Заглубление свай в несущий слой: Свайные фундамменты

Содержание

Свайные фундаменты

Типы свай и способы их устройства

Свайные фундаменты предназначаются для передачи нагрузки на нижние, большей несущей способности слои грунта. Возможно применение свайных фундаментов и в плотных грунтах в целях уменьшения объема земляных работ, расхода бетона, снижения трудоемкости и стоимости строительства. Такие фундаменты позволяют уменьшить осадки, что особенно важно для сохранения в целости конструкций дома.

Любые виды фундамента для дома в профессиональном исполнении.

Наибольшее распространение в последние годы получили железобетонные сваи квадратного и круглого сечений, сплошные или пустотелые. Передача нагрузки от сооружения на грунт возможна двумя способами. Так называемые сваи-стойки проходят через слабые грунты, упираются в прочные слои и передают нагрузку на них. Если глубина залегания прочных слоев превышает разумные пределы, применяются «висячие» сваи. В этом случае нагрузка передается основанию за счет сил трения между боковой поверхностью свай и упрочненным при их забивании слоем грунта. По способу изготовления и помещения в грунт различают сваи забивные и набивные. Забивные сваи изготавливаются заранее и погружаются в грунт за счет механического нагружения – с помощью молота, вибрации или вдавливания. Набивные сваи устраивают из бетона или железобетона путем заполнения скважины в грунте.

Этот способ наиболее приемлем при строительстве загородных домов. При устройстве свайных фундаментов своими силами бурение скважины выполняют садовым буром с удлиненным стержнем. Диаметр скважины должен быть не менее 200 мм. Вместо садового бура лучше использовать фундаментный бур ТИСЭ-Ф (рис. 1).

Минимальное заглубление нижних концов свай в несущий слой грунта принимается по табл. 1.

Сваи располагают под стенами домов аналогично столбам столбчатого фундамента с заделкой их верхней части в монолитный ростверк-цоколь или закреплением головок свай с элементами сборного ростверка (см. рис. 2).

В сыпучих грунтах, не держащих стенки скважины, можно использовать отрезки асбестоцементной или металлической трубы подходящего диаметра, которую устанавливают в устье скважины, постепенно удаляя из ее полости грунт. Полость по окончании погружения заполняют бетоном.

Устройство фундаментного бура

Для бурения скважин под устройство набивных свай эффективнее использовать ручной фундаментный бур ТИСЭ-Ф массой 7 кг (cм. рис. 1).

Бур выполнен с раздвижной штангой, накопителем грунта и откидным плугом, управляемым шнуром. Плуг опускается вниз под собственным весом, надежно фиксируется в промежуточных положениях двухзвенным стопорным механизмом, а поднимается в вертикальное положение – за шнур. В сложенном положении длина бура 125 см, а в раздвинутом – 225 см. Ширина рукоятки – 55 см. Длина штанги фиксируется винтовым стопором.

Бур ТИСЭ-Ф отличается от традиционного садового бура наличием эффективных резцов для вспахивания грунта и отсутствием в самом низу направляющего штыря. Более того, в накопителе грунта выполнено отверстие для прохождения грунта. Это позволяет существенно снизить вертикальные усилия, прилагаемые к буру. Прямолинейность же скважины обеспечивается боковыми стенками накопителя грунта, исключающими увод бура в сторону. Бур позволяет забирать каменистые включения в грунте размером до 4-5 см.

Бурение вертикальной скважины выполняется при снятом плуге вращением бура по часовой стрелке. Глубина бурения – на 10-15 см ниже расчетной глубины промерзания грунта. По мере заглубления бур поднимается и опорожняется. На тяжелых грунтах бурение скважины глубиной 1,5 м занимает около 30 мин. Расширение нижней части скважины выполняется плугом. Вращение бура выполняется против часовой стрелки. Длительность расширения – до 30 мин. После установки арматуры и заполнения нижней части скважины бетоном в цилиндрическую часть скважины вставляют толевую рубашку.

После окончательного заполнения скважины бетоном образуется столб, воспринимающий нагрузку от 5 до 10 т. Такой столб не вытащить никакими морозами. На один столб, заложенный на глубину 1,5 м, требуется около 0,12 м³ бетона. Завершается выполнение набивной сваи созданием ростверка.

Железобетонные сборные и монолитные ростверки

Равномерное распределение нагрузки между сваями фундамента осуществляется ростверком, конструкция которого выполняется по верху свай под несущими элементами здания.

Ростверк по сваям выполняется, как правило, из сборных железобетонных элементов (балок). Высота ростверка – не менее 300 мм. Ширина при однорядном расположении свай принимается равной ширине цоколя, а при отсутствии цоколя – толщине стен первого этажа, но не менее 400 мм. Расстояние между осями свай в ряду должно быть не менее 3d (где d – диаметр сваи).

Пересечение (разрезание) ростверка санитарно-техническими и другими трубопроводами не допускается.

Отклонение центров свай после погружения или бетонирования не должно быть более 5 см.

Расстояние между подошвой ростверка и поверхностью планировки должно составлять не менее 10-15 см.

Варианты устройства сборного и монолитного ростверка с опиранием на оголовки свай показаны на рис. 2.

При монтаже сборных элементов ростверка особое внимание следует уделить их закреплению на оголовке свай. Для этого в процессе заполнения полости набивной сваи бетонной смесью М200 бетонируют вертикально Т-образный арматурный стержень 5 (см. рис. 1) и на оголовок сваи укладывают горизонтально другой арматурный стержень длиной, равной ширине сваи с приваренными с обеих сторон пластинками-ограничителями высотой, достаточной для захвата сваи и монтируемого элемента ростверка. Затем монтажный стык 4 бетонируют, а коротыши вертикального стержня 5 приваривают к монтажным петлям ростверка, используя нужной длины арматурные стержни. В случае замены сборной балки ростверка на сборные железобетонные несущие перемычки их необходимо между собой закрепить сваркой посредством арматурных стержней или связать проволочной скруткой.

После устройства ростверка все стыки и швы заполняют мелкозернистым бетоном или цементным раствором. Перед возведением стен дома проверяют отметки верхних плоскостей ростверка и при необходимости выравнивают цементным раствором под один монтажный горизонт (горизонтального уровня с одинаковыми отметками). Для этого в отсутствие нивелира можно воспользоваться водяным уровнем. Окончательную проверку прямоугольности плана и размеров ростверка выполняют измерением его диагоналей и сторон.

Назад в раздел

Какие бывают сваи? Типы свай.

В этой статье мы рассмотрим какими могут быть сваи.

1. Забивные железобетонные сваи (ГОСТ 19804.0-78)

Наименование типа свай	Область применения свай
	по конструкции	по грунтовым условиям
	надфундаментной части	грунты, прорезаемые сваями	грунты под острием сваи
1	2	3	4
Цельные сваи сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой с поперечным армированием..Цельные и полые круглые сваи и сваи-оболочки	Для зданий и сооружений	Все виды песчаных и глинистых грунтов, за исключением насыпных и других грунтов с твердыми включениями (камни, бетон и др.)	Все виды грунтов
Сваи квадратного сечения без поперечного армирования ствола	Для зданий и сооружений в фундаментах которых: а) сваи погружены на всю глубину в грунт; б) сваи выступают над поверхностью грунта на высоту более 2 м и расположены внутри помещения с положительной расчетной температурой; в) на сваи не передаются растягивающие усилия	а) пески средней плотности и рыхлые; б) супеси пластичные и текучие; в) суглинки и глины от тугопластичных до текучих; г) илы и торфы. Для цельных свай длиной до 9 м допускается прорезание прослоев толщиной до 0,5 м и других видов песчаных и глинистых грунтов.	Все виды грунтов, за исключением скальных и крупнообломочных. Цельные сваи длиной до 9 м допускается опирать также на аргелиты, алевриты и алевролиты, дресвяные грунты
Сваи квадратного сечения с круглой полостью, составные сваи сплошного квадратного сечения с поперечным армированием ствола	Для зданий и сооружений кроме гидротехнических	Тоже	То же

2. Буронабивные сваи применяются при значительных вертикальных и горизонтальных нагрузках, прорезке грунтов с твердыми включениями, на стесненных площадках, при строительстве вблизи существующих зданий и сооружений. Наиболее целесообразно использование буронабивных свай при возможности их устройства без крепления стенок скважин.

3. Буронабивные сваи с уширением в нижней части применяются на площадках со сложными геологическими условиями, когда в основании залегает слой плотного грунта, в котором и устраивается уширение (различными способами), с целью повышения несущей способности свай. Подбором площади уширения можно добиться наиболее полного использования несущей способности материала ствола сваи.

4. Набивные сваи в пробитых скважинах применяют при значительных перепадах кровли несущего слоя и отличаются от буронабивных свай более высокой степенью использования несущей способности грунтов основания.

По характеру работы в зависимости от сжимаемости грунтов, залегающих под нижним концом свай различают сваи-стойки и висячие сваи.

5. Сваи любого вида, передающие нагрузку нижним концом на практически несжимаемые грунты (см.СНиП 2.02.03-85) называются сваи-стойки. Силы трения грунта по боковой поверхности свай-стоек практически не развиваются и в расчетах по несущей способности основания не учитываются. Длина свай-стоек определяется исходя из глубины заложения подошвы ростверка, кровли «несжимаемого» грунта, заделки свай в ростверк и величиной заглубления в несущий слой грунта.

6. Сваи, опирающиеся на сжимаемые грунты, под воздействием внешней нагрузки получают некоторую осадку и передают нагрузку на грунты не только нижним концом, но и боковой поверхностью. Такие сваи называются висячими сваями или сваями трения.

Нижние концы висячих свай следует опирать на плотные грунты основания. Заглубление свай в несущий слой должно составлять не менее 0,5 м в песчаные и крупнообломочные грунты и не менее 1 м — в пылевато-глинистые. Минимальная длина свай при центральной нагрузке принимается не менее 2 м, при наличии горизонтальных нагрузок или моментов — не менее 3 м.

Мне нравитсяНе нравится

Изложить порядок расчета свайного фундамента из забивных ж/б свай.

Исходные данные:

1. грунтовые условия: до глубины 5,5 м от естественной поверхности суглинок мягкопластичный J_L=0,6, ниже глубины 16 м супесь пластичная J_L=0,3.

2. расчетные нагрузки на верхний обрез ростверка F_V=500 кН, М_х=15кНм, М_у=25кНм;

3. глубина заложения подошвы ростверка от поверхности естественного рельефа 1,5м.

Примечания:

— необходимо изложить общую последовательность расчета свайного фундамента по I группе предельных состояний;

— назначить глубину погружения свай и определить расчетом ее несущую способность.

1. расчет по I группе предельных состояний – расчет по несущей способности грунта основания:

1) принять конструктивно минимальную глубину заложения подошвы ростверка

2) определить суммарные расчетные нагрузки в плоскости подошвы свайного ростверка

3) по геологическому разрезу с учетом свойств грунтов и нагрузок определить длину и поперечное сечение сваи

4) определить несущую способность сваи по сопротивлению грунта в основании и если надо по прочности материала (п. 4. 1. СНиП сваи)

5) определение количества свай с учетом уменьшения нагрузки на фундамент, разместить сваи в плане и определить конструктивные особенности.

Назначение глубины заложения ростверка: глубину заложения свайного ростверка назначаем в зависимости от конструктивных решений (заделка колонны в ростверк) и глубины промерзания грунтов, глубину заложения ростверка принимаем 1,65м по условию (конструктивно).

Выбор длины сваи и их сечения: длина сваи назначается в зависимости от глубины заложения подошвы ростверка и положения несущего слоя, в который заглубляется конец сваи. Заглубление сваи составляет не менее 0,5м. Так как геологический разрез площадки представлен только пылевато-глинистыми слоями грунтов различного вида и мощности. За несущий слой принимаем тот слой грунта, где значение J_L имеет меньшее значение, т. е. 2-ой слой (J_L=0,3) является несущим. За расчетную длину свай принимаем расстояние от подошвы ростверка до нижнего торца сваи (без длины острия) L_расч= + , где — суммарная толщина прорезаемых слоев с учетом глубины заложения ростверка. L_расч=3,85+0,5=4,35м. закладная длина сваи (с учетом глубины заделки в ростверк): L_закл= L_расч+0,3м=4,65м. окончательно длину сваи назначаем по номенклатуре забивных ж/б свай квадратного сечения в зависимости от заказной длины: 5м (200х200).

Определение несущей способности и расчетной нагрузки, допускаемой на сваю: несущую способность F_d кН, висячей забивной сваи работающей на сжимающую нагрузку, следует определять как сумму сил расчетных сопротивлений грунтов основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле 4.2.

СНиП 2.02.01-83* Стр.16

F_d= ( RA+U f_i h_i), где =1 – коэффициент условий работы сваи в грунте, А=0,04 м²-площадь опирания на грунт сваи, R=3550кПа – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (табл.1), U=0,8м – наружный периметр поперечного сечения сваи, f_i -расчетное сопротивление i-ого слоя грунта на боковой поверхности сваи, кПа (табл. 2), h_i— толщина i-ого слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи. кПа, , -коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта (табл. 3)

№слоя	h_i,м	l_i, м	f_i,кПа	f_i h_i
	2,0	2,65	33,3	66,6
	1,85	4,875	39,2	72,5
	0,85	5,925	41,8	247,65
				=386,7

F_d=1*(1*3550*0.04+0.8*1*386.7)=451.36кН

Расчетную нагрузку на сваю определяем по формуле: P= F_d/ _k, где _k=1,4 – коэффициент надежности. P=451,36/1,4=322,2 кН

Принципы проектирования оснований и фундаментов под противотаранные устройства

ЛЮБОЕ ИНЖЕНЕРНОЕ СООРУЖЕНИЕ, В ТОМ ЧИСЛЕ И ПРОТИВОТАРАННОЕ УСТРОЙСТВО (ПТУ) ИМЕЕТ ФУНДАМЕНТ, ОПИРАЮЩИЙСЯ НА ОСНОВАНИЕ.

Онованием сооружения является грунт, несущий все нагрузки от сооружения, как в строительный, так и в эксплуатационный период времени. Основания могут быть естественными, если грунты обладают достаточной прочностью, устойчивостью, не дают недопустимых деформаций и не требуют специальных мероприятий для их укрепления, и искусственными, если грунты слабые и необходимо принять меры по их укреплению. Сооружение оказывает влияние на основание в пределах некоторой области – сжимаемой толщи, размеры которой зависят от площади подошвы фундамента, величины нагрузки и ряда других факторов. Фундаментом называется конструктивная часть сооружения, которая располагается обычно ниже планировочной отметки земли и передает нагрузки от сооружения на основание. Фундамент должен рассматриваться в сочетании с основанием и с вышележащими конструкциями сооружения. В соответствии с СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01–83» проектирование оснований и фундаментов состоит из обоснованного соответствующим расчетом выбора типа основания – естественное или искусственное и конструкции фундамента его материалов и размеров. Основания рассчитываются по двум группам предельных состояний: первая – по несущей способности, вторая – по деформациям. Проектирование оснований осуществляется по следующим основным принципам: Проектирование оснований по предельным состояниям независимо от типа фундамента противотаранного устройства. ♦Учет совместной работы «системы» – основание, фундамент и противотаранное устройство. ♦Комплексный подход при выборе типа фундамента и оценке работы грунтов основания на основе совместного рассмотрения:

инженерно–геологических условий территорий строительной площадки;
чувствительности основных силовых элементов противотаранного устройства к неравномерным деформациям основания;
методов производства строительно–монтажных работ по устройству оснований фундаментов;
особенностей эксплуатации противотаранного устройства.

Перечисленные факторы свидетельствуют о сложности выполнения задачи по проектированию оснований и фундаментов под противотаранные устройства. Поэтому зачастую невозможно определить рациональные типы оснований и фундаментов, не рассмотрев предварительно несколько возможных вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать стоимость конструкции фундамента, ее долговечность, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность выполнения строительно–монтажных работ в зимнее время. Особое внимание обращается на сохранение естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ. Поэтому перед проектировщиками стоит сложная задача выбора надежного и экономичного типа фундамента, который должен удовлетворять следующим требованиям:

Прочности, долговечности и не разрушаться от действия грунтовых вод.
Устойчивости по отношению к опрокидывающим силам, сдвигу и скольжению.
Не превышать величин осадок, указанных в нормативной литературе.
Иметь наиболее экономичные конструктивные формы для конкретного типа противотаранного устройства и основания.

