бетонных свай и улучшение несущей способности тела сваи. Учитывая ключевые факторы этих двух проблем, в данной статье предлагается новый тип бетонной свайной конструкции с удлиненным укрепляющим ядром.В отличие от существующих технологий, эта новая конструкция фундаментной сваи состоит из бетонной сваи и удлиненного укрепляющего стержня, длина которого больше, чем длина сваи. На основе описания основной формы конструкции в данной статье исследуется несущая способность предлагаемой свайной конструкции с помощью модельных испытаний в уменьшенном масштабе и численного моделирования.

    Остальная часть этого документа организована следующим образом. В Разделе 2 представлена ​​вводная информация о новой фундаментной свае.Далее подробности об испытаниях масштабной модели представлены в Разделе 3. Далее в Разделе 4 проводится моделирование методом конечных элементов в точном соответствии с экспериментальной работой для дальнейшего выявления характеристик предлагаемой сваи. Наконец, выводы сделаны в Разделе 5.

    2. Конструктивное проектирование бетонной сваи с усиленным сердечником

    Учитывая, что несущая способность бетонной сваи, очевидно, зависит от длины сваи, диаметр сваи обычно большой, и нет Усиление сердцевины сваи, в данной статье предлагается своего рода структура сваи с удлиненным стержнем для улучшения несущей способности обычных свай.Как показано на Рисунке 1, эта новая конструкция в основном состоит из бетонной сваи и удлиненной стальной трубы, заполненной бетоном. Как правило, при проектировании и изготовлении этой конструкции необходимо решить три основных вопроса, а именно: продвижение отверстий в бетонной свае, подготовка стальной трубы и заливка стержневого бетона в стальную трубу.

    2.1. Направляющая для отверстий

    Поскольку диаметр существующей сваи обычно превышает 600 мм на практике, можно просверлить отверстие диаметром не менее 300 мм в соответствии с требованиями к опоре.Оборудование для направления отверстий должно быть размещено вертикально, а глубина сверления должна достигать длины стальной трубы. Кроме того, в процессе прокладки отверстий (см. Рисунок 2 для эскиза) следует минимизировать нарушение существующей бетонной сваи и почвы вокруг сваи.

    2.2. Стальная труба

    Стальная труба, являющаяся опорой существующей сваи для достижения повышенной способности, должна быть спроектирована так, чтобы облегчить заливку основного бетона и гарантировать, что новые и старые границы раздела бетона не имеют относительного смещения.Исходя из этих соображений, длина стальной трубы должна равняться общей длине армированной сваи, а диаметр трубы должен быть немного меньше диаметра направляющего отверстия. Кроме того, на боковой стенке стальной трубы должно быть несколько отверстий для просачивания, чтобы гарантировать прочное соединение между новым и старым бетоном. Соответственно, принята круглая стальная труба общей длиной L + l , внешним диаметром D и толщиной t , как показано на Рисунке 1.

    2.3. Бетон сердечника в стальной трубе

    Бетон с усиленным сердечником в стальной трубе не должен быть слабее существующей сваи. Кроме того, он должен обладать большей текучестью. Можно использовать самоуплотняющийся бетон или бетон для затирки. Для заливки бетона снизу вверх по стальной трубе используется заливная труба. После завершения заливки бетона в стальную трубу следует залить цементным раствором снаружи стальной трубы, чтобы улучшить целостность конструкции.

    3. Модельное испытание усиленной сваи

    В этом разделе мы в основном сосредотачиваемся на вертикальном и горизонтальном механическом поведении (например, несущей способности) предлагаемой усиленной сваи, описанном в разделе 2, посредством модельных испытаний.

    3.1. Упрощение тестовой модели

    Чтобы облегчить модельное испытание, конструкция сваи с усиленным сердечником упрощается следующим образом: (1) Длина и диаметр модельной сваи уменьшены, учитывая состояние испытательной площадки и оборудование.(2) Наружная бетонная свая строится одновременно со стальной трубой, заполненной бетоном, без последующей цементации. Кроме того, не учитывается фильтрующее отверстие в стальной трубе. (3) Сваи для отбора проб изготавливаются заранее, а затем закладываются в почву.

