Главное меню

Расчет несущей способности свай


правила определения, размещение свай и калькулятор

Сваи широко применяют в строительстве. Они позволяют устраивать фундамент на неустойчивых почвах, ограждать котлованы, возводить подпорные стенки и укреплять грунт.

Это экономичный, устойчивый вариант установки фундамента, применяемый практически в любых условиях.

В статье мы расскажем о видах свай, порядке и различных методах расчета фундамента.

Виды

Расчет свай начинается с выбора их типа.

По способу заглубления в грунт различают:

По виду материала:

Сваи отличаются по виду конструкции и форме. Это могут быть квадратные, прямоугольные, многоугольные и круглые сечения. Последний вид приобрел наибольшую популярность благодаря простоте изготовления и расчета нагрузки на такую конструкцию.

По характеру работы:

На выбор типа конструкции влияют условия работы, особенности грунтов, конструкция и вес здания. Для правильного расчета необходимо обратиться к специалистам, способным провести все необходимые измерения и изыскания.

Проектирование свайного фундамента

При проектировании свайного фундамента необходимо участь ряд факторов, влияющих на его устойчивость:

При проектировании инженеры опираются на данные геологических изысканий и на их основе определяют возможность строительства, рассчитывают количество свай, выбирают их вид, форму и материал.

Второй важный фактор — это нагрузка от здания.

Она складывается из нескольких видов нагрузки:

Карта снеговых районов России

Вид сваи зависит от технико-экономических показателей строительства. Подбирается самый дешевый вариант, удовлетворяющий все требования и обеспечивающий надежность конструкции.

На этапе проектирования инженеры предусматривают запас прочности, обеспечивающий длительный срок эксплуатации фундамента даже при больших нагрузках.

Расчет ростверка

Важный показатель для строительства — количество свай в ростверке. Этот показатель напрямую влияет на способность конструкции правильно передавать нагрузку на основание и обеспечивать прочность фундамента.

Ростверк — это балка, соединяющая верхние части свай и равномерно распределяющая между ними нагрузку.

Крепление ростверка к разным видам свай

Количество свай в ростверке находят по формуле:

где:

Полученное в результате вычислений число округляется всегда в большую сторону до целого значения.

Сваи распределяют согласно правилам:

При расчетах ростверков инженеры работают, основываясь на СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Алгоритм расчета свайного фундамента

Процесс расчета начинается с определения общего веса здания.

Он состоит из суммы массы всех конструкций:

При расчете толщина каждого слоя конструкции умножается на ее высоту и на плотность. В результате рассчитывается нагрузка на 1 м2 конструкции.

Кратковременные равномерно распределенные нагрузки (вес людей и мебели) берутся с расчетом 150 кг/м2. Сумма нагрузок вычисляется путем умножения значения на общую площадь здания. После этого определяется нагрузка от веса снега. Она будет зависеть от климатического района и форму крыши.

Чем больше угол наклона крыши, тем меньше будет снеговая нагрузка.

После этого определяется несущая способность каждой сваи и их количество в ростверках. Полученные значения дополнительно проверяют и только после этого приступают к дальнейшему проектированию и строительству здания.

Расчет несущей способности по грунту

Несущая способность — это значение, необходимое для выполнения правильных расчетов. Выполнить расчет можно с помощью нескольких методов.

Предварительный теоретический расчет по формуле Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li), где:

Метод статических нагрузок — это комплекс полевых работ, связанных с практическим нахождением несущей способности.

Это наиболее точный метод:

Метод динамической нагрузки -на уже установленный свайный фундамент передают ударную нагрузку и после каждого удара определяют усадку и проводят необходимые расчеты.

Метод зондирования — пробную сваю оснащают датчиками, погружают на расчетную глубину и определяют сопротивление грунтов.

После выполнения теоретического расчета необходимо дополнительно выполнить одно или несколько полевых испытаний и дополнительных расчетов на их основании. Это поможет проверить правильность расчетов и изысканий на практике.

Для упрощения расчетов инженерами был создан калькулятор несущей способности грунта с использованием макросов в Excel.

Он способен:

Расчет сваи-стойки, опирающейся на несжимаемое основание

Данные для расчета берут в СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты».

В таблице указаны значения расчетных сопротивлений свай:

Табличные значения сопротивлений для разных типов грунта

Формула для расчета сваи-стойки:

Fd=gcRA, где:

Результат расчета используется для дальнейшего нахождения количества свай в ростверке.

Заключение

Расчет несущей способности сваи по грунту — это непростой процесс, требующий опыта и внимания со стороны инженеров. Расчет выполняется в несколько этапов, теоретически полученные значения проверяют в ходе полевых испытаний, полностью исключая возможность ошибки.

Расчет свайного фундамента могут выполнять только профессионалы с инженерным образованием и разрешением на подобную деятельность.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

онлайн калькулятор, какое количество свай нужно, необходимая несущая способностьи подробный монтаж

Фундамент выполняет важную и ответственную функцию, не допускающую никаких сомнений в возможностях или надежности основания.

В этом отношении свайные опорные конструкции позволяют получить полноценный вариант решения проблемы без опасности просадок или деформаций, которые возможны у традиционных видов фундамента.

Особенно ярко эта способность проявляется в сложных условиях, на слабонесущих или обводненных грунтах, торфяниках.

Если традиционные основания базируются на верхних, неустойчивых слоях грунта, то сваи опираются на плотные горизонты, расположенные на значительном расстоянии от поверхности.

Единственной задачей, встающей перед проектировщиком, является грамотный и корректный расчет опорной конструкции.

Содержание статьи

Какие параметры нужно рассчитать для правильного выбора свайного фундамента

Параметры, необходимые для обоснованного выбора свайного фундамента, можно разделить на две группы:

К измеряемым могут быть причислены все свойства грунта на данном участке:

К расчетным параметрам относятся:

Указаны только самые общие параметры, в ходе создания проекта нередко приходится рассчитывать большое количество дополнительных позиций.

ВАЖНО!

Расчет фундамента — ответственная и очень сложная задача. Ее решение можно поручить только грамотному и опытному специалисту, имеющему соответствующую профессиональную подготовку и квалификацию. Кроме того, заказ на выполнение расчета должен быть оформлен официальным порядком, чтобы проектировщик нес полную ответственность за результат своих действий. Проект, составленный неформальным порядком, может стать приговором как самой постройке, так и людям, проживающим в ней.

Расчет с помощью онлайн-калькулятора


Тип грунта определяется по результатам бурения пробной скважины. Она имеет глубину до появления контакта с плотными слоями, или до момента погружения на достаточную глубину для установки висячих свай.

Некоторую информацию можно получить в местном геологоразведочном управлении, но она будет усредненной и не сможет дать максимально полные данные о качестве и параметрах грунта на данном участке.

Участок способен иметь специфические инженерно-геологические условия, не свойственные данному региону в целом, поэтому всегда следует производить специализированный геологический анализ.

Глубина промерзания грунта — табличное значение, которое находят в приложениях СНиП.

Существует специальная карта, на которой все регионы России разделены на специальные зоны, обладающие соответствующей глубиной промерзания.

Тем не менее, в действующем ныне СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» имеется методика специализированного расчета глубины промерзания, производимого по теплотехническим показателям грунта и самого здания.

Как найти нагрузку на основание

Нагрузка на фундамент определяется как суммарный вес постройки и всех дополнительных элементов:

Производится последовательный подсчет всех слагаемых, после чего вычисляется общая сумма. Затем необходимо увеличить ее на величину коэффициента прочности.

Необходимо решить, возможны ли какие-либо дополнительные пристройки или дополнения, увеличивающие вес дома и изменяющие величину нагрузки на основание. Если подобные изменения входят в планы, лучше сразу заложить их в несущую способность фундамента, чтобы упростить себе задачу в будущем.

От каких факторов зависит шаг?

Минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопасти.

Максимум ограничивается несущей способностью опор и жесткостью ростверка, испытывающего нагрузку от веса дома.

Каждый пролет между опорами можно рассматривать как балку, жестко закрепленную с двух концов.

Тогда величину нагрузки необходимо рассчитать таким образом, чтобы балка не была деформирована или разрушена, а прогиб в центральной точке не превышал допустимых значений.