Выполнение указанных требований возможно при правильном вариантном проектировании с учетом всех местных геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. В процессе проектирования фундаментов выделяется несколько этапов: 1. Выбор материала и обоснование конструктивных форм фундамента. 2. Расчет глубины заложения фундамента и всех его конструктивных элементов. 3. Подбор размеров подошвы фундамента, определение фактического напряжения по подошве и нормативного давления на грунт. 4. Определение осадки фундамента. 5. Расчет устойчивости фундамента на опрокидывание и сдвиг. 6. Конструктивный расчет фундамента. 7. Выбор рационального способа устройства фундамента. По конструктивной форме можно выделить несколько типов фундаментов под противотаранные устройства: 1. Столбчатый, выполненный в виде отдельных монолитных железобетонных столбов под каждую из силовых опор противотаранного устройства. 2. Плитный, располагающийся под всем противотаранным устройством в виде сплошной монолитной железобетонной плиты. 3. Смешанный – сочетание столбчатого фундамента с основанием в виде плиты, соединяющей между собой столбы. 4. Свайный, состоящий из свай и ростверка. Каждому из перечисленных типов фундаментов свойственны свои преимущества и недостатки. Баланс между «плюсами» и «минусами» конкретно проектируемого фундамента достаточно не устойчив и достоверно может оцениваться только специальными расчетами, охватывающими такие понятия, как жесткость и предельно допустимые деформации конструкции противотаранного устройства, динамика пучинистых явлений и механические характеристики грунта. Фундамент – это неповторимая область строительства, в которой каждый раз при возведении нового объекта возникает иная инженерно–геологическая ситуация, не похожая на предыдущую. Одним из главных конструктивных параметров фундамента является глубина его заложения. Глубина заложения подошвы фундамента назначается с учетом обеспечения прочности, устойчивости и долговечности противотаранного устройства, а также экономичности принятого варианта фундамента. Глубина заложения подошвы фундаментов зависит от: 1. Геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. 2. Климатических условий района строительства. 3. Конструктивных особенностей противотаранного устройства. 4. Величины нагрузок, приложенных к основанию и направления их действия. 5. Способа производства строительных работ, связанных с возведением фундаментов. Глубина заложения подошвы фундамента в значительной степени зависит от геологических и гидрогеологических условий площадки, то есть характера напластования грунтов и их физико–механических свойств, положения уровня грунтовых вод и степени их агрессивности. При залегании с поверхности земли на значительную глубину грунтов с высокими значениями прочностных и деформационных характеристик глубина заложения подошвы фундамента может быть принята минимальной и в некоторых случаях может достигать 0,5 м от спланированной поверхности грунта. Если слабый слой грунта, залегающий с поверхности, подстилается более прочными грунтами, то глубина заложения подошвы фундамента будет зависеть от мощности слабого слоя грунта. Необходимость учета положения уровня грунтовых вод и изменение его уровня в период эксплуатации сооружения связана с возможным пучением грунтов при промерзании, а также увеличением стоимости работ по возведению фундаментов с осушением котлованов. Поэтому необходимо по возможности глубину заложения подошвы фундаментов принимать выше уровня грунтовых вод. Для фундаментов под металлические силовые опоры противотаранных устройств, воспринимающих большие нагрузки, глубина заложения подошвы фундаментов должна быть увязана с длиной анкерных болтов. Рис. 1. Общий вид противотаранного устройства установленного на металлический свайный фундамент: 1 – опора; 2 – стрела; 3 – подъемный механизм; 4 – уровень поверхности земли; 5 – металлический свайный фундамент. При действии нагрузки в горизонтальном направлении глубина заложения подошвы фундаментов должна обеспечить устойчивость фундамента на сдвиг и выдергивание. Выбрав глубину заложения фундамента, необходимо определить величину нормативного давления на грунт несущего слоя на уровне подошвы фундамента. Нормативное давление – это механическое напряжение, которое допускается в грунте основания при условии сохранения устойчивости и эксплуатационной пригодности противотаранного устройства установленного на фундамент. Размеры фундамента в плане, такие как ширина, длина или площадь определяются по нагрузкам, действующим на фундамент, и нормативному давлению на грунт несущего слоя. Следует отметить, что для фундаментов под противотаранное устройства необходимо учитывать две комбинации нагрузок. Первая комбинация от действия эксплуатационных нагрузок, вторая от нагрузок, возникающих вследствие таранного удара авто-транспортным средством. Определение осадки фундамента является конечным этапом расчета естественного основания. Оно имеет целью ограничение деформаций противотаранного устройства, установленного на фундамент, происходящих в результате осадок грунтов, такими пределами, которые не нарушали бы безотказную работу изделия в целом. Это условие будет выполнено, если максимальная расчетная величина деформаций основания не будет превосходить предельной величины деформаций, установленной строительными нормами и правилами. В связи с тем, что противотаранное устройство представляет собой две независимые конструктивные части, то кроме вертикальных осадок отдельных фундаментов под каждую из силовых опор противотаранного устройства, необходимо определять разность осадок, а также крен фундаментов. По поводу конструктивного расчета фундамента, а именно его армирования, следует отметить, что это не свалка металла, как это часто бывает, а обоснованный выбор сечений арматуры и организованное с учетом конструктивных требований нормативных документов ее распределение по объему бетонного массива. Проектирование свайных фундаментов должно выполняться в соответствии с нормами СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03–85». Выбор длины свай и типа свайного фундамента зависит от конкретных условий строительной площадки, конструктивных особенностей зданий и сооружений, производственной базы строителей и должен проводиться на основании технико–экономического сравнения различных вариантов с определением оптимального по различным критериям оптимизации, таким как расход материалов, трудозатраты, приведенные расходы. Длина свай должна быть принята также с учетом её заделки в тело ростверка и несущий слой грунта. Наряду с распространенными и рассмотренными выше типами фундаментов для установки противотаранных устройств, такими как свайные и фундаменты на естественном основании, имеются фундаменты с конструктивными особенностями, которые необходимо учитывать в расчетах по предельным состояниям. Таким фундаментов является разработанный и запатентованный металлический свайный фундамент ЗАО «ЦеСИС НИКИРЭТ» под противотаранное устройство облегченного типа ПТУ–Л ПРЕПОНА T1145. На рисунке 1 показан общий вид ПТУ, установленного на предлагаемый металлический свайный фундамент. Сущность металлического свайного фундамента поясняется рисунком 2, где показан фрагмент конструкции. Конструкция, включает сваи и ростверк. Сваи 9 и 10 представляют собой вертикально расположенные стальные трубы, погруженные в грунт до проектной отметки одним из известных способов. При устройстве фундамента проводится оценка инженерно–геологических условий площадки строительства. Определяется слой грунта, в который наиболее рационально заглубить острие свай 9 и 10, тем самым назначается их длина. Сваи, входящие в состав фундамента условно делятся на две группы. Одна группа свай 9, назовем их «не связанные», в оголовке имеют опорные столики 8. Другая группа свай 10 жестко связана попарно посредством стальных горизонтально расположенных балок 6 и 7, эти сваи назовем «связанные». Ростверк выполнен в виде системы Г–образных стальных балок 2 и 3. Система балок состоит из одной главной 2 и двух примыкающих к ней перпендикулярно второстепенных балок 3. Второстепенные балки 3 гарантируют общую устойчивость главной балки 2 из плоскости действия динамической нагрузки. Главная балка 2 и одна второстепенная балка 3 состоят из двух конструктивных элементов соединенных между собой на фланцах 4, обеспечивающих жесткое сопряжение узлов конструкции. Другая второстепенная балка 3 представляет собой один конструктивный элемент, имеющий жесткое сопряжение с главной балкой 2. По двум сторонам система Г–образных стальных балок опирается упорами 1, выполненными из стальных труб, на опорные столики 8 «не связанных» свай 9 без жесткой фиксации, образуя шарнирное соединение. По двум другим – главной балкой 2 и одной второстепенной 3 на нижние объединяющие балки 7 «связанных» свай 10. Эти узлы являются скользящей заделкой. Принцип работы данного фундамента основан на преобразовании полученной им энергии от ударной нагрузки в деформацию грунта основания.

Рисунок 2 – Фрагмент конструкции металлического свайного фундамента: 1 – упор; 2 – главная балка; 3 – второстепенная балка; 4 – фланцевое соединение; 5 – опора барьера; 6 – верхняя объединяющая балка; 7 – нижняя объединяющая балка; 8 – опорный столик; 9 – сваи «не связанные»; 10 – сваи «связанные»

Во время таранного удара главная балка 2 и второстепенные балки 3 раскладывают изгибающие моменты, передающиеся от опоры барьера 5, на две пары сил. Одни силы посредством упоров 1 на конце главной балки 2 и второстепенной балки 3, состоящей из двух конструктивных элементов, через опорные столики 8 вдавливают «не связанные» сваи 9. Эти сваи работают на сжатие. Другие силы свободным концом главной балки 2 и второстепенной балки 3, состоящей из одного конструктивного элемента, посредством верхних объединяющих балок 6 стараются вырвать из грунта «связанные» сваи 10. Эти сваи работают на растяжение. Во время таранного удара кроме изгибающих моментов возникают поперечные силы, которые посредством упоров 1 на конце главной балки 2 и второстепенной балки 3, состоящей из двух конструктивных элементов через опорные столики 8 изгибают «не связанные» сваи 9. В это время свободные концы главной балки 2 и второстепенной балки 3, состоящей из одного конструктивного элемента, проскальзывают между объединяющими балками 6 и 7 «связанных» свай 10.


Рисунок 3 – Монтаж ПТУ на металлический свайный фундамент: а – общий вид; б – фрагмент


Рисунок 4 – Общий вид до испытания: а – объект испытания; б – автомобиль ГАЗ–33023

Упоры 1 на концах второстепенной 3 и главной балки 2, а также сваи 9 и 10 являются «зонами программируемой деформации», так как во время таранного удара грунт, контактирующий с указанными элементами, перемещается первым, за счет, преобразования полученной им энергии от динамической нагрузки в деформацию. Этим обеспечивается упругая податливость опор противотаранного устройства установленного на металлический свайный фундамент и достигается технический результат, направленный на снижение усилий возникающих в элементах барьера и как следствие снижение материалоемкости и себестоимости изделия. В сентябре 2013 г. проведено натурное испытание предлагаемой металлоконструкции с установленным на нее ПТУ на территории испытательного центра НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ» с целью подтверждения заявленных технических характеристик на изделия.

Рисунок 5 – Общий вид после испытания

Так как фундамент состоит из двух независимых конструкционных частей, строительно–монтажные работы можно вести с минимальным вскрытием дорожного полотна и без остановки движения автотранспортных средств через перекрываемый проезд. Установленное на металлоконструкцию противотаранное устройство, готово к работе сразу же после завершения монтажа. Кроме того, применение металлического свайного фундамента позволяет полностью отказаться от бетонирования, – отпадает необходимость в доставке бетона на объект, установке опалубки, заливке. При этом экономится время, уходившее на ожидание набора прочности бетона, так как только спустя 7 дней после заливки достигаются 70% прочности выбранной марки бетона. Однако изделие следует начинать эксплуатировать лишь при достижении 100% – не ранее, чем через 28 дней после заливки. Отсутствие бетонных работ значительно упрощает рабочий процесс и расширяет возможности монтажа в зимний период и межсезонье. Необходимо отметить ещё одно преимущество металлического свайного фундамента перед железобетонным – возможность оперативно заменять элементы конструкции после запроектного удара. На рисунке 3 показан монтаж противотаранного устройства на рассматриваемую металлоконструкцию. Требование, предъявляемое к объектам испытаний, заключалось в создании непреодолимого препятствия для автотранспорта массой до 3,5 т и скоростью движения до 40 км/ч при попытке несанкционированного въезда на охраняемую территорию объекта. Испытание осуществлялось путем таранного удара по ПТУ, установленного на металлический свайный фундамент автомобилем ГАЗ–33023, массой 3,5 т, движущегося по поверхности дорожного покрытия со скоростью 40 км/ч. Общий вид испытуемых изделий показан на рисунке 4. Для разгона автотранспортного средства (АТС) использовалась горизонтальная дорога с твердым (цементобетонным) покрытием шириной 6 м. Движение АТС в заданном направлении обеспечивалось прямолинейным монорельсом. Разгон осуществлялся автомобилем – тягачом посредством тягового троса, системы подвижных и неподвижных направляющих блоков и ползуна, перемещающегося по монорельсу. Отделение АТС от ползуна осуществлялось автоматически на расстоянии 8 м от места возникновения контакта с ПТУ. Дальнейшее движение АТС происходило по инерции. Скорость таранного удара автомобиля по ПТУ определялась посредством электронного прибора «время – путь» на расстоянии 8 м до места возникновения контакта с ПТУ. Результаты испытания представлены на рисунке 5. Рассмотренная металлоконструкция кроме снижения материалоемкости обладает рядом преимуществ относительно традиционных монолитных железобетонных фундаментов на естественном основании. При монтаже в несколько раз уменьшается объем земляных работ, что приводит к значительному снижению трудоемкости и стоимости строительства. Автор: Денис Тарасов, начальник архитектурно– строительной группы ЗАО «ЦеСИС НИКИРЭТ» Журнал “ТЕХНИКА ОХРАНЫ ПЕРИМЕТРА” • №1, 2017 г.

Область применения различных видов свай

В этой статье рассмотрим применение различных видов свай в зависимости от грунтов, условий строительства:

Забивные призматические железобетонные сваи
Железобетонные полые круглые сваи и сваи-оболочки
Забивные составные железобетонные сван квадратного (сплошного) сечения
Буронабивные сваи
Набивные сван, устраиваемые в пробиваемых скважинах

Забивные призматические железобетонные сваи

Сваи данного вида рекомендуется применять при прорезке сваями песков средней плотности и рыхлых, супесей пластичной и текучей консистенции суглинков и глин туго-, мягко- и текучепластичной, а также текучей консистенции при условии, что сваи погружены в грунт на всю глубину или выступают над поверхностью грунта на высоту не более 2 м при их расположении внутри помещения здания (сооружения).

Железобетонные полые круглые сваи и сваи-оболочки

Сваи рекомендуется применять при необходимости прорезки слабых грунтов и опирания на любые виды грунтов, за исключением торфов, заторфованных грунтов, слабых грунтов типа илов, глинистых грунтов текучей консистенции и других видов сильносжимаемых грунтов. Указанные сваи и сваи-оболочки рекомендуется применять для любых зданий и сооружений, в гом числе возводимых в сейсмических районах, при больших вертикальных вдавливающих и выдергивающих, а также горизонтальных нагрузках

Полые круглые сваи могут погружаться с открытым или закрытым нижним концом (наконечником) с использованием для забивки молотов или вибропогружателей. Сваи-оболочки погружаются с открытым нижним концом вибропогружателями без выемки или с выемкой грунта (частичной или полной) из внутренней полости.

Полые круглые сваи с закрытым нижним концом (наконечником) следует применять в случае, когда необходимо прорезать сваями слабые грунты и опирать их на более плотные и прочные грунты.

Забивные составные железобетонные сваи квадратного (сплошного) сечения

Забивные составные железобетонные сваи квадратного (сплошного) сечения рекомендуется применять при условии, если конструкция стыка воспринимает осевые вдавливающие и горизонтальные нагрузки и изгибающие моменты, а для фундаментов с выдергивающими нагрузками -также растягивающие силы.

Составные сваи рекомендуется применять:

а) при необходимости заглубления свай в несущий слой, кровля которого имеет невыдержанное залегание в пределах контуров проектируемого здания (сооружения).

б) при затруднении транспортирования длинномерных элементов, вызванных стесненными дорожно-транспортными условиями или стесненными условиями площадки строительства;

в) при отсутствии копрового оборудования, необходимого для погружения свай длиной более 12 — 14 м;

г) при возможности уменьшения размеров поперечною сечения свай, если при этом несущая способность таких свай удовлетворяет расчетной нагрузке.

Буронабивные сваи

Буронабивные сваи диаметром ствола от 40 до 170 см с уширениями в нижней части до 350 см и без них, устраиваемые по различной технологии без крепления или с креплением стенок скважины, рекомендуются для зданий и сооружений любого назначения (производственных, общественных, жилых и др.) при больших сосредоточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках, а также на площадках со сложными геологическими и другими условиями строительства.

Буронабивные сваи рекомендуется предпочтительно применять при длине более 10 м, а сваи меньшей длины — под легкие или средние нагрузки (например, для сельскохозяйственных зданий) особенно в случаях отсутствия соответствующей производственной базы, необходимой для изготовления и применения железобетонных забивных свай.

Буронабивные сваи рекомендуется также применять:

когда необходима прорезка сваями насыпей с твердыми включениями (в виде остатков разрушенных частей каменных, бетонных, железобетонных конструкций и т.п.) или прорезка слоев грунта природного сложения в виде твердых глинистых грунтов, слоев с часто встречающимися валунами и т.п., не позволяющих производить забивку или вибропогружение свай;

на стесненных площадках, где сложно транспортировать и устанавливать забивные сваи;

вблизи существующих зданий и сооружений, в которых могут возникнуть недопустимые деформации элементов несущих конструкций или оборудования при забивке или вибропогружении свай.