    3.2. Детали эксперимента
    3.2.1. Подготовка свай для отбора проб

    Были построены шесть тестовых свай, пронумерованных соответственно 0 #, 1 #, 2 #, 3 #, 4 # и 4 ’#. Свая 0 # (также называемая базовой сваей), с размерами длины и поперечного сечения (см. Рисунок 3), была изготовлена ​​из бетона C30, параметры материала которого указаны в таблице 1.Все сваи 1 # ~ 4 # (см. Рисунок 4) были снабжены удлиненной стальной трубой (константы материала также указаны в таблице 1) через зарезервированные отверстия в обычной свае того же размера с сваей 0 # и удлиненным размером л. (см. Рисунок 1) составляет соответственно 200 мм, 300 мм, 400 мм и 500 мм. Размеры поперечного сечения стальной трубы равны, и все стальные трубы также были заполнены бетоном C30. Причем для дальнейшего сравнения другая обычная свая (без стального куба), т.е.е., сваи 4 ’# той же длины, что и свая 4 #, и того же поперечного сечения и материала, что и свая 0 #, были добавлены специально (см. также рисунок 4). Что касается зазора, в таблице 2 перечислены основные геометрические параметры всех испытательных свай.

    9046 9045 9045 9045 9045 9014 9045 9045 9045 9045 мм 9045 800 9046

    Материал Плотность (кг / м 3 ) Модуль Юнга (МПа) Коэффициент Пуассона
    9045 3 3.0 × 10 4 0,2
    Стальная труба 7,85 × 10 3 2,1 × 10 5 0,3


    Номер сваи 0 # 1 # 2 # 3 # 4 # 4 '#

    800 800 800 800 1300
    л (мм) 0 200 300 400 500
    3.2.2. Погрузочные устройства

    Вертикальная нагрузка создавалась сучей веса, создаваемой бетонными блоками со средним весом 7,9 кг каждый, и передавалась на сваю через стальную пластину, закрепленную на свае с помощью распорных винтов диаметром 8 мм (см. Рисунок 5 (а)) для обеспечения равномерного приложения нагрузки вдоль оси сваи. Горизонтальная нагрузка осуществлялась с помощью 10-тонного гидравлического домкрата, как показано на Рисунке 5 (б).

    3.2.3. Устройство для измерения деформации

    Вертикальное оседание испытательной сваи измерялось двумя электронными цифровыми циферблатными индикаторами (см. Рисунок 5 (а)) с диапазоном измерения 0 ~ 20 мм и точностью 0.01 мм, симметрично по обеим сторонам ворса. Горизонтальное смещение регистрировалось одним циферблатным индикатором того же типа, что и при испытаниях на вертикальную осадку, и расположенным на 5 см выше поверхности действия горизонтальной силы. Для фиксации циферблатных индикаторов была спроектирована стальная рама, частично погруженная в почву (см. Также рисунок 5 (а)).

    Для определения деформации сваи фольговые тензодатчики типа BX120-10AA наклеивались четвертьмостом по продольному направлению тела сваи и соединялись через проводник с тензодатчиком Dh4818 (см. Рисунок 6).


    Соответственно, возьмите сваи 0 # и 3 #, например, точки измерения показаны на рисунке 7. Точки A1 и A2 находятся на вершине сваи для регистрации вертикального смещения, а точка A находится на 50 мм ниже вершины сваи. для фиксации бокового смещения. Кроме того, для измерения деформации устанавливаются точки B∼E, где расстояния от точек B, C и D до уровня земли составляют соответственно 0 мм, 300 мм и 600 мм; Что касается точки Е, то она располагалась в центре удлиненного отрезка.

    3.2.4. План тестирования

    (1) Подготовка к тесту . Испытательные сваи с приклеенным тензодатчиком сначала закапывались так, чтобы их верхушка находилась на высоте 200 мм над землей, а затем зазор между сваями и вокруг грунта был заполнен и уплотнен; Затем была закреплена стальная рама (см. Рисунок 5 (а)). Чтобы сделать грунт более плотным, через 15 дней после принятия соответствующих мер укрытия были проведены нагрузочные испытания.

