Какие нагрузки испытывают бурозаливные сваи: — — — GreatArchitect.ru

Испытания буронабивных свай статической нагрузкой

Навигация:
Главная → Все категории → Свайные работы

Испытания буронабивных свай статической нагрузкой Испытания буронабивных свай статической нагрузкой

Буронабивные сваи подвергают статическим испытаниям до начала массового изготовления свай на объекте. Целью статических испытаний является определение истинной несущей способности буронабивных свай в конкретных геологических условиях и уточнение по результатам испытаний общего числа свай и их параметров.

Статические испытания должны выполняться в соответствии с

требованиями ГОСТ 5686—78. Испытаниям подлежат до 1% свай общего их числа на объекте, но не менее двух в одинаковых грунтовых условиях. При существенном изменении геологических и гидрогеологических условий в пределах одной площадки опытные сваи должны испытываться в характерных местах, соответствующих наиболее неблагоприятным грунтовым условиям.

Буронабивные сваи можно не подвергать статическим испытаниям при условии наличия данных о результатах испытаний буронабивных свай, проведенных в аналогичных грунтовых условиях на соседних площадках.

Испытания опытных буронабивных свай должны проводиться после набора бетоном стволов свай прочности, равной 70% расчетной, но по истечении не менее 28 дней после их изготовления.

Статические испытания заключаются в постепенном загружении сваи статической нагрузкой и измерении ее осадок от этой нагрузки.

Рис. 1. Схема стенда для статических испытаний буронабивных свай

Опытная свая нагружается ступенчато-возрастающей нагрузкой. Величины ступеней нагрузки назначаются в размере 1/ю—V15 ожидаемой предельной нагрузки. Для большей точности испытаний иногда пользуются более дифференцированной шкалой нагрузок, а именно от 72,5—75 в начале испытаний до Vio—V15 на последующих ступенях нагрузки.

Наблюдение за осадками сваи ведутся после приложения очередной ступени нагрузки до условной стабилизации осадок, которая характеризуется осадкой не более 0,1 мм за последние два часа наблюдений. Осадки фиксируются с точностью до 0,1 мм при помощи прогибомеров.

После доведения нагрузки до предельной (устанавливается в соответствии со строительными нормами и правилами) сваю разгружают ступенями, равными удвоенным ступеням загрузки. Данные наблюдений за осадками свай записывают в журнал испытаний.

Несущую способность сваи и ее нормативное сопротивление по результатам статических испытаний определяют в соответствии с требованиями Строительных норм и правил.

Выбор оборудования для проведения статических испытаний зависит от принятого способа нагружения свай. В настоящее время применяют следующие способы нагружения: укладку груза на платформу, устанавливаемую на сваю; использование гидравлических домкратов в сочетании с пригрузочной платформой или анкерными сваями; применение натяжных муфт или лебедок. Больше других распространен способ испытаний с гидравлическими домкратами и передачей усилий через специальный стенд на анкерные сваи (рис. 1).

Для фиксации осадок сваи устраивают специальную реперную систему, состоящую из стоек и ригелей, на которых крепятся проги-бомеры.

Документация на проведение статических испытаний свай включает: техническое задание, разработанное проектной организацией; проект производства работ; план строительной площадки с указанием на нем испытываемых и анкерных свай; геологический разрез площадки и физико-механические характеристики грунтов.

Похожие статьи:
Набивные сваи

Навигация:
Главная → Все категории → Свайные работы

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Испытания винтовых свай — Винтовые сваи

Надежность всякого изделия, и фундамента на винтовых сваях – не исключение, складывается из множества факторов. И одна из них – несущая способность винтовой сваи: нести, заданную нагрузку не разрушаясь и не погружаясь в грунт. Поэтому для  решения первой задачи – предоставления гарантии несущей способности винтовой сваи,  нами  был создан испытательный стенд. Целью испытаний на нем является определение предельно допустимой нагрузки на винтовую сваю, которая соответствует моменту возникновения деформации её отдельных конструктивных элементов. Стендовые испытания нами проводятся также при разработке новых типов винтовых свай  и при периодическом  контроле за качеством серийно выпущенных изделий. Ниже приведена таблица, в которой показаны прочностные характеристики винтовых свай:

Наименование винтовой сваи	ВСГ 60/200	ВСГ 73/250	ВСГ 89/300	ВС 108/300
Критерий оценки деформация лопасти	деформация лопасти	деформация лопасти	деформация лопасти	деформация ствола
Предельная нагрузка на сжатие, кг	23000	42000	50000	40000
Гарантируемая нагрузка для Заказчика, кг	3500	9500	10500	11000
Запас прочности, %	650	440	470	360

Как видно из приведенной таблицы запас прочности конструкции винтовой сваи составляет от 300 до 500 %, что позволяет нам быть абсолютно уверенными в их качестве,  в предоставляемых нами гарантиях.
Другим немаловажным фактором надежности работы фундамента является знание несущей способности винтовой сваи непосредственно в месте её установки, то есть с учетом геологических особенностей грунта. При проведении натурных испытаний винтовых свай на несущую способность в  грунте, нами, как правило, привлекаются специализированные организации.
Одно из подобного рода испытаний состоялось в промышленной зоне Мотовилихинского района  г. Перми в сентябре-октябре 2012 года. Для испытаний использовались винтовые сваи ВСГ-3 114/300 (диаметр ствола 114 мм, диаметр винта 300 мм) длиной от 4000 до 12000 мм. Тип грунта — насыпной, ПГС, толщина насыпи 3-7 м. Цель испытаний –  определение глубины установки винтовой свай в разных точках свайного поля (размер поля 100х100 м), а также определение типа винтовой сваи с тем, чтобы ее предельная несущая способность  была бы не менее 15 тонн.

В результате проведения натурных испытаний на несущую способность грунта были опробованы испытания нескольких технологических приемов монтажа винтовых свай: ручной, машинный —  (ямобур),  производства Япония (крутящий момент до 1,5 т/м), а также установка ямобуром российского производства (крутящий момент до 3 т/м). Результаты испытаний показал и несущую способность винтовой сваи ВСГ-3 114/300 в диапазоне от 8 до 15 тонн, что явилось неудовлетворительным результатом.  Для  достижения поставленной Заказчиком задачи были изготовлены сваи ВСГ-1 114/400х2 (диаметр ствола 114 мм, диаметр винта 400 мм, количество винтов — 2 шт.). Данный тип  винтовой сваи  показал  разброс результатов в 17 — 20 тонн с глубиной установки 4 м, что полностью удовлетворило требования технического задания.

Гилин Станислав: Нужен совет? Обращайтесь: 277-65-76

Проведение испытаний винтовых свай — ЗСК Интересные статьи и общая информация

« Назад

31.10.2013 20:10

Для того чтобы провести испытания винтовых свай и анкеров продолжительное время, применялась установка сборно-разборной конструкции, которая была направлена на сжимающую и выдергивающую нагрузки величиной 50 тс. Следует сказать, что ригели установки рассчитаны на восприятие нагрузки в 100 тс.

 Конструкция установки предусматривает возможность проведения нескольких испытаний винтовых свай, а именно не меньше трех-четырех на опытной площадке.

Именно поэтому установка была сделана сборно-разборной для многократного монтажа и демонтажа, а также возможности перевозки.

 Испытание винтовых свай нужно было проводить

 вертикально приложенной статической и циклической нагрузкой на сжатие и выдергивание.

 Главной целью  испытаний винтовых свай, конечно же, являлось определение их несущей способности исходя из размеров свай, характера погружения и от типа почвы. Параллельно также изучались изменения грунта под воздействием возрастающей ступенями статической нагрузки.

Для того чтобы иметь представление о несущей способности сваи нужно определить предельное сопротивление грунта действию сжимающей или выдергивающей нагрузки

Также во время испытаний происходит проверка работы винтовой лопасти при различных параметрах.

 Осуществление загрузки свай происходит за счет специальной установки, о которой говорилось выше при помощи 100-тонного гидравлического домкрата.

В процессе каждого из опытов постоянное давление обеспечивалось благодаря подкачке масла в домкрат. Манометр фиксировал гидравлическое давление, передающееся на сваю.

 Пересчет нагрузки в тоннах, в зависимости от величины гидравлического давления, производился по переходной таблице для установленного гидравлического домкрата. Наблюдения за вертикальными деформациями грунта при испытании свай велись с помощью прогибомеров Максимова, установленных на реперных установках.

 Для обеспечения центрального приложения нагрузки завинчивание испытуемых свай производилось в строго вертикальном положении. Кроме того, при испытании свай на сжимающую нагрузку необходимая сносность сваи и домкрата достигалась с помощью регулировочных винтов специального патрона, надеваемого на «голову» сваи. Испытание одной и той же сваи производилось, как правило, на два вида приложения нагрузок — на сжатие и на выдергивание.

Методика испытаний винтовых свай 

  

a)     Испытания свай на сжатие.

 

После завершения монтажа установки, а также проверки измерительных приборов на винтовую сваю передавалась первая ступень нагрузки = 1/8- 1/10 ( предельной максимальной нагрузки), что предварительно было определено расчетом исходя из размеров сваи, а также учитывая сопротивление грунта.

 По ходу испытаний были проведены наблюдения за осадкой сваи заданной ступени нагрузки, благодаря взятию отсчетов по приборам каждые 15 минут и записи их в специальный полевой журнал, чтобы добиться стабилизации осадки.

 Величиной стабилизации считалась осадка винтовой сваи не более 0.1 мм для глинистых грунтов в течение 2-х часов, для песчаных грунтов в течение 30 минут и для крупнообломочных грунтов в течение 15 минут.

 На каждую из последующих ступеней переход производился только после стабилизации осадки винтовой сваи от предыдущей ступени загрузки.

На винтовую сваю нагрузка была доведена до предельной величины, при увеличении которой осадка существенно возрастала.

 Приняв во внимание условия эксплуатации винтовых свай, а также их применяемость в различных типах конструкций, также были проведены и циклические испытания винтовых свай, направленные на сжатие многократно повторяющейся постоянной нагрузкой, которая составляла  80-90 %  от предельной нагрузки.

 Время, затрачиваемое на каждый цикл загружения, а также разгружения было одинаковым. Осадка винтовой сваи считалась стабилизировавшейся только в том случае, если она не изменялась в течение 3-х циклов загружения. Следует сказать, что количество циклов загружения до стабилизировавшегося эффекта напрямую зависело от типа грунта.

  

б) Испытания свай на выдергивание.

 

Главными целями испытаний винтовых свай на выдергивающую нагрузку являются:

 

-Определить степень несущей способности винтовых свай исходя из их размеров, а также учитывая тип грунта.

 

— Выявить характер деформации грунта при заложении лопасти выше, а также ниже критической глубины.

 

Следует сказать, что под критической глубиной подразумевается глубина погружения винтовой сваи, выше которой при предельной выдергивающей нагрузке на лопасть происходит выпирание грунта на поверхность, а ниже — его прорезание.

 До того, как происходит прорезание в прилегающем к лопасти грунте, возникает состояние предельного равновесия, которое достигается без значительных деформаций и без появления трещин в грунте. В зависимости от глубины завинчивания и диаметра лопасти введены понятия сваи (анкера) мелкого и глубокого заложения. При ג< 6 и соответственно (3 < ג — 4) — к категории глубокого заложения.