Набивные сваи, устраиваемые в пробиваемых скважинах

Скважины для таких свай устраиваются путем забивки извлекаемых инвентарных труб с башмаком, оставляемым в фунте, или забивкой инвентарных обсадных труб с ядром из плотноутрамбованной жесткой бетонной смеси в нижней части трубы.

Набивные сваи в пробитых скважинах отличаются от буронабивных более высокой степенью использования несущей способности фунтов основания, приближающейся к забивным сваям.

Набивные сваи, устраиваемые в пробитых скважинах, рекомендуется применять в фунтовых условиях, аналогичных как и для забивных свай, особенно в случаях, когда затруднено получение сборных железобетонных свай, либо когда застраиваемая территория характеризуется резким колебанием залегания плотных фунтов несущего слоя

Определение несущей способности одиночных свай по формулам и таблицам СНиП П-Б. 5-67

Несущую способность свай определяют по следующим формулам:
для свай-стоек

(2.2)

для висячих свай

(2.3

Таблица 2.1
Нормативное сопротивление грунта основания в плоскости нижних концов забивных свай R^н по СНиП II-Б.5-67

Примечание: В тех случаях, когда значения R^н указаны дробью, числитель относится к пескам, а знаменатель к глинам.

где: k = 0,7 — коэффициент однородности грунта; т = 1,0 — коэффициент условий работы; F — площадь поперечного сечения сваи у нижнего конца, м2; R^н — нормативное сопротивление грунта основания в плоскости нижнего конца сваи, Т/м², принимаемое для забивных свай по табл. 2.1; u — периметр поперечного сечения сваи, м; — нормативное сопротивление 1-го слоя грунта по боковой поверхности сваи, Т/м², принимаемое по табл. 2.2; /, — длина участка сваи в пределах i — го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.
При определении значений пласты грунта по высоте делят на участки не более 2,0 м.
Указанные в табл. 2.1 и 2.2 значения R^н и даны для песчаных грунтов средней плотности, супесей с коэффициентом пористости не более 0,7, суглинков с тем же коэффициентом не более 1,0 и глин — не более 1,1.
Для плотных песчаных грунтов табличные значения R^н и увеличивают на 30%.
Таблица 2.2
Нормативные сопротивления грунта, основания по боковой поверхности забивных свай (по СНиП П-Б.5-67)

При определении величин R^н и нужно учитывать указанные ниже правила.

1. При планировке территорий срезкой, подсыпкой, намывом до 3,0 м глубину расположения острия сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта по боковой поверхности сваи следует принимать от уровня природного рельефа.

2. При планировке срезкой, подсыпкой, намывом более 3,0 м — глубину расположения острия сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта по боковой поверхности сваи нужно принимать от условной отметки, расположенной на 3,0 м выше уровня срезки или на 3,0 м выше природного рельефа при планировке подсыпкой.

3. Если в пределах длины сваи имеется прослойка торфа мощностью>30 см и предполагается планировка территории подсыпкой или иная ее загрузка, эквивалентная подсыпке, то сопротивление грунта, расположенного выше подошвы наинизшего (в пределах глубины забивки сваи) слоя торфа, принимают:
— при подсыпке до 2,0 м — для подсыпки и торфа равными нулю, а для минеральных пластов естественного сложения по табл. 2.2;
— при подсыпках от 2,0 до 5,0 м для грунтов, включая подсыпку, равным 0,4 от значений, указанных в табл. 2,2, взятых со знаком минус, а для торфа — равным минус 0,5 Т/м²;
— то же, при подсыпках более 5,0 м — указанным в табл. 2.2 значениям, но со знаком минус ,(для торфа минус 0,5 Т/м²).

Значения нормативных сопротивлений грунта под острием и по боковой поверхности сваи, со всеми поправками, можно использовать только при условии, что заглубление сваи в неразмываемый и несрезаемый грунт составляет не менее 4,0 м для мостов и гидротехнических сооружений и не менее 3,0 м для зданий и прочих сооружений.

Пример 2.1. Строительная площадка имеет значительный уклон. Верхний слой грунта составляют супеси консистенции В = 0,4 мощностью 1,5-2,0 м. Ниже залегает слой торфа мощностью 0,5 м; далее идет мощный слой мелких песков средней плотности. По условиям строительства намечена вертикальная планировка подсыпкой из мелкого песка средней плотности. При забивке свай длиной L= 12,0 м, сечением 30х30 см их несущая способность резко меняется в зависимости от мощности слоя подсыпки, что показано ниже.

Рис. 2.3. Расположение сваи в различных условиях напластования грунтов
(к примеру 2.1)
Свая № 1. Расчетная длина сваи L = 12,0 м; мощность подсыпки из мелкого песка средней плотности l₁ = 1,5 м. Слой пластичной супеси природного сложения при В=0,4 имеет мощность l₂=2,0 м, слой торфа — мощность l₃=0,5 м. Далее на неопределенную глубину залегают мелкие пески средней плотности (рис. 2.3).

Расчетную глубину погружения сваи Н принимаем от природного рельефа, т. е. Н = 12,0-1,5= 10,5 м.
Нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяем по данным табл. 2.1.

Нормативное сопротивление грунта в Т/м²по боковой поверхности сваи определяем послойно (толщина слоев указана в м):

Несущая способность сваи

Свая № 2. Расчетная длина сваи L = 12,0 м. Мощность подсыпки из мелкого песка средней крупности l₁+l₂ = 3,0 м. Слой пластичной супеси природного сложения при В = 0,4 мощностью l₃ = 2,0 м, слой торфа мощностью l₄ = 0,5 м. Ниже расположены на неопределенной глубине мелкие пески средней плотности.
Расчетную глубину погружения сваи Н принимаем от условий отметки на 3,0 м выше уровня природного рельефа, т. е. в данном случае от уровня подсыпки. Отсюда Н=12,0 м.
Нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи с использованием данных табл. 2.1 составит

Нормативное сопротивление грунта f по боковой поверхности сваи определяем в Т/м²послойно при высоте слоя h и длине расчетного участка l в м:

Несущая способность сваи

Свая № 3. Расчетная длина сваи L =12,0 м. Мощность подсыпки из мелкого песка средней плотности l₁ + l₂ +l₃ = 6,0 м. Слой пластичной супеси природного сложения при В=0,4 мощностью l₄=1,5 м; слой торфа мощностью l₅ = 0,5 м. Ниже на неопределенную глубину залегают мелкие пески средней плотности.
Расчетную глубину погружения сваи Н принимаем от условий отметки на 3,0 м выше уровня природного рельефа:

Нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи принимаем по данным табл. 2.1. Интерполируя, получим

Нормативное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи определяем в Т/м²послойно:

Отсюда несущая способность сваи:

Для сравнения подсчитаем несущую способность такой же сваи при условии, что мелкие пески средней плотности залегают мощным слоем начиная от поверхности природного рельефа.

Свая № 4. Расчетная длина сваи L = 12,0 м. Свая на всю длину погружена в мощные мелкие пески средней плотности.
Нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи по табл. 2.1:

Далее определяем послойно нормативное сопротивление грунта в Т/м² по боковой поверхности сваи

Отсюда несущая способность сваи составит

Сравнив несущие способности свай в заданных грунтовых условиях с несущей способностью такой же сваи, погруженной на всю длину в мелкий песок средней плотности природного сложения, получим потери несущей способности из-за наличия прослойки торфа и подсыпки: для сваи № 1

для сваи № 2

для сваи № 3

Значения нормативных сопротивлений грунтов R^н и , приведенные в табл. 2.1 и 2.2, используют при расчете несущей способности сплошных и полых с закрытым нижним концом свай, погружаемых механическими (подвесными), паровоздушными и дизельными молотами, а также при расчете несущей способности набивных частотрамбованных свай.

Таблица 2.3 Поправочные коэффициенты m_п для определения нормативных сопротивлений грунтов оснований висячих свай

Если предусматривают другие способы погружения свай, то значения R^н и умножают на поправочные коэффициенты m_п, приведенные в табл. 2.3 и вычисляемые независимо один от другого.

При попирании забивных свай-стоек на скальные грунты и на крупнообломочные (щебенистые, галечниковые, дресвяные и гравийные грунты с песчаным заполнением) значение нормативного сопротивления грунта под нижним концом сваи принимают равным R^н = 2000 Т/м².
Для свай-оболочек и набивных свай, заделанных в скальный грунт не менее чем на 0,5 м и заполненных бетоном, величину R^нопределяют из выражения

(2.4)

где: R_сж — среднее арифметическое значение временного сопротивления скального грунта одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии, Т/м²; h₃ — расчетная глубина заделки сваи-оболочки или набивной сваи в скальный грунт, м; d₃— наружный диаметр заделанной в скальный грунт части сваи-оболочки или набивной сваи, м.
Высокие значения нормативного сопротивления грунта под нижними концами забивных и частотрамбованных набивных свай являются результатом значительного уплотнения грунта в процессе забивки сваи. Устройство свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта, как и устройство набивных свай, не вызывает такого уплотнения грунта, вследствие чего изменяется и расчетная формула и значения R_н.

Расчет несущей способности свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта, ведут так же, как и расчет несущей способности набивных свай.

В тех случаях, когда готовые сваи для воздушных линий электропередачи вдавливают в пробуренные скважины (лидеры), расчетная формула и значения несколько изменяются. Несущую способность сваи, погружаемой вдавливанием в лидеры, определяют из выражения

(2.5)

где: k = 0,85 — коэффициент однородности грунта; m — коэффициент условий работы, принимаемый при фундаментах: под прямые промежуточные опоры — 1,0, под прямые анкерные опоры без разности тяжений проводов в смежных пролетах — 0,85, под анкерно-угловые, угловые, концевые и анкерные опоры с разностью тяжений проводов — 0,75, под специальные опоры через большие реки, ущелья и т. п. — 0,6; m_к— коэффициент условий работы сваи в кусте, принимаемый равным 0,9 при двух сваях и 0,8 — при трех сваях; при условии, что расстояние между осями свай не менее 4 и не более 6 диаметров, а глубина погружения свай не менее 4 м; R^н — нормативное сопротивление грунта под нижним концом свай, принимаемое по табл. 2.1; и — периметр сваи; — нормативное сопротивление i — го слоя грунта по боковой поверхности сваи, принимаемое по табл. 2.4; G — вес сваи и части ростверка, приходящейся на одну сваю.

Остальные обозначения объяснены в выражении (2.3). Несущая способность винтовых свай зависит от размеров диаметра лопасти D и длины сваи L. При размерах диаметра лопасти сваи
Таблица 2.4 Нормативное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи при вдавливании ее в скважины (лидеры) , Т/м²

и длине несущую способность винтовой сваи, работающей на осевую нагрузку, определяют по формуле

(2.6)

где: k — коэффициент однородности грунта, принимаемый равным 0,6; m — коэффициент условий работы, определяемый по табл. 2.5; А и В — безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 2.6; с^н — нормативное удельное сцепление или параметр линейности грунта в рабочей зоне, т. е. в слое грунта толщиной, равной D прилегающем к лопасти сваи, Т/м²; h — глубина залегания лопасти сваи oт природного рельефа, а при планировке срезкой — от планировочной отметки; — приведенная объемная масса грунта, залегающего выше отметки лопасти сваи (с учетом взвешивающего действия грунтовых вод), т/м³; F — проекция площади лопасти, считая по наружному диаметру в м²при работе сваи на сжимающую нагрузку или проекция рабочей площади лопасти, т. е. за вычетом площади сечения ствола свай при работе на выдергивающую нагрузку.

В тех случаях, когда размер лопасти D>1,2 м или длина сваи L>10 м, несущую способность винтовых свай определяют пробной статической нагрузкой.

При работе винтовых свай на вдавливание принимают характеристики грунтов, залегающих под лопастью сваи, а при расчете на выдергивание — характеристики грунтов, залегающих над лопастью сваи. Глубина заложения лопасти от планировочной отметки должна быть не менее 5D в глинистых грунтах и не менее 6D — в песчаных.
Таблица 2.5 Коэффициенты условий работы винтовых свай т

Таблица 2.6 Коэффициенты А и В % выражению (2.6)

автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Особенности расчета свайных фундаментов в двухслойном основании с нижним песчаным слоем

Автореферат диссертации по теме «Особенности расчета свайных фундаментов в двухслойном основании с нижним песчаным слоем»

На правах рукописи

Зайцева Елена Вячеславовна

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В ДВУХСЛОЙНОМ ОСНОВАНИИ С НИЖНИМ ПЕСЧАНЫМ СЛОЕМ

Специальность 05.23.02 — Основания и фундаменты,

подземные сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Дорошкевич Нина Михайловна

Официальные доктор технических наук, профессор

оппоненты: Бахолдин Борис Васильевич

кандидат технических наук, доцент Хамов Арнольд Петрович

Ведущая организация: ЗАО Городской проектный институт

жилых и общественных зданий

Защита состоится « 07 » ноября 2006 г. в \У> часов, на заседании диссертационного совета Д 212.138.08 при ГОУВПО Московском государственном строительном университете по адресу: г. Москва, ул. Спартаковская, д.2/1, ауд. № 212.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета. Автореферат разослан 6 октября 2006 г.

Ученый секретарь ,

диссертационного совета ] у Знаменский В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Наиболее эффективно применение свайных фундаментов в случаях, когда верхняя часть геологического разреза строительной площадки представлена малопрочными грунтами и необходимо передать нагрузку от сооружения на нижние более прочные слои. В случае песчаного нижнего слоя при проектировании особенно важно иметь метод расчета несущей способности свайных групп, учитывающий изменение характеристик околосвайного грунта, так как именно в песчаных грунтах учет их уплотнения за счет погружения свай забивкой позволяет существенно увеличить несущую способность сваи в группе. В настоящее время основным методом расчета групп свай, погружаемых забивкой, является метод, изложенный в СНиП 2.02.03-85 или в СП 50-102-2003, базирующийся на определении несущей способности одной сваи, но не учитывающий особенности расчета групп свай в двухслойных основаниях. Однако известно, что несущая способность сваи в группе может существенно отличаться от несущей способности одиночной сваи как в большую, так и в меньшую сторону. Это зависит от большого числа факторов, учет которых заставляет искать новые методы расчета групп свай, позволяющие проектировать фундаменты более экономично.

Цель и задача диссертационной работы. Целью диссертационной работы является разработка метода расчета групп свай в двухслойном основании с нижним прочным песчаным и верхним слабым слоем, учитывающего взаимовлияние свай и возрастающие характеристики песчаного слоя за счет его уплотнения забивкой свай. На основе экспериментально-теоретических исследований ставилась задача определить характер распределения усилий по длине сваи в зависимости от параметров свайной группы и свойств грунтов, также определить изменение физико-механических характеристик песчаного грунта нижнего слоя в зависимости от числа свай в группе и расстояния между ними. •

Методы исследования. Для выполнения поставленных задач был использован комплексный подход к исследованию поведения одиночной сваи и свай в составе группы, включающий в себя следующие этапы:

1. Проведен анализ ранее разработанных методов расчета несущей способности одиночной сваи и групп свай.

2. Проанализированы данные об изменении плотности грунта вокруг свай после их погружения, и на их основе выведены закономерности перехода грунта вокруг забитых свай в более плотное состояние.

3. На основе численного моделирования МКЭ работы свай установлены основные закономерности изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) грунта вокруг одиночной сваи и группы свай с учетом двухслойного основания, изменения глубины погружения острия в несущий песчаный слой и различных параметров групп свай.

4. Составлена и решена система уравнений для выявления характера действующих усилий по длине сваи для однородного и двухслойного основания на основе формулы Миндлина о вертикальной силе, приложенной к точке внутри полупространства. При этом для двухслойного основания менялась глубина погружения острия в песчаный слой от 1 до 4 м и для сваи в группе также менялось расстояние между сваями.

5. Проведен анализ правильности разработанного метода на основе сравнения результатов расчетов с натурными испытаниями.

Научная новизна работы.

1. Исследовано влияние на распределение сил трения по длине сваи в однородном и двухслойном основании числа свай в группе, расстояния между ними и величины заглубления в нижний прочный слой.

2. Рассчитаны коэффициенты взаимовлияния свай в однородном и двухслойном основании в зависимости от расстояния между сваями и глубины заделки острия в песчаный слой.

3. Разработана методика определения значений граничных коэффициентов пористости песчаных грунтов, при которых после забивки свай изменяется стспснь их плотности.

4. На основании сравнения расчетов с натурными испытаниями подтверждена правомочность учета уплотнения песчаных грунтов при проектировании свайных фундаментов.