    (2) Геотехнические испытания . Чтобы получить физико-механический индекс почвы (например,g., содержание воды, плотность, угол трения и сцепление) вокруг трубы следует провести геотехнические испытания. Образцы были взяты из грунта вокруг сваи на глубине 500 мм от земли. Следуя [26], содержание воды было измерено методом сушки, плотность была определена методом кольцевого ножа, угол трения и когезия были получены путем испытания на прямой сдвиг, а предельное содержание воды было получено посредством комбинированного испытания жидкости и пластика. Для простоты мы игнорируем подробные процедуры тестирования.

    (3) Испытание на вертикальное сжатие под статической нагрузкой . Один уровень нагрузки (9 бетонных блоков для каждого уровня нагрузки) добавлялся каждый час к каждой свае в соответствии с методом быстрой поддерживающей нагрузки, как требуется в [27]. После каждого уровня нагрузки оседание и деформация тела сваи регистрировались каждые 30 минут. Когда оседание верха сваи под определенной нагрузкой превышало предыдущий уровень более чем в 5 раз и общее оседание сваи превышало 40 мм, испытание под нагрузкой прекращали [27].Были также собраны окончательные результаты деформирования. На рисунке 8 показаны две стадии (уровень нагрузки 1 и 5) вертикально нагруженной сваи.

    (4) Горизонтальное испытание под статической нагрузкой . При испытании на горизонтальную статическую нагрузку (см. Рис. 9) был принят метод медленной поддерживающей нагрузки [27] с шагом нагрузки 0,05 МПа / мин. Расстояние между линией действия горизонтальной нагрузки и вершиной сваи - 100 мм. Горизонтальное смещение и величина деформации сваи регистрировались каждую минуту.Когда горизонтальное смещение в верхней части сваи превысило 40 мм, испытание сваи на нагрузку было остановлено [27], а также были собраны окончательные значения деформации.


    3.3. Результаты тестирования
    3.3.1. Результаты геотехнических испытаний

    (1) Результаты испытаний на содержание воды . Результаты испытаний метода сушки для двух образцов почвы перечислены в таблице 3. Поскольку разница в содержании воды в двух образцах составляет менее 1% [26], мы принимаем среднее из двух образцов в качестве окончательного содержания воды, т.е.е., = 25,3%.

    90
    9014ens Результатов .Результаты испытаний методом кольцевого ножа для двух образцов почвы представлены в таблице 4. Поскольку разница в плотности в сухом состоянии двух образцов составляет менее 0,03 г / см 3 [26], мы принимаем среднее значение двух образцов как конечная плотность в сухом состоянии, т.е. ρ d = 1,51 г / см 3 .


    Образец Вес влажной почвы (г) Масса сухой почвы (г) Содержание воды (%) Среднее содержание воды (%)
    A 50 39,97 25,1 25,3
    B 50 39,84 25,5

    Образец Вес влажной почвы (г) Объем почвы (см 3 ) Плотность во влажном состоянии (г / см 3 ) %) Плотность в сухом состоянии (г / см 3 ) Средняя плотность в сухом состоянии (%)

    A 114.12 60 1,90 25,4 1,52 1,51
    B 112,20 60 1,87 25,0 1,5046 25,0 1,5046 25,0 1,5046 3) Результаты испытаний на прямой сдвиг . Кривая зависимости между прочностью на сдвиг и вертикальным давлением [26] показана на рисунке 10, где угол наклона аппроксимированной линии дает угол трения, т.е.е.,, а точка пересечения оси ординат представляет когезию, а именно: c = 11 кПа.


    (4) Результаты тестирования предельного содержания воды . Кривая двойного логарифма-координаты между глубиной проникновения конуса и содержанием воды [27] построена на рисунке 11. Из этого рисунка предел жидкости (содержание воды при глубине проникновения конуса 17 мм [27]) составляет 37,0, а предел пластичности (содержание воды при глубине проникновения конуса 2 мм [27]) равен 18.6. Соответственно пластиковый индекс. Согласно [28], отобранный грунт попадает в глину с низким пределом текучести.


    3.3.2. Результаты испытаний на вертикальное сжатие

    (1) Допустимая нагрузка на вертикальное сжатие . Кривые нагрузки-смещения всех испытательных свай показаны на рисунке 12 (смещение принимает средние значения точек A1 и A2 на рисунке 7), из которых мы можем найти, что соответствующая кривая каждой сваи имеет очевидную точку перегиба и общая осадка каждой сваи более 40 мм.