 С 1988 г фундаменты и закрепления ЛЭП из винтовых свай и анкеров рассчитываются по типовому проекту серии 3.407.9-158 «Унифицированные конструкции для закрепления опор ВЛ и ОРУРУ подстанций. Выпуск 0-2. Материалы для подбора винтовых свай и анкеров». Данный типовой проект введен в действие Минэнерго СССР протокол № 27 от 28.08.88 г. За основу расчета свай глубокого заложения принята формула (15) СНиП 2,02.03-85.

 Во время проведения испытаний на выдергивание, нагрузка прикладывалась ступенями =

1/8-1/10 предельной нагрузки, предварительно подсчитанной с использованием опытных данных физико-механических свойств грунтов.

  Каждая ступень нагрузки выдерживалась до стабилизации выхода сваи. За величину стабилизации принималось перемещение сваи не более 0.1 мм за 30 минут наблюдения. Отсчеты по прогибомерам, регистрирующим нагрузку и перемещение сваи, регистрировались через каждые 10 минут и записывались в полевой журнал. Одновременно велись наблюдения за деформацией грунта на поверхности, окружающей сваю. Переход на каждую последующую ступень производился после стабилизации перемещения сваи от каждой ступени нагрузки. Нагрузка на сваю доводилась до максимальной (критической) величины, соответствующей началу прорезания грунта лопастью.

 Кроме статических испытаний сваи на выдергивание проводились и циклические испытания. Из графика испытания сваи можно выделить два этапа.

В глинистых и гравийно-галечных грунтах при приложении выдергивающей нагрузки наблюдаются два вида работы винтовых лопастей в зависимости от так называемой критической глубины погружения.

 Первый этап — когда наблюдается прямая пропорциональность выхода сваи от выдергивающего усилия ∆=f(Р) — линия, близкая к прямой.

 Второй этап — характеризуется нарушением прямой пропорциональности зависимости ∆=f(Р) и возрастанием выдергивающего усилия до максимального (критического) значения.

 

Нагрузка на винтовую сваю 108, 133, 159, 89, 219

Какие допустимые нагрузки способны выдерживать винтовые сваи и какая у них несущая способность? Какой диаметр винтовой сварной сваи (свсн) будет самым подходящим для устройства свайно-винтового фундамента?  – это самые задаваемые вопросы на этапе проектирования строительства. Ошибки в расчётах, как правило, снижают надёжность опор под зданиями, приводят к усадке или крену строений. И, в конечном счёте, к повреждениям их основных конструкций.

Допустимая нагрузка – важнейший показатель винтовых элементов фундамента

Важной характеристикой винтовых свай, влияющей на правильный их подбор при устройстве фундаментов под конкретные сооружения, является несущая способность.

Это ничто иное, как учитывающая деформации почвы максимальная нагрузка, которую выдерживают сваи без потери своих функциональных качеств. Для грунтов с различными прочностными характеристиками, а также изделий, отличающихся длиной, диаметром трубы и лопастей – она разная.

Далее ознакомимся с параметрами, от которых зависит допустимая нагрузка на винтовые сваи, а также с правильным её теоретическим расчётом.

Виды свай и их параметры

Разнообразие типоразмеров этих изделий связано с применением их под конкретные виды возводимых объектов.

В частном домостроении преимущественно используются винтовые элементы фундаментов с диаметрами трубы от 89 до 159мм. Так, допустимая нагрузка на винтовую сваю 89мм делает возможным их применение при возведении каркасных одноэтажных домов, веранд и беседок. С увеличением диаметра трубы увеличивается цена и расширяется диапазон их применения: 108мм, 133мм и 159мм – для устройства фундаментов двухэтажных каркасных домов, а также одноэтажных из бруса, пенобетона и кирпича.

 

А допустимая нагрузка на винтовую сваю 325мм приемлема при использовании её в проектировании тяжёлых конструкций домов или промышленных объектов.

При расчётах допустимых нагрузок на сваи используют такой важный параметр, как площадь её конструктивного элемента – лепестковой подошвы.

 

При этом за радиус подошвы принимают расстояние от центра сваи до крайней (образующей контур лепестка) точки.

Для вычисления площади используют известную математическую формулу: возведённый в квадрат радиус лопастей умножают на 3,14 (число Пи). Для разных диаметров труб она составляет:

• 89мм – 490см²;
• 108мм –706см²;
• 159мм – 1590см²;
• 325мм – 9567см² (для расчётов значения диаметров лопастей всегда берут в сантиметрах).

На выбор длины детали влияют характер грунта (в том числе уровень его промерзания) и перепады высот на стройплощадке.

Длина свай стандартизована и составляет:

• для коротких – 160-250см;
• для длинных – до 11,5м (с шагом 50см).

При правильной установке они должны упираться лопастями в плотный слой грунта.  

Прочность грунта основания

Одним из исходных данных при расчёте допустимой нагрузки на винтовые сваи являются прочностные характеристики грунта на участке строительства. Их точное определение возможно при выполнении изыскательского бурения.

 

Если вызов геологов не предусмотрен бюджетом – можно самостоятельно оценить залегающий грунт. Для этого достаточны информация о составе грунтов на конкретном участке и умение использовать в справочниках соответствующие данные. Примерные значения расчётных сопротивлений (кг/см²) грунтов на глубине 1,5м следующие:

• глина – 3,7–4,7;
• суглинки и супеси – 3,5–4,4;
• песок (от мелких фракций до крупных) – 4–6.

Такие данные содержат и строительные справочники, и СНиПы.

Определение максимально возможной величины нагрузки на винтовую сваю

Для расчёта нагрузок, которые способны выдержать элементы свайно-винтового фундамента, нужно знать площадь подошвы их лепестков и прочностные характеристики (максимальная несущая возможность) грунта. Перемножив между собой величины этих показателей, получают желаемое значение несущей способности винтовой опоры – максимально возможной выдерживаемой нагрузки.

Для примера определим, какую нагрузку выдерживает винтовая свая 108х2500мм. Исходные данные для упрощённого расчёта принимаем такими:

• грунт на строительном участке – глина;
• диаметр лопасти сваи 108мм – 300мм.

Воспользуемся данными таблиц в справочнике и определим несущую способность грунта (Rо) в месте установки фундамента: Rо = 6кг/см². Площадь лепестковой подошвы этого вида свай мы определили ранее (смотри выше), S = 706см².

Искомую нагрузку получим в результате перемножения:

F = Rо х S = 6 х 706 = 4,23 (тонны).

Именно такую расчётную (среднюю) нагрузку выдерживает одна свая 108мм, упираясь лопастью в слой глины.

Однако, её значение есть неоптимизированным, так как не учитывает коэффициент надёжности (γk). Он зависит от количества опор в фундаменте и способа производства геологических изысканий. При известных результатах таких изысканий на участке его значение составляет 1,2.

Выполняя самостоятельные исследования почвы на участке и используя табличные показатели прочности грунта, необходимо увеличивать запас надёжности. Для этого надо использовать в расчётах коэффициент надёжности порядка 1,7–1,4. Его величина зависит от количества свай в фундаменте: при минимальном количестве (до 5) он будет максимальным – 1,7. С увеличением опор до 20 коэффициент уменьшится до 1,4. При этом устанавливаемые сваи должны иметь низкие ростверки.

Таким образом, с учётом коэффициента надёжности расчёты максимально возможной нагрузки на сваи N (при пользовании табличными данными о грунтах) показывают её уменьшение по сравнению с расчётной нагрузкой F:

N = F : γk = 4,2 : 1,7 = 2,47 (т).  

В качестве заключения

Качественный монтаж свайно-винтовых фундаментов зависит от правильного расчёта нагрузок на винтовые сваи, включающих и геологическую оценку грунта. Ошибки в расчётах приведут к занижению несущей способности фундамента или же большому перерасходу материала.

винтовые сваи нагрузка расчет

Расстояние между винтовыми сваями фундамента определяется общей нагрузкой строения на фундамент. Расстояние может быть разным, все зависит от проекта фундамента, но не может превышать трех метров — это критическое расстояние.

Расстояние между винтовыми сваями не более 3000 мм.
Исходя из проекта фундамента, варьируются и расстояния между несущими опорами. При более тяжелом строении стоит сократить расстояние между сваями. Расстояние в 150 см. между сваями будет достаточным даже для здания возводимого из газобетона устанавливаемого на швеллер укрепленным на винтовых сваях. Но не стоит забывать о диаметре свай для каждого конкретного строения. Чем больше диаметр сваи, тем более увеличивается способность нести большую нагрузку, следовательно можно увеличивать расстояние между сваями, конечно не в ущерб надежности.

Минимальное расстояние между винтовыми сваями может быть любое обусловленное проектом фундамента но не более 30 см.
При выборе фундамента стоит проконсультироваться у специалистов и согласовать все детали проекта.

Далее приведены винтовые сваи с обеспечением несущей способности:
для Ø57 мм   – 1,5 т
для Ø89 мм   – не менее 3,5 т
для Ø108 мм – не менее 4,5 т
для Ø133 мм – не менее 7,0 т
для Ø159 мм – не менее 10,0 т
Каждая винтовая свая несет нагрузку пропорционально от общей массы строения.

Винтовые сваи нагрузка расчет берется из полного веса будущей постройки и делится пропорционально на количество сваи с учетом их несущей способности.

Расстояние между сваями под опоры забора могут быть разными но не должно превышать трех с половиной метров. Хотя возможны варианты и большего расстояния между сваями забора, к примеру если сваи не увязаны жестко в одну конструкцию, каждая свая работает отдельно. Примером тому может служить сетка используемая в качестве ограждения. Диаметр и высота свай под забор тоже могут варьироваться, все зависит от проекта забора, его размеров, используемых материалов, качества грунтов и их насыщенностью водой, конструкции и соединений.

Правильно рассчитанный проект и подбор свай и материалов гарантия долгой службы сооружения.  Мы имеем большой опыт по устройству заборов и ограждений, поможем определиться с количеством необходимых материалов и рассчитаем необходимое количество и размер свай.

Расстояние между винтовыми сваями под фундаменты со сложным контуром

При монтаже винтовых фундаментов со сложным контуром ( с большим количеством углов под эркеры ) под каждый угол следует устанавливать винтовую сваю.

Винтовой фундамент для дома с эркером

Такой способ монтажа сохраняет целостность конструкции и равномерно распределяет нагрузку по всей площади фундамента. Независимо от размеров крыльца под выступающие части обязательно устанавливаются сваи. Это не даст не желательных просадок в дальнейшей эксплуатации строения.

Особенно необходимо устанавливать сваи под каждый угол при монтаже швеллера на них. Расстояние между промежуточными сваями не должно превышать трех метров.

Получить консультацию и заказать фундамент можно позвонив нам по телефону 981-84-08

 

                           Шаг винтовых свай

 

Как видно из вышеперечисленного — шаг ( расстояние ) между винтовыми сваями выбирается исходя из  необходимых требований к каждой конструкции.

Винтовой фундамент расчет — как произвести правильно? Сколько и каких свай необходимо использовать?

Расчет винтовых свай для дома производится для каждого конкретного фундамента. В факторы расчета входят; общий вес будущей постройки, состояние грунта на участке, ландшафт конкретного участка, конфигурация стен дома, наличие точек максимальной нагрузки — ( печи, камины, баки и емкости по жидкости, другие возможные тяжелые элементы оказывающие значительное давление на сваи. Но важно учесть, что три метра между сваями это крайнее расстояние. При устройстве заборов на основе винтовых свай шаг между сваями берется произвольный, при условии, что сваи не испытывают больших нагрузок в процессе эксплуатации. К примеру сетка «рабица» и тому подобные легкие материалы.