Практическое значение работы. Метод, разработанный в диссертации, позволяет определять несущую способность группы свай доступным в повседневной инженерной практике способом с использованием табличных данных.

Установленные значения коэффициентов пористости, при которых происходит переход песков в более плотное по сравнению с природным состояние, и коэффициентов взаимовлияния свай в двухслойном основании, позволяют более точно определять сопротивление грунта по боковой поверхности и под острием сваи, что повышает надежность расчетов свайных групп в двухслойном основании, и полнее использовать несущую способность свай.

На защиту выносятся;

— метод расчета свайных групп с учетом уплотнения песка в нижней части двухслойного основания и применением коэффициентов взаимовлияния свай, определенных в данной работе.

— установленные закономерности изменения НДС 1рунта вокруг одиночной сваи в зависимости от крупности и плотности песка, а также вокруг групп свай в однородном и двухслойном основании.

— результаты теоретического исследования распределения сил трения по длине свай в зависимости от числа свай в группе и расстояния между ними, и сравнение этих результатов с решением для одиночной сваи.

— результаты исследования влияния двухслойности основания, состоящего из слабого верхнего грунта и нижнего прочного песчаного слоя, на распределение усилий по длине свай в зависимости от числа свай в группе, расстояния между ними и величины погружения острия в песчаный слой.

— рассчитанные значения коэффициентов взаимовлияния для свай в однородном и двухслойном основании.

; — методика определения граничных значений коэффициентов пористости грунта, при которых после забивки сваи можно считать песчаный грунт перешедшим в следующее по плотности состояние.

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в б печатных работах, которые приведены в конце автореферата. : ;

Структура и объем диссертации.lüli VjJUi J ЖХ-J i i V ilUIliUWllWWWAAJtlíl.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, излагается цель и задачи исследования, а также вопросы, которые выносятся на защиту.

В первой главе проведен анализ существующих методов расчета несущей способности одиночной сваи и группы свай, влияния способа погружения сваи на изменение напряженно-деформированного состояния (НДС) грунта околосвайного пространства и протекающих во время на-гружения сваи процессах распределения нагрузки между острием сваи и ее боковой поверхностью.

Теоретическими и практическими исследованиями несущей способности одиночной сваи, взаимодействием свай в группах и разработкой методов расчетов свайных фундаментов занимались такие известные ученые, как Аронов А.М., Бадеев АН., Барвашов В.А., Бартоломей A.A., Бахолдин Б.В., Буслов A.C., Варнаков Б.В., Вайчайтис Ю.Ю., Голубков В.Н., Григорян A.A., Долматов Б.И., Дорошкевич Н.М., Знаменский В.В., Ковалев Ю.И., Кудинов В .И., Карабаев М.И., Лалетин Н.В., Лапшин Ф.К., Луга A.A., Мамаев М.Г., Нарбут P.M., Несмелов Н.С., Ободовский A.A., Одинг Б.С., Пилягин A.B., Сальников Б.А., Сирожиддинов 3., Тер-Мартиросян З.Г., Федоровский В.Г., Хамов А.П., Цытович H.A. и многие другие.

Отмечено, что из множества способов расчета несущей способности свайных групп, наиболее применимым в инженерной практике, является расчет несущей способности группы свай как суммы несущих способно-

стей отдельных свай с учетом их взаимовлияния, а также уплотнения нижнего песчаного слоя. Известно, что в процессе забивки сваи вокруг нее формируется зона уплотнения, оказывающая значительное влияние на несущую способность сваи. Учет этого явления в расчетах позволяет точнее определять нагрузку на свайный фундамент. Также несущая способность группы свай в значительной степени зависит от числа свай в группе, межсвайного расстояния и характеристик грунта межсвайного пространства.

На основе обзора современного состояния проблемы сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе приведены обобщенные данные по изменению свойств грунта вокруг забивной сваи для песчаных и глинистых грунтов. По значениям коэффициентов пористости для различных видов песка и данных о размерах зоны уплотнения для рыхлого песка, приведенных в работах Ароиова Л.М. и Кишиды X., определены размеры зон уплотнения для различных песков. Результаты расчетов приведены в табл.1.

Табл. 1

Размеры зон уплотнения песчаного грунта вокруг забивной сваи

Вид песчаного грунта оОпЫ по боковой по-.верхности размеры зоны под острием

Плотный 4.5 d 1.5d

Плотный водонасыщенный 5d 0.2L

Средней плотности 4d 2d

Средней плотности водонасыщенный 4d 0.2L

Рыхлый 3.5d 2d

Рыхлый водонасыщенный 6d 0.2L

В таблице: d — сторона сечения сваи, L- ее длина.

На основе анализа данных Аронова A.M. и Бахолдина Б.В. о результатах пенстрации мсжсвайного пространства и изменения объемного веса грунта по мере удаления от сваи показано, что изменение свойств грунта в зоне уплотнения происходит по линейному закону, так как незначительное искривление графика, описываемое логарифмическим уравнением, на расстоянии 2d от сваи практически пропадает. Учитывая то, что сваи редко забиваются ближе чем на расстоянии 3d, принято считать изменение свойств околосвайного грунта линейным. По значениям, соответствующим природному и максимально уплотненному состоянию, а также известным размерам зон уплотнения грунта, были построены графики изменения модуля деформации и объемного веса в зоне влияния забивной сваи.

Данные о величинах зон уплотнения и характере изменения свойств грунта были использованы при моделировании НДС околосвайного грунта программой, использующей МКЭ. Для проведения математического моделирования была применена программа «Z_Soil» с использованием модели Кулона-Мора. При расчетах учитывалось проскальзывание сваи относи-

тельно грунта и уплотнение околосвайного массива, вызванное погружением свай забивкой. Расчеты проводились для одиночной сваи в однородном песке с изменением крупности от пылеватого до крупного и плотности от средней до рыхлой, а также для группы свай в однородном и двухслойном основании с нижним песчаным слоем, характеристики которого также варьировались. Целью расчетов было определение характера изменения НДС грунта вокруг свай в зависимости от количества свай и меняющихся характеристик грунта, а также установление влияния на НДС двухслойно-сти основания. В результате получены графики зависимости нагрузка-осадка, • изолинии напряжений и деформаций грунта околосвайного пространства, картины развития зон пластических деформаций и проведено их сравнение для разного вида и типа грунта.

Установлено, что для одиночных свай, погруженных в пески мелкие независимо от их степени плотности, зоны пластического течения имеют одинаковую форму и образуются сначала у острия, расходясь от него под углом 30°-35° в стороны и вверх, а затем появляются у головы сваи. В песках средней крупности процесс их образования идет одновременно и у острия и у головы, а зоны у головы сваи не расходятся в стороны, плотно оо легая сваю. В песках мелких, в отличие от песков средней крупности, зоны охватывают больший массив грунта. ;

На рис. 1 и 2 приведены перемещения околосвайного грунта.

Вертикальные перемещения затухают на глубине в lid (рис.1). Горизонтальные перемещения имеют два направления (рис.2). Грунт в зоне «а», расположенной ниже острия сваи, перемещается в менее плотную зону в сторону от свайной группы.

В зоне «б», расположенной выше острия свай, частицы двигаются в противоположном направлении, к сваям. Таким образом, они могут участвовать в формировании грунтовой рубашки вокруг сваи.

Зона V

PhcJ Вертикальные Рис£ Горизонтальные переведения пгоенецешя

частиц грунта частиц грунта

В целом можно сделать следующие выводы:

— для всех видов грунта свайная группа перемещается как единый грунто-свайный массив, включающий в себя сваи, грунт между ними и слой грунта с внешней стороны группы свай толщиной 2<1;

— в уровне нижних концов свай образуется песчаная подушка толщиной вверх и вниз в один диаметр сваи из грунта, имеющего такие же перемещения, как и группа свай.

При моделировании двухслойного основания проводились две серии опытов. В первой изменялись глубина погружения сваи в нижний слой, а также тип и вид песка нижнего слоя. Верхний грунт во всех случаях был представлен рыхлым песком. Во второй серии менялся грунт верхнего слоя (суглинок тугопластичный, суглинок текучепластичный и песок пы-леватый рыхлый). Погружение сваи в нижний слой составляло 3 м. В результате был выявлен характер перемещений грунта нижнего слоя вверх в зависимости от параметров нижнего и верхнего слоя. Соответственно определено их влияние на несущую способность свай в двухслойном основании.

В третьей главе проведен анализ распределения усилий по длине сваи для одиночной сваи и для группы свай в однородном и двухслойном основании с нижним песчаным слоем. Для двухслойного основания рассматривалась 10-ти метровая свая с погружением в нижний слой на 1, 2, 3 и 4 метра. Использовалось решение Миндлина для определения перемещений в точке полупространства от силы, приложенной внутри массива грунта. На рис. 3 представлена

расчетная схема сваи, разделенной на 10 равных участков.

Усилие, воспринимаемое каждым из них, представлено сосредоточенной силой (Р;), расположенной в середине участка. Точки, в которых определялись перемещения (\У|), находятся в нижнем сечении участков на расстоянии Уг длины участка от точки приложения сосредоточенной силы. Длина каждого расчетного участка равна 1 метру.

а)

Р1

КШ Щ

||уй

Рц О. » ■ р

———\уч

Рис. 3 Расчетная схема сваи.

На основе расчетной схемы была составлена и решена система уравнений, в результате чего были получены силы Р1 в долях от общей нагрузки, равной единице (рис.4), и осадка \у при различных модулях деформации.

0.025

усилие в долях единицы 0.075 0.125 0.175

0.225

1 2

8 9

———

г; ж1э|16

✓0.137 I

| 3.117

/о.1 )1 |

* 0.087 !

/о 0.073 ; ..

06 I

*0.04 /3.029 3

Полученная кривая свидетельствует о том, что максимальное усилие приходится для одиночной сваи на ее верхнюю часть, уменьшаясь к острию по закону треугольника. Такое распределение сил трения по длине сваи подтверждено натурными испытаниями металлических и деревянных свай, проверенны-

**Т* РтОЧАГЧАГ Тн ТГ

Рис.4 Распределение усилий по длине сваи.

Аналогичным образом проводилось исследование работы групп, состоящих из 2-х, 3-х и 4-х свай. Для определения взаимовлияния свай в группах менялось расстояние между сваями. На рис.5 представлены совмещенные графики распределения усилий по длине свай в группах из 2, 3 и 4 свай с межсвайным расстоянием Зй, 4.5(3 и 6сI.

Значения усилий даны в долях от нагрузки, равной единице, действующей на каждую сваю.

По результатам расчетов были выявлены следующие важные закономерности: при увеличении числа свай в группе и уменьшении межсвайного расстояния участок сваи, воспринимающий максимальное усилие, смещается от головы сваи к ее острию, что также подтверждается расчетом с использованием модели упруго-пластического основания (глава 2 — образование зон пластического течения для групп свай интенсивнее идет у концов свай). Если у сваи в 2-х свайной группы этот участок расположен в верхней четверти длины сваи, то у сваи в 3-х свайной группе он значительно смещается в сторону острия, а для сваи из 4-х свайной группы четко находится в нижней трети сваи.

Рис.5 Совмещенные графики распределения усилий по длине свай в зависимости от числа свай в группе и расстояния между сваями.

Проведенные расчеты для 5-ти свайной группы выявили, что при использовании теории упругости воздействие силы на массив грунта распространяется на значительно большее расстояние, чем это имеет место в реальных грунтах. Влияние 4-х угловых свай на центральную при равенстве осадок свай привело к возникновению в ней растягивающих напряжений.

Была также решена задача по определению осадки грунта в центре 4-х свайной группы при расстоянии между сваями Зс1, 4.5с1, 6с1 и приведены в соответствие с ним соотношения между осадками по оси сваи и в центре группы свай. Во всех случаях осадка грунта в центре превышает осадку сваи.

В диссертации приведено отношение осадки сваи в группе к одиночной при различных модулях деформации и разном числе свай в группе, а также рассчитан коэффициент взаимовлияния свай друг на друга Кк, приводящий к снижению несущей способности сваи в группе по сравнению с одиночной, как отношение несущих способностей сваи в группе к одиночной. Значения коэффициента приведены в табл.2. Также было исследовано влияние величины модуля деформации на осадку групп свай с учетом изменения количества свай в группе и расстояния между ними.

При межсвайном расстоянии в 6с1 сваи в группе работают как одиночные, так как их осадки практически равны осадке одиночной сваи, а коэффициент взаимовлияния Кк равен единице.

Табл. 2

Коэффициенты взаимовлияния Кк свай в однородном основании

Расстояние между сваями в с1 две сваи три сваи четыре сваи

3 0.88 0.83 0.82

4.5 0.95 0.92 0.93

6 1 1 1

Расчеты по определению закономерностей распределения усилий по длине сваи были выполнены также для двухслойного основания с представлением нижнего слоя с более высокими характеристиками, чем у верхнего слоя. Помимо числа свай и расстояния между ними было установлено влияние на распределение усилий по длине свай глубины погружения острия в нижний слой, менявшейся от 1 до 4-х метров.

На рис.6 приведен совмещенный график распределения усилий при заглублении острия в нижний слой на 4 метра при межсвайном расстоянии 3(1, а на рис.7 — для заглубления на 1 метр. Во всех случаях наблюдается довольно ровное распределение напряжений в верхнем слабом слое и их резкий скачок в нижнем более прочном слое.

Установлено, что при любой глубине погружения в нижний слой у одиночной сваи максимальное усилие приходится на первый метр нижнего слоя, а далее уменьшается, тогда как с увеличением числа свай в группе сопротивление сваи с глубиной возрастает. То же происходит и при уменьшении межсвайного расстояния — максимальное усилие перемещается ближе к острию сваи, тогда как для групп с межсвайным расстоянием 6с1 оно находится в верхней части несущего слоя, как и у одиночной сваи.

Установлена доля усилия от общей нагрузки на сваю, воспринимаемая верхней и нижней частью сваи в зависимости от числа свай в группе, межсвайного расстояния и глубины погружения острия в нижний более проч-

ный слой. Например, доля усилия, приходящегося на нижнюю часть сваи, меняется для одиночной сваи в зависимости от глубины заглубления в нижний слой от 33% для 1 метра, до 99% для 4-х метров.

усилие в долях единицы

0.1 0.2 0.3 0.4

II -Н! ||

7 |

Рис.6. Распределение усилий для 4-х Рис.7. Распределение усилий для метрового заглубления. метрового заглубления.

— одна свая ———— три сваи

——-две сваи . _____________ четыре сваи.

Рассчитан коэффициент взаимовлияния свай в двухслойном основании для нижних частей свай, погруженных в прочный песчаный слой Ккн (табл.3). Он определялся как отношение усилия, приходящегося на нижнюю часть сваи в группе, к тому же участку одиночной сваи.

Установлено, что в двухслойном основании верхняя часть одиночной сваи воспринимает большую долю от общей нагрузки чем свая в группе. Т.о. повышается нагрузка приходящаяся на нижнюю часть сваи в группе, что видно по Ккн (табл.3).

Коэффициент взаимовлияния свай в двухслойном основании Ккн

Табл.3

Число свай 3 с1 4.5 а 6с!

4 м Зм 2 м . 1 м 4 м Зм 2 м 1 м 4 м Зм 2 м 1 м

2 1.062 1.084 1.107 1.091 1.039 1.044 1.037 0.994 1.02 1.022 1.012 0.988

3 1.09 1.137 1.193 1.183 1.066 1.081 1.078 0.991 1.043 1.042 1.022 0.973

4 1.098 1.158 1.23 1.18 1.077 1.094 1.082 0.976 1.051 1.048 1.023 0.963

Практически всегда несущая способность сваи в группе выше, чем у одиночной. Исключение составило заглубление в несущий слой (песок) на 1 метр при межсвайном расстоянии 4.5с1 и 6с1. Это подтверждает

уже отмечавшуюся ранее неэффективность устройства таких групп с любым числом свай, так как не удается использовать эффект двухслойности основания. Это не относится к нижнему слою из плотных песков, так как забивка в них сваи возможна только до одного метра.

Также определено, что при расстоянии между сваями, равном 6(1, сваи в группе работают как одиночные, и увеличения несущей способности свай не происходит.

Для групп свай с заглублением острия на 2, 3 и 4 метра установлено, что с уменьшением расстояния между сваями и увеличением числа свай в группе, коэффициент взаимовлияния Ккн увеличивается, значит несущая способность сваи в группе становится выше по сравнению с одиночной за счет более высокой несущей способности нижнего прочного слоя. Суммарные усилия, приходящиеся на сваю в группе и одиночную сваю, при этом равны между собой.

Таким образом, в двухслойном основании негативный эффект от взаимовлияния свай в нижней части сваи оказывается перекрытым увеличением несущей способности сваи в нижнем слое, так как с группах сечение, воспринимающее максимальное усилие, расположено ближе к острию сваи.