На практике обычно поступают проще — на основании многочисленных расчетов и эксплуатационных наблюдений выведено максимальное расстояние между соседними сваями, равное 3 (иногда — 3,5) м.

Эту величину считают критической, если по несущей способности опор получаются пролеты больше 3 м, то добавляют 1 или несколько свай для уменьшения шага.

Пример вычисления необходимого количества опор

Для простоты примем общий вес дома со всеми нагрузками равным 30 т. Это приблизительно соответствует весу одноэтажного брусового дома 6 : 4 м, расположенного в средней полосе со снеговой нагрузкой до 180 кг/м2.

Определяется несущая способность одной сваи. Площадь опоры (лопасти) при диаметре 0,3 м составит 0,7 м2. (700 см2). Несущая способность грунта обычно принимается равной среднему арифметическому от значений всех слоев, встречающихся на участке. Допустим, она выражается в 3-4 кг/см2. Тогда каждая свая сможет нести 2,1-2,8 т.

Получается, что для дома в 30 т надо использовать 11-15 свай. Помня о необходимости иметь запас прочности, принимаем максимальное значение. Схему размещения можно принять как свайное поле из 3 рядов по 5 свай в каждом.

Глубину погружения и, соответственно, длину свай принимаем равной глубине залегания плотных грунтовых слоев.

Она определяется практически, методом пробного погружения сваи или бурением скважины.

Пример расчета буронабивной основы

Прежде всего следует вычислить несущую способность одной сваи. Для примера возьмем наиболее распространенный вариант — диаметр скважины 30 см, несущая способность грунта составляет 4 кг/см2. По таблицам СНиП определяем, что несущая способность на песках средней плотности составит около 2,5 т.

Затем производится подсчет общего веса дома. Он делается по обычной методике, но к нему понадобится прибавить вес ростверка, для чего следует вычислить объем ленты и умножить его на удельный вес бетона.

После этого нагрузку на сваи делят на несущую способность единицы и округляют до большего целого значения. Это — количество буронабивных свай, необходимое для дома заданного веса, выстроенного в заданных условиях.

Даже состав грунта редко соответствует лабораторным показателям из-за различных примесей, включений или прочих напластований, изменяющих все параметры.

Поэтому в любом случае надо делать запас прочности, превышающий обычные коэффициенты, заложенные в формулы. Рекомендуется увеличивать его на 10-15%.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Необходимо помнить, что все расчеты производятся по формулам, не учитывающим реальной обстановки на участке.

Основные схемы размещения

Существует несколько разновидностей схем расположения свай:

Свайное поле представляет собой участок с равномерно распределенными по всей площади опорами.

Используется для жилых или вспомогательных построек, обладающих подходящим весом, этажностью и материалом для использования винтовых свай. Свайные кусты применяются для создания опорной конструкции под точечные объекты — вышки электропередач или мобильной связи, колонны, трубы котельных и т.п.

Свайные полосы служат фундаментом для линейных сооружений — ограждений, заборов, набережных и т.п.

При проектировании схемы расстановки опор учитывается конфигурация, геометрические и функциональные особенности всех элементов сооружения. Нередко используются смешанные, или комбинированные схемы расположения свай, когда совместно со свайным полем наблюдаются участки с кустами и полосами.

Необходимо учитывать, что минимальное расстояние между соседними сваями не должно превышать 2 диаметра, а между соседними рядами — 3 диаметра режущих лопастей. Это важно, так как при погружении грунт теряет свою плотность, на восстановление которой уходит большое количество времени.

Как правильно рассчитать шаг

Расчет шага производится в зависимости от схемы размещения свай и от конфигурации постройки.

Если известно общее количество, опоры расставляются по выбранной схеме — сначала по углам, затем заполняются наиболее нагруженные линии, расположенные под несущими стенами, после чего расставляют оставшиеся сваи по площади комнат для поддержки лаг перекрытий.

Задаче проектировщика является обеспечение максимальной жесткости ростверка, установка опор в точках максимальных нагрузок и равномерное распределение веса дома между остальными стволами.

Для построек обычного типа распределение свай проблемы не вызывает, намного сложнее расстановка опор на сооружениях сложной конфигурации с неравномерным распределением массы элементов.

В таких ситуациях сначала размещают кусты свай под наиболее нагруженными точками, после чего размещают остальные опоры.

ВАЖНО!

В любом случае, необходимо соблюдать минимальные расстояния между соседними опорами, чтобы не снизить удельное сопротивление грунта. В противном случае несущая способность фундамента в данных точках окажется значительно ниже расчетной, что приведет к деформациям или разрушению ростверка и стен постройки.

Оптимальное расстояние

Оптимальное расстояние между сваями — это абстрактное понятие, не имеющее реального числового выражения.

Некоторые источники приводят вполне конкретные значения, но они вызывают больше сомнений, чем полезной информации.

Прежде всего, необходимо учесть нагрузку на каждую опору, которая должна быть меньше предельно допустимых величин.

Кроме этого, необходимо обеспечить такую длину пролетов между сваями, чтобы балки ростверка сохраняли неподвижность и не прогибались.

В этом отношении оптимальное расстояние определяется материалом и размерами ростверка, величиной нагрузки и прочими факторами воздействия.

Поэтому общего оптимального значения расстояния между сваями нет и не может быть. Это величина расчетная, зависит от многих факторов и в каждом конкретном случае имеет собственное значение.

Пример нахождения размеров ростверка

Рассмотрим порядок расчета железобетонного ростверка. Ширина ленты должна быть равна толщине стен.

Если стены дома в 1,5 кирпича, то ширина стен составит 38 см. Такой же будет и ширина ростверка.

Высота ленты при такой ширине должна составить 50 см — это обеспечит необходимую жесткость на прогиб.

Арматурный каркас Будет состоять из двух горизонтальных решеток по 2 стержня 12 мм.

Общий объем бетона, необходимого для отливки, составит 0,5 · 0,38 · 30 м (общая длина ростверка) = 5,7 м3.

Учитывая возможность непроизводительных потерь, лучше заказывать 6 м3 готового бетона марки М200 и выше, или изготовить его самостоятельно прямо на площадке.

Полезное видео

В данном разделе вы сможете ознакомиться с пособием по расчету свайно-ростверкового, плитно-свайного, а также свайно-ленточного фундамента:

Заключение

Большинство пользователей не производит расчет фундамента, так как это слишком сложная и ответственная задача.

Чаще всего для этого привлекают опытных специалистов.

Как минимум, используются онлайн-калькуляторы, позволяющие получить нужные данные быстро и совершенно бесплатно.

Кроме того, такие ресурсы позволяют найти необходимое количество всех материалов и нередко даже рассчитывают их стоимость для монтажа.

Следует учитывать, что всецело полагаться на качество подсчета при помощи неизвестного алгоритма опасно, надо хотя бы продублировать расчет на другом, подобном ресурсе.

В целом, самостоятельный расчет можно производить только для вспомогательных или хозяйственных построек, чтобы не слишком рисковать своим имуществом, здоровьем и жизнью людей.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Несущая способность сваи по грунту в Excel V1.05 (все автоматизировано)

Volodya , 16 декабря 2012 в 16:16

#1

Интересная программа! Вопрос есть: не могу переключить с забивных на буровые сваи.

CEP}I{ , 16 декабря 2012 в 20:38

#2

чем от ЭСПРИ Лира-Софт отличается? картинки и принцип вроде смотрю оттуда вытащены! )

sangut , 16 декабря 2012 в 21:59

#3

CEP}I{_ЭСПРИ не позволяет сохранять исходные данные для расчета, не строит графики увеличения несущей способности сваи по глубине,требует для каждого слоя грунта задавать значение коэффициента условий работы сваи по боковой поверхности, сравнивать значение допускаемой нагрузки и продольного усилия в свае . В данной программе эти недостатки исключены.
Volodya_Нажали ли Вы кнопку "Включить содержимое" строки "Предупреждение системы безопасности?

valery2005 , 16 декабря 2012 в 22:45

#4

То же самое - как переключать радиокнопки? С забивных свай на буронабивные, как отметить способы устройства свай?

valery2005 , 16 декабря 2012 в 22:47

#5

Сорри, разобрался уже!

aeffim , 17 декабря 2012 в 05:46

#6

Как всё таки переключить их?!

nemo186 , 17 декабря 2012 в 09:37

#7

Если и по совместному действию силы и момента прогу напишите будет вообще великолепно!