расчет винтовых свай для дома

 

                    Расстояние между винтовыми сваями

 

Какое расстояние между винтовыми сваями оставлять? Выбрать  необходимый шаг не сложно, особенно для легких дачных построек таких как каркасные дома, пользующихся все большей популярностью в последнее время.  важно учитывать, необходимо что бы все части конструкции постройки опирались на свои точки распределения веса. Не должно когда часть элементов конструкции строения «повисает» в воздухе и не опирается на предназначенную точку на винтовой свае. Следовательно другие сваи будут испытывать усиленную критическую нагрузку, что в свою очередь возможно может привести к негативным последствиям. Устраивать постройку на свайном фундаменте нужно так, что бы вес располагался равномерно, если особенности конструкции или дефекты такие, что не позволяют контактно перенести полезную нагрузку на сваю, то необходимо предусмотреть промежуточный связующий элемент между элементами строения и фундамента, такими материалами могут быть дерево или металл. Каждая свая принимает на себя расчетную нагрузку от всей постройки, причем учитывается и снеговая нагрузка в зимний период. При обвязки свайного поля швеллером или другим тяжелым материалом (бетонная лента, плита) необходимо учитывать и эту нагрузку на винтовые сваи.
Как описывалось выше расстояние между винтовыми сваями не должно превышать трех метров, особенно для каркасных домов. где расстояние более 3 м. способствует провисанию бруса или доски.

 

Расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома

 

Расстояние между винтовыми сваями для каркасных домов может различаться исходя из особенностей архитектурных решений при проектировании. Обязательно устанавливаются сваи в местах замковых соединений первого венца постройки, под углами эркеров, в местах где должны ложиться лаги. Необходимо помнить, что чем больше свай в «поле» фундамента, тем большую нагрузку фундамент способен держать и наоборот. Так же особенности грунтов и рельефа могут влиять на количество и расстояние при размещении свай. Участки с сильным уклоном, болотистые, сильно заводненные в низинах требуют при устройстве винтовых фундаментов использовать большее количество свай, особенно это справедливо для болотистых с большим слоем торфа и подвижных грунтов, с использованием силового каркаса в виде обвязки швеллером и других связующих стальных материалов.

Фундамент под каркасный дом рассчитывается из общего веса дома (включая все используемые материалы), в том числе и возможную снеговую нагрузку в зимний период года.

Хорошим решением будет использование винтовых свай для фундамента под каркасный гараж. Причем устройство такого фундамента производится как с использованием швеллера в виде несущих балок под пол, так и бруса способных держать нагрузку предполагаем транспортных средств. В этих случаях при расчете количества свай под фундамент учитывается дополнительный вес, к примеру — автомобиля.

Фундамент под каркасную баню рассчитывают с возможным весом печи, наполненных баков воды, дымохода и других возможных нагрузок.

Свайный фундамент под каркасный дом с использованием при его устройстве винтовых свай позволяет быстро и достаточно недорого подготовить основание к будущему строению и достаточно в короткие сжатые сроки приступить к дальнейшим строительным работам. Винтовой фундамент под каркасный дом пожалуй наиболее практичное решение при стоящем выборе.

Какой фундамент лучше под каркасный дом? Таким вопросом часто задаются перед началом строительства. Конечно наши рекомендации это — свайно винтовой фундамент под каркасный дом. Разумеется если условия на вашем участке позволяют установить винтовые сваи.

Фундамент под каркасную пристройку как лучше сделать? Если основное строение стоит на свайно винтовом фундаменте, то разумно и пристройку «ставить» на винтовые сваи.

Фундамент под каркасный дом цена? Все зависит от нескольких составляющих, это — размер и вес самого дома, архитектура строения, качество грунта, рельеф участка, удаленность, наличие на участке электро-энергии и воды. Расчет фундамента под каркасный дом производится из этих критериев.

Какие сваи винтовые для фундамента под каркасный дом используются? Любого диаметра от 89 мм. исходи из требований и необходимой длины.

Фундамент под одноэтажный каркасный дом устраивается как и под любое строение с обязательным расчетом нагрузок.

Расчет фундамента на винтовых сваях в первую очередь производится из полного веса всего и особенностей данной постройки.

 

 

 

 

Статические испытания свай от 27 000 рублей

Статические испытания грунтов сваями — эталонные методы исследования несущей способности свай по грунту при действии вдавливающих, выдергивающих и горизонтальных нагрузок.

Ключевым этапом работ при проектировании и строительстве зданий и сооружений на свайных фундаментах является проведение испытаний грунтов сваями на этапе выбора проектного решения в части свайных фундаментов (проводится на этапе изысканий) или контроля фактических значений несущей способности свай по грунту с требованиями проектной документации ( на этапе проведения контрольных испытаний грунтов сваями).

Цель проведения статических испытаний грунтов сваями

Основным контролируемым параметром является величина несущей способности сваи по грунту, которая рассчитывается на основе частных значений предельного сопротивления сваи. Статические испытания грунтов сваями (далее статические испытания свай) классифицируются в зависимости от действующей внешней нагрузки, действующей на сваи.

Свяжитесь с нами

Классификация статических испытаний по характеру действия нагрузки и методике проведения испытаний

Требования ГОСТ 5686-2020 распространяются на следующие виды статических испытаний:

Выполнение контрольных испытаний (методика, требования к оборудованию и т.д.) регламентируются требованиями отечественных (ГОСТ 5686-2020. Грунты. Методы полевых испытаний сваями) и зарубежных стандартов (ASTM – D1143).

Перед проведением испытаний с Заказчиком согласовывается специально разработанная программа испытаний. Требования к составлению программы испытаний грунтов сваями – должна отражать количество испытуемых свай, подготовку к проведению работ по статическим испытаниям грунтов сваями, методику проведения испытаний, время условной стабилизации вертикальных или горизонтальных перемещений, критерий наступления предельного сопротивления сваи по грунту.

Принципиальные схемы установок для полевых испытаний грунтов сваями

В последней редакции ГОСТ 5686-2020, вступившем в силу с 1 января 2021 года в приложении Б приведены принципиальные схемы установок для проведения полевых испытаний грунтов сваями.

Выбор той или иной схемы проведения полевых испытаний свай статической нагрузкой зависит от множества факторов, таких как наличие анкерных свай, наибольшая нагрузка при испытаниях, наличие строительной техники на объекте и так далее.

Наибольшее распространение получили испытания свай вдавливающей нагрузкой, данные испытания могут отличаться в зависимости от системы, воспринимающей реактивную нагрузку от гидравлических домкратов:

• Анкерных балок
• Грузовой платформы
• Комбинированным способом
• Методом погруженного домкрата (метод Остерберга)

ЗАКАЖИТЕ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ
8 (800) 300-80-76

Ниже приведены фотографии, иллюстрирующие каждый метод

Оборудование и измерительные приборы

Компания ООО НПО «ГЕОСМАРТ» располагает уникальным ассортиментом составных балок (высотой сечения 1,7-2,1 м) и систем домкратов, способным создать и передать нагрузку до 30 мН (3000 тс) на испытуемую сваю. Для задания нагрузки используется один или несколько гидравлических домкратов, в зависимости от наибольшей нагрузки, указанной в программе испытаний. Измерение вертикальных или горизонтальных перемещений осуществляется индикаторами различных конструкций (аналоговых или цифровых) обеспечивающих необходимую точность предъявляемую ГОСТ 5686-2020 (не менее 0,1 мм). С полным перечнем оборудования вы можете ознакомиться здесь.

Методика проведения статических испытаний грунтов сваями

Метод передачи нагрузки ступенями на сваи с достижением стабилизации деформаций является общим принципом для испытаний на вдавливающие, горизонтальные и выдергивающие нагрузки. Более подробно методика проведения испытаний , а именно режим нагружения, критерий завершения испытаний подробно рассмотрен в соответствующих разделах испытания свай на выдергивание, вдавливания и при приложении горизонтальной нагрузки.

Отдельным вопросом является испытания свай в многолетнемерзлых и специфических грунтах обладающих просадочными свойствами. При проведении таких испытаний возрастает трудоемкость их проведения за счет большего объема подготовительных работ (необходимость замачивания, контроля степени влажности грунта, применение дрен), а также увеличением продолжительности (длительности) испытаний, например, при испытании в многолетнемерзлых грунтах. Одним из путей повышения эффективности и снижения стоимости проведения испытания в данных грунтовых условиях для Заказчика является научно-техническое обоснование, позволяющее, например, отказаться от замачивания просадочных грунтов или применение методики релаксации напряжений (в отдельных случаях) при полевых испытаниях свай в многолетнемерзлых грунтах. Более подробно с методикой проведения испытаний и требованиями нормативно-технической документации можно ознакомиться в разделах испытания свай в просадочных и многолетнемерзлых грунтах.

Необходимо отметить, что требования ГОСТ 5686-2021 не распространяется на проведение испытаний в набухающих грунтах, в этом случае специалисты предлагают научно-техническое сопровождение и согласование программы статических испытаний на всех этапах.

Обзор современных видов статических испытаний свай

Появление современных методик, таких как метод замозаанкеривающей сваи-штампа (метод Остерберга) позволяет более полно оценить работу свай с грунтом, а именно определить раздельную величину сил сопротивления под пятой сваи и по ее боковой поверхности, установить характер распределения сил трения по стволу сваи. Данные испытания проводятся, как правило, при строительстве уникальных и технически сложных объектов и являются наиболее эффективным решением при испытании свай в диапазоне нагрузок свыше 1500 тс. Компания ООО НПО «ГЕОСМАРТ» имеет опыт проведения испытаний методом погруженного домкрата (при помощи силовых ячеек, предварительно установленных в тело сваи) при строительстве опор мостовых переходов через р. Амур, Тулому, Колу, Обь.

В настоящее время все большую популярность приобретает метод PDA (метод использующий принцип волновой теории удара) или испытания свай ударной нагрузкой. Данный метод был появился в предыдущей редакции ГОСТ 5686-2012. На протяжении более чем 8 лет успешно зарекомендовал при испытании свай, изготовленных по различным технологиям. Наиболее эффективно применять данный метод для буровых свай в диапазоне нагрузок 400-900 тс. За счет установленной системы датчиков на голове сваи и математических моделей, описывающих динамические и статические составляющие сопротивления сваи инженер-геотехник может оценить как предельное сопротивление сваи, так и общее сопротивление по боковой поверхности ствола сваи. Главным преимуществом данного метода является высокая производительность (до 10 свай в смену), а высокая надежность результатов обеспечивается корреляцией полученных данных с результатами испытаний свай по стандартной методике.

Часто задаваемые вопросы:

Какой должен быть отдых свай перед статическими испытаниями свай?

Согласно пункту 7.2.3 (ГОСТ 5686-2012) отдых свай составляет:

Продолжительность «отдыха» устанавливается программой испытаний в зависимости от состава, свойств и состояния прорезаемых грунтов и грунтов под нижним концом сваи, но не менее:

3 суток — при песчаных грунтах, кроме водонасыщенных мелких и пылеватых;

6 суток — при глинистых и разнородных грунтах.

Примечения

1 При рорезании песчанных (а также просадочных) грунтов в случае наличия под острием сваи крупнообломочных, плотных песчаных или глинистых грунтов твердой консистенции продолжительность «отдыха» допускается сократить до 1 суток.

2 Более продолжительный срок «отдыха» устанавливают:

— при прорезании водонасыщенных мелких и пылеватых песков — не менее 10 суток;

— при прорезании глинистых грунтов мягко — и текучепластичной консистенции — не менее 20 суток.