С увеличением расстояния между сваями коэффициент Кк» уменьшается тем быстрее, чем меньше заглубление острия. Можно сказать, что для случаев заглубления острия на 2, 3 и 4 метра, уменьшение межсвайного расстояния и увеличение заглубления острия всегда приводят к увеличению доли усилия, приходящегося на нижнюю часть сваи. Но характер изменения усилия находится в зависимости от числа свай в группе, расстояния между ними и степени уплотнения околосвайного грунта.

В четвертой главе разработан метод расчета групп свай, погруженных в двухслойное основание с нижним песчаным слоем, который позволяет определить несущую способность группы с учетом коэффициента взаимовлияния свай в нижнем песчаном слое и уплотнения песчаного грунта после погружения свай.

Учет изменения плотности песка вокруг сваи

Происходящее при забивке свай в грунт изменение физического состояния грунта околосвайного массива значительно увеличивает несущую способность свайной группы, если учесть, что каждая последующая свая группы забивается в грунт с измененным первоначальным состоянием. Повышение ср, е, и у даже на 10 — 15% существенно сказывается на несущей способности сваи и позволяет проектировать фундаменты более экономично.

Так как для определения удельного сопротивления грунта по СП 50102-2003 необходимо просто знать плотность песка, а не конкретное числовое значение коэффициента пористости, в данной работе было определено состояние песка, окружающего забитую в него сваю, при котором он переходит из одного состояния по плотности сложения в другое на рас-

стоянии 3(1 от этой сваи в зависимости от первоначального коэффициента пористости и количества влияющих друг на друга свай.

На рис. 8 приведены часто встречающиеся варианты расположения свай в группах и пересечения зон влияния свай при размере радиуса зоны Зс1. По количеству наложений схемы разбиты на два типа: наложение зон влияния от двух свай и от трех и более свай.

а) обе сбои

6) три сбаи

Б) четыре сбаи

г) пять сбаО g) шесть сбей е) дебять сбай

Рис. 8 Схемы наложения зон блияния при расстоянии между сбоями б кусте 3d. пересечение зон от д&ух сВай 1|||1§ пересечение зон от трех и более сбаО

Проанализировав влияние свай друг на друга в группе в зависимости от их числа и последовательности забивки (рис. 8), можно отметить, что практически во всех случаях 2-ая забиваемая свая попадает в грунт, уплотненный забивкой предыдущей сваи, а 3-я свая, кроме 5-ти свайной группы, в грунт уплотненный последовательной забивкой уже двух свай и дополнительно, сама уплотняет грунт межсвайного пространства. Методика определения степени уплотнения грунта представлена в диссертации. 0.61

мелкие 0.75 < е < 0.84 0.6 £е< 0.68

пылеватые 0.8 < е £ 0.88 0.6 йей 0.68

Метод расчета несущей способности групп свай.

Предпосылками для разработки метода расчета являются:

1. Установленные в диссертационной работе размеры зон уплотнения грунта при забивке в них свай. Разработанная методика учета уплотнения грунта вокруг групп свай позволяет применять приведенные в СП-50-102-2003 или «Рекомендациях по определению несущей способности забивных свай в водонасыщенных пылевато-глинистых и песчаных грунтах» данные по удельному сопротивлению грунта под острием и боковой поверхности сваи в зависимости от реальной плотности грунта межсвайного пространства.

2. Определенные в диссертационной работе коэффициенты взаимовлияния свай в однородном и двухслойном основании в пределах нижнего слоя для групп с разным числом свай и разной глубиной погружения острия в нижний прочный слой. Для верхней части свай, находящейся в слабых глинистых грунтах, рекомендуется использовать коэффициенты взаимовлияния, приведенные в «Руководстве по расчету свайных фундаментов».

Несущая способность группы складывается из суммы несущих способностей отдельных свай:

‘ и

(1)

¿=1

Несущая способность каждой отдельной сваи группы находится как сумма несущей способности острия и боковой поверхности в верхнем и нижнем слоях:

пн П гн Г1 тгнч гн

Ук ы Г( ы г Г К)

В формуле (2):

— Я» и — нормативные сопротивления грунта под острием сваи и по боковой поверхности в ьтом слое грунта, принятые по «Рекомендациям по определению несущей способности забивных свай в водонасыщенных пы-левато-глинистых и песчаных грунтах или по табл. СП 50-102-2003.

Определение расчетного сопротивления грунта производится с учетом уплотнения грунта предыдущими забитыми сваями по рекомендациям, разработанным в диссертационной работе (стр.17).

— Уя и у? — коэффициенты надежности по грунту под острием и по боковой поверхности. Коэффициенты учитывают степень ответственности проектируемых сооружений.

— А — площадь сечения сваи;

— и — периметр сваи;

— Ь; — толщина ¡-того слоя грунта, прорезаемого сваей;

— Квк и Кнк — коэффициенты, учитывающие влияние соседних свай в группе, для верхней и для нижней части сваи.

Применение расчетных характеристик удельного сопротивления грунта под острием сваи (II) и по боковой поверхности (Ц), рассчитанных Сирожиддиновым 3. и вошедших в «Рекомендации по определению несущей способности забивных свай в водонасыщенных пылевато-глинистых и песчаных грунтах», основано на том, что в них приведена более подробная зависимость И., и Г для песчаных и глинистых грунтов от их типа и вида, чем в СП 50-102-2003, и имеется хорошее подтверждение этих данных натурными испытаниями.

Для верхнего слабого слоя грунта рекомендуется применять коэффициенты взаимовлияния, как приведенные в диссертационной работе, так и разработанные на кафедре МГрОиФ для слабых глинистых грунтов и вошедшие в «Рекомендации по расчету свайных фундаментов». Значения этих коэффициентов подтверждают полученный в 3 главе результат, когда негативное взаимовлияние приходится именно на верхнюю часть свай, находящуюся в слабом грунте.

Для нижнего более прочного слоя принимаются коэффициенты взаимовлияния, определенные в диссертационной работе на основе анализа действующих на сваю усилий.

Подтверждение правильности данной методики расчета с учетом уплотнения межсвайного грунта и применения коэффициентов взаимовлияния было получено на примере расчета свайных фундаментов под гаражным комплексом по адресу: г.Москва, Филевский бульвар. В связи с разуплотнением песчаных грунтов произошедшей протечкой из проходящего рядом коллектора, ранее забитые и испытанные сваи не показали проектной несущей способности в 800 кН. Было принято решение о пересмотре шага свай в группе и увеличении их числа, чтобы создать дополнительное уплотнение межсвайного грунта. Проведенные динамические испытания показали увеличение несущей способности как ранее забитых свай, так и вновь погружаемых. Результаты испытаний дали хорошее совпадение с расчетами, выполненными по предлагаемой методике.

В таблице 6 приведены сравнительные данные расчетов несущей способности свай с учетом и без учета уплотнения грунта.

Табл. 6

Способ определения несущей способности сваи Группа 1 Группа 2 Группа 3

СНиП 2.02.01-93 с учетом характеристик разуплотненного грунта 480 кН 480 кН 480 кН

Метод, разработанный в диссертационной работе 640 кН 870 кН 720 кП

Данные испытаний до забивки дополнительных свай 410 кН 650 кН 650 кН

Данные испытаний после забивки дополнительных свай 760-790 кН 930 кН 710 кН

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанный в диссертационной работе метод расчета несущей способности свайных групп в двухслойном основании позволяет учитывать взаимовлияние свай в группе и уплотнение песчаного грунта нижнего слоя, что не отражено в существующих методах расчета, и проектировать свайные фундаменты более экономично.

2. Показано, что образование уплотненной зоны грунта вокруг забивных свай в песчаных грунтах повышает несущую способность свай в группе. Правильный учет степени уплотнения межсвайного и околосвайного массива грунта позволяет более достоверно проектировать свайные фундаменты.

3. Анализ проведенных численных экспериментов показал, что образование зон пластического течения вокруг забивных свай в однородном грунте зависит как от плотности так и от крупности песчаного грунта. При этом у одиночной сваи вначале формируются участки пластического течения в уровне острия сваи, а затем начинают образовываться пластические зоны вокруг головы сваи.

4. Установлено, что горизонтальные перемещения частиц околосвайного грунта имеют два направления: ниже острия свай в сторону грунта в природном состоянии, выше — в сторону тела сваи. Величина перемещений частиц зависит от плотности грунта нижнего слоя и прочностных характеристик грунта верхнего слоя.

5. Исследования НДС двухслойного массива грунта вокруг группы свай показали, что уплотнение нижнего более прочного грунта тем меньше, чем слабее грунт верхнего слоя и меньше заглубление острия свай в нижний слой, так как наблюдается значительное перемещение частиц нижнего слоя вверх, в слабый грунт.

6. На основе анализа распределения усилий по длине свай в однородном и в двухслойном основании установлено влияния числа свай в группе, расстояния между ними и величины заглубления в нижний несущий слой на коэффициент взаимовлияния свай в однородном грунте и двухслойном основании. Определено, что в однородных грунтах и для верхней части свай в двухслойном основании он всегда меньше единицы, а для нижней части свай в песчаном несущем слое — больше для всех случаев, кроме заглубления в нижний слой на 1 метр и расстояния между сваями 4.5 6с1.

7. Определенная в зависимости от первоначальной плотности песчаного грунта и количества взаимовлияющих свай граница перехода песчаного грунта в более плотное (по ГОСТ 25100-95) состояние позволяет применять существующие таблицы нормативных сопротивлений грунта по боковой поверхности и под острием сваи с учетом уплотнения грунта погружением свай. Применение табличных данных позволяет применять предложенный метод в повседневной инженерной практике.

8. На примере сравнения результатов натурных испытаний свай и расчетов по предложенному в диссертации методу показана приемлемость применения данного метода расчета при проектировании свайных групп из забивных свай в двухслойном основании с нижним песчаным слоем.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Зайцева Е.В. Особенности работы свайных фундаментов в песчаных грунтах. // Тезисы докладов конференции «Окружающая среда. Развитие-строительство-образование». — М.: 1998.- С.38-39.

2. Зайцева Е.В. Предельная несущая способность острия сваи при его погружении в однородные пески. // Материалы симпозиума «Экологическая безопасность в строительстве/ МГСУ. — М.: 1998.- С.11Ы13.

3. Зайцева Е.В. Изменение характеристик грунта в зоне влияния свайного фундамента. //Материалы второй конференции «Строительство-формирование среды жизнедеятельности» Ч 1 / МГСУ. — М.: 1999. — С.84-86.

Зайцева Е.В. Анализ влияния двухелойности основания на напряженно-деформированное состояние свайного основания. //Материалы третьей конференции «Строительство-формирование среды жизнедеятельности» 4 3/ МГСУ. — М.: 2000. — С. 76-79.

Зайцева Е.В. Моделирование работы одиночной сваи и группы свай в песчаных грунтах. // Сб. материалов посвященный Денисовским чтениям/МГСУ.-М.: 2000.-С. 176-178. Зайцева Е.В. Определение размера зоны предельного напряженного состояния в грунте от действия вертикальной силы. // Сб. научных трудов по гидротехническому и специальному строительству. — М.: 2002. — С. 176-180.

КОПИ-ЦЕНТР св. 7: 07: 10429 Тираж 100 экз. Тел. 185-79-54 г. Москва, ул. Енисейская д. 36

Основные принципы и классификации свайных фундаментов

Введение

Неглубокие и глубокие фундаменты обозначают относительную глубину почвы, на которой построены здания. Когда глубина фундамента меньше ширины основания и меньше десяти футов, это неглубокий фундамент. Фундаменты неглубокого заложения используются, когда поверхностный грунт достаточно прочен, чтобы выдерживать приложенные нагрузки. Если глубина фундамента больше ширины фундамента здания, это глубокий фундамент.Глубокие фундаменты часто используются для передачи строительных нагрузок глубже в землю.

Условия, в которых используется глубокий фундамент

· Грунт у поверхности, который имеет относительно слабую несущую способность (700 фунтов на квадратный фут или меньше)

· Грунт вблизи поверхности, содержащий экспансивные глины (усадка / набухающие почвы)

· Поверхностные почвы, уязвимые для удаления в результате эрозии или размыва

Классификация глубоких фундаментов

Глубинные фундаменты подразделяются на три категории:

· Свайные фундаменты

· Фундаменты скважин

· Фундаменты кессона

Типы фундаментов и основные механизмы, участвующие в классификации глубоких фундаментов, рассматриваются в нашем обзорном курсе экзамена по гражданскому праву FE для тех, кто готовится стать инженером в процессе обучения.

Свайный фундамент

Свайный фундамент определяется как серия колонн, построенных или вставленных в землю для передачи нагрузок на более низкий уровень грунта. Свая — это длинный цилиндр, состоящий из прочного материала, например, бетона. Сваи вдавливаются в землю, чтобы служить устойчивой опорой для построенных на них конструкций. Сваи переносят нагрузки от конструкций на твердые породы, скалы или грунт с высокой несущей способностью. Сваи поддерживают конструкцию, оставаясь прочно уложенными в почву.Поскольку свайные основания закладываются в почву, они более устойчивы к эрозии и размыву.

Устройство свайного фундамента

Сваи сначала закладываются на уровне земли, а затем забиваются или забиваются в землю с помощью сваебойной машины. Сваебойщик — это машина, которая держит сваю вертикально и забивает ее в землю. Удары повторяются, когда тяжелый груз поднимается и опускается на сваю. Сваи следует забивать в землю до тех пор, пока не будет достигнута точка отказа, то есть точка, в которой сваю нельзя забивать в грунт дальше.Метод установки сваи является важным фактором структурной целостности свайного фундамента. Метод забивной сваи является идеальным вариантом, поскольку он меньше всего нарушает поддерживающий грунт вокруг сваи и обеспечивает максимальную несущую способность каждой сваи. Поскольку у каждой сваи есть зона воздействия на почву вокруг нее, сваи должны располагаться достаточно далеко друг от друга, чтобы нагрузки распределялись равномерно.

Категории свай

· В зависимости от назначения сваи подразделяются на несущие, фрикционные, фрикционные, несущие, направляющие и шпунтовые сваи.

· По составу материалов сваи классифицируются как деревянные, бетонные, песчаные или стальные.

1) Несущие сваи забиваются в землю до достижения твердого слоя. Несущие сваи опираются на твердые породы и действуют как столбы для поддержки конструкции. Несущие сваи допускают вертикальные нагрузки и передают нагрузку здания на твердый слой под ними.

2) Фрикционные сваи используются, когда почва мягкая и нет твердых слоев.Эти сваи длинные, а поверхности имеют шероховатую поверхность для увеличения площади поверхности и повышения сопротивления трения. Они оказывают сопротивление трению между своей внешней поверхностью и контактирующей почвой. Сваи трения не опираются на твердые слои.

3) Бетонные сваи забиваются под наклоном, чтобы выдерживать наклонные нагрузки.

4) Направляющие сваи используются при формировании коффердамов для обеспечения устойчивых оснований для подводного строительства.

Основные принципы свайных фундаментов и их классификации — рекомендуемые темы для изучения перед сдачей экзамена FE Civil.

Типы свай по форме и составу

Фундаменты глубокого заложения — жилые »Сейсмическая стойкость

Глубокие фундаменты могут стать хорошим фундаментом для домов на участках с плохими почвенными условиями у поверхности, передавая нагрузки на более прочные и плотные слои почвы. При необходимости они также могут выдерживать вертикальные подъемные нагрузки.

Однако глубокие фундаменты могут быть уязвимы для некоторых вторичных сейсмических воздействий, таких как поперечное распространение, связанное с разжижением.

Глубокие сваи не считаются подходящими для крупных или тяжелых ситуаций бокового разбрасывания насыпей и требуют тщательной детализации для обеспечения пластичности чтобы приспособиться к меньшим уровням бокового распространения. Также необходимо избегать хрупкого разрушения свай при сдвиге. Некоторые типы глубоких свай, которые по своей природе не являются пластичными, могут быть спроектированы и детализированы для добавления пластичных характеристик.

Есть несколько типов глубоких фундаментов, которые могут выдерживать сейсмические нагрузки.

Фундамент забивной

Забивные сваи — это класс свайных фундаментов, которые распределяют нагрузки от конструкции, включая сейсмические силы, вертикально по глубине почвы или на более глубокий пласт.Они забиваются на достаточную глубину, чтобы совокупная несущая способность свайного фундамента была достаточной, чтобы выдержать эти нагрузки.

Боковым сейсмическим нагрузкам противостоит боковой упор свай на окружающие грунты. Забивные сваи могут встречаться с промежуточными тонкими твердыми слоями, которые трудно пробить. Во время исследования площадки следует выявить потенциальные проблемы, а в проекте фундамента следует указать метод сваи и забивки, который подходит для типа грунта на площадке.Недопустимо оставлять сваи несущими на тонких промежуточных слоях, потому что они слишком трудны для проникновения.