CRISTOFF , 17 декабря 2012 в 12:19

#8

Спасибо. Расчёт не выполняется... появляется окно VBA и, если я правильно понял, ругается на ячейку N52 (Can't find project or library).

CRISTOFF , 17 декабря 2012 в 12:23

#9

На другом компе считает. Только не пойму, для чего кнопка расчёт?

Dant , 17 декабря 2012 в 16:30

#10

Не считает. То же, что и в CRISTOFF. Ошибка в коде к CommadButtom1,
строка: Range("N52") = Time
Что такое Time - нет описания.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Если для строительства дома выбирается свайно-винтовой фундамент, то необходимо определиться и с типоразмером опор, и с их количеством, которое будет способно обеспечивать стабильность планируемой постройки. Так как многие владельцы загородных участков принимают решение о проведении самостоятельного строительства на таком фундаменте, есть смысл помочь им в проведении хотя бы предварительных расчетов.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свайКалькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Наверное, понятно, что общее количество опор зависеть от суммарной нагрузки, которой здание оказывает на фундамент. Ее необходимо равномерно распределить по сваям, так, чтобы не превысить допустимую нагрузку на каждую из них, чтобы здание не начало «тонуть» в грунте. И вот для этого требуется узнать возможности такой точки опоры. А поможет нам в этом калькулятор расчета несущей способности винтовых свай.

Ниже будут приведены некоторые пояснения по порядку проведения вычислений.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Перейти к расчётам

На чем основывается и как проводится расчет

Чаще всего в частном строительстве используются недорогие, но достаточно надежные сваи со сварными лопастями, модельного ряда СВС (свая винтовая сварная). Этот модельный ряд включает несколько типоразмеров, которые применятся в зависимости от вида планируемой постройки – от лёгких заборов до полноценных загородных домов.

Для возведения жилых и хозяйственных построек обычно применяются сваи от СВС-89 и крупнее (число показывает диаметр трубы). Соответственно, с повышением диаметра трубы увеличивается и размер лопастей винтовой части, то есть, про сути – площадь опоры сваи на грунт. Эти размерные параметры свай уже внесены в программу расчета.

Каждый тип грунта обладает собственным сопротивлением нагрузке, или, иначе говоря, несущей способностью, выражаемой в килограммах на квадратный сантиметр. Таким образом, определив тип грунта на планируемой глубине залегания лопастей сваи, и зная их площадь, несложно вычислить и несущую способность опоры.

Сопротивления грунтов на глубине залегания от 1.5 и ниже – уже внесены в программу расчета.

Цены на винтовые сваи

винтовые сваи

Безусловно, должен быть предусмотрен и эксплуатационный резерв несущей способности опоры. Для этого вводится поправочный коэффициент. И вот здесь есть нюансы:

Итоговый результат несущей способности сваи будет получен в килограммах и тоннах. Определив этот параметр и располагая значение общей нагрузки от здания на фундамент, несложно определиться и с количеством свай.

калкс5Планирование свайного фундамента – как провести самостоятельно?

Чтобы не столкнуться в процессе эксплуатации здания с проблемами проседания или перекоса свайного фундамента, необходимо учитывать немало нюансов. Подробнее об этих важных вопросах – в специальной публикации портала, посвященной расчету количества свай.

Как выполнить расчет несущей и допустимой способности винтовых свай

На запас прочности опорного столба влияет его длина и диаметр. Пример зависимости этих показателей можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1. Несущая способность винтовых свай.

Диаметр, мм

Н/С, т

Длина опоры, м

89,0

4

2,5

108,0

7

2,5

133,0

8,5

2,5

Большое значение для расчетов имеет тип грунта на участке застройки, глубина залегания плотного несущего слоя, уровень промерзания почвы. При проектировании фундамента нужно подбирать такое количество стержней, чтобы проектная нагрузка на основание была меньше табличной, то есть обязательно должен быть запас прочности.

Основные составляющие расчетов нагрузки на сваи:

Самый простой способ расчета выполняется при помощи формулы H = F / уk, где:


Коэффициент надежности зависит от количества столбов в свайном поле, нагрузки на почву. Для определения поправочного коэффициента используют следующие данные:

Для частного строительства лучше применять 2 способ, поскольку провести полноценную геологическую экспертизу своими силами невозможно. 

Чтобы рассчитать неоптимизированную несущую нагрузку нужно выполнить вычисления по следующей формуле F = S x Rо, где Ro это прочность основания, а S — площадь лопасти. Ее вычисляют по специальной формуле или используют исходные данные, которые предоставляют изготовители винтовых свай.

Таблица 2. Размеры и вес свайных конструкций. 

Диаметр столба, мм

Диаметр лопасти, мм

Длина, м

Вес, кг

Толщина стали (ствол), мм

Толщина стали (лопасть), мм

89,0

250,0

3,0

24,1

3,0-3,5

4,0

108,0

300,0

3,0

34,9

3,5-4,0

5,0

133,0

350,0

3,0

44,6

4,0-4,5

5,0

При определении длины опорных конструкций нужно учитывать тип грунта и особенности климата данной местности. Поскольку сваи вкручивают ниже точки промерзания необходимо знать на какую глубину промерзает почва. Средние показатели для Москвы и Московской области:

Для определения прочности основания (Ro) применяют табличные данные.

Таблица 3. Тип почвы и ее несущая способность.

Тип грунта

Rо на глубине 150 см и более, кг/см2

Галька с включениями глины

4,5

Гравелистый с включениями глины

4,0

Песчаные почвы (крупная фракция)

6,0

Песчаные почвы (средняя фракция)

5,0

Песчаный (мелкая фракция)

4,0

Пылеватый песок

2,0

Глинистые почвы и супеси

3,5

Вязкие глинистые почвы

6,0

Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)

1,5

Насыпной грунт (без уплотнения)

1,5

Данные из таблиц подставляют в формулу и находят ориентировочную нагрузку на основание. Полученное число умножают на коэффициент надежности и определяют проектную нагрузку на один опорный столб.

Более точное значение можно получить, используя множество коэффициентов: от глубины залегания лопастей и силы бокового трения до характера работы опоры, величины выдергивающих или сжимающих сил. Чтобы упростить работу используют данные из таблиц.

Таблица 4. Несущая способность одной свайной опоры (Ф ствола 108 мм, Ф лопасти 300 мм).

Тип почвы

Несущая способность сваи в кг при глубине залегания лопасти, см

150

200

250

300

мягкопластичная лессовая

2200

2900

3600

4300

полутвердые глинистые

4700

5400

6000

6700

тугопластичные глинистые

4200

4900

5600

6300

мягкопластичные глинистые

3700

4400

5000

5800

полутвердый суглинок

4400

5100

5800

6500

тугопластичная суглинистая

3900

4600

5300

6000

мягкопластичная суглинистая

3500

4200

4800

5500

песчаные (крупная и средняя фракция)

9700

10400

11100

песчаные (мелкая фракция)

6300

700

7700

пылеватый песок

4900

5600

6300

Запас прочности свайных опор диаметром 108 мм позволяет использовать их в качестве основания для строительства каркасных, бревенчатых, брусовых домов в один этаж. Для двухэтажных построек, а также сооружений из кирпича и блока используют сваи большего диаметра.

Несущая способность сваи – определение и схема расчета

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

Фундаменты от А до Я.
  • Монтаж фундамента
    • ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Заливка фундамента под дом

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалы

Вместимость сваи - обзор

6.6.3.9 Изменения осевой нагрузки в глине со временем

Вместимость сваи, рассчитанная по предыдущему уравнению, не учитывает влияние времени на несущую способность сваи. Обратите внимание, что на старой платформе, построенной 40 лет назад и более, если вы просмотрите расчет, вы обнаружите, что ее коэффициент безопасности не соответствует предложенному API, и окружающая среда со временем наверняка повлияет на емкость сваи. Нормальные явления. По прошествии длительного времени между сваей и окружающей почвой будет хорошее сцепление, и это дополнительное сцепление не учитывается в расчетах.Поэтому были проведены исследования, чтобы определить поведение осевой способности глинистого грунта во времени. Кларк (1993) и Богард и Мэтлок (1990)) провели полевые исследования, в ходе которых было показано, что время, необходимое забивным сваям для достижения предельной емкости в связном грунте, может быть относительно большим, вплоть до 2–3 лет.