Какое количество свай необходимо испытывать статической нагрузкой?

ГОСТ 5686-2012. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. Регламинтирует:

Число испытуемых свай при строительстве должно составлять:

при испытании свай статической вдавливающей нагрузкой — до 0,5% общего числа свай на данном объекте, но не менее 2 шт., за исключением специально обоснованных случаев.

Изменение N 1 к СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. 

Пункт 7.3.1.

Дата введения 2017-06-04

«Количество испытаний свай определяется проектом в зависимости от сложности грунтовых условий, величины нагрузок, передаваемых на основание и числа типоразмеров свай. Для определения несущей способности свай по результатам полевых испытаний для каждого объекта строительства сооружений класса КС-3 и КС-2 рекомендуется проводить:

— статические испытания свай и свай-штампов — до 1% от общего числа свай на объекте, но не менее трех для сооружений класса КС-2 и четырех — для сооружений класса КС-3;

СВОД ПРАВИЛ СП 267.1325800.2016

ЗДАНИЯ И КОМПЛЕКСЫ ВЫСОТНЫЕ

Правила проектирования
 

8.1.2.17 При применении свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов следует выполнять испытания свай статическими нагрузками в объеме, зависящем от их общего числа и неоднородности основания, но не менее четырех испытаний сваями на фундамент высотного здания.

В чем особенность статических испытаний свай высотных зданий?

СВОД ПРАВИЛ СП 267.1325800.2016 ЗДАНИЯ И КОМПЛЕКСЫ ВЫСОТНЫЕ

Правила проектирования

8.1.2.17 При применении свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов следует выполнять испытания свай статическими нагрузками в объеме, зависящем от их общего числа и неоднородности основания, но не менее четырех испытаний сваями на фундамент высотного здания.
8.1.2.18 Испытания грунта сваями могут быть выполнены как при приложении статической нагрузки к верхнему концу сваи согласно ГОСТ 5686, так и методом опускных домкратов.

8.1.2.19 При проведении испытаний грунта сваями механические характеристики грунта уточняются путем обратных расчетов. Для этого сваи должны быть снабжены системой датчиков, позволяющих фиксировать распределение усилий и перемещений вдоль конструкции сваи. Их число и расстояние между ними выбирается исходя из размеров свайного фундамента (поперечные размеры и длина), нагрузок и грунтовых условий таким образом, чтобы можно было определить сопротивление по боковой поверхности сваи и нижнему концу, а также выполнить обратный расчет для определения уточнения механических характеристик грунта.

8.1.2.20 В случае применения опускных домкратов их рекомендуется устанавливать в двух уровнях в целях проведения раздельного испытания грунта сваями по нижнему концу и боковой поверхности. Для этого нижний уровень располагают на минимально возможном расстоянии от нижнего конца сваи для определения механических характеристик грунта и сопротивления сваи по нижнему концу, верхний — на расстоянии по высоте от нижнего, достаточном для определения механических характеристик грунта и сопротивления по боковой поверхности сваи.

Стоимость статических испытаний свай

Выполненные объекты

Вопрос-ответ

Из СП 45.13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты.

12.8 Прием и контроль качества изготовления свайных фундаментов

Согласно пункту 12.7.3  Земляные сооружения (контроль сплошности буронабивных свай):

12.8.3  В состав работ по выборочному контролю качества бетона свай включены:

• выбуривание кернов на полную длину из 2% общего числа выполненных из монолитного бетона свай на объекте, но не менее двух свай и испытания образцов бетона, изготовленных из керна, на одноосное сжатие;
• контроль длины свай и оценка сплошности их стволов с использованием сейсмоакустических испытаний — 20% общего числа свай на объекте;
• оценка качества (однородности) бетона свай на полную их длину методами радиоизотопных или ультразвуковых измерений — 10% общего числа свай на объекте;

Примечание — При согласовании с проектной организацией допускается ограничиться одним из указанных способов контроля.

Из ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями.

Так же согласно пункту 8.1 ГОСТ 5686 — 2012 сваи испытываемые статической нагрузкой должны быть проверены на сплошность:

Примечание — Перед проведением испытаний буровые сваи должны быть проверены на сплошность стволов, в том числе, в случае необходимости, сейсмоакустическим методом.

Изменение N 1 к СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты.  Дата введения 2017-06-04

Пункт 7.5.17 При устройстве буронабивных свай диаметром, превышающим 800 мм, не менее 10 % из них, (а при нагрузке более 500 кН — все сваи) должны быть запроектированы с арматурными каркасами, оснащенными специально предусмотренными трубками, обеспечивающими возможность контроля сплошности и прочности бетона свайных стволов неразрушающими методами.

Изложить в новой редакции:

«7.5.17 При устройстве буронабивных свай диаметром, превышающим 850 мм, не менее 10% свай для сооружений класса КС-2 из них и не менее 30% свай для сооружения класса КС-3, а при нагрузке на сваю более 10 МН — 50% свай должны быть запроектированы с арматурными каркасами, оснащенными специальными трубками для контроля сплошности и однородности стволов свай неразрушающими методами».

Из СП 46.13330.2012

«8.15 Операционный и приемочный контроль качества устройства буровых свай, столбов следует осуществлять силами независимой организации в соответствии с техническими требованиями, указанными в таблице 6»;

пункт 5 изложить в новой редакции:

«пункт 5 изложить в новой редакции:
не допускается нарушение сплошности	Каждая свая (столб) в безростверковых опорах; не менее 30% свай (столбов) в ростверке каждой опоры (но не менее 4 в ростверке)	Неразрушающий ультразвуковой метод. Сейсмоакустическим методом — при невозможности контроля ультразвуковым методом
прочности (допуск +20; -5%)	То же	Неразрушающим методом во всех сваях, столбах
	То же, при спорной ситуации	В случае обнаружения дефекта производится контрольное выбуривание кернов на глубину ниже 1,0 м аномальной зоны

Количество свай для УЗД, количество свай проверяемых на сплошность, количество свай в которое нужно закладывать трубки для УЗД

Буронабивные сваи — Designing Buildings Wiki

Буронабивные сваи , также известные как сменные сваи, представляют собой широко используемую форму фундамента здания, которая обеспечивает поддержку конструкций, передавая их нагрузку на слои почвы или породы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки.

Буронабивные сваи — это сваи, в которых при удалении грунта образуется отверстие для железобетонной сваи, которая заливается на месте. Грунт заменяется сваей, отсюда и «сменные» сваи в отличие от свай-вытеснителей, когда грунт вытесняется забиванием или завинчиванием сваи.

Буронабивные сваи используются в основном в связных грунтах для образования фрикционных свай и при формировании свайных фундаментов вблизи существующих зданий. Они популярны в городских условиях, поскольку там минимальная вибрация, где высота над головой ограничена, где нет риска вспучивания, а также при необходимости варьировать длину свай.

[править] Установка

Буронабивные сваи бурятся с помощью ковшей и / или шнеков с приводом от ударного бурения (вибромолоты) или вращательного бурения (скручивание на месте).

В нестабильных пластах грунта использование бентонитовой жидкости способствует стабилизации ствола, особенно в более глубоких сваях большого диаметра, и позволяет устанавливать сильно армирующие стальные сепараторы. Это известно как растачивание заподлицо (подробнее см. Ниже).

Если бурение и заливка происходят одновременно, сваи известны как сваи с непрерывным шнеком (CFA).

Сваи называются сваями большого диаметра, если они имеют диаметр 600 мм и более. Сваи небольшого диаметра менее 600 мм иногда помещают группами под общую шапку сваи для приема тяжелых грузов.

Несущая способность свай большого диаметра может быть увеличена за счет недоравертывания вала у основания. Это достигается с помощью расширяющегося режущего инструмента, который вырезает основу конической формы, диаметр которой в три раза превышает диаметр главного вала.

Форма опоры сваи или ствола скважины влияет на формирование сваи. Буронабивные сваи могут быть опорными или безопорными.

При укладке свай в устойчивый грунт можно просверлить и уложить бетон без предварительной облицовки отверстия.Однако необходимо принять меры предосторожности, облицовав первый метр ямы, чтобы предотвратить попадание поверхностного грунта в яму.

Есть две категории поддерживаемых свай в зависимости от используемой обсадной трубы или футеровки.

[править] Оболочка несъемная

Скважина может быть сформирована ударным методом, при котором используется тяжелый режущий инструмент на небольшом треноге, который сбрасывается из поднятого положения с помощью лебедки, чтобы вырезать цилиндр из земли. Операция повторяется до тех пор, пока отверстие не будет заглублено на требуемую глубину.В процессе резки в отверстие вставляется тонкая секционная облицовка, чтобы предотвратить его обрушение. В качестве альтернативы, ствол скважины может быть сформирован роторным способом, при котором роторное бурение работает внутри обсадной колонны или футеровки.

[править] Оболочка временная

Обычно ствол скважины поддерживается стальной футеровкой с резьбовым соединением, которую удаляют либо во время, либо после укладки бетона. Трубку можно приподнять с помощью лебедки или домкратом.

При бурении заподлицо используется жидкость, такая как бентонит, для вымывания материала из отверстия, которое было ослаблено бурением.Жидкость можно заливать сверху (обратная промывка) или прокачивать через буровую штангу (прямая промывка). Пробуренная скважина закрывается временным стальным кожухом для предотвращения обрушения рыхлого поверхностного грунта. По мере бурения в отверстие непрерывно подается бентонит.

На необходимую глубину опускают арматуру через бентонит и заливают бетоном. Бентонит вытесняется бетоном и снова выкачивается из отверстия. Когда бетон достигает верхнего уровня отверстия, временная обсадная колонна снимается.

(PDF) НАБОРНЫЕ СВАИ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАГРУЗКОЙ ФУНДАМЕНТА ЗАНЯТИЕМ

В ячейках для цементирования следующего поколения использовался слой гравия

на дне скважины. Гравий

засыпали в яму или опускали в корзину. Ячейка

служила напорной камерой, позволяя давлению цементного раствора

воздействовать на всю площадь

основания. Этот вид клеток был описан

Болоньези и Моретто (1973) и Шмиттом

(1971).

В более новых методах затирки фундамента были приняты методы

, использованные при строительстве анкеров,

. Ячейка была заменена набором из

прямых или U-образных трубок,

трубок манжетой, служащей

для заделки швов свайной обшивки или основания (например, Stocker,

,

, 1983; Troughton, 1992). Эти трубы имели в

точках плановой заливки отверстия, закрытые резиновыми гильзами

. Они действуют как клапан, позволяя

закачивать раствор из трубы в грунт, и

предотвращая его обратный поток.

Преимущество предварительного натяга основания состоит в том, что

делает осадки свай меньше и более однородными в конструкции

. Предварительное нагружение также представляет собой испытание сваи на нагрузку

, по крайней мере, ее сопротивление вала

, когда подъем сваи, залитой раствором, составляет

измеренных. Это может улучшить несущую способность

неправильно выполненных

свай.

Увеличение рабочей нагрузки одиночной сваи

значительно снижает затраты на фундамент, особенно

в случае мостов.Опоры моста

часто залегают в русле реки или глубоких

сжимаемых пластах. Верхняя часть сваи

не несет нагрузки или даже

подвержена отрицательному трению. Следовательно, важно использовать максимальную несущую способность

одинарной буронабивной сваи

, используя меньшее количество свай

, выдерживающее более высокие нагрузки.