    Согласно [27], максимальная вертикальная несущая способность каждой сваи на сжатие равна величине нагрузки в соответствующей точке перегиба. Исходя из этого, распределение максимальной несущей способности шести свай показано на рисунке 13. Как видно на рисунке 13, максимальная вертикальная несущая способность свай 1 # ∼4 # увеличена, соответственно, на 18,3%, 37,4%, 55,7% и 77,3% по сравнению с сваей 0 #; а из таблицы 2 удлиненная часть соответствующей сваи увеличивается соответственно на 25.0%, 37,5%, 50% и 62,5%. Такой результат предполагает, что введение прочного удлиненного сердечника может значительно улучшить вертикальную несущую способность, а несущая способность увеличивается с увеличением длины усиленного сердечника (заполненной стальной трубы). Кроме того, по сравнению с сваей 4 # максимальная вертикальная несущая способность сваи 4 ’# увеличена всего на 6,3%, хотя ее площадь контакта с грунтом на 28,8% больше, чем у сваи 4 #. Это демонстрирует, что, хотя в нижней части сваи 4 # имеется секция сужения, которая может уменьшить площадь трения на стороне сваи и повлиять на характеристики несущей способности вертикального сжатия, это неочевидно по сравнению с традиционной конструкцией сваи (скажем, свая 4 '#), что указывает на разумность данной конструкции.


    (2) Осевое усилие . При малой нагрузке деформация тела сваи примерно упругая. Соответственно, осевое усилие в свае вычисляется по формуле: где - модуль Юнга, - площадь поперечного сечения и - деформация, зарегистрированная тензодатчиком, описанным в разделе 3.2.

    Принимая во внимание переменное поперечное сечение и влияние стальной трубы, для свай 1 # ∼4 # жесткость на сжатие EA в уравнении (1) дополнительно рассчитывается с помощью [29], где и - соответственно модуль Юнга из бетона и стальных труб.и обозначают, соответственно, площадь поперечного сечения бетона и стальной трубы.

    С помощью уравнения (1) были рассчитаны осевые силы каждой испытательной сваи на различных глубинах под землей, и результаты представлены на рис. 14, который показывает, что осевое усилие уменьшается на больших глубинах. Эти результаты подтверждаются результатами испытания максимальной вертикальной несущей способности (показано на рисунке 13), где максимальная вертикальная несущая способность свай 1 # ~ 4 # увеличивается с увеличением размера (т.е., l на рисунке 1). Кроме того, правила изменения осевых сил свай 1 # ∼ 4 # с увеличением глубины очень похожи, а разница значений примерно равна разнице максимальной вертикальной несущей способности. Поведение свай 4 # и 4 ’# существенно различается, в основном из-за изменения площади поперечного сечения, которое изменяет распределение сопротивления конца сваи и бокового сопротивления. Кроме того, осевая сила сваи 0 # аналогична осевой силе сваи 2 # на той же глубине. Это связано с тем, что длина первых меньше, чем у других, и поэтому сопротивление боковому трению ограничено.


    (3) Сопротивление боковому трению . Из статического равновесия сопротивление боковому трению выражается как где и представляет собой, соответственно, осевую силу верхнего и нижнего поперечных сечений соответствующего сегмента сваи. и представляют собой, соответственно, длину и периметр самого сегмента.

    С помощью уравнения (3) получены результаты среднего сопротивления боковому трению на разной глубине, которые показаны на Рисунке 15, который показывает, что сопротивление боковому трению всех свай изменяется по глубине.Значения свай 0 # и 4 ’# меняются незначительно, тогда как значения свай 1 # ∼4 # сильно различаются. Это связано с тем, что соответствующие точки измерения были расположены на поверхности сваи, и влияние концентрации напряжений в поперечном сечении внезапного изменения не было полностью учтено. В то же время в удлиненной части боковое трение быстро уменьшается из-за резко уменьшенного поперечного сечения; однако разница в трении между усиленной и обычной сваями не была значительной. Например, боковая площадь сваи 4 # была 28.На 8% меньше, чем у сваи 4 ’#, но разница в трении составила всего 17,8%.