Стоит отметить, что скорость набора силы максимальна сразу после вождения, а скорость уменьшается во время процесса рассеивания.Следовательно, за относительно короткое время может произойти значительное увеличение прочности.

Во время забивки сваи, как правило, в слегка переуплотненную глину, грунт, окружающий сваю, значительно нарушается, напряженное состояние изменяется, и могут возникать большие избыточные поровые давления. После установки это избыточное поровое давление начинает рассеиваться, что означает, что масса грунта вокруг свай начинает консолидироваться, поэтому емкость сваи со временем увеличивается. Этот процесс обычно называется setup .Скорость рассеяния избыточного порового давления зависит от коэффициента радиальной консолидации, радиуса сваи, характеристик пробки и слоистости грунта.

В наиболее распространенном случае, когда забивные трубные сваи, поддерживающие конструкцию, имеют расчетные нагрузки, прилагаемые к сваям вскоре после установки, при проектировании свай следует учитывать характеристики временного уплотнения. Отметив, что в традиционных стационарных морских сооружениях время между установкой сваи и t

.

Горизонтальная несущая способность сваи - метод Брома | Анализ свай | GEO5

Горизонтальная несущая способность сваи - метод Брома

class = "h2">

Анализ одиночной сваи по Бромсу описан в Broms, 1964. Этот метод предполагает исключительно сваю в однородном грунте . Таким образом, метод анализа не учитывает слоистые недра. Тип анализа горизонтальной несущей способности сваи задается в рамке « Настройки », вкладка «Сваи».

При использовании метода Бромса для анализа горизонтальной несущей способности программа игнорирует ранее введенные слои почвы. Параметры грунта указаны в рамке «Несущая способность по горизонтали» на основе грунта типа (связный, несвязный).

Входными параметрами для анализа горизонтальной несущей способности сваи являются характеристики материала сваи (модуль упругости и прочности данного материала), геометрия сваи (длина сваи l и ее диаметр d), а также нагрузка на сваю от силы сдвига и изгибающего момента.

Коэффициент жесткости сваи β для связных грунтов определяется как:

где:

E * I

-

жесткость на изгиб сечение [MNm 2 ]

k h

-

Модуль реакции подпочвы [MNm 3 ]

d

d

диаметр одиночной сваи [м] - в случае сваи с круглым переменным поперечным сечением расчет параметра β предполагает постоянное значение диаметра сваи d 1 , введенное в «Геометрия» рама

Коэффициент жесткости сваи η для несвязных грунтов следует из:

.

Расчет несущей способности сваи - одиночная и групповая сваи

Расчет несущей способности сваи определит предельную нагрузку, которую свайный фундамент может принять в условиях эксплуатационной нагрузки. Эта способность также называется несущей способностью свай.

Устанавливаемые сваи могут быть одиночными или групповыми. Следовательно, расчет нагрузки для одиночной и групповой свай будет другим. Это делается для заданных условий нагрузки или размера фундамента.

Здесь расчет несущей способности как для одиночных, так и для групповых свай.

Расчет несущей способности одиночной сваи

Здесь необходимо определить вертикальную нагрузку и горизонтальную нагрузку, действующую на сваю.

Расчет вертикальной нагрузки

Рис.1: Вертикальная нагрузка на сваю

Допустимое сопротивление сжатию R ac одиночной сваи обеспечивается концевым подшипником F eb и поверхностным трением для каждого слоя F sf . Таким образом,

Rac = Feb + Total (Fsf) Ур.1

Таким образом, максимальная сжимающая рабочая нагрузка, которую может выдержать одиночная свая, равна ее общему сопротивлению R ac, за вычетом собственного веса сваи W. Таким образом,

Nser Eq.2

Свая также может выдерживать растягивающую нагрузку. Максимальная рабочая нагрузка при растяжении, которую может выдержать свая, составляет

.

Крыса = Всего (Fsf) + W Уравнение 3

Детали исследования почвы предоставят подробную информацию о концевом подшипнике и величине поверхностного трения.Эти значения получены путем испытательных нагрузок и энергетических процедур забивания свай. Эти предельные значения делятся на частный коэффициент надежности от 2 до 3, чтобы получить допустимые значения F eb и F sf .

Расчет горизонтальной нагрузки

Рис.2: Горизонтальная нагрузка на сваи

Двумя основными факторами, ограничивающими горизонтальную вместимость сваи, являются:

  1. Максимальный прогиб конструкции
  2. Конструктивная способность сваи

Максимальная горизонтальная способность для данного прогиба определяется по модулю реакции земляного полотна (кН / м3).Существует несколько методов определения модуля реакции земляного полотна.

Расчет допустимой нагрузки на сваи

Для того, чтобы выдерживать большие нагрузки, сваи располагаются группами. Сваи располагаются группами, что позволяет уменьшить размер и стоимость строительства свайной шапки.

Рис.3.Групповая вместимость сваи

Без помех Несущая способность и требуемые условия забивки достигаются за счет обеспечения минимального свободного расстояния между сваями.Это расстояние будет равно удвоенному диаметру сваи.

Рис.4. Минимальное расстояние между сваями

Общая вертикальная эксплуатационная нагрузка на группу свай не должна превышать грузоподъемность группы, которая определяется по формуле:

Групповая нагрузка = групповая способность к трению + несущая способность на конце группы

= 2D (L + K) k1 + BLk2 Уравнение 4

Где k1 и k2 - коэффициенты почвы. Нагрузки на отдельные сваи внутри группы ограничиваются несущей способностью одной сваи.

.

Расчет бокового трения сваи с помощью многопараметрического статистического анализа

В этой статье испытание статической нагрузкой и метод многопараметрического статистического анализа используются для изучения величины бокового трения сваи в различных слоях грунта в лёссовой области. В настоящее время испытание статической нагрузкой является наиболее распространенным методом определения несущей способности свайного фундамента. Во время испытания вертикальная нагрузка прикладывается к верху сваи, данные для каждого уровня нагрузки записываются и строится кривая Q-S для определения предельной несущей способности одиночной сваи.На разных участках тела сваи устанавливаются датчики напряжения арматуры, после чего рассчитываются осевая сила и боковое трение сваи каждой секции. Несколько исследований посвящены расчету бокового трения сваи в различных слоях грунта с использованием метода многопараметрического статистического анализа. Получение точных результатов с помощью этого метода станет важным дополнением к расчету бокового трения сваи, а также будет способствовать развитию теоретических расчетов бокового трения сваи.Поэтому, взяв в качестве примера проект Wuding Expressway в районе лёсса, сопротивление боковому трению шести испытательных свай изучается с помощью испытаний на статическую нагрузку и многопараметрического статистического анализа. Метод многопараметрического статистического анализа сравнивается с результатами испытаний на статическую нагрузку, погрешность контролируется в пределах 20%. Результаты показывают, что результаты расчетов многопараметрического статистического анализа в основном соответствуют техническим требованиям.

1. Введение

Лессовые отложения покрывают большую часть земного шара, составляя одну десятую площади суши во всем мире.В Китае преобладают лёссы со сплошными слоями и большой мощностью, занимающие площадь примерно 630 000 км 2 [1, 2]. Лесс - это желтый иловый осадок, который в четвертичный период переносился в основном ветром. Он богат карбонатом, с большими пустотами, явными вертикальными трещинами и в целом низким уровнем грунтовых вод [3, 4]. По мере непрерывного развития экономики Китая движение в лессовых районах быстро развивается, наряду с увеличением строительства крупных автомагистралей и мостов [5–10].

В настоящее время свайный фундамент является наиболее часто используемой формой фундамента при строительстве автомобильных мостов, а также прочной и эффективной инфраструктурой [11–15]. В лессовом районе провинции Шэньси широко используются буронабивные сваи из-за развитой технологии строительства и высокой несущей способности [16–21]. Большинство свай имеют длину 30–70 м и диаметр более 1 м. Также обычно используются сваи трения или сваи трения с торцевыми опорами. Для длинных свай сопротивление трению на стороне сваи составляет более 80% несущей способности свай, а для коротких свай сопротивление обычно составляет более 60% [22–26].Поэтому расчет бокового сопротивления в лессовых районах имеет большое значение при строительстве автомобильных мостов в таких районах Китая [27, 28].