ЗАПОЛНЕНИЕ ОСНОВАНИЯ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В ПОЛЬШЕ

Научно-исследовательский институт дорог и мостов (IBDIM)

провел эксперименты с методом предварительной нагрузки основания

в семидесятых годах.Метод

получил широкое распространение в девяностые годы. С 1991 г. было построено

более 2000 свай с залитым основанием

мостов и других тяжелых фундаментов

. Нагрузочные испытания

подтвердили преимущества затирки фундамента.

В первых проектах использовались ячейки для цементирования,

, состоящие из корзины с крупным гравием, аналогичные

ячейкам, описанным Болоньези и Моретто

(1973) или Шмиттом (1971).Результаты затирки основания

обычно были хорошими. Однако тяжелая ячейка

с гравием оказалась неудобной. Корзина

должна быть прочной, и ее сборка

была трудоемкой. Поэтому требовалось более простое устройство

.

Другая система, успешно применяемая в Польше, — это

, гибкая ячейка для цементирования, сделанная из полупроницаемого нетканого геотекстиля

, разработанная в Гданьском Техническом университете

(Гвиздала, 2004).

Длительные обсуждения ячейки привели к появлению

простого и недорогого решения, показанного в принципе

на рис. 2. Вертикальные заливочные трубы

собраны с арматурным каркасом. Горизонтальный участок трубки

покрыт пластиковой мембраной

, закрепленной на конце клетки

(рис. 3). Край мембраны может быть

загнут вверх при опускании клетки.Затем

отделяет трубу с гильзами от бетона

, помещенного в отверстие. Когда проникновение раствора

является чрезмерным, трудно достичь требуемого давления предварительной нагрузки

. В почве с высокой проницаемостью

предусмотрена вторая мембрана под трубкой для цементирования

, которая уменьшает попадание раствора

в почву. Затирку можно производить в любое время после бетонирования сваи.После заливки раствором

трубку можно очистить промывкой

и выполнить многократную заливку раствора, если необходимо. Установка затирки без

ячейки оказалась простой и не усложняла строительство сваи

. Заливка цементного раствора

была значительно меньше, чем в случае ячейки

с гравием.

Рис. 2. Схема устройства затирки фундамента: 1 —

свайный бетон, 2 — затирочная труба, 3 — дно отверстия,

4 — резиновая втулка, 5 — пластиковая мембрана, 6 —

затирка

Буробетон Сваи — Shore Tec Piling

Буронабивная свая — это еще один тип железобетонной сваи, который используется для поддержки высоких зданий, испытывающих большие вертикальные нагрузки.Буронабивные сваи — это монолитные бетонные сваи, в которых буронабивные сваи должны быть отлиты на строительной площадке, в то время как другие бетонные сваи, такие как спиральные сваи и железобетонные квадратные сваи, представляют собой сборные бетонные сваи.

Просверленные валы отливаются с помощью буронабивной машины со специально разработанными буровыми инструментами, ковшами и грейферами, используемыми для удаления почвы и породы.

Как и любая другая система глубокого фундамента, буронабивные сваи также имеют свои проблемы, связанные с их бурением.

Начнем с того, что укажем, что метод бурения будет зависеть от типа почвы, поэтому у вас должен быть хороший отчет об исследовании почвы, который поможет вам понять, какие технологии бурения необходимо будет развернуть. Выбор правильной технологии бурения и минимизация нарушения окружающей почвы — это опыт подрядчика по сваи.

Для несвязных грунтов, таких как песок, гравий, ил, независимо от того, находится ли он под уровнем грунтовых вод или нет, скважина должна поддерживаться с помощью стальных каркасов или стабилизирующего раствора, такого как бентонитовая суспензия.Бентонитовый раствор действительно грязный, и вы, возможно, захотите этого избежать. Как только этот процесс будет завершен, арматурный стержень будет опущен на место, и в отверстие будет заливаться бетон.

Основными преимуществами буронабивных свай или буронабивных стволов перед обычными опорами или другими типами свай являются:

• Сваи переменной длины можно наращивать через мягкие сжимаемые или набухающие почвы в подходящий несущий материал.
• Сваи могут быть расширены до глубины ниже промерзания и сезонного колебания влажности.
• Сведены к минимуму большие выемки грунта и последующая засыпка.
• Меньше разрушения прилегающей почвы .
• Отсутствие вибрации не повредит соседние сваи или конструкции.
• Чрезвычайно кессонов большой вместимости можно получить, увеличив основание ствола до трехкратного диаметра ствола, исключив, таким образом, создание крышек над несколькими группами свай.
• Для многих проектных ситуаций буронабивные сваи предлагают на большую грузоподъемность и потенциально лучшую экономичность, чем забивные сваи.

CMW | Свайные испытания

Испытания свай обычно проводятся для проверки того, что конструкция и конструкция свай соответствуют ожиданиям, или для оказания помощи в проектировании свай перед основными работами по строительству свай.

Испытания свай часто являются требованием национальных стандартов или могут быть указаны как часть строительных спецификаций. Тестирование проводится несколькими способами, в том числе:

• Испытания на статическую нагрузку, при которых сваи нагружаются постепенно с помощью датчика нагрузки либо от реакционных свай, либо от опор, либо от опор на поверхности.Этот метод испытания обычно считается наиболее надежным методом испытания свай и наиболее близок к рабочим условиям нагружения свай.
• Испытание динамической нагрузкой, когда сваю нагружают в очень коротком направлении за счет приложения динамической нагрузки. Этот тест требует более подробной интерпретации результатов, и в результате приложение динамической нагрузки нельзя напрямую сравнивать со статической нагрузкой. Испытание обычно проводится с помощью молотка для забивания свай.Для забивных свай молоток обычно тот же, что и молоток, используемый для установки. Если испытания проводятся на буронабивных сваях, требуется тщательный выбор подходящего молота с учетом размера сваи и целевого приложения нагрузки.
• Гибридные методы тестирования, такие как Statnamic и StatRapid. Эти тесты выполняются путем приложения нагрузки в течение примерно 100 миллисекунд. Хотя все еще требуется определенная степень интерпретации, обычно считается, что испытания больше напоминают условия статической нагрузки.
• Тестирование клеток Остерберга. Эти испытания проводятся с помощью тензодатчика, установленного внутри сваи, при этом свая обеспечивает как реакцию, так и испытуемую секцию. Датчик нагрузки расположен в заранее заданном месте внутри сваи, чтобы обеспечить соответствующую реакцию.

CMW Geosciences имеет большой опыт проектирования и испытаний свай с использованием всех вышеперечисленных методов. Мы можем предоставить инженерные услуги по надзору за испытаниями и провести интерпретацию с использованием всех вышеперечисленных методов.Наша независимость от подрядчика по установке свай часто может быть ценна при испытании свай, особенно для общественных проектов, где требуется независимое тестирование.

Полевые испытания свай с заделкой цементным раствором под статической нагрузкой в ​​различных условиях разрушения

На практике неправильная установка и конструкция для испытаний приводят к эксцентриситету сваи, что снижает несущую способность сваи. Также неправильная укладка свай снизит прочность верхней части бетона. Эти свайные элементы при несоответствующей конструкции и конструкции легко не заметить, так как они невидимы.Поскольку исследование сосредоточено на поведении разрушения свай в различных условиях, эта статья направлена ​​на определение результатов свайного фундамента при эксцентрической нагрузке, сваи с недостаточной прочностью бетона и сваи с пробивным разрушением. Были залиты четыре бетонные сваи и проведены испытания на сжимающую статическую нагрузку (SLT). Верхняя часть первой сваи была залита из бетона недостаточной прочности. Две другие сваи были забиты бетоном с достигнутой прочностью; однако один из них применялся с эксцентрической нагрузкой.Третья свая была стандартной сваей, а четвертая свая испытывалась до тех пор, пока не произошел разрыв пробивки. Для четвертой сваи был использован метод T-Z для определения характеристик разрушения. Выявлено, что для сваи с недостаточной прочностью бетона трещины возникли в головке сваи, и бетон раздробился на глубине 0,9–1,2 м под землей; для сваи, страдающей эксцентриситетом, частичный бетон раздроблен, а бетон с противоположной стороны подвергся разрушению от растяжения; при пробивании сваи трещина в грунте увеличивается до 50 мм.Также были предоставлены традиционные представления и интерпретации результатов. Кроме того, было обнаружено, что для сваи, подвергшейся пробивному разрушению, сопротивление вала увеличивалось по мере увеличения нагрузок, и после того, как нагрузка достигла максимального сопротивления, нагрузка передавалась на вершину сваи и, в конечном итоге, приводила к разрушению сваи-грунта. система.

1. Введение

Во время строительства буронабивной сваи грунт удаляется с помощью машин, и поэтому остатки грунта остаются в пробуренной скважине.Это приводит к снижению конечной стойкости сваи и увеличению осадки сваи. Было обнаружено, что из-за этих отложений грунта у основания ямы вместимость некоторых свай особняка была намного ниже проектных требований. Также было обнаружено, что оседание этих свай было намного больше, чем оседание обработанных свай, благодаря выполнению SLT в городе Тайюань, Китай [1]. Эта конкретная проблема может быть решена путем применения технологии поддержки навозной жижи.Однако сообщается, что иногда этот слой примеси для поддержки цементного раствора (бентонит или полимерный материал, грунт и вода) снижал сопротивление трения между слоями грунта и бетонными сваями, что, следовательно, уменьшало предельную несущую способность свай. Сообщается, что этот слой примеси или композитный слой снижает от 30% до 40% несущей способности сваи [2].

Упомянутая проблема, связанная с уменьшением несущей способности, вызванным слоем примеси, может быть решена применением технологии последующей затирки.В процессе затирки цементная добавка сдавливается, а затем опорный слой цементного раствора вытесняется [3, 4]. Оборудование для заливки раствора включает в себя систему плоских домкратов, которая состоит из труб для подачи раствора, соединенных со стальной пластиной с резиновой мембраной, и систему рукава-порт, которая состоит из двух-четырех U-образных трубок, установленных на дне сваи. Эта U-образная трубка покрыта резиной и может иметь различную конфигурацию [5].

Было проведено множество исследований для определения эффективности этой технологии.Полевые SLT были проведены для сравнения поведения одной сваи, залитой цементным раствором, и двух свай, стабилизированных обычным цементным раствором. Эти испытания позволили получить характеристики передачи нагрузки и прояснить механизм фундаментной бетонной сваи. Они также предоставили соотношение между расходом цемента, количеством этапов затирки и объемом ствола сваи [6]. Диаметр свай с цементной техникой составляет от 0,4 м до примерно 2,5 м. Испытания двух свай диаметром 1.5 м, были проведены на мосту Пакси через реку Падма (Ганг) в западной части Бангладеш [7]. Строительство свай большого диаметра (2,4 м) началось с башни Пиннакл — небоскреба высотой 290 м в Лондоне, Англия [8].

Помимо аналитических методов, метод конечных элементов является одним из наиболее подходящих методов для моделирования системы грунт-структура, например, для моделирования структуры морского дна [9]. Кроме того, для определения несущей способности свай, залитых раствором, использовались многочисленные методы моделирования.Недавние результаты испытаний и методы численного моделирования показали, что бетонные сваи с последующим цементированием могут удвоить предельную емкость сваи с дефектами, то есть емкость традиционной сваи увеличивается на 20% [10]. Несколько проектов с применением методов затирки фундамента были предоставлены Синнрайхом и Симпсоном [11]. В своей статье они использовали метод испытания O-cell, используя двунаправленную осевую сжимающую нагрузку, чтобы определить несущую способность вала и конца. Тем не менее, результаты были неубедительными, поскольку некоторые проекты продемонстрировали увеличение емкости свай, залитых раствором, а некоторые — нет.