    3.3.3. Результаты горизонтальных испытаний

    (1) Горизонтальная несущая способность . Градиенты бокового смещения [27] в точке A (см. Рисунок 7) при различных горизонтальных силах показаны на рисунке 16. Из рисунка 16 мы можем заметить, что точка перегиба сваи 0 # не видна, а наклон большой, предполагая разрушение жесткого короткого ворса. Свая 4 ’# имеет отчетливую точку перегиба, сначала с небольшим наклоном, а затем с резким увеличением, что указывает на упругое разрушение длинной сваи.Для свай 1 # ~ 4 # градиент смещения быстро увеличивается после того, как нагрузка достигает максимальной горизонтальной несущей способности. Это быстрое увеличение связано с тем, что жесткость сваи намного больше, чем у почвы вокруг сваи, и почва сначала была повреждена под действием большой горизонтальной силы.


    Кроме того, согласно [27], вторая точка перегиба соответствующей кривой на рисунке 16 дает горизонтальную предельную несущую способность, которая проиллюстрирована на рисунке 17.Можно видеть, что предельная горизонтальная несущая способность не имеет той же тенденции линейного роста, что и несущая способность вертикального сжатия на Рисунке 13. На сваях 3 # и 4 # наклон кривой уменьшается, и появляется точка перегиба. Это явление можно использовать для определения диапазона увеличенного размера.


    Изгибающий момент. Изгибающий момент сваи рассчитывается через: где - напряжение, вычисленное по уравнению (1), - это момент инерции для нейтральной оси, а y - вертикальное расстояние до нейтральной оси.

    На основе уравнения (4) изгибающие моменты на разных глубинах для каждой испытательной сваи показаны на рисунке 18, который показывает, что изгибающий момент сваи постепенно уменьшается с увеличением глубины и стремится к нулю в средней точке отрезка длины, предполагая, что сегмент сваи ниже этой точки не подвержен боковой нагрузке.


    4. Численное моделирование усиленной сваи

    Для дальнейшего выявления механических характеристик (например, распределения смещения и напряжения во всей конструкции) предлагаемых усиленных свай в этом разделе представлено соответствующее моделирование методом конечных элементов на основе тесты режима масштабирования в разделе 3 на платформе программного обеспечения PLAXIS 2D.

    4.1. Создание имитационной модели

    Для построения имитационной модели приняты следующие гипотезы: (1) Экспериментальная модель упрощена как задача плоской деформации без учета влияния грунтовых вод. (2) Почва, бетон и стальная труба были представлены, соответственно, идеальной пластической моделью Мора – Кулона, идеальной непористой линейной упругой моделью и традиционной пластинчатой ​​моделью. (3) Между сваей и грунтом устанавливаются элементы интерфейса, а параметр прочности на уменьшение границы раздела берется равным быть 0.67. Кроме того, отсутствует относительное смещение между сваей и стальной трубой. (4) Вертикальная нагрузка действует на вершину сваи в виде равномерной силы, а сосредоточенная горизонтальная нагрузка прикладывается на 100 мм ниже вершины сваи.

    На основе сделанных выше предположений структура моделирования проиллюстрирована на рисунке 19, где отмечены все граничные условия и размеры. При моделировании физико-геометрические параметры грунта и тела сваи такие же, как и при лабораторных испытаниях.Соответственно, на Рисунке 19,,,, и (для свай 0 # и 4 '# и стальную трубу следует игнорировать), значение указано в Таблице 2 и обобщено в Таблице 5.



    Свая 0 # Свая 1 # Свая 2 # Свая 3 # Свая 4 # Свая 4 '#
    9045 9045 9045 1900 2000 2100 2100

    Треугольный элемент с 15 узлами используется для дискретизации домена.Возьмем, к примеру, сваю 3 #, конечно-элементная модель показана на рисунке 20. Для сравнения с лабораторными испытаниями, когда вертикальное оседание (при вертикальной нагрузке) или горизонтальное смещение (при горизонтальной нагрузке) верхней части сваи превышает 40 мм. , загрузка прекращается. Кроме того, расположение точек наблюдения за деформациями такое же, как на рисунке 7. Соответственно, создается поле начальных напряжений свай.