В настоящее время метод испытания на статическую нагрузку является одним из наиболее широко используемых методов для определения бокового трения сваи [29–31]. Был проведен большой объем исследований по статическому нагрузочному тестированию. Испытание статической нагрузкой двух стальных трубных свай толщиной 0,45 м для анализа закона распределения бокового трения сваи показало, что метод эффективного напряжения может быть использован для выражения сопротивления трению вокруг свай [32].На основе испытания на статическую нагрузку двух забивных свай, была также предложена формула для расчета бокового трения сваи связного грунта и восстановленного грунта [33]. Путем испытания статической нагрузкой свай большого диаметра и сверхдлинных свай в мягком грунте вокруг озера Дунтин было обнаружено, что сваи демонстрируют очевидные характеристики фрикционных свай, и была разработана формула для расчета модели передачи поперечной нагрузки линейных упруго-полностью пластичных свай. представлены [34]. Испытания статической нагрузкой свай большого диаметра и сверхдлинных буронабивных свай на участках с мягким грунтом были проведены для анализа закона передачи нагрузки и несущих характеристик этих свай, а также относительного смещения свай и грунта, когда боковое трение свай различных слоев грунта достигло предельного значения. был представлен [35].Путем испытания статической нагрузки концевой сваи был сделан вывод, что боковое трение сваи повлияло на несущую способность концевой сваи в определенной степени, а несущая способность превысила расчетную несущую способность одиночной сваи [36]. Взаимосвязь между общим поперечным сопротивлением свай и осадкой в ​​конце свай под разными уровнями опоры была получена путем статических нагрузочных испытаний буронабивных свай, которые показали, что общее поперечное сопротивление свай может быть увеличено за счет увеличения прочность камня или грунта на конце сваи [37].Также были проведены полевые испытания под нагрузкой на сверхдлинные монолитные сваи, и были получены кривые осевого усилия испытательных свай при различных уровнях нагрузки, а также взаимосвязь между трением агрегата и относительным смещением сваи и грунта. В ходе этого эксперимента было показано, что единичное сопротивление трению при сжимающей нагрузке можно рассчитать путем деления разницы двух непрерывных осевых сил на площадь тела сваи между тензодатчиками [38].

Метод многопараметрического статистического анализа собирает данные из многих испытательных свай и устанавливает взаимосвязь между боковым трением сваи, сцеплением и углом внутреннего трения в слое почвы [39, 40].Однако было проведено несколько исследований для расчета бокового трения сваи методом многопараметрического статистического анализа. Поэтому, взяв в качестве примера шоссе Вудинг на Лессовом плато, в этой статье проводятся испытания статической нагрузки на шести испытательных сваях и измеряются размер и распределение бокового трения сваи. Боковое трение сваи в различных слоях грунта затем рассчитывается с использованием метода многопараметрического статистического анализа. Наконец, сравниваются два результата. Получение разумного результата с помощью этого метода станет важным дополнением к расчету бокового трения сваи, а также будет способствовать развитию теоретических расчетов бокового трения сваи.

2. Проектирование испытательного полигона

Скоростная автомагистраль Удин находится в городах Яньань и Юйлинь в провинции Шэньси, Китай (рис. 1). Он начинается на востоке округа Уци, заканчивается в Шицзинцзы, к юго-востоку от округа Динбянь, и имеет длину примерно 922,17 км. Примыкания с обеих сторон расположены в подобласти Лёсс-Лянхэ, и топография области прилегания относительно небольшая. Высота уровня земли составляет от 1629,60 м до 1644,59 м, а относительный перепад высот составляет примерно 14 метров.99 м. Испытательный полигон, показанный на рисунке 1, расположен на разделенном пересечении деревни Сункелан, города Янцзин и округа Динбянь. Топографические колебания испытательного полигона небольшие, поверхностные воды отсутствуют, грунтовые воды очень глубокие, и в процессе бурения грунтовые воды отсутствуют. Слои испытательной площадки состоят из следующего: (1) Лессовая почва (): почва коричнево-желтая, относительно однородная, содержит макропоры, червоточину, корневище растений и небольшое количество гравия и твердого пластика.(2) Старый лёсс (): почва коричнево-желтая и относительно несложная. В почве присутствует небольшое количество гиф, а также червоточины, точечные отверстия, некоторые моллюски и твердый пластик.


3. Содержание теста
3.1. Испытание в помещении

Лабораторные испытания грунтов на испытательной территории в основном состояли из испытания на содержание влаги (рис. 2 (а)), испытания на сжатие (рис. 2 (b)) и испытания на прямой сдвиг (рис. 2 (с). ). Метод сушки использовался в тесте на содержание влаги в почве, а коэффициент пустотности почвы был получен с помощью теста на сжатие.Путем анализа данных испытаний на влагосодержание и сжатие были получены характеристики пласта и основные физические свойства слоя почвы на испытательной территории, как показано в таблице 1.


Почва разделение слоя Глубина (м) Толщина слоя (м) Плотность (г / см 3 ) Содержание воды (%) Коэффициент пустотности Индекс жидкости Коэффициент сжатия (МПа −1 )

Лессовый грунт () 0∼6.5 1,8∼6,5 1,68 16,3 0,883 0,37 0,35
Старый лесс () 6,5∼50 24∼43,5 1,85 7,9 0,586 0,26 0,12

Угол сцепления и внутреннего трения являются важными параметрами, используемыми в этой статье. Таким образом, методом прямого сдвига были испытаны 34 группы образцов, в том числе восемь групп образцов лессовых почв и 26 групп старых образцов лёсса.В испытании на прямой сдвиг верхняя и нижняя коробки были выровнены, были вставлены фиксированные штифты, а проницаемые камни и фильтровальная бумага были помещены в нижние коробки. Кромки кольцевого ножа с образцами располагались вверх, задняя часть ножа - вниз, а горловина секции для резки выровнена. Затем помещали фильтровальную бумагу и верхние проницаемые камни, и образцы медленно вставляли в коробку для сдвига. После этого кольцевой нож был удален и добавлена ​​крышка для передачи усилия.Затем были установлены скользящие стальные шарики, а также коробка для сдвига и кольцо для измерения усилия. Был приложен предварительный натяг 0,01, маховик вращался, и показание шкалы кольца измерения силы было обнулено. После приложения вертикального давления фиксированный штифт немедленно вытащили, секундомер включили, и маховик вращался с постоянной скоростью 0,8 мм / мин (смещение сдвига составляло 0,2 мм за цикл вращения), так что образец срезался и разрушается в течение 3–5 мин. При каждом повороте маховика показания шкалы на измерительном кольце записывались один раз до разрушения образца грунта при сдвиге.Расчетная сила сцепления и угол внутреннего трения приведены в таблице 2.


Разделение слоя грунта Количество образцов Сила сцепления (кПа) Угол внутреннего трения (°)
Максимум Минимум Среднее значение Максимум Минимум Среднее значение

Лессовый грунт () 8 8.3 5,4 6,8 29,4 25,9 28,4
Старый лесс () 26 43,0 11,8 30,5 32,9 18,6 25,8