Сваи с цементным раствором или сваи с последующим цементированием успешно используются во всем мире около 40 лет [12]. Однако предыдущие исследования сваи затирки касались затирки фундамента; поэтому исследования по заливке шахтным раствором очень ограничены. Более того, в исследованиях редко учитывалась предельная несущая способность буронабивных свай с заделкой. Как заявили Sinnreich и Simpson (2013), необходимы дальнейшие исследования механики цементирования буронабивных свай, так как некоторые результаты определения предельной несущей способности между залитыми и не засыпанными сваями противоречивы.Предел несущей способности сваи, залитой после заливки, в основном определяется интерпретацией результата кривой без провисания. В других исследованиях уделялось внимание методам цементирования, чтобы найти лучший способ увеличения несущей способности в различных подземных условиях [6]. Некоторые исследователи учитывают механизм передачи нагрузки. Однако SLT этих свай под разрушающей нагрузкой проводятся редко, и исследования поведения этих свай ограничены.

В первую очередь, существует три типа условий разрушения свай.Самая частая — выход из строя головки сваи. Во время строительства буронабивной сваи крупный заполнитель бетона является плотным в нижней части пробуренной скважины, а в верхней части присутствует заболоченный шлам, который в основном представляет собой смесь цемента, мелкого песка и воды (от 0 до 2 м наверху). ворса). Прочность этого жидкого раствора ниже проектной прочности, поэтому верхняя часть затвердевшего бетона с низкой прочностью всегда удаляется режущей машиной. Однако, если резка неэффективна, сначала разрушится свая, содержащая бетон с низкой прочностью, что приведет к разрушению сваи.Второй распространенный — отказ штамповки. Если расчетная нагрузка будет завышена, то концевой слой подшипника не сможет выдержать передаваемые нагрузки, и свая будет вытолкнута вниз сразу после полного развития сопротивления вала. Иногда непредсказуемые геотехнические условия также могут привести к отказу при штамповке; например, карстовая пещера существует вокруг сваи. Третье условие разрушения — эксцентриситет сваи.

Для того, чтобы исследовать поведение свай, залитых после затирки, в этих условиях разрушения, были залиты четыре буронабивных бетонных сваи с последующим заливкой и были проведены испытания на вертикальную сжимающую статическую нагрузку.Исследовано место повреждения бетонной сваи и передача нагрузки сваи при пробивном разрушении. В этом документе также представлено традиционное представление результатов для определения поведения сваи, а также методы двойного касания и Чина, которые используются для определения предельной вместимости.

2. Подземные условия

Строительная площадка находится в западном городе Цзинань, провинция Шаньдун, Китай. Исследование недр проводилось путем лабораторных испытаний и натурных испытаний.Испытания на месте, такие как стандартные испытания на проникновение (SPT) и лабораторные испытания, такие как испытания на уплотнение, испытания на прямой сдвиг и трехосные испытания (UU), проводились на основе местного стандарта Кодекса исследований в области геотехнической инженерии [13] и китайского стандарта. Свод стандартов на метод испытаний почвы [14], соответственно. По каротажам скважин и образцам грунта на исследуемой территории было обнаружено 10 слоев:

(1) Насыпь, желтовато-коричневая пластичная глина с зольным бетоном и кирпичной крошкой, толщина варьируется от 0.От 6 до 3,4 м. 2. Глина алевритовая, желтая, лессовидная, насыщенная, мощность от 1,2 до 3,2 м. (3) илистая глина, желтовато-коричневая, пластичная, мощность от 0,4 до 4,4 м; (3-1) Глина, от серо-коричневой до бежевой, пластичная, толщина от 1,2 до 2,5 м. (4) Глинистый ил, содержащий оксид железа, мощностью от 0,6 до 1,6 м или 5 м. (5) Глина коричневая, частично содержащая лессовую куклу, размер частиц от 10 до 20 мм, толщина от 1,2 до 4,1 м; (5-1) Илистая глина, желтовато-коричневая, пластичная, содержащая оксиды железа и марганца, толщина варьируется от 3.От 7 до 6,8 м. (6) илистая глина, от желтого до бледно-коричневого цвета, пластичная, мощность колеблется от 3,4 до 6,2 м. (7) от илистой глины до глины, от бледно-коричневато-красного цвета, пластично-жесткой, толщиной от 12,3 до 34,2 м; (7-1) Глина бледно-коричнево-красная, очень плотная, содержащая гравий с размером частиц от 20 до 30 мм.

Уровень воды под землей находится от 2,90 до 3,75 м, глубина выработки 5–6 м. Как показано на Рисунке 1, три сваи с метками P80, P60 и P40 находятся рядом со зданием. Эти сваи имеют одинаковый диаметр и длину; Свая № 12, находящаяся у корпуса № 3 №, имеет больший диаметр и длину.На основании каротажных диаграмм в районе исследования, как показано на Рисунке 1, было обнаружено, что подземные условия вблизи здания аналогичны. Параметры грунта испытательных свай приведены на рисунках 2 и 3.

3. Описание сваи

3.1. Подготовка тестовой сваи

Для тестирования предназначены 4 сваи. Как показано в Таблице 1, после затвердевания бетона длина сваи P40, P60, P80 и P12 составляла 32 м, 30 м, 32 м и 37 м соответственно (до разрезания сваи).После отрезания 2 метров от оголовка сваи, как показано на Рисунке 4 (P40, P80, P12), все три сваи имели одинаковые размеры длиной 30 м. За исключением П12, диаметр остальных трех свай составлял 600 мм. Поскольку для P60 резка не требовалась, верхние 2 метра бетона не достигли требуемой прочности C35. Обратите внимание, что после отверждения бетона прочность бетона от верхней сваи составляла от C25 до C35, что было определено путем проведения испытаний на отскок бетона с помощью ресилиометра.

30324 30329 Верхние 2 м = 25–30 Нижняя часть = 35 Этикетка сваи Состояние сваи Перед резкой (м) Длина сваи (м) Диаметр сваи (мм) P40 Эксцентриситет 32 32-2 = 30 600 35 P60 Недостаточная прочность бетона P80 Стандартная свая 32 32-2 = 30 600 35 P12 Недостаточная прочность грунта 37-2 = 35 800 50

3.2. Расчетная предельная несущая способность

Технический кодекс по испытаниям свай фундамента здания [15] описывает некоторые методы определения предельной несущей способности свайного фундамента. Уравнения, используемые в этом проекте, проиллюстрированы уравнениями (1) и (2), которые используются для традиционного свайного фундамента и свайного фундамента с последующей заливкой цементным раствором, соответственно. Уравнение (1) представляет собой предельную несущую способность одиночной сваи без применения цементного раствора; следовательно, общая мощность — это сумма мощности вала и конечной мощности.Значения бокового и торцевого напряжения зависят от типа грунта, состояния грунта (например, коэффициента пустотности, индекса жидкости, значения SPT N ), типов свайного фундамента и метода строительства. В отличие от уравнения (1), общая вместимость сваи, как показано в уравнении (2), включает дополнительные сопротивления, обусловленные усилением цементного раствора вала и усилением цементного раствора основания. Коэффициенты упрочнения вала и основания относятся к типам грунтов. Где — предельная несущая способность одиночной сваи; — вместимость вала без усиления затирки; — емкость основания без усиления затирки; — сопротивление вала каждого слоя почвы; — конечное сопротивление от носка сваи; — крайняя зона от носка ворса; — вместимость вала с затирочным усилением; — емкость основания с усилением затирки; — сопротивление вала без усиления затирки; — периметр поперечного сечения; — толщина слоев внутри укрепляющей части грунта; — коэффициенты упрочнения вала; и — коэффициенты усиления базы.

В данном тематическом исследовании также учитываются несущие способности одиночных свай на основе метода in situ и метода API. В отличие от JGJ94, метод in situ учитывает значение SPT N , а метод API учитывает коэффициент α , который относится к давлению покрывающих пород. Окончательная несущая способность этих четырех свай приведена в Таблице 2. Можно видеть, что общая несущая способность, полученная с помощью метода на месте, является консервативной, а допустимая нагрузка, полученная с использованием метода JGJ94 и API, аналогична.Легко понять, что испытуемая свая выходит из строя, когда максимальные приложенные нагрузки превышают расчетную предельную несущую способность. Для проведения испытаний на разрушение свай, набитых цементным раствором, расчетные максимальные приложенные нагрузки для SLT определены как 8 400 кН (> 7465 кН) и 5 ​​200 кН (> 4577 кН) для P12 и P80, P60, P40, соответственно. По соображениям безопасности, реакционные веса (в 1,2 раза превышающие расчетные испытательные нагрузки) определены равными 10 080 кН (P12) и 6240 кН (P80 / P60 / P40) для испытательных свай.Как показано на Рисунке 1, P80 (стандартная свая) находится под зданием, это испытание сваи является контрольным испытанием (не разрушать). Остальные, однако, рассчитаны на нагрузку до тех пор, пока не произойдет сбой.

30 на месте метод Стандарты Сопротивление вала Конечное сопротивление Общая грузоподъемность Расчетная испытательная нагрузка Реакционная масса Этикетка сваи JGJ94 (без проходки) 1 4,973 804 5,777 8,400 10,080 P12 4,285 904 5,190 JGJ94 (затирка) 2 5,696 1,768 7,465 382 3,538 5,200 6,24 0 P80 / P60 / P40 Метод in situ 2,669 466 3,135 Метод API 3,335 203 3,538 Gout 3,699 877 4,577

Примечание: JGJ94 (без прокладки) 1 и JGJ94 (на основе уравнений) 1 2 90 (расчетная способность) 2 90 (2) соответственно.

3.3. Метод TZ для определения передачи нагрузки

Предполагая, что грунт имеет полубесконечную, однородную и изотропную массу и линейную зависимость напряжения от деформации, вертикальное движение грунта при приложении равномерного давления q может быть получено с помощью уравнения (3 ). Что касается формы нагруженной области, Knappett и Craig [16] рекомендовали значение фактора влияния 0,79 для области круглой формы. Напряжение q от основания сваи может быть определено, когда площадь основания A, является круглой, с использованием уравнения (4).Для изотропного упругого материала связь между модулем сдвига и модулем Юнга может быть проиллюстрирована уравнением (5). Жесткость основания для круглого основания (отношение между опорной силой и осадкой) может быть определена с помощью уравнений (3) — (4), как показано в уравнении (6), где — диаметр свайного фундамента, а, и — модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона соответственно.

Для ствола сваи осадка или деформация связана с расстоянием от центральной линии свайного фундамента до бесконечно удаленной точки (расстояние r от 0 до бесконечности).Когда это расстояние равно диаметру сваи, максимальное значение может быть получено на границе раздела грунт-свая; когда это расстояние далеко от центральной линии, деформация почвы равна нулю. В этой статье предполагается, что это длина сваи, потому что осадка грунта на таком расстоянии очень мала, и ею можно пренебречь. Для сегмента сваи длиной, при приложении вертикальных нагрузок сила сдвига от вала сваи должна быть равна сопротивлению грунта сдвигу: где — среднее напряжение сдвига, действующее по длине элемента, а — среднее напряжение сдвига. напряжение почвы, которое приводит к деформации почвы.