Для некоторых фундаментов в сваях можно использовать предварительно просверленные пилотные отверстия, чтобы помочь процессу забивки проникнуть в твердые слои. Однако предварительное бурение не должно доходить до несущего слоя, и сваю всегда следует забивать на заданную глубину.

Узнать о:

Сваи забивные

Забивной деревянный свайный фундамент состоит из ряда должным образом обработанных деревянных опор, вбитых вертикально в землю, обычно на глубину до нескольких метров.В зависимости от типа почвы они могут быть спроектированы так, чтобы полагаться на поверхностное трение для обеспечения несущей способности, или приводиться в движение так, чтобы их нижний конец упирался в пласт, такой как жесткий слой почвы или скала.

Забивной свайный фундамент в жилищном строительстве.

В процессе забивки деревянных свай происходит уплотнение любой окружающей рыхлой почвы. Если они расположены достаточно близко друг к другу, это может смягчить некоторые вторичные сейсмические эффекты, такие как разжижение и незначительное поперечное распространение.Для таких систем требуется специальный дизайн.

Деревянные сваи, как правило, обладают достаточной упругостью, чтобы их можно было использовать на площадках, которые могут испытывать большое боковое смещение до 300 мм.

Забивные стальные двутавровые сваи

Фундамент из стальных Н-образных свай состоит из серии специально разработанных стальных Н-образных столбов, вбитых вертикально в землю, часто на глубину 10 м и более. H-образные сваи обычно устанавливаются с меньшим шагом, чем другие свайные основания.

Фундамент стальной забивной на двутавровых сваях.

Сталь в основании с двутавровыми сваями придает ему высокую пластичность, и эти фундаменты обычно могут противостоять большему поперечному растяжению, чем другие типы свай. Н-образные сваи имеют относительно небольшую площадь торцевой поверхности и меньшее сопротивление опорному торцу, чем другие сваи, но в некоторых грунтах относительно большая площадь поверхности Н может компенсировать это за счет большего поверхностного трения.

Фундаменты из стальных двутавровых свай обычно больше подходят для участков с очень плотным или толстым гравийным несущим слоем, но они также обладают достаточной пластичностью. для использования на площадках, которые могут испытывать сильное боковое смещение до 300 мм.

Забивные стальные трубчатые сваи

Подобно фундаменту с двутавровыми сваями, фундамент из стальных труб состоит из ряда полых стальных труб, вбитых вертикально в землю.

Забивной фундамент из стальных труб.

Трубчатые сваи могут быть как с открытыми, так и с закрытыми концами, но сваи с закрытым концом могут быть заполнены бетоном после их установки. Это добавляет значительную пластичность к сваям, делая их более устойчивыми к движениям грунта.В любом случае сваи из стальных труб должны иметь достаточную толщину стенок, чтобы выдерживать забивные нагрузки и возможные сейсмические нагрузки на площадке.

Забивные сборные железобетонные сваи

Забивной сборный бетонный свайный фундамент состоит из ряда предварительно сформированных бетонных свай, вбитых вертикально в землю.

Забивной сборный железобетонный свайный фундамент, используемый в жилищном строительстве.

В процессе забивки бетонных свай происходит уплотнение любой окружающей рыхлой почвы.Это увеличивает несущую способность сваи. Если они расположены достаточно близко друг к другу, это может смягчить некоторые вторичные сейсмические эффекты, такие как разжижение и незначительное поперечное распространение. Для таких систем требуется специальный дизайн.

Бетонные сваи часто забиваются на целевой пласт, но, если они специально не разработаны и не детализированы, они имеют ограниченную пластичность. и может выйти из строя на участках, где ожидается значительное боковое смещение (более 300 мм).

Что такое глубокий фундамент — емкость забивных свай и модификация грунта

Американский фонд с Гэри Сейдер: глубокие фундаменты

В этом выпуске американского фонда Гэри Сейдер ведет обсуждение глубоких фундаментов.Брент Чисхолм, Рассел Адкинс и Фил Шид анализируют процессы, лежащие в основе забивных свай, их вместимость, а также конкретизируют типы фундаментов. Прочтите краткое содержание этого видео ниже и посмотрите полную версию, чтобы узнать все о глубоких основах от ведущих профессионалов отрасли.

Что такое Deep Foundation?

Глубокий фундамент — это фундамент, который закладывается на значительную глубину, чтобы выдержать определенную нагрузку. Глубина, определяемая отношением глубины к длине, обычно должна превышать 10 футов, чтобы фундамент действительно был глубоким.

Насколько глубоко могут заходить забивные сваи в глубоком фундаменте?

Это зависит от типа почвы. Грунты могут быть разными, поэтому сваи следует устанавливать в несущие слои почвы. В некоторых частях страны, например в Новом Орлеане, он может достигать 100 футов. Однако в других частях страны, таких как Техас, он может достигать 7-10 футов.

Зачем нужен глубокий фундамент?

От верхнего Среднего Запада до Колорадо, глубокие фундаменты используются для того, чтобы утяжелить конструкцию глубже в почву.Будь то на Среднем Западе, где он находится на высоте 20 футов, или в районе Скалистых гор, где вы достигаете высоты 50 футов, установка спирали на глубину в несущем уровне почвы требует глубокого фундамента.

Когда следует выбирать глубокий фундамент?

Инженер примет решение о том, использовать ли глубокий фундамент или нет, исходя из существующих условий на площадке. Не всегда нужно использовать глубокий фундамент, и в распоряжении инженеров будет база данных о различных фондах.Они смогут выбрать подходящую основу для соответствующего приложения, используя свои ресурсы. Если у вас, например, экспансивная глина, инженер поможет вам определить, что вы можете использовать винтовые сваи с меньшей площадью поверхности вала, чтобы снизить вероятность набухания грунта и возникновения проблем с фундаментом.

Как работать с расширяющимися грунтами

Винтовые сваи и опоры сопротивления полезны в обширных грунтах. Когда почва начинает набухать от влаги, она может цепляться за глубокие основания, и они потенциально могут быть выброшены из земли.Бетонные сваи или просверленные валы использовались в прошлом для экспансивных грунтов, но с учетом обширного характера грунта винтовые сваи намного более надежны, потому что площадь поверхности меньше, что затрудняет захват почвы. Сваи, шпунтовые сваи, сваи труб и другие традиционные способы установки, которые были знакомы людям, изменились в 1980-х годах, когда компания CHANCE разработала винтовые сваи.

Посмотрите видео полностью, чтобы увидеть, как Гэри и его команда объясняют забивные сваи, их вместимость и методы модификации почвы.

Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы о технологиях Geopier

1. КАК РАБОТАЮТ СИСТЕМЫ GEOPIER RAMMED AGGREGATE PIER® (СИСТЕМА GP3® И СИСТЕМА IMPACT®)?

Системы Geopier Rammed Aggregate Pier® (RAP) состоят из очень жесткого, вертикально утрамбованного уплотненного вала для заполнителя, помещенного в почву, нуждающуюся в улучшении. Уплотнение высокоэнергетического удара, оказываемое на заполнитель внутри элемента Geopier, также вызывает значительное поперечное предварительное напряжение и предварительное напряжение прилегающих грунтов матрицы.Боковое напряжение в матричном грунте, окружающем элемент Geopier, приближается к Kp, коэффициенту пассивного давления грунта. Это означает, что поперечные напряжения почвы могут быть в 2–3 раза больше, чем первоначально создаваемые почвой. Благодаря этой высокой степени вертикального уплотнения и бокового удержания элемент Geopier обеспечивает жесткость, которая может очень эффективно контролировать оседание конструкций.

2. КАКОВЫ ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ GP3 И УДАР?

Системы

GP3 и Impact являются альтернативой пересадке грунта и замене слабых грунтов или насыпей, а также системам глубокого фундамента, таким как сваи или пробуренные валы.Элементы GP3 и Impact используются для поддержки коммерческих, промышленных, транспортных и жилых приложений, включая здания высотой до 20 этажей, промышленные резервуары, тяжелонагруженные плиты перекрытия складских помещений, стены и насыпи MSE и другие транспортные конструкции. Системы Geopier также используются для уменьшения разжижения, сопротивления поднятию и повышения устойчивости к боковым нагрузкам.

3. В КАКОМ ТИПЕ ПОЧВ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ СИСТЕМЫ GEOPIER?

Системы

Geopier могут использоваться для улучшения очень мягкой и жесткой глины и ила, органического ила и торфа, рыхлого и плотного песка, смешанных слоев почвы, неконтролируемой насыпи и почв ниже уровня грунтовых вод.Когда встречаются органические или торфяные почвы, обработанный цементом заполнитель можно использовать для придания жесткости сваи в органической зоне или по всей свае, если это необходимо.

4. ДОЛЖНЫ ЛИ НАБОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ PIER® РАСШИРЕНИЯ ДО ПЛОТНОГО ПОЧВЕННОГО СЛОЯ ИЛИ ПОРОДА?

Утрамбованные элементы пирса из заполнителя (RAP) не должны доходить до твердого несущего слоя, такого как свайный фундамент. Системы предназначены для улучшения почвы в зоне под неглубоким фундаментом, где нагрузки наиболее высоки.Приложенное напряжение снимается трением по профилю Geopier, а не в концевом подшипнике. В то время как глубокий фундамент, такой как сваи или просверленный ствол, обычно получает значительную часть своей мощности в концевом подшипнике плюс зона соединения между сваей и почвой, когда он встречается с плотным слоем. Вот почему требуется, чтобы сваи заходили намного глубже, чем элементы из ПНБ. Длину элемента RAP также можно оценить с помощью испытания модуля упругости на месте, которое подтверждает, что напряжение распределяется в соответствии с расчетом.

5. МОЖНО ЛИ УСТАНОВИТЬ ЭЛЕМЕНТЫ РАП ПОД СТОЛОМ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД?

Да. Элементы RAP могут быть установлены ниже уровня грунтовых вод с помощью вытеснительной системы Impact . Опоры конструируются путем вдавливания полой оправки в землю, которая перемещает почву и временно закрывает вал. Затем камень помещается в центр оправки и уплотняется с помощью цепной системы внутри нижнего конца оправки. Оправка поднимается на 3 фута, чтобы позволить камню вытекать в пирс.Затем оправку опускают на 2 фута для уплотнения камня, создавая подъемник для утрамбованного камня на 1 фут. Цепи позволяют камню течь в опору, когда оправка поднимается, и действуют, образуя «кулак», уплотняющий камень, когда оправка опускается.

6. КАКОЕ МИНИМАЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ДЛЯ ПОДНОЖКИ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ СИСТЕМАМИ RAP?

Управляющими факторами в конструкции Geopier являются величина напряжения, приложенного к элементу RAP, жесткость элемента, жесткость основного грунта и прогнозируемая осадка улучшенного грунта.Количество элементов RAP, необходимое для достижения уровня контроля осадки, указанного для проекта, является прямой функцией статической нагрузки, прикладываемой к основанию. Опоры могут быть больше, чем требуется, по конструктивным причинам, что приведет к снижению конечного соотношения площадей. Однако сама по себе меньшая относительная площадь не повлияет на характеристики основания. Требование минимального соотношения площадей излишне увеличит количество элементов, необходимых для проекта, и приведет к увеличению стоимости. Старые спецификации RAP, которые требуют минимального отношения площадей, должны быть обновлены, чтобы исключить требование минимального отношения площадей.

7. КАК ЭЛЕМЕНТЫ РАПа выдерживают боковую силу?

Размещение бетонных оснований непосредственно на системе RAP приводит к скольжению между камнями. Угол внутреннего трения элемента можно принять равным 45 градусам. Для большинства конструкций 85 процентов напряжения основания прикладывается непосредственно к системе Geopier. Это приводит к предельному сопротивлению скольжению в нижней части основания, равному примерно 85% от статической нагрузки, приложенной к основанию.Для получения дополнительной информации см. Технический бюллетень 4 — Боковое сопротивление Geopier.

8. КАК ГЛУБОКО РАПС МОЖЕТ ЛЕЧИТЬ ПОЧВУ?

Системы

RAP были установлены на глубине до 55 футов в средней части Атлантического океана и при необходимости могут опускаться глубже. Однако элементы, используемые в большинстве проектов для поддержки стандартных опор, будут варьироваться от 10 до 30 футов.

9. МОГУТ ЛИ ЭЛЕМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ УПРАВЛЯТЬСЯ СИЛОМ ПОДНЯТИЯ?

Да. Система RAP может быть сконструирована с подъемной анкерной пластиной и стержнями.Плита помещается в опору на заданную глубину в зависимости от требуемого сопротивления поднятию. Элемент RAP выдерживает подъемные нагрузки за счет силы сдвига, которая развивается по периметру RAP элемента RAP, когда подъемный анкер (расположенный в нижней части RAP) подтягивается вверх. Подъемный элемент может выдерживать сейсмические нагрузки и силы натяжения ветра от 25 до 75 тысяч фунтов в зависимости от грунтовых условий.
Для получения дополнительной информации см. Технический бюллетень 3 — Сопротивление подъему Geopier и Техническая система пирсов из заполнителя с бумажной набивкой обеспечивает сопротивление подъему на университетской ледовой арене.

10. КАК РАБОТАЮТ СИСТЕМЫ AGGREGATE PIER® В СЕЙСМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ?

Системы

Rammed Aggregate Pier® (RAP) использовались во всем мире в условиях высокой сейсмичности для обеспечения улучшенной сейсмической несущей способности, подъема и бокового сопротивления, а также снижения возможности разжижения. Для получения дополнительной информации см. Технический бюллетень 1 — Поведение фундаментов, поддерживаемых Geopier, во время сейсмических событий.

11. КАКИЕ АГЕНТСТВА УТВЕРДИЛИ GEOPIER ELEMENTS?

В среднеатлантическом регионе элементы набивного пирса Geopier утверждены для использования в проектах для:

■ Корпорация инженеров

■ GSA

■ VDOT

■ МДША

■ PennDOT

■ DCDOT

12.КАК ОТЛИЧАЮТСЯ СИСТЕМЫ GEOPIER НАБОРНЫЕ АГРЕГАТНЫЕ СИСТЕМЫ ОТ КАМЕННЫХ КОЛОНН?

Система GP3 уникальна тем, что жесткость элемента достигается за счет значительного уплотнения заполнителя сваи под воздействием высокой частоты; прямая энергия вертикального набивки и поперечное напряжение накапливаются в матричном грунте. В результате контроль осадки достигается за счет рассеивания приложенной нагрузки за счет бокового трения и увеличения жесткости композита в усиленной зоне. Это сильно отличается от менее жесткой системы каменных колонн, которая обычно конструируется на основе замены площади основного грунта заполнителем.

Прямое сравнение двух систем приводится в справочном документе, обобщающем финансируемый FHWA исследовательский проект, выполненный доктором Дэвидом Уайтом из Университета штата Айова — Поддержка набережной : сравнение каменной колонны и утрамбованного агрегатного укрепления грунта пристани.

Результаты исследования показывают, что элементы GP3 имели прочность на сжатие в 4 раза выше, чем у каменных колонн. В испытанных диапазонах напряжений элементы GP3 были в 2–9 раз жестче, чем каменные колонны, а под испытательной насыпью грунты, армированные каменными колоннами, оседали в 3 раза больше, чем армированные грунты Geopier.Конечным результатом было то, что, поскольку отдельные элементы жестче, чем каменные колонны, они более эффективны в контроле осадки.

13. КАК КОМАНДА ПРОЕКТА ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ С ИНЖЕНЕРАМИ ГЕОСТРУКТУР?

Инженеры

GeoStructures (региональные инженеры и инженеры-проектировщики) работают в тесном сотрудничестве со всеми членами проектной группы, в том числе инженер-геолог и инженер-строитель, архитектор, разработчик, инженер-строитель, генеральный подрядчик и владелец. Используя информацию, предоставленную инженером-геологом, инженер-конструктор разрабатывает решение Geopier®, которое принесет пользу вашему проекту.Конкретное проектное решение формулируется с использованием условий нагрузки конструкции и чертежей, предоставленных инженером-строителем или архитектором. Работая с лицензированным установщиком Geopier для создания плавного перехода от проектирования к строительству, региональный инженер предоставляет единовременную заявку на проектирование Geopier генеральному подрядчику. Затем лицензированный установщик работает в тесном сотрудничестве с генеральным подрядчиком для координации строительства и соблюдения сроков графика для конкретного проекта.

14.СКОЛЬКО ВИБРАЦИЯ ГЕНЕРИРУЕТ СИСТЕМУ GEOPIER?