3.2. Испытание на статическую нагрузку

Для испытания на статическую нагрузку анкерные сваи и испытательные сваи были расположены в виде четырех анкерных свай, окружающих одну испытательную сваю.Расстояние между анкерной сваей и испытательной сваей показано на рисунке 3. Шесть испытательных свай диаметром 1,5 м и длиной 25 м были установлены в зоне испытаний, а также анкерные сваи диаметром 1,5 м и длиной 30 мес. Тело сваи было построено из бетона C30, а бетон C40 использовался для армирования части на расстоянии 1,5 м от верха сваи. По данным предварительных полевых исследований, грунтовые воды на этой территории глубоко залегают, поверхностные воды отсутствуют. Таким образом, метод сухого роторного бурения был использован для бурения испытательных и анкерных свай.После проверки качества отверстия каркас арматурного каркаса был поднят и сваи залиты в сваю. Весь процесс тестирования состоял из трех частей: установка и размещение тестовых элементов перед тестированием, строительство тестовых свай и анкерных свай, а также тестовая нагрузка и сбор данных. Конкретный процесс для каждого соответствующего компонента подробно описан следующим образом: (1) Согласно требованиям к испытаниям, необходимо было измерить осевое усилие и поперечное сопротивление сваи при различных нагрузках во время процесса испытания.Поэтому перед сооружением анкерных свай и испытательных свай в сваю было встроено определенное количество датчиков напряжения арматуры. Учитывая целостность сбора данных испытаний, семь секций были выбраны вдоль основной арматуры в свае для размещения датчика напряжения арматуры. Поскольку при загрузке верхняя часть сваи находилась в непосредственном контакте с домкратом, деформация была большой, поэтому первый слой измерителя напряжения был размещен на 0,5 м ниже вершины сваи, а глубина укладки составила 3.5 м, 6,5 м, 11 м, 15,5 м, 20 м и 24,5 м по очереди (Рисунок 4), при этом каждая секция соединена с тремя датчиками напряжения арматуры. Измерители напряжения на дне 24,5 м были расположены в конце испытательной сваи и использовались для измерения внутренней силы в нижней части сваи и сопротивления на конце сваи. Измерители напряжения арматуры в средней части измеряли внутреннюю силу сваи в каждом слое почвы и на границе слоя почвы. В прошлом измерители напряжения арматуры приваривались последовательно к основной арматуре в свае.Однако высокие температуры, возникающие во время сварки, могут легко повредить датчик напряжения арматуры, что повлияет на результаты испытаний. Следовательно, при укладке стальных стержней следует избегать повреждения стальных стержней, чтобы не повлиять на датчики напряжения. В этом эксперименте арматура, соединяющая два конца датчика напряжения, была обработана, а затем гайки цилиндра из высокопрочной углеродистой стали на двух концах датчика напряжения были соединены с арматурой для защиты датчика напряжения арматуры, и он был удостоверился, что он может легко собрать соответствующие данные.(2) С развитием техники и оборудования буронабивные сваи для вращательного бурения часто используются при сооружении свайных оснований (фрикционных свай) на лессовых участках. По сравнению с ручным бурением и ударным бурением роторное бурение имеет положительные характеристики, включая высокую эффективность бурения при средней скорости бурения 10 м / ч. Если уровень грунтовых вод в области лёсса относительно низкий, можно использовать сухое бурение, чтобы предотвратить потерю прочности лёссового слоя вокруг сваи или увеличение силы тяжести при контакте с водой.Строительство роторного бурения на лессовых участках не требует сооружения защиты стенок из бурового раствора, поскольку долото для вращательного бурения будет производить буровой раствор в процессе бурения, который будет поддерживать стабильность стенки скважины и обеспечивать защиту стенок, образующих отверстия. По сравнению с ударным бурением роторное бурение меньше влияет на уплотнение почвы со стороны ствола скважины. При вращательном бурении долото перемещается вперед и назад по дну скважины и земле, что делает стенку скважины более шероховатой. Более высокая неровность почвы вокруг вращающейся сваи может лучше отражать взаимодействие между сваей и почвой.Согласно китайским нормам [41], при бурении роторным бурением в сухом режиме (рис. 5 (а)) толщина донных отложений фрикционных свай диаметром менее 1,5 мм должна быть менее 300 мм, а наклон сваи дырки не должны быть менее 1%; диаметр не должен быть меньше проектного значения диаметра сваи; а глубина отверстия не должна быть меньше проектной. Таким образом, после проверки соответствия качества формирования отверстий требованиям, каркас стального каркаса был поднят (рис. 5 (б)) и залит в сваи (рис. 5 (в)).В процессе сверления отверстий роторным сверлением используется защитный ствол. Защитная бочка поднимается на 1,5 м над землей в процессе бетонирования каждой испытательной сваи. После завершения заливки бетоном защитный ствол каждой испытательной сваи не вынимается для последующего нагружения, чтобы предотвратить повреждение верхнего бетона сжатием из-за большой нагрузки в процессе нагружения. (3) Испытание статической нагрузкой было проведено выполняется с использованием устройства противодействия якорной свае, как показано на рисунке 6 (а).Сначала восемь гидравлических домкратов (рис. 6 (b)) были равномерно размещены на стальной подушке с достаточной прочностью и жесткостью, а затем были подняты основная балка и вспомогательная балка (рис. 6 (c)), соответственно, со средней главной балки расположить на гидравлическом домкрате как можно дальше. При подъеме вспомогательной балки необходимо было убедиться, что два конца вспомогательной балки соответствуют положению анкерной сваи. После того, как опорная балка была установлена ​​на место, стрелочный индикатор смещения (рис. 6 (d)) был установлен на стальном листе с рамкой магнитного измерителя, и оседание вершины сваи было измерено в реальном времени.





Погрузка производилась тихоходным способом. Для этого эксперимента одноступенчатая нагрузка составляла 1000 кН, максимальная нагрузка составляла 12000 кН, а ступень нагружения - 11. Согласно китайским нормам [42], когда изменение осадки за один час составляет менее 0,1 мм под действием различных нагрузок и происходит многократно, оседание испытательной сваи можно считать относительно устойчивым. Когда сваи находится в процессе испытания, нагружение может быть остановлено при возникновении одного из следующих условий [42]: (1) когда оседание вершины сваи под нагрузкой более чем в пять раз превышает величину при предыдущей нагрузке, общая осадка вершины сваи составляет более 40 мм и (2) когда достигается максимальное значение нагрузки, требуемое по проекту, оседание вершины сваи достигает относительно стабильного стандарта.

В этом исследовании разгрузочная нагрузка испытательной сваи была вдвое больше, чем у градуированной нагрузки, когда процесс загрузки был завершен, и разгрузочная нагрузка длилась в течение одного часа на каждом этапе. В то же время были измерены осадки в верхней части сваи и толщины стержня. После завершения процесса разгрузки остаточная осадка была измерена в течение трех часов.

4. Анализ результатов испытаний статической нагрузкой
4.1. Расчет осадки верхушки сваи

Несущая способность нескольких испытательных свай одной конструкции испытательного полигона и одного размера варьировалась, и для проведения анализа результатов испытания статической нагрузкой было взято среднее значение [39, 40].Были установлены четыре измерителя смещения для измерения осадки вершины сваи при различных нагрузках в режиме реального времени, а затем средняя осадка четырех вершин сваи была принята как оседание вершины сваи при различных нагрузках.

Результаты расчетов представлены в таблице 3. Кривая Q-S построена путем расчета значения осадки верхушки сваи. Кривая Q-S является интуитивно понятным проявлением процесса нагружения при испытании сваи статической нагрузкой, как показано на Рисунке 7. Анализ Рисунка 7 показывает, что оседание испытательной сваи внезапно увеличивается во время процесса нагрузки.Кривая Q-S показывает точку резкого падения, которая может иллюстрировать предельную несущую способность сваи. Предел несущей способности испытательной сваи составляет 9000 кН.


Серийный номер Нагрузка (кН) Время загрузки (мин) Осадка (мм)
Время загрузки на этом уровне (мин) Суммарное время ( мин) Расчет на этом уровне (мм) Накопленный осадок (мм)

1 2,000 120 120 0.2050 0,2050
2 3000 120 240 0,3625 0,5675
3 4000 120 360 0,3800 0,9475
4 5000 120 480 0,4375 1,3850
5 6000 120 600 0,0700 1.4550
6 7000 150 750 0,8325 2,2875
7 8000 150 900 1,1550 3,4425
8 9000 900 150 1050 3,7850 7,2275
9 10,000 150 1200 14,7425 21,9700
10 11000 120 1320 20.7725 42,7425
11 12,000 150 1470 30,1241 72,8666