Деформация сдвига грунтового блока может быть представлена ​​как. Кроме того, это может быть представлено как отношение между средним напряжением сдвига и средним модулем сдвига, как показано в

. Интегрировав уравнение (8), мы получили

Смещение грунта возле ствола сваи составляет

На основе силы, действующей вдоль ствола сваи. вал сваи, жесткость вала грунта (соотношение между усилием на валу и перемещением грунта вала) можно определить следующим образом:

Если свайный фундамент разделен на небольшие сегменты (длина, площадь поперечного сечения, модуль Юнга сваи), мы можно определить место, где нагрузка, приложенная от головки сваи (первый сегмент), как узел 1 с соответствующей силой, и положение, где переданная нагрузка от нижней части сегментов, как узел 2, 3, 4,…, i с соответствующая сила,,,…,.Разность сил между двумя узлами может быть получена с точки зрения среднего укорочения сваи, а также жесткости вала, так как

может быть получено на основе упругого сжатия элемента сваи со средней силой в сегменте:

Кроме того, базовая сила может быть получено путем умножения осадки основания на жесткость основания:

Вкратце, для данной приложенной нагрузки от оголовка сваи с соответствующим смещением головки сваи, которое получается из испытания статической нагрузкой, а также известных параметров грунта и грунта. сваи, исходя из приведенных выше уравнений, можно получить передаваемую нагрузку под головкой сваи.

4. Полевые испытания

SLT были проведены на основе Китайского Свода технических правил по испытаниям свай фундаментов зданий [15]. Схема испытания на статическую нагрузку представлена ​​на рисунке 5, утяжеленная платформа была выбрана вместо литых реактивных свай по экономическим соображениям. В этом тематическом исследовании использовались методы обслуживания с низкой скоростью. Приложенная нагрузка поддерживалась до тех пор, пока скорость осевого перемещения не превышала 0,1 мм. После приложения каждой нагрузки требовалась регистрация вертикального движения свай с временными интервалами 5, 10, 15 минут и 30 минут, если суммарное время превышало 1 час.

Для свай из P40, P60 и P80 нагрузка начиналась с 1040 кН, а затем нагрузка прикладывалась с шагом 520 кН. Соответствующие вертикальные осадки при каждой нагрузке регистрировались с помощью 4 автоматических стрелочных индикаторов. Для свай, которые достигают максимальной нагрузки 5200 кН, прилагаемые нагрузки последовательно уменьшались с уменьшением на 1040 кН. Домкраты останавливаются до 0 кН, но стрелочные индикаторы продолжают регистрировать оседание до тех пор, пока система грунт-сваи не станет стабильной.Для сваи P12 нагрузка началась с 1680 кН, а затем была приложена нагрузка 840 кН до достижения максимальной нагрузки.

5. Наблюдение за сваей в условиях разрушения

5.1. Сваи с недостаточной прочностью бетона

Как показано на рисунке 6 (а), трещина в бетоне P60 возникла при нагрузке 3 640 кН. Трещина была обнаружена в головке сваи, максимальная ширина трещины достигла 30 мм. При испытании на целостность при низкой деформации выяснилось, что эта свая сломана на глубине 1.2 м под землей. После выкапывания сваи и разрушения бетона из головы сваи было обнаружено, что арматура была изогнута наружу на глубине от 0,9 до 1,2 м, как показано на рисунке 6 (б). Это произошло потому, что после повреждения бетона арматура пыталась противостоять вертикальной нагрузке. Арматура внутри сваи не изгибается, потому что бетонная сердцевина сопротивляется этому прогибу.

5.2. Сваи под эксцентрическими нагрузками

Как показано на Рисунке 7 (b), свая P40 была испытана с эксцентриситетом 200 мм.После приложения нагрузки 4680 кН сваи, казалось, успешно выдержали нагрузку; однако бетон фактически раздавлен в зоне сжатия, и арматура в этой зоне (рис. 7 (а)) пыталась противостоять этой сжимающей нагрузке, но не удалось, и ориентация была снаружи. В то же время бетон треснул со стороны растяжения, но арматура с этой стороны в течение нескольких минут обеспечивала сопротивление растяжению, а позже вышла из строя. В этой зоне не было обнаружено изогнутой арматуры (рис. 7 (с)).

5.3. Разрушение из-за недостаточной жесткости грунта

Бетон не был поврежден для сваи P12, которая потерпела поражение при продавливании. После приложения нагрузки 8400 кН ничего не происходило в течение 115 мин, а затем сваю внезапно врезалась в землю. Это явление можно в первую очередь объяснить тем, что сопротивление вала полностью сформировалось, и через 115 мин нагрузка перешла на вершину сваи. Из-за недостаточной жесткости глинистой толщи сваи погрузились в грунт.Как показано на Рисунке 8, в земле были обнаружены трещины до 100 мм.

6. Результаты тестирования и обсуждение

6.1. Сваи с выполненными проектными требованиями

Результаты испытаний сваи P80 представлены на рисунках 9–11. Результаты интерпретации на основе метода двойного касания, метода смещения и метода Чина представлены на рисунках 12 (a) –12 (c) соответственно. Из кривой нагрузка-оседание (кривая Q-s), показанной на рисунке 9, предельная нагрузка была консервативно определена как 4680 кН с соответствующим максимальным оседанием 4.9 мм. В соответствии с некоторыми местными стандартами предельная несущая способность может быть определена как 5200 кН, поскольку соответствующее оседание в 7,88 мм было относительно небольшим. Согласно китайскому стандарту JGJ 106-2014, пункт 4.4.2.1, анализируя результаты s-lgt при каждой загрузке, можно определить вместимость сваи там, где в конце кривой s-lgt возникает глубокая нисходящая кривая. . Как показано на Рисунке 10, наблюдались две тенденции к снижению по сравнению с этапами нагружения 4 680 и 5 200 кН, но оседание в конце концов оставалось стабильным.Таким образом, нагрузка сваи была определена как 5200 кН, или 4680 кН при консервативном рассмотрении. На основе кривой s-lgQ с трудом была определена предельная нагрузка 4680 кН (рис. 11).

Как указано в AASHTO [17] и FHWA [18], метод двойного касания чаще используется для просверленных валов. Основываясь на построении двух касательных линий, точка пересечения, которая представляет предельную несущую способность P80, была определена как 3900 кН, как показано на Рисунке 12 (a).Через кривую Q были нанесены линия упругости и линия смещения. Как показано на Рисунке 12 (b), не было пересечения между линией смещения и кривой от этапов нагружения, что указывало на то, что предельная несущая способность P80 превышала максимальную приложенную нагрузку 5200 кН. При построении графика зависимости нагрузки / осадки от осадки результат показал линию с градиентом 0,0002. На основе метода Чина предельная несущая способность P80 была определена как 5000 кН, как показано на Рисунке 12 (c).

6.2. Разрушение из-за недостаточной прочности бетона

Кривая Q-s, кривая s-lgt и кривая s-lgQ для P60 представлены на рисунках 13–15. Осадка в 12 мм была обнаружена при нагрузке 3640 кН, и при применении следующей нагрузки наблюдалась чрезвычайно высокая тенденция; Предел несущей способности был определен как 3640 кН для P60 на основе кривой Q-s (Рисунок 13). Как показано на Рисунке 14, при приложении нагрузки 4160 кН наблюдается резкая тенденция к снижению, что показывает прирост осадки с увеличением времени, и это представляет собой критерий разрушения грунта.Таким образом, максимальная несущая способность P60 была определена как 3640 кН. Этот рисунок также предоставляет ценную информацию, иллюстрирующую поведение сваи при разрушении. Как показано на Рисунке 14, при приложении нагрузки 3640 кН бетон оторвался от верхней части сваи, и осадка увеличилась. Позже, при этой вертикальной нагрузке, свайный фундамент все еще мог выдерживать приложенную нагрузку, и, таким образом, расчетные данные оставались стабильными на практике, когда обнаруживается кривая, подобная кривой 3120 кН, сваю ожидается разрушение, проверка целостности сваи незаменим, поэтому настоятельно рекомендуется выполнять обнаружение низкой деформации.Как показано на Рисунке 15, точка с соответствующей нагрузкой 3640 кН оказалась предельной нагрузкой, потому что после этой точки оседание головки сваи резко уменьшилось.

Интерпретации кривой Q на основе метода двойного касания, метода смещения Дэвиссона и метода Чина представлены на рисунках 16 (a) –16 (c). Как показано на Рисунке 16 (а), пересечение двух касательных линий было определено, и соответствующая нагрузка оказалась равной 3600 кН.Для метода смещения Дэвиссона, поскольку эта свая не была однородной (прочность бетона от верхних 2 м была недостаточной), с использованием модуля упругости бетона 31 500 Н / мм ² для определения линии упругости (PL / EA), как показано на На рисунке 16 (b) предельная нагрузка была определена как 3600 кН. Однако, поскольку модуль упругости бетона в верхней части составлял 30 000 Н / мм ² , фактическая нагрузка должна быть немного более 3600 кН. Используя данные, полученные во время SLT до того, как произошел отказ, и затем построив график зависимости осадки / нагрузки от осадки, можно получить градиент 0.0003, как показано на Рисунке 16 (c). Наконец, несущая способность P60 составила 3333 кН.

6.3. Разрушение из-за эксцентриситета

Для сваи, подверженной эксцентрической нагрузке, типичные результаты представлены на рисунках 17–19. Как показано на Рисунке 17, после приложения нагрузки 4680 кН было обнаружено огромное увеличение осадки. Затем была определена предельная нагрузка 4 160 кН. Как показано на Рисунке 18, после приложения нагрузки 4160 кН кривая s-lgt показала, что осадка грунта была относительно стабильной с увеличением времени; однако после приложения следующей нагрузки (4680 кН) произошло резкое увеличение осадки, которая представляла состояние отказа.Тогда предельная несущая способность была определена как 4 160 кН. Стоит отметить, что при нагрузке 4680 кН обнаружены две «капли». Первое падение осадки относится к раздавливанию бетона из зоны сжатия (около 14 мм, изменение осадки от 6 мм до 20 мм), а второе падение относится к разрушению системы сваи-грунт. Как показано на Рисунке 19, после приложения нагрузки 4160 кН была обнаружена резкая тенденция к снижению, которая представляет собой конечное состояние.Затем была определена предельная нагрузка 4 160 кН.

Интерпретации, основанные на методе двойного касания, методе Дэвиссона и методе Чина, показаны на рисунках 20 (a) –20 (c), соответственно. Пересечение двух касательных линий было обнаружено на Рисунке 20 (c), и была обнаружена максимальная несущая способность P40, равная 4 190 кН. Как показано на Рисунке 20 (b), было определено пересечение между линией смещения и кривой Q-s, и максимальная нагрузка P40 была получена как 4250 кН.Как показано на рисунке 20 (c), метод Чина неприменим к сваям, разрушенным из-за эксцентрической нагрузки.

6.4. Отказ при штамповке

Типичные изображения представлены на рисунках 21–23. Для сваи P12 допустимая нагрузка была определена как 7 560 кН, как показано на Рисунке 21, потому что после этой точки 7 560 кН кривая Q показывает резкую тенденцию к снижению, которая иллюстрирует состояние разрушения. Как показано на Рисунке 22, при нагрузке 7 560 кН свая была относительно нестабильной, но свая разрушилась, когда было приложено 8 400 кН.Предел прочности этой сваи был определен на основе кривой s-lgt, равной 7 560 кН. Кроме того, по кривой s-lgQ была определена предельная несущая способность 7 560 кН (Рисунок 23).