    4.2. Результаты моделирования
    4.2.1. Несущая способность

    В соответствии с моделированием методом конечных элементов, результаты вертикальной и горизонтальной предельной несущей способности свай получены и нанесены на графики, соответственно, на рисунках 21 и 22 вместе со значениями испытаний в режиме масштабирования для сравнения.Из рисунка 21 видно, что тенденция и значения двух кривых очень согласованы, что свидетельствует о хорошем подтверждении экспериментальных и имитационных исследований. Более того, как показано на рисунке 22, хотя в большинстве случаев результат проверки модели выше, чем результат численного моделирования, изменяющиеся законы также очень похожи, что снова показывает согласие этих двух подходов с учетом идеализации численной модели (например, при моделировании реальная трехмерная задача упрощается до двухмерного случая, и практический неоднородный грунт вокруг тела сваи предполагается однородным).



    4.2.2. Распределение смещения и напряжения при вертикальной нагрузке

    Распределение смещения и напряжения модели на этапе завершения вертикального нагружения показано на рисунках 23 и 24. Мы можем обнаружить, что грунт на дне свай 0 # и # 4 имеет большая степень сжатия, в то время как со стороны сваи грунта меньше и диапазон воздействия ограничен. Распределение напряжений в грунте в основном сосредоточено на дне сваи, и напряжение со стороны сваи также очень мало.Это говорит о том, что при вертикальной нагрузке обычная бетонная свая передает большую часть верхней нагрузки на дно сваи, а сторона грунтовой сваи скользит в небольшом диапазоне вокруг сваи. Верхний грунт свай 1 # ~ 4 # явно перемещается вместе с положением сваи, и диапазон воздействия очень велик. Напряжение грунта имеет очевидные изменения вокруг тела сваи, что указывает на сильное трение между сваей и почвой. Переменное поперечное сечение сваи несет часть давления на конце сваи.Сжатие грунта увеличивает смещение грунта вокруг сваи в удлиненном участке, а также снижает сжатие и напряжение грунта в конце сваи.

    4.2.3. Распределение смещения и напряжения при горизонтальной нагрузке

    Распределение смещения и напряжения модели на этапе завершения горизонтального нагружения показано на рисунках 25 и 26. Из этих рисунков мы можем видеть, что свая 0 # демонстрирует общую боковую деформацию, в то время как поперечная деформация свай 1 # ~ 4 # и 4 '# сваи концентрируются в определенном диапазоне под землей, и чем длиннее свая, тем очевиднее этот эффект.Это связано с тем, что с увеличением длины сваи уменьшается диапазон воздействия нагрузки и увеличивается встроенный механизм наконечника сваи. Однако мы можем видеть, что длина сваи 1 # ненамного больше длины сваи 0 #, но контур смещения грунта имеет явную усадку. Контур напряжений модели не симметричен, что в основном отражается в большем напряжении в пассивной зоне грунта. Распределение напряжений в пассивной зоне свай 0 # и 4 # более равномерное, а точка максимума сосредоточена в нижней части сваи, в то время как напряжение грунта в нарастающем участке свай 1 # ∼4 # больше, что может более эффективно противостоять опрокидывающему моменту.Таким образом, предлагаемый усиленный стиль усиливает окклюзию сваи и грунта.

    5. Выводы

    В этой статье была предложена бетонная свая, армированная усиленной стальной трубой. Испытания на масштабной модели и численное моделирование были проведены для изучения механического поведения представленной сваи (например, вертикальной и горизонтальной несущей способности, осевой силы, сопротивления боковому трению и изгибающего момента). В результате проведенных выше исследований можно сделать следующие выводы: (1) Разработанная свая с удлиненным сердечником прочности соответствует требованиям по удержанию и повышению несущей способности существующей сваи.(2) Вертикальная несущая способность сваи линейно увеличивается с увеличением длины прочного сердечника. Осевая сила сваи меньше, чем у обычной бетонной сваи, и удлиненная часть может разделить осевую силу фундаментной сваи и улучшить распределение напряжений в теле сваи. (3) Боковая несущая способность сваи с Удлиненная прочность сердцевины, очевидно, выше, чем у обычной сваи, но когда удлиненная часть превышает 50% длины исходной сваи, увеличение боковой несущей способности замедляется.(4) Результаты моделирования показывают, что сила трения между сваей и грунтом может лучше проявляться сваей с удлиненным прочным сердечником. При переносе горизонтальной нагрузки на верхнюю часть сваи напряжение в пассивной зоне сваи концентрируется в нижней части сваи и в переменном поперечном сечении, и наблюдается явное явление распространения напряжений в удлиненной части.