4.2. Расчет осевой силы тела сваи

При расчете осевой силы тела сваи предполагается, что тело сваи имеет одинаковое поперечное сечение и что тело сваи выполнено из линейно упругого материала. Под действием произвольной нагрузки первого порядка напряжение каждого участка сваи может быть получено путем измерения значения частоты датчиков напряжения в основной арматуре и расчета значения напряжения [27, 43, 44] с использованием соответствующая формула.Затем значение деформации тела сваи на каждом участке можно получить по соответствующей формуле. Осевое усилие стального стержня на каждом участке тела сваи можно определить по следующей формуле: где p si - осевое усилие стального стержня, K - калибровочный коэффициент, F i - частота колебаний стальной колонны на участке i под нагрузкой, F 0 - начальная частота колебаний стальной колонны, а B - расчетное значение поправки, которое 0 в этой статье.Значения деформации соответствующих сечений задаются по следующей формуле: где ε si - деформация стального стержня, а E s - модуль упругости стального стержня, который в данном случае составляет 200 ГПа. контрольная работа. Кроме того, A s - это площадь сечения стального стержня, которая составляет 0,0004909 м 2 . В процессе расчета, если предполагается, что деформации бетонных и стальных стержней находятся в гармонии друг с другом, осевое усилие сваи в сечении может быть получено следующим образом: где Q i - Осевая сила тела сваи в сечении i и E c - модуль упругости бетона.Поскольку класс прочности свайного бетона составляет C30, согласно китайским нормам [45], значение E c в этом испытании составляет 30 ГПа, а A c - это площадь сечения бетона. Используя приведенные выше формулы (1) - (3), формулируется кривая осевого усилия тела сваи, которая представлена ​​на рисунке 8. Наблюдая за рисунком 8, можно увидеть, что во время процесса передачи верхней нагрузки сваи сваи сопротивление наконечника очень мало и медленно увеличивается при нагрузках первых пяти ступеней, что указывает на то, что вертикальная нагрузка на верх сваи в основном распределяется на грунт вокруг сваи, поэтому сопротивление со стороны сваи начинает играть роль до сопротивления наконечника сваи.По мере увеличения нагрузки сопротивление вершины сваи значительно увеличивается. Если нагрузка продолжает увеличиваться, кривая изменения верхней части сваи почти параллельна, что указывает на полное проявление бокового трения сваи. Как показано на Рисунке 8, когда испытательная свая нагружена до 9000 кН, сопротивление вершины сваи составляет 1708 кН, а коэффициент сопротивления вершины сваи составляет 18,98%. Следовательно, свая относится к свае трения с торцевым подшипником [46].


4.3. Расчет бокового трения сваи

В ходе испытания сопротивление боковому трению между двумя соседними секциями можно считать примерно равным изменению осевой силы тела сваи между секциями [27, 47–50].Таким образом, формула для расчета сопротивления боковому трению сваи выглядит следующим образом: где U - периметр тела сваи, Q i -1 - значение осевой силы на участке i - 1, Q i - значение осевой силы на участке i , а l i - высота между верхней и нижней секциями. Кривая бокового трения сваи построена и представлена ​​на рисунке 9.Как показано на рисунке 9, трение на стороне сваи постепенно увеличивается в диапазоне от 0 до 11 м, достигает максимального значения на 11 м, а затем постепенно уменьшается. Это связано с тем, что в процессе передачи нагрузки по мере увеличения глубины сопротивление трения со стороны сваи постепенно увеличивается и достигает предельного значения на 11 м. Затем нагрузка на верх сваи в основном ложится на сопротивление вершины сваи, и сопротивление трения со стороны сваи постепенно уменьшается.


5. Многопараметрический статистический анализ

Методы статистического анализа бывают двух видов.Первый - это пробный алгоритм (метод интерполяции), в котором максимальное и минимальное значения, указанные в исходном коде, используются для пробного расчета, а значение бокового трения сваи корректируется в соответствии с результатами пробного расчета. Существующий код в Китае [51] использует этот пробный алгоритм для анализа [40, 52]. Второй используемый метод - это статистический анализ методом наименьших квадратов, в котором количество классифицированных слоев почвы с аналогичными геологическими характеристиками (возраст, пласт и генезис) принимается за количество неизвестных параметров.Поскольку общее поперечное трение каждой испытательной сваи может быть выражено поперечным трением каждой слоистой почвы, каждую испытательную сваю можно перечислить в виде уравнения. Когда количество тестовых свай равно количеству слоев, можно решить систему уравнений. Когда количество тестовых свай больше, чем количество слоев, можно использовать метод наименьших квадратов для упрощения системы уравнений, чтобы количество уравнений было таким же, как количество слоев, и можно было получить неизвестное значение и затем заменить .Боковое трение свай можно рассчитать по формуле (6) [40].

5.1. Основные уравнения

В соответствии с распределением слоев грунта и общим сопротивлением каждой сваи, которое равно сумме бокового сопротивления каждого слоистого грунта, можно определить уравнение бокового сопротивления каждой испытательной сваи [39, 40]: где Q f - полное сопротивление трению стороны сваи, U - длина окружности сваи, q si - единица сопротивления трению поверхности в слое почвы, l i - длина сваи каждого слоя почвы, а м - номер слоя почвы.

В соответствии с соотношением между силой сцепления, углом внутреннего трения, показателем прочности на сдвиг и сопротивлением трения можно сформулировать следующее уравнение [40]: где a и b - эмпирические коэффициенты, основанные на существующих результатах [ 39, 40], a и b должно быть между 0 и 1. σ i - средний эффективный вес каждого слоя почвы, а F i - эмпирический коэффициент бокового трения сваи в разных слоях грунта.

Подставьте уравнение (6) в (5) и сделайте

Уравнение (7) можно упростить следующим образом [39, 40]:

Предположим, что в проекте n тестовых свай, слой грунта разделен на м и ярусов. Если n > m , уравнение можно решить. Таким образом, из формулы (9) [39, 40] может быть получена следующая формула:

.

PPT - НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РАСЧЕТА И АКТУАЛЬНОСТЬ PowerPoint Presentation

  • НАПРАВЛЯЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РАСЧЕТА И АКТУАЛЬНОСТЬ Проф. Ле Дык Тханг; M.Sc. Фам Вьет Хоа FECON Foundation Engineering and Underground Construction, ЗАО Париж - 19 ноября 2010 г.

  • Содержание Введение • Статистические данные по результатам испытания на статическую нагрузку буронабивных свай в Ханое • Несущая способность сваи: от расчета к действительности 3.1 Формулы для расчета несущей способности сваи 3.2 Испытание на статическую нагрузку с использованием контроля датчиков 3.3 Сравнение расчетных составляющих нагрузки и фактических результатов нагрузочных испытаний с использованием контроля датчиков • Рекомендации

  • Введение

  • Популярной технологией глубокого фундамента многоэтажных домов во Вьетнаме является буронабивная свая. • С тех пор были решены многие проблемы при строительстве буронабивных свай: качество бетона в буровом растворе, неоднородность бетона сваи, дефект носка сваи… • Однако есть некоторые проблемы при проектировании буронабивных свай, которые не были должным образом решены • Этот отчет призван показать одну из проблем при проектировании буронабивных свай, а именно определение несущей способности сваи, и рекомендацию

  • 1.Статистические данные по результатам испытания на статическую нагрузку для буронабивных свай в Ханое

  • Статистическая сводка Согласно вьетнамскому стандарту TCXDVN 269: 2002: сваи разрушились, когда S / D приближаются к 10% Испытательная нагрузка намного ниже фактической предельной несущая способность сваи? S200% Расчетная нагрузка / диаметр

  • 2. Несущая способность сваи: от расчета к действительности

  • Песчаная глина Глинистый песок Песок 9

  • Популярная формула для расчета несущей способности сваи Предельная несущая способность: Допустимая несущая способность: или

  • Компоненты несущей способности сваи: подшипник носка и обшивка трение

  • Испытание нормальной статической нагрузки 12

  • Испытание статической нагрузки с помощью датчика Сайт: HH6 An Khanh - Сайт проекта в Ханое: проект головного офиса по иностранным делам Вьетнама

  • Сигнальный кабель Армирование тензодатчика Установка регистратора данных

  • 100% 200% Компонент трения кожи: Компонент подшипника пальца: Распределение нагрузки при испытательной нагрузке 200% расчетной нагрузки 18% 82%

  • 100% 200% 300% Компонент поверхностного трения: Компонент подшипника носка: При испытательной нагрузке = 300% расчетной нагрузки 12% 88%

  • Сравнение между расчетной несущей способностью и результатами испытаний

  • 3.Рекомендации

  • Зазор самый большой Зазор самый маленький 20

  • Рекомендации До сих пор испытательная нагрузка всегда намного ниже, чем фактическая предельная несущая способность сваи, поэтому результаты испытаний под нагрузкой не были используется эффективно 2. При расчете несущей способности буронабивной сваи: расчетная составляющая сопротивления поверхностному трению всегда намного ниже, чем действительная. 3. Возникнут ли проблемы с исходными данными о свойствах грунта для проектных работ? 4.Японская формула [2] должна использоваться чаще, чем другие

  • Рекомендации 5. Коэффициент безопасности (Fs) от 2,5 до 3 для расчета несущей способности буронабивной сваи кажется слишком высоким 6. В требованиях к испытаниям свай испытательная нагрузка должна быть до предельной несущей способности, а не ограничиваться 200% расчетной нагрузкой, как обычно. 7. Мониторинг датчика должен применяться в сочетании с испытанием статической нагрузкой для измерения распределительной нагрузки вдоль ствола сваи, чтобы можно было исправить сваю Расчет подшипников

  • Для обновления стандарта долгосрочного проектирования: Исследователи, проектировщики и подрядчики должны провести официальное исследование для определения несущей способности буронабивных свай при согласовании и поддержке Министерства строительства, чтобы найти ответ на следующий вопрос: 1) Как лучше всего исследовать грунт при проектировании буронабивных свай? Ключевые свойства почвы? 2) Какая наиболее подходящая формула расчета должна применяться в условиях почв Вьетнама? А ФС? 23

  • БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

  • .