Результаты, основанные на методах двойного тангенса, Дэвиссона и Чина, представлены на рисунках 24 (a) –24 (c) соответственно. Как показано на Рисунке 24 (а), было найдено пересечение двух касательных линий, и была определена предельная несущая способность, равная 7 560 кН.Для метода Дэвиссона, показанного на Рисунке 24 (b), было обнаружено пересечение между линией смещения и кривой Q-s, и была определена допустимая нагрузка 7 900 кН. Построив график данных, полученных от испытанной сваи до возникновения разрушения, на основе метода Чина была определена функция с наклоном 0,001 (рисунок 24 (c)) и получена предельная несущая способность, которая составила 1 / 0,0001 = 10000 кН.

Сводная информация о несущей способности сваи представлена ​​в Таблице 3. Можно видеть, что предельная несущая способность, полученная с помощью традиционных методов и интерпретаций, в целом близка.Для стандартной сваи, по сравнению с предельной несущей способностью сваи, залитой раствором, как показано в Таблице 1 (4577 кН), испытанная нагрузка составляет 4777 кН, что иллюстрирует идеальный метод проектирования, предоставленный JGJ94 (цементация). Следует отметить, что в этой статье диаграмма, основанная на методе Чина, определяется с использованием данных испытаний до возникновения разрушения (максимальные приложенные нагрузки с соответствующей осадкой не используются в построенной диаграмме Чина). Причина для этого заключается в том, чтобы проверить, может ли метод Чина дать соответствующие результаты при условии отсутствия сбоя, или этот метод можно использовать для определения производительности при контрольных испытаниях (ПТ).Как показано в Таблице 3, емкость, полученная методом Чина, близка к результатам, полученным с помощью других методов, что подтверждает, что метод Чина может быть надлежащим образом использован для прогнозирования емкости сваи при выполнении контрольных испытаний. Также обнаружено, что метод Чина не может быть использован для свай с разрывом эксцентриситета.

k324 k324 (кН) прочность бетона Этикетка сваи Состояние сваи Qs (кН) s-lgt (кН) s-lgQ (кН) Подбородка (кН) P80 Стандартная свая 4,680 5,200 4,680 3,900 90,29 0 3,640 3,640 3,640 3,600 3,600 3,333 P40 Эксцентриситет 4,160 90,260,160 P12 Недостаточная прочность грунта 7,560 7,560 7,560 7,560 7,900 10,000

На основе уравнений (6) и (10) — (13), включая диаметр сваи, толщину слоев грунта, модуль упругости и коэффициент Пуассона бетон и каждый слой грунта, а также приложенные нагрузки от головки сваи с соответствующим смещением головки сваи, механизм передачи нагрузки определяется, как показано на рисунке 25 (обратите внимание, что предполагается, что длина сваи равна длине сваи для расчета жесткости вала ).Как показано на рисунке 25, переданная нагрузка уменьшилась вдоль ствола сваи из-за развития сопротивления грунта. Кроме того, можно обнаружить, что после приложения максимальной нагрузки 7560 кН переданная нагрузка от конца сваи была определена как 1768 кН. Аналогично данным в таблице 2, для P12, когда была приложена общая нагрузка 7 465 кН, концевой подшипник был определен как 1 768 кН; если приложить большую нагрузку, слой подшипника выйдет из строя и произойдет пробой. Ограничение данного исследования состоит в том, что трос установленной родственной стальной арматуры (тензодатчика) был сломан при разрезании головки сваи; Таким образом, полученные данные являются недостоверными, и необходимы дальнейшие исследования для изучения механизма передачи нагрузки, относящегося к пробивному разрушению сваи, залитой цементным раствором.

7. Заключение и рекомендация

В этом документе проводится исследование поведения сваи с учетом недостаточной прочности бетона, разрушения при продавливании и эксцентриситета нагрузки. Были проведены испытания на сжимающую статическую нагрузку, и результаты кривых «нагрузка-расчет», «осадка-lg» (нагрузка) и «осадка-lg» (время) были проанализированы для определения несущей способности. Кроме того, предоставляется интерпретация метода двойного касания и метода Чина. Таким образом, можно сделать следующие выводы: (1) Для сваи с низкой прочностью бетона, вызванной несоответствующей конструкцией, бетон сваи будет растрескиваться в головке сваи, которая может достигать 30 мм, и бетон будет разрушаться при определенная глубина.Арматура в зоне раздробленного бетона будет вытеснена наружу. (2) В случае разрушения сваи из-за эксцентриситета бетон будет разрушаться в зоне сжатия, и в этой зоне арматура будет вытеснена наружу. Сталь в зоне растяжения сопротивляется нагрузке после разрыва бетона, и, как следствие, сваи разрушается. (3) Для сваи, страдающей от пробивки, трещины в бетоне не обнаружены, но трещина в грунте может достигать 50 мм, Механизм передачи нагрузки показывает, что сопротивление вала будет полностью увеличиваться на одной стадии нагружения, и после приложения дополнительной нагрузки (следующая стадия нагружения) нагрузки будут передаваться на вершину сваи и, как следствие, приведут к немедленному огромному оседанию сваи.(4) Традиционные методы Q-s, s-lgQ и s-lgt, а также интерпретация метода двойного касания и метода Чина могут использоваться для получения результатов измерения емкости. Для метода Чина используемые данные испытаний получены до того, как произошел отказ, и сделан вывод, что метод Чина может использоваться для определения предельной емкости при условии отсутствия отказа или при проверочных испытаниях. Кроме того, метод Чина не следует использовать для определения несущей способности испытуемой сваи, терпящей эксцентрическое разрушение.

Доступность данных

Данные полевых испытаний в формате Excel, использованные для подтверждения результатов этого исследования, доступны по запросу у первого автора или соответствующего автора.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Буронабивные сваи и их преимущество при строительстве вертикального здания | by Ground Engineering Ltd.

Буронабивные сваи — это железобетонные сваи, которые проделываются в просверленных отверстиях в земле для поддержки вертикальной конструкции. Отверстие заполняется бетоном и стальной арматурой для образования сваи. Бурение осуществляется буровыми установками или гидравлическими кранами.Глубина забивки свай зависит от конструкции и высоты вертикальной конструкции.

Обычно глубина буронабивных свай может достигать 50 м в земле. Одним из ключевых преимуществ системы буронабивных свай является то, что она не создает вибрации, а уровень шума также значительно ниже по сравнению с традиционной системой свай. Метод бурения буронабивных свай отличается от квадратной сваи RC или спиральной сваи.

Буронабивные сваи используются для массивных строительных комплексов, где нагрузка на вертикальные конструкции огромна.Буронабивная свая применяется также в сложных грунтовых условиях. Перед началом строительства буронабивных свай необходимо подготовить отчет о грунте. В отчете о грунте будет определена технология, которая потребуется для буронабивных свай. Здесь опыт агентств, проводящих отчет о грунте и строительстве буронабивных свай, определит выбор правильных методов и технологий для бурения свай.

Помимо основного преимущества снижения вибрации и шума, буронабивные сваи обладают множеством других преимуществ.Сваю любой длины можно расширить в любой тип почвы с помощью подходящего несущего материала. Ворс можно сделать так, чтобы он выдерживал влажность и сезонные колебания. Нет необходимости в рытье большого количества земли. Поскольку бурение выполняется на определенном участке, нет никаких нарушений прилегающего грунта или конструкций. Как уже упоминалось, не будет вибраций, нарушающих вертикальные конструкции или соседние сваи.

За счет удлинения основания ствола получаются кессоны чрезвычайно высокой вместимости, что устраняет необходимость в нескольких группах свай.Есть много проектных ситуаций, когда более высокая производительность и экономичность достигаются за счет использования буронабивных свай.

Буронабивные сваи используются как Свайный фундамент при строительстве мостов и высотных зданий. Работы с буронабивными сваями должны быть поручены опытному подрядчику, так как обычный строитель не сможет обеспечить эффективные и безопасные буронабивные сваи.

Валы просверленные | Keller North America

Просверленные стволы, также известные как пробуренные опоры, кессоны, буронабивные сваи или сваи для забуривания в забуренных скважинах (CIDH), представляют собой системы глубокого фундамента с большой пропускной способностью.

Процесс

Просверленные валы для опоры конструкции могут быть установлены сухим способом (в открытом стволе), стабилизирующим полимерным раствором или в стальном корпусе. Постоянная обсадная колонна обычно применяется только в агрессивных средах, в условиях пустот (открытая полость) или для валов, пробуренных в воде. Для установки ствола открытого ствола также может потребоваться временная обсадная колонна, если присутствуют неблагоприятные подземные условия (например, грунтовые воды, обрушенные грунты, зернистые грунты, потери в боковых стенках и т. Д.).

Отверстие необходимого диаметра просверливается до требуемого слоя подшипника или проектной глубины, зачищается и проверяется. Инспекция неглубоких скважин может проводиться вручную или с помощью Mini-SID (устройства для проверки ствола) или скважинной камеры. Большие валуны, встречающиеся во время бурения, могут помешать целостности вала или требуемой несущей способности и должны быть удалены, как правило, путем высверливания. Также можно использовать колонковый цилиндр или инструмент для укоренения. Если требуется усиление, и клиент решает исключить его из своего объема, Келлер купит и изготовит клетку (клетки) на месте.После установки стального каркаса бетон укладывается либо методом свободного падения, либо методом сотрясения. Оболочка, если она временная, снимается. Готовый вал выдерживает сжимающие и поперечные нагрузки и подъемные силы.

Условия доступа, необходимые для конструкции просверленного вала, так же разнообразны, как диаметр и глубина, на которую они могут быть пробурены. Просверленные валы могут быть построены при небольшой высоте и ограниченном доступе и обеспечивают эффективную опору для большинства конструкций, включая здания, резервуары, башни и мосты.Keller владеет и поддерживает разнообразный и современный парк оборудования для бурения стволов, оснащенного самым современным оборудованием высочайшего качества. Опыт в сочетании со специальным запатентованным буровым оборудованием и инструментами дает Keller возможность удовлетворять специфические ограничения площадки, такие как ограниченный доступ и строительство с низкими накладными расходами. Для различных подземных условий и условий доступа просверленные валы могут быть ответом для вашего проекта.

Преимущества

Разнообразие оборудования и инструментов практически для любых условий

Имеет опыт строительства как сухих, так и мокрых стволов

Возможность ограниченного доступа

Возможность изготовления бурильных валов диаметром от 12 до 240 дюймов

Производственное предприятие для проектирования и изготовления, ремонта, технического обслуживания и модификации оборудования и инструментов, необходимых для выполнения работ

Возможность завершения альтернативных систем фундаментов в случае необходимости в изменившихся условиях

Широкое применение

Гарантия качества

Неразрушающие методы контроля позволяют определить качество бетона по всей длине валов.Межскважинный акустический каротаж (CSL) и / или гамма-гамма-каротаж (GGL) может быть проведен путем помещения испытательных труб в арматуру ствола и последующего тестирования целостности свайного бетона. Испытания под нагрузкой могут проводиться на фундаментах пробуренных стволов для проверки несущей способности элементов фундамента и / или качества подземных материалов. Это испытание может быть проведено на рабочих валах или валах с заменяемым отверстием. Нагрузочное тестирование часто выполняется одним из следующих методов: ячейка Остерберга (O-ячейка), прямое статическое тестирование и статическое тестирование, как для сжатия, так и для бокового тестирования.Тестирование часто используется для уточнения проектов и может привести к значительной экономии проектов за счет устранения некоторых неопределенностей, присущих типичному процессу проектирования фундамента.

.