Технический бюллетень Geopier 9 — Уровни вибрации и шума предоставляет информацию о шуме и вибрации конструкции для Geopier и «Обычное строительство». Исследование показывает, что конструкция GP3 генерирует меньше или не больше шума и вибраций, чем вибрационный каток с сиденьем, который обычно используется на проектах.

15. СЛЕДУЕТ УСТАНОВИТЬ СИСТЕМУ GP3 ДО ИЛИ ПОСЛЕ МАССОВОГО СОСТАВА?

В большинстве случаев система может быть разработана для любого условия.Реакция улучшения грунта зависит от последовательности нагрузки и передачи нагрузки. Если элементы устанавливаются перед укладкой насыпи, они рассчитаны на минимизацию как осадки из-за нагрузок, создаваемых новой структурой, так и насыпи площадки. Принимая во внимание, что если элементы устанавливаются после размещения насыпи, они предназначены для обеспечения контроля осадки для нагрузок здания, но не для нагрузки, связанной с добавлением новой насыпи на площадку. В последнем случае важно, чтобы плиты осадки были установлены и контролировались после размещения насыпи на площадке, и чтобы зарегистрированный инженер-геолог подтвердил, что оседание из-за веса новой насыпи завершено до установки элементов Geopier.

16. ЕСТЬ ЛИ ОСОБЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ДЛЯ ФУНТОВ, ПОДДЕРЖИВАЕМЫХ GP3 ELEMENTS?

Да, чрезмерная выемка грунта под основанием основания должна быть ограничена до трех дюймов (это включает ограничение зубцов экскаваторов от чрезмерной выемки грунта), а земляное полотно основания должно быть уплотнено с помощью ударного уплотнителя ударного типа. Кроме того, в соответствии с надлежащей практикой управления площадкой, нельзя позволять воде накапливаться в котловане фундамента до укладки бетона.Если нельзя построить основание сразу после раскопок, можно использовать грязевой коврик.

17. ЧТО ЕСЛИ ЭЛЕМЕНТ GP3 ВЫКРЫЛ БОЛЕЕ ТРЕХ ДЮЙМОВ ВО ВРЕМЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СТУПЕНИ?

Это обычное соображение при строительстве, и, как правило, если субподрядчик знает о требованиях, чрезмерных земляных работ не происходит. Однако в случае, если чрезмерная выемка грунта превышает 3 дюйма, есть несколько исправлений, которые проектировщик Geopier может предложить в каждом конкретном случае.Например, записи контроля качества (КК) могут показывать, что конкретная рассматриваемая опора была установлена глубже, чем предполагалось, и исправление может заключаться в простом повторном уплотнении дна фундамента и переливе, или в размещении структурного заполнителя, утрамбованного в соответствии со спецификациями, и сохранении отметка дна фундамента согласно проекту. Одним из преимуществ использования подхода Geopier к проектированию / сборке является то, что разработчик Geopier может быстро просмотреть данные контроля качества и определить подходящее исправление без задержек с графиком.

18.КАК РАЗРАБОТАНА СИСТЕМА GP3 ДЛЯ ОПОРЫ ПЛИТЫ ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ ТОЛЩИНЫ ПЛИТ?

Ключом к проектированию Geopier любого проекта перекрытия является то, что профилирование площадки и дизайн перекрытия согласованы с планом Geopier. Строительство плит перекрытия на грунте обычно предполагает равномерную опору перекрытия земляным полотном. Это сравнивается с конструкцией конструкционной плиты, опирающейся на свайный фундамент, где не учитывается вклад грунтовой опоры. Для плит, поддерживаемых GP3, анализ становится гибридом между двумя условиями из-за присутствия элементов GP3 и улучшенной поддержки матрицы грунта.

Вы можете себе представить, как жесткие пружины коробчатой пружины вашей кровати поддерживают более мягкие пружины матраса, которые поддерживают вас равномерно. Здесь применяется аналогичный механизм; Жесткие элементы GP3 поддерживают новый «матрас» структурного заполнения, который поддерживает плиту пола. В областях, где структурный грунт «матрас» является тонким, конструкция плиты проверяется с помощью анализа методом конечных элементов (FEA), когда жесткая опора Geopier применяется на определенной площади (ширина более жесткой области зависит от толщины структурного заполнения. над элементом GP3), и между элементами GP3 применяется модуль упругости грунта менее жесткой матрицы.

19. КОГДА МНЕ НУЖНО БОЛЬШЕ, ЧЕМ НАБОРНОЕ АГРЕГАТНОЕ РЕШЕНИЕ ПИЕРА ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ВАШЕГО ФОНДА?

Когда профиль грунта настолько мягкий, а нагрузки настолько высоки, что жесткость элементов RAP недостаточна для поддержания осадки ниже требований к характеристикам для вашего проекта. Это может происходить при умеренных нагрузках на профили со слоями торфа или органического грунта или при больших нагрузках с толстыми слоями мягкого ила или глины.

20. КОГДА МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЖЕСТКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ GEOPIER?

Когда элементы RAP не могут адекватно контролировать осадки в мягких почвах, и у вас есть более жесткий слой почвы под мягкими почвами.

21. ЧТО ТАКОЕ ЖЕСТКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ GEOPIER И КАКИЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ?

Это жесткие элементы для улучшения грунта, состоящие из заполнителя, смешанного с цементом или раствором, или элементы из простого бетона. Элементы достаточно жесткие, чтобы передавать нагрузку от плиты, фундамента или насыпи через мягкие слои почвы на твердый грунт или слой выветренной породы.

Есть много способов создать жесткое включение. В течение последних 10 лет GeoStructures использовала различные жесткие элементы включения для удовлетворения требований проекта, включая:

CTA — Обработанный цементом заполнитель, уплотненный в элементах Geopier GP3®

Цементный раствор № 57 Stone — установлен с использованием техники вытеснения Impact® Pier

Цементно-песчаный раствор и камень № 57 — установлены в элементах ударного пирса

Бетон — Колонны GeoConcrete ™, установленные с использованием технологии смещения ударных опор

«Один тип жесткого включения не подходит для каждого проекта»

Используя различную жесткость, вы можете найти наиболее экономичное решение в соответствии с требованиями проекта.Фактически, на многих работах комбинация элементов пирса из набивного заполнителя и жестких включений является наиболее экономичным решением. Ключевые моменты, которые следует учитывать в технических характеристиках, — это убедиться, что жесткое включение соответствует как геотехническим, так и структурным требованиям проекта.

Geotechnical — подтвердите, что элемент имеет достаточное опорное и поверхностное трение для передачи предполагаемой структурной нагрузки от основания или насыпи через мягкий грунт или органический слой вниз на твердый слой грунта.

Структурный — Подтвердите, что элемент имеет достаточную прочность на сжатие в зависимости от приложенной нагрузки, поэтому он имеет достаточный коэффициент безопасности при сжатии в соответствии с кодами ACI.

22. КАКОВЫ ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ЖЕСТКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ?

Опора раздвижных опор с большими нагрузками на колонны, когда нижний слой почвы состоит из толстых слоев мягкой почвы или органических слоев почвы, лежащих над плотным слоем почвы.

■ Пример: Общежития в Университете Ховарда, Вашингтон, округ Колумбия Использование залитых раствором опорных элементов Impact®, заложенных в плотных прибрежных песках и гравии, для выдерживания нагрузок на опоры до 1800 тысяч фунтов

■ Пример: Гараж медицинского центра Херши Херши, Пенсильвания Использование элементов CTA Geopier®, основанных на известняке, для выдерживания нагрузок на колонны до 1900 тысяч фунтов.

Опора тяжелой плиты перекрытия нагружает (от 600 до 1200 фунтов на квадратный фут), когда слой почвы состоит из мягких органических грунтов, лежащих поверх плотных песков.

■ Практический пример: Seafrigo Warehouse Элизабет, штат Нью-Джерси Использование залитых цементным раствором элементов пирса для перекрытия слоев органического ила (OH) и торфа (PT), покрывающих плотный песок, для поддержки нагрузок на плиту перекрытия 1400 фунтов на квадратный фут для охлаждаемых склад замороженных кальмаров.

Опора MSE Стены или высокие насыпи , лежащие на толстой мягкой почве или на органических почвах, покрывающих плотный слой почвы.

■ Пример: Набережные опоры моста на 11-й улице Вашингтон, округ Колумбия Использование колонн GeoConcrete ™ для поддержки LTP и стены MSE высотой 35 футов.

Часто задаваемые вопросы о технологии быстрого ударного уплотнения

1. ЧТО ТАКОЕ БЫСТРОЕ УДАРНОЕ УПЛОТНЕНИЕ (RIC)?

RIC — это процесс улучшения рыхлых подземных грунтов с помощью гидравлического молота 7,5 тонн, установленного на экскаваторе. Молот быстро поднимается и опускается на пластину диаметром 5 футов, которая уплотняет почву на месте без необходимости подрезки и замены.Средняя точка уплотнения достигает 40 в минуту.

2. МОЖЕТ ЛИ РИК ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ НА УЧАСТКЕ, ГДЕ ГЛИНЫ ПОДЛЕЖАЕТ РЫБЫЕ ЗЕРНУТЫЕ ПОЧВЫ?

Одним из преимуществ RIC является то, что высота падения и количество ударов могут варьироваться в зависимости от условий почвы. В рамках программы испытаний мы будем работать с зарегистрированным инженером-геотехником (GER), чтобы определить соответствующие критерии улучшения и настройки RIC для различных участков объекта. Для участка со смешанным почвенным профилем и различной толщиной песка и глины способность точно контролировать количество энергии, подаваемой на землю, имеет решающее значение, поскольку это позволяет улучшить рыхлый вышележащий рыхлый грунт без разжижения мелкозернистого грунта ниже — обеспечение более равномерного уплотнения.

3. КАКИЕ ПОЧВЫ МОЖНО УПАКОВАТЬ С RIC?

Песок, гравий, ил, песчаные глины и насыпи обломков были успешно уплотнены с помощью RIC.

4. ПРЕДПОЛАГАЕТ ЛИ НЕБОЛЬШАЯ ГЛУБИНА ДО ЗЕМНОЙ ВОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ RIC?

Обычно нет. Глубина водного зеркала от 4 до 5 футов ниже рабочей поверхности земли идеальна для уплотнения чистого песка и гравия.

5. КАКОВА ТИПИЧНАЯ ГЛУБИНА УЛУЧШЕНИЯ?

В зависимости от типа и состояния существующего грунта возможно улучшение до глубины 20 футов.

6. КАКОЙ УРОВЕНЬ МАГНИТНОСТИ ВИБРАЦИИ СЛЕДУЕТ ОЖИДАТЬ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ RIC?

Вибрация, измеренная с точки зрения пиковой скорости частиц (PPV), ослабляется до менее 2 дюймов в секунду (ips) на расстоянии 30 футов от точки удара RIC. PPV 2 дюйма в секунду или меньше не должно вызывать беспокойства у большинства современных конструкций.

7. ЧТО ТАКОЕ «БЫСТРО» в RIC?

Компактор RIC установлен на экскаваторе CAT345, поэтому передвигаться по площадке было легко.Компактор состоит из 7,5-тонного груза, падающего примерно на 36 дюймов на опору, контактирующую с землей со скоростью примерно 45 ударов в минуту, тем самым уплотняя примерно 800 квадратных футов площади в час. Бортовое диагностическое оборудование позволяет остановить уплотнение после достижения оптимального уплотнения.

8. ЕСЛИ Я ИСПОЛЬЗУЮ RIC, КАКОЕ ДАВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКА Я МОГУ РЕКОМЕНДОВАТЬ?

Использование RIC приведет к увеличению плотности грунта, жесткости и угла внутреннего трения, что измеряется увеличением значения N SPT, сопротивления наконечника CPT или других средств испытаний на месте.Рекомендуемый подход состоит в том, чтобы определить, какой уровень улучшения желателен, и обсудить это необходимое улучшение с вашим техническим представителем на предмет осуществимости. Например, 2-этажное коммерческое легкое промышленное сооружение должно быть построено на участке, покрытом существующим песчаным грунтом высотой до 10 футов. N-значения SPT находятся в диапазоне от 4 до 8 ударов на фут в насыпи. Корреляция, полученная инженером-геологом между значением N SPT и жесткостью грунта для анализа осадки основания, показывает, что среднее значение N в заполнении должно составлять 10 баррелей в фут.Инженер-геотехник будет выполнять анализ осадки, используя размеры фундамента и нагрузку, предоставленную инженером-строителем, чтобы подтвердить, что фундамент будет работать приемлемо, если заполнение будет улучшено до 10 баррелей в фут. Обзор журналов бурения показывает, что этот уровень улучшения достижим с помощью RIC. Затем инженер-геотехник завершит свой отчет рекомендацией использовать RIC для уплотнения насыпей на месте и что потребуется значение N 10 баррелей в фут.

9. КАКУЮ СТОИМОСТЬ КВАДРАТНОЙ НОГИ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ СТОИМОСТИ RIC?

Предоставление вашему техническому представителю RIC информации о площади застройки, местонахождении проекта и инженерно-геологических изысканиях позволит ему или ей оценить осуществимость вашего проекта и разработать бюджетную стоимость для RIC.

10. ПОЧЕМУ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ РИК ИЛИ ГЛУБОКОЕ ДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ ИЛИ ДРУГИЕ ФОРМЫ УЛУЧШЕНИЯ ЗЕМЛИ?

RIC — правильный ответ, когда:

■ Избыточная выемка грунта и замена невозможны по экологическим или практическим причинам

■ Безопасность — это проблема (вес не падает с большой высоты)

■ Необходимо контролировать вибрацию (

■ Требуются определенные уровни улучшения

■ Необходимо тщательно контролировать энергию уплотнения

Часто задаваемые вопросы о конструкциях и стенах

1.СКОЛЬКО РАСЧЕТОВ МОЖЕТ ВЫНОСИТЬ СТЕНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ MSE?

Стены

MSE состоят из отдельных облицовочных панелей с открытыми стыками ¾ ”со всех сторон, что делает их очень гибкими конструкциями, способными выдерживать дифференциальные осадки до 1% вдоль поверхности стены. Если грунтовые условия фундамента приводят к большей расчетной осадке, можно использовать сборные скользящие швы, чтобы обеспечить еще большую гибкость системы.

2. МОЖНО ЛИ СТЕНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ MSE ИСПОЛЬЗОВАТЬ В МЕСТАХ, ГДЕ СТЕНЫ БУДУТ УПОТРЕБЛЯТЬСЯ ИЗ-ЗА ПОСТОЯННОГО ИЛИ ВРЕМЕННОГО ЗАТОПЛЕНИЯ ПЕРЕДНЕЙ СТЕНЫ?

Стены

MSE построены с открытыми швами ¾ ”, подкрепленными геотекстилем по всем краям панели, что делает их свободно дренируемыми и приспособленными к условиям частично затопленного и быстрого просадки.Чтобы облегчить естественный дренаж стен, в качестве засыпки стен обычно используется каменная засыпка открытого типа, камень № 57 или № 3, который имеет очень высокую проницаемость, что позволяет быстро снизить поровое давление для стен, подверженных быстрой просадке. условия. Гидростатическое давление и эффективный удельный вес учитываются при внутреннем и внешнем проектировании подводных стеновых конструкций MSE, подверженных быстрой просадке, поэтому количество и длина армирующих полос рассчитаны на расчетные условия как статической, так и быстрой просадки.

3. ДЛЯ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ MSE ОПОРНАЯ СВАЯ ИЛИ ПРОБЕРИТЕЛЬНЫЙ ВАЛ МОСТОВЫЕ АБАТМЕНТЫ, НА КАКОМ РАССТОЯНИИ ОТ ОБЛИЦОВКИ СТЕНЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ РАСПОЛОЖЕНЫ СВАИ ИЛИ ВАЛЫ?

Обычно рекомендуется поддерживать минимальный зазор в 1,5 фута между краем опорных свай моста и задней стороной стеновых облицовочных панелей MSE. При использовании просверленных валов рекомендуется минимальный зазор, равный 3 футам или одному диаметру вала. Эти критерии обеспечивают необходимое свободное пространство для достижения надлежащего уплотнения армированной засыпки в этой области и достаточное расстояние для перекоса укрепляющих полос грунта вокруг глубокого фундамента.

Geopier Elements

1. КАК РАБОТАЮТ НАБОРНЫЕ ПРОБКИ GEOPIER ДЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ НА СКЛОНЕ?

Для применений, где требуется повышенное сопротивление сдвигу — например, общая устойчивость стен или насыпей MSE и стабилизация оползней — элементы RAP могут увеличить сопротивление композитного сдвига. При измеренных углах трения сконструированного элемента в диапазоне от 48 до 52 градусов, элементы RAP обеспечивают значительное увеличение сопротивления сдвигу и позволяют увеличить коэффициенты безопасности для устойчивости.Для получения дополнительной информации см. Технический бюллетень № 5 по системам RAP, усиление сдвига для общей устойчивости.