    Несущая способность грунта - типы и расчеты

    Несущая способность грунта определяется как способность грунта выдерживать нагрузки, исходящие от фундамента. Давление, которое почва может легко выдержать под нагрузкой, называется допустимым опорным давлением.

    Виды несущей способности грунта

    Ниже приведены некоторые типы несущей способности грунта:

    1. Предельная несущая способность (q u )

    Общее давление у основания фундамента, при котором грунт разрушается, называется предельной несущей способностью.

    2. Чистая предельная несущая способность (q nu )

    Если пренебречь давлением покрывающих пород из предельной несущей способности, мы получим чистую предельную несущую способность.

    Где

    = удельный вес грунта, D f = глубина фундамента

    3. Чистая безопасная несущая способность (q нс )

    Если рассматривать только разрушение при сдвиге, конечная полезная несущая способность, разделенная на определенный коэффициент безопасности, даст чистую безопасную несущую способность.

    q нс = q nu / F

    Где F = коэффициент безопасности = 3 (обычное значение)

    4. Полная допустимая несущая способность (q с )

    Если предельную несущую способность разделить на коэффициент безопасности, получится полная безопасная несущая способность.

    q s = q u / F

    5. Чистое безопасное расчетное давление (q np )

    Давление, с которым грунт может выдерживать нагрузку без превышения допустимой осадки, называется чистым безопасным оседающим давлением.

    6. Допустимое рабочее давление подшипника (q na )

    Это давление, которое мы можем использовать при проектировании фундаментов. Это равно чистому безопасному давлению в подшипнике, если q np > q нс. В обратном случае оно равно чистому безопасному расчетному давлению.

    Расчет несущей способности

    Для расчета несущей способности грунта существует очень много теорий. Но все теории заменяются теорией несущей способности Терзаги.

    1. Теория несущей способности Терзаги

    Теория несущей способности Терзаги полезна для определения несущей способности грунтов под ленточным фундаментом. Эта теория применима только к фундаментам мелкого заложения. Он рассмотрел некоторые предположения, которые заключаются в следующем.

    1. Основание ленточного фундамента грубое.
    2. Глубина опоры меньше или равна ее ширине, т. Е. Мелкое основание.
    3. Он не учел прочности грунта на сдвиг над основанием фундамента и заменил его равномерной надбавкой.(D f )
    4. Нагрузка, действующая на опору, равномерно распределена и действует в вертикальном направлении.
    5. Он предположил, что длина основания бесконечна.
    6. Он считал уравнение Мора-Кулона определяющим фактором прочности почвы на сдвиг.

    Как показано на рисунке выше, AB является основанием фундамента. Он разделил зоны сдвига на 3 категории. Зона -1 (ABC), которая находится под основанием, действует так, как если бы она была частью самого основания.Зона -2 (CAF и CBD) действует как зоны радиального сдвига, которые подпадают под наклонные кромки AC и BC. Зона -3 (AFG и BDE) называется пассивными зонами Ренкина, на которые взимается дополнительная плата (y D f ), поступающая из верхнего слоя почвы.

    Из уравнения равновесия,

    Нисходящие силы = восходящие силы

    Нагрузка от опоры x вес клина = пассивное давление + сцепление x CB sin

    Где P p = результирующее пассивное давление = (P p ) y + (P p ) c + (P p ) q

    (P p ) y - это , полученное с учетом веса клина BCDE и нулевой связностью и надбавкой.

    (P p ) c - это , полученное с учетом сплоченности и пренебрежением весом и надбавкой.

    (P p ) q получается с учетом надбавки и пренебрежением весом и сплоченностью.

    Следовательно,

    Путем замены,

    Итак, в итоге получаем q u = c’N c + y D f N q + 0,5 y B N y

    Приведенное выше уравнение называется уравнением несущей способности Терзаги.Где q u - предельная несущая способность, а N c , N q , N y - коэффициенты несущей способности Терзаги. Эти безразмерные коэффициенты зависят от угла сопротивления сдвигу ().

    Уравнения для определения коэффициентов несущей способности:

    Где

    Kp = коэффициент пассивного давления грунта.

    Для различных значений

    коэффициенты несущей способности при общем разрушении при сдвиге приведены в таблице ниже.
    Nc Nq Ny
    0 5,7 1 0
    5 7,3 1,6 0,5
    10 9,6 2,7 1,2
    15 12,9 4,4 2,5
    20 17,7 7,4 5
    25 25.1 12,7 9,7
    30 37,2 22,5 19,7
    35 57,8 41,4 42,4
    40 95,7 81,3 100,4
    45 172,3 173,3 297,5
    50 347,5 415,1 1153,2

    Наконец, для определения несущей способности под ленточным фундаментом мы можем использовать

    q u = c’N c + D f N q + 0.5 Б Н y

    В соответствии с номером , , модификацией приведенного выше уравнения, также даны уравнения для квадратных и круглых фундаментов, и они есть.

    Для квадратного фундамента

    q u = 1,2 c’N c + D f N q + 0,4 B N y

    Для круглой опоры

    q u = 1,2 c’N c + D f N q + 0.3 Б Н y

    2. Теория несущей способности Хансена

    Для связных грунтов значения, полученные с помощью теории несущей способности Терзаги, превышают экспериментальные значения. Но, тем не менее, он показывает те же значения для несвязных грунтов. Поэтому Хансен изменил уравнение, приняв во внимание факторы формы, глубины и наклона.

    Согласно Хансену

    q u = c’N c Sc dc ic + D f N q Sq dq iq + 0.5 B N y Sy dy iy

    Где Nc, Nq, Ny = коэффициенты несущей способности Хансена

    Sc, Sq, Sy = факторы формы

    dc, dq, dy = коэффициенты глубины

    ic, iq, iy = коэффициенты наклона

    Коэффициенты несущей способности рассчитываются по следующим уравнениям.

    Для различных значений

    коэффициенты несущей способности Хансена вычислены в таблице ниже.
    Nc Nq Нью-Йорк
    0 5.14 1 0
    5 6,48 1,57 0,09
    10 8,34 2,47 0,09
    15 10,97 3,94 1,42
    20 14,83 6,4 3,54
    25 20.72 10,66 8,11
    30 30,14 18,40 18,08
    35 46,13 33,29 40,69
    40 75,32 64,18 95,41
    45 133,89 134,85 240,85
    50 266.89 318,96 681,84

    Коэффициенты формы для различных форм фундаментов приведены в таблице ниже.

    Форма опоры SC кв. Sy
    Непрерывный 1 1 1
    прямоугольный 1 + 0,2B / л 1 + 0,2B / л 1-0.4B / L
    Квадрат 1,3 1,2 0,8
    Круглый 1,3 1,2 0,6

    Коэффициенты глубины учитываются в соответствии со следующей таблицей.

    Коэффициенты глубины Значения
    постоянного тока 1 + 0,35 (Д / Б)
    dq 1 + 0.35 (Д / В)
    dy 1,0

    Аналогичным образом учитываются коэффициенты наклона из таблицы ниже.

    Факторы наклона Значения
    ic 1 - [H / (2 c B L)]
    iq 1 - 1,5 (В / В)
    iy (iq) 2

    Где H = горизонтальная составляющая наклонной нагрузки

    B = ширина опоры

    L = длина опоры.

    .

    Смотрите также