    Доступность данных

    Необработанные / обработанные данные, необходимые для воспроизведения этих результатов, можно получить, связавшись с первым автором по электронной почте: hshyu @ nchu.edu.cn.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Благодарности

    Работа поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 52068054).

    Бетонная свая - слишком хорошо, чтобы быть правдой? Часть 1

    Сегментированные бетонные сваи, также известные как прессованные бетонные сваи, уже много лет используются по всей стране, особенно в Техасе.Первоначально они были разработаны для ремонта фундамента в Техасе из-за обширного характера глинистых почв, расположенных во многих частях штата. Люди искали альтернативу бетонным сваям, залитым на место, отсюда и сборные железобетонные сегменты. Это решение стало очень популярным и распространилось по Техасу и другим южным регионам штатов благодаря фантастическому маркетингу и дешевым ценам. Только что упал другой ботинок.

    Благодаря беспрецедентным судебным процессам и образованным инженерам, тенденция уходит прочь от этих сложенных бетонных свай для ремонта фундамента.Вместо того, чтобы обвинять почвы в постоянном движении домов, люди теперь обвиняют подрядчиков по ремонту фундаментов, которые используют этот процесс в своих бесконечных проблемах с фундаментом. Инженерное сообщество стало осведомлено об этих проблемах, и многие инженеры теперь требуют, чтобы любая система ремонта фундамента, которая будет установлена, должна быть проложена ниже верхних активных областей грунта до несущего слоя, на который не влияют колебания уровня влажности. . Эту проблему легко увидеть в районах с обширными глинистыми почвами.Когда жаркое летнее солнце сушит глинистую почву, бетонные пресс-сваи не могут проникнуть за активные слои почвы, как стальные опоры. Проблема номер один с этими бетонными сваями, проложенными кабелем или штабелями, - это метод и глубина, на которую они забиваются.

    На что следует обратить внимание при работе с бетонной сваей

    Во-первых, красный флаг должен подниматься каждый раз, когда автомобильный домкрат (домкрат для бутылок) используется для подъема конструкции. Автомобильные домкраты подходят для автомобилей или прицепов, но никогда не должны использоваться при ремонте фундамента.Их возможности очень ограничены вместе с тем фактом, что невозможно определить давление, которое они оказывают на дом. При установке прессованных бетонных свай используются автомобильные домкраты для забивания бетонных цилиндров в грунт. Автомобильные домкраты имеют очень маленькое седло, которое соприкасается с опорой, поэтому на бетонный фундамент воздействует локализованная сила. Часто опоры трескаются или рассыпаются из-за этого метода ремонта фундамента.

    Затем бетонные цилиндры с плоским дном диаметром 6 дюймов прижимаются к почве, что приводит к малой глубине забивки.Представьте себе, какое количество силы требуется, чтобы вдавить бетонный цилиндр во двор. Теперь представьте себе, что вы используете металлический вал диаметром 1 дюйм для выполнения этой задачи. Вал диаметром 1 дюйм использует вашу опору, чтобы продавить цилиндр через почву, что явно не очень хорошая ситуация. Мало того, что 6-дюймовые цилиндры не будут заходить очень глубоко, но и давление, оказываемое на опору, недопустимо.

    Каждый подрядчик по ремонту фундамента на вес соли рассчитывает вес конструкции перед тем, как назначить метод ремонта.Эта информация необходима для забивки секций опор вместе с подъемными конструкциями, когда есть средства управления гидравлическим потоком и давлением. Без возможности контролировать поток или давление, как в случае с автомобильными домкратами, ремонт фундамента превращается в игру в угадывание.

    Добавить комментарий