% PDF-1.6 % 132 0 объект > эндобдж xref 132 177 0000000016 00000 н. 0000004499 00000 н. 0000004637 00000 н. 0000004811 00000 н. 0000004940 00000 н. 0000004973 00000 н. 0000005179 00000 н. 0000005214 00000 н. 0000006060 00000 н. 0000006407 00000 н. 0000006755 00000 н. 0000006870 00000 н. 0000006997 00000 н. 0000007581 00000 н. 0000008236 00000 п. 0000008273 00000 н. 0000008479 00000 н. 0000008679 00000 н. 0000008794 00000 н. 0000009624 00000 н. 0000010399 00000 п. 0000011133 00000 п. 0000011933 00000 п. 0000012752 00000 п. 0000013555 00000 п. 0000014313 00000 п. 0000014932 00000 п. 0000017603 00000 п. 0000048900 00000 н. 0000087672 00000 п. 0000087698 00000 п. 0000087770 00000 п. 0000087881 00000 п. 0000087974 00000 п. 0000088015 00000 п. 0000088118 00000 п. 0000088159 00000 п. 0000088285 00000 п. 0000088373 00000 п. 0000088511 00000 п. 0000088671 00000 п. 0000088778 00000 п. 0000088819 00000 п. 0000088959 00000 п. 0000089094 00000 н. 0000089197 00000 п. 0000089238 00000 п. 0000089342 00000 п. 0000089383 00000 п. 0000089501 00000 п. 0000089542 00000 п. 0000089647 00000 п. 0000089688 00000 п. 0000089738 00000 п. 0000089788 00000 п. 0000089839 00000 п. 0000089889 00000 н. 0000089930 00000 н. 0000089980 00000 п. 00000 00000 п. 00000

00000 п. 00000

00000 п. 00000
00000 п. 00000
00000 п. 00000
00000 н. 00000 00000 п. 0000090622 00000 н. 0000090663 00000 п. 0000090787 00000 п. 0000090828 00000 п. 0000090960 00000 н. 0000091001 00000 п. 0000091133 00000 п. 0000091174 00000 п. 0000091276 00000 п. 0000091317 00000 п. 0000091422 00000 п. 0000091463 00000 п. 0000091557 00000 п. 0000091598 00000 п. 0000091705 00000 п. 0000091746 00000 п. 0000091864 00000 п. 0000091905 00000 п. 0000092010 00000 п. 0000092051 00000 п. 0000092181 00000 п. 0000092222 00000 п. 0000092333 00000 п. 0000092374 00000 п. 0000092505 00000 п. 0000092546 00000 н. 0000092647 00000 п. 0000092688 00000 п. 0000092738 00000 н. 0000092788 00000 н. 0000092838 00000 п. 0000092888 00000 п. 0000092938 00000 п. 0000092988 00000 н. 0000093038 00000 п. 0000093088 00000 п. 0000093140 00000 п. 0000093191 00000 п. 0000093243 00000 п. 0000093295 00000 п. 0000093346 00000 п. 0000093397 00000 п. 0000093448 00000 п. 0000093499 00000 н. 0000093550 00000 п. 0000093601 00000 п. 0000093652 00000 п. 0000093693 00000 п. 0000093743 00000 п. 0000093784 00000 п. 0000093896 00000 п. 0000093937 00000 п. 0000094076 00000 п. 0000094117 00000 п. 0000094241 00000 п. 0000094282 00000 п. 0000094394 00000 п. 0000094435 00000 п. 0000094557 00000 п. 0000094598 00000 п. 0000094754 00000 п. 0000094795 00000 п. 0000094927 00000 п. 0000094968 00000 п. 0000095070 00000 п. 0000095111 00000 п. 0000095217 00000 п. 0000095258 00000 п. 0000095362 00000 п. 0000095403 00000 п. 0000095513 00000 п. 0000095554 00000 п. 0000095675 00000 п. 0000095716 00000 п. 0000095848 00000 п. 0000095889 00000 п. 0000096046 00000 п. 0000096087 00000 п. 0000096215 00000 п. 0000096256 00000 п. 0000096383 00000 п. 0000096424 00000 н. 0000096535 00000 п. 0000096576 00000 п. 0000096709 00000 п. 0000096750 00000 п. 0000096799 00000 н. 0000096850 00000 п. 0000096902 00000 п. 0000096954 00000 п. 0000097005 00000 п. 0000097054 00000 п. 0000097103 00000 п. 0000097152 00000 п. 0000097201 00000 п. 0000097251 00000 п. 0000097301 00000 п. 0000097352 00000 п. 0000097402 00000 п. 0000097452 00000 п. 0000097502 00000 п. 0000097554 00000 п. 0000097604 00000 п. 0000097654 00000 п. 0000097705 00000 п. 0000097746 00000 п. 0000097795 00000 п. 0000097849 00000 п. 0000097901 00000 п. 0000097942 00000 н. 0000003918 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 308 0 объект > поток ެ J1щ)} CJc: K ༜ (y] / {d2ɓ
пробуренных опор vs.Сваи: что подойдет для ремонта фундамента?
Для людей, не связанных со строительной отраслью, буровые опоры и сваи являются более или менее взаимозаменяемыми терминами. В конце концов, это оба процесса для укрепления фундамента. Давайте подробнее рассмотрим различия между пробуренной опорой и сваями. Хотя они похожи в том, что оба выдерживают или переносят тяжелые вертикальные и горизонтальные нагрузки, они работают за разными механизмами.
Что такое сваи?
Сваи — это несущие колонны из стали или бетона.Они используются для подкрепления фундаментов и передачи веса нагрузки на более глубокие слои почвы или коренные породы. Сваи получают свою несущую способность за счет опоры на землю и за счет трения, возникающего между окружающей почвой и боковой поверхностью сваи.
Глубина забивки свай очень важна и определяет их успешность. Сваи вдавливаются в почву, пока не дойдут до «отказа». Это означает, что их толкают в землю, пока они не достигнут точки, где они начнут поднимать конструкцию, которую они поддерживают.
Что такое буровые колонны?
При просверливании опоры в земле просверливается отверстие. В отверстие вставляется стальной каркас и заливается бетон. Пирс может достигать коренной породы почвы или даже превышать ее. Он также может вообще не достигать более глубоких пород. Оценка определяет глубину отверстия и диаметр. В любом случае опоры рассчитаны на то, чтобы выдерживать от 120% до 150% веса конструкции.
Пробуренные опоры и сваи: краткое сравнение
Теперь давайте посмотрим на сваи и сваи в сравнении друг с другом, чтобы лучше понять, чем они отличаются.
Сваи состоят из вертикальных столбов из бетона или стали. Простыни похожи по размеру и форме.
Сваи часто используются, когда в почве отсутствуют твердые слои, например, коренная порода.
Сваи обычно предназначены для выдерживания больших нагрузок, таких как автомобильные мосты. Простыни предназначены для небольших помещений, таких как навесы и небольшие жилые помещения.
Устанавливаем сваи и сваи
Нет необходимости самостоятельно выяснять, нужны ли вашему дому сваи или опора для стабилизации фундамента.Позвоните в Align Foundation Repair, и мы отправим члена бригады на бесплатный аудит, чтобы оценить и определить, какое усиление фундамента лучше всего подходит для ваших нужд в районе Большого Далласа и Форт-Уэрта.
LBFoster US | Двутавровые сваи / конструкции
H-образные сваи — это конструкционные балки квадратной формы, которые забиваются в грунт и используются в глубоких фундаментах. Конструкционные профили прокатываются в соответствии с последней спецификацией ASTM на конструкционную сталь.
H Свая PDF
Deep Foundation Applications
H-образные сваи — это конструкционные балки квадратной формы, которые забиваются в грунт и используются в глубоких фундаментах. Большинство почв на поверхности или вблизи поверхности не обладают механическими свойствами, чтобы поддерживать большие здания. По мере того, как вы углубляетесь в геологию Земли, появляются слои (несущие пласты), способные делать это. H-образные сваи производятся и предназначены для передачи структурных нагрузок на эти хорошие несущие грунты.
H-образные сваи также используются в сочетании со шпунтовыми сваями для увеличения поперечной жесткости и сопротивления изгибу, когда нагрузки превышают допустимую нагрузку только шпунтовых свай.
Профили из конструкционной стали
Структурные формы, распространяемые L.B. Сваи Foster прокатываются в соответствии с последней спецификацией ASTM на конструкционную сталь. Допуски на прокатку и резку, показанные в этом каталоге, соответствуют ASTM A6 / A6M.
Вес прокатных профилей рассчитывается исходя из того, что один кубический фут стали весит 490 фунтов.Вес был рассчитан на основе теоретических размеров и округлен с точностью до фунта.
Профили прокатки связаны с такими факторами, как износ валков, последующая правка валков и колебания температуры, из-за которых фактические размеры незначительно отличаются от опубликованных в пределах допустимых допусков ASTM. Радиусы галтелей и закругленных краев могут изменяться в процессе прокатки из-за износа валков. Перечисленные размеры k и k1 обычно допускают такие вариации износа.
Полученные значения проектных свойств были рассчитаны на основе теоретических размеров и обычно округлены до трех значащих цифр. Скругления были включены в вычисления весов и свойств.
Полная информация о размерах и свойствах следующих объектов будет доступна на нашем веб-сайте в будущем:
• W-образные формы
• Каналы (американский стандарт)
• MC Shapes
.

Свайные фундаменты

Какие бывают сваи? Типы свай.

Изложить порядок расчета свайного фундамента из забивных ж/б свай.

Принципы проектирования оснований и фундаментов под противотаранные устройства

Область применения различных видов свай

Определение несущей способности одиночных свай по формулам и таблицам СНиП П-Б. 5-67

автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Особенности расчета свайных фундаментов в двухслойном основании с нижним песчаным слоем

Автореферат диссертации по теме «Особенности расчета свайных фундаментов в двухслойном основании с нижним песчаным слоем»

Основные принципы и классификации свайных фундаментов

Фундаменты глубокого заложения — жилые »Сейсмическая стойкость

Фундамент забивной

Сваи забивные

Забивные стальные двутавровые сваи

Забивные стальные трубчатые сваи

Забивные сборные железобетонные сваи

Что такое глубокий фундамент — емкость забивных свай и модификация грунта

Американский фонд с Гэри Сейдер: глубокие фундаменты

Что такое Deep Foundation?

Насколько глубоко могут заходить забивные сваи в глубоком фундаменте?

Зачем нужен глубокий фундамент?

Когда следует выбирать глубокий фундамент?

Как работать с расширяющимися грунтами

Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы о технологиях Geopier

1. КАК РАБОТАЮТ СИСТЕМЫ GEOPIER RAMMED AGGREGATE PIER® (СИСТЕМА GP3® И СИСТЕМА IMPACT®)?

2. КАКОВЫ ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ GP3 И УДАР?

3. В КАКОМ ТИПЕ ПОЧВ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ СИСТЕМЫ GEOPIER?

4. ДОЛЖНЫ ЛИ НАБОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ PIER® РАСШИРЕНИЯ ДО ПЛОТНОГО ПОЧВЕННОГО СЛОЯ ИЛИ ПОРОДА?

5. МОЖНО ЛИ УСТАНОВИТЬ ЭЛЕМЕНТЫ РАП ПОД СТОЛОМ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД?

6. КАКОЕ МИНИМАЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ДЛЯ ПОДНОЖКИ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ СИСТЕМАМИ RAP?

7. КАК ЭЛЕМЕНТЫ РАПа выдерживают боковую силу?

8. КАК ГЛУБОКО РАПС МОЖЕТ ЛЕЧИТЬ ПОЧВУ?

9. МОГУТ ЛИ ЭЛЕМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ УПРАВЛЯТЬСЯ СИЛОМ ПОДНЯТИЯ?

10. КАК РАБОТАЮТ СИСТЕМЫ AGGREGATE PIER® В СЕЙСМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ?

11. КАКИЕ АГЕНТСТВА УТВЕРДИЛИ GEOPIER ELEMENTS?

12.КАК ОТЛИЧАЮТСЯ СИСТЕМЫ GEOPIER НАБОРНЫЕ АГРЕГАТНЫЕ СИСТЕМЫ ОТ КАМЕННЫХ КОЛОНН?

13. КАК КОМАНДА ПРОЕКТА ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ С ИНЖЕНЕРАМИ ГЕОСТРУКТУР?

14.СКОЛЬКО ВИБРАЦИЯ ГЕНЕРИРУЕТ СИСТЕМУ GEOPIER?

15. СЛЕДУЕТ УСТАНОВИТЬ СИСТЕМУ GP3 ДО ИЛИ ПОСЛЕ МАССОВОГО СОСТАВА?

16. ЕСТЬ ЛИ ОСОБЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ДЛЯ ФУНТОВ, ПОДДЕРЖИВАЕМЫХ GP3 ELEMENTS?

17. ЧТО ЕСЛИ ЭЛЕМЕНТ GP3 ВЫКРЫЛ БОЛЕЕ ТРЕХ ДЮЙМОВ ВО ВРЕМЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СТУПЕНИ?

18.КАК РАЗРАБОТАНА СИСТЕМА GP3 ДЛЯ ОПОРЫ ПЛИТЫ ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ ТОЛЩИНЫ ПЛИТ?

19. КОГДА МНЕ НУЖНО БОЛЬШЕ, ЧЕМ НАБОРНОЕ АГРЕГАТНОЕ РЕШЕНИЕ ПИЕРА ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ВАШЕГО ФОНДА?

20. КОГДА МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЖЕСТКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ GEOPIER?

21. ЧТО ТАКОЕ ЖЕСТКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ GEOPIER И КАКИЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ?

22. КАКОВЫ ТИПИЧНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ЖЕСТКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ?

Часто задаваемые вопросы о технологии быстрого ударного уплотнения

1. ЧТО ТАКОЕ БЫСТРОЕ УДАРНОЕ УПЛОТНЕНИЕ (RIC)?

2. МОЖЕТ ЛИ РИК ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ НА УЧАСТКЕ, ГДЕ ГЛИНЫ ПОДЛЕЖАЕТ РЫБЫЕ ЗЕРНУТЫЕ ПОЧВЫ?

3. КАКИЕ ПОЧВЫ МОЖНО УПАКОВАТЬ С RIC?

4. ПРЕДПОЛАГАЕТ ЛИ НЕБОЛЬШАЯ ГЛУБИНА ДО ЗЕМНОЙ ВОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ RIC?

5. КАКОВА ТИПИЧНАЯ ГЛУБИНА УЛУЧШЕНИЯ?

6. КАКОЙ УРОВЕНЬ МАГНИТНОСТИ ВИБРАЦИИ СЛЕДУЕТ ОЖИДАТЬ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ RIC?

7. ЧТО ТАКОЕ «БЫСТРО» в RIC?

8. ЕСЛИ Я ИСПОЛЬЗУЮ RIC, КАКОЕ ДАВЛЕНИЕ ПОДШИПНИКА Я МОГУ РЕКОМЕНДОВАТЬ?

9. КАКУЮ СТОИМОСТЬ КВАДРАТНОЙ НОГИ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ СТОИМОСТИ RIC?

10. ПОЧЕМУ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ РИК ИЛИ ГЛУБОКОЕ ДИНАМИЧЕСКОЕ УПЛОТНЕНИЕ ИЛИ ДРУГИЕ ФОРМЫ УЛУЧШЕНИЯ ЗЕМЛИ?

Часто задаваемые вопросы о конструкциях и стенах

1.СКОЛЬКО РАСЧЕТОВ МОЖЕТ ВЫНОСИТЬ СТЕНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ MSE?

2. МОЖНО ЛИ СТЕНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ MSE ИСПОЛЬЗОВАТЬ В МЕСТАХ, ГДЕ СТЕНЫ БУДУТ УПОТРЕБЛЯТЬСЯ ИЗ-ЗА ПОСТОЯННОГО ИЛИ ВРЕМЕННОГО ЗАТОПЛЕНИЯ ПЕРЕДНЕЙ СТЕНЫ?

Geopier Elements

1. КАК РАБОТАЮТ НАБОРНЫЕ ПРОБКИ GEOPIER ДЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ НА СКЛОНЕ?

00000 п. 00000

00000 п. 00000

пробуренных опор vs.Сваи: что подойдет для ремонта фундамента?

Что такое сваи?

Что такое буровые колонны?

Пробуренные опоры и сваи: краткое сравнение

Устанавливаем сваи и сваи

LBFoster US | Двутавровые сваи / конструкции

Deep Foundation Applications

Профили из конструкционной стали

Добавить комментарий Отменить ответ