Главное меню

Расчет отказа свай


Расчет отказа забивных свай по СП 45.13330.2012

Ilya405

размещено: 01 Мая 2016

Автоматизированный шаблон (OpenOffice) для расчета отказа забивных свай по СП 45.13330.2012.
Для начала необходимо включить поддержку макросов в OpenOffice (Сервис → Параметры → Безопасность → Безопасн. макросов... → Средний/Низкий). Кнопка "Расчет" на печать не выводится. Веселый смайлик можно удалить/заменить на логотип организации.
Вцелом, текст отчета можно корректировать и дополнять, кроме участков, помеченных цветом.
Весь скрипт написан на OOo Basic (аналог VBA).

0.05 МБ

СКАЧАТЬ

методика и формулы правильного расчета

Отказ свай при забивке

Свайные основания все чаще находят применение в различных отраслях строительства. Практическая ценность и эффективность такого фундамента позволяет достигать отличных результатов в реализации проекта. При этом, прочность и качество основания напрямую зависят от правильного выполнения расчетов и всех этапов производства работ.

В свайном строительстве существует много определений и свойственных характеристик. Отказ сваи при забивке это важный момент, которые играет особую роль для возведения основания необходимой прочности.

 

Что называют отказом сваи

В общем виде, отказ сваи это вычисленная или, практическим путем, установленная отметка глубины, на которой происходит затруднение погружения сваи из-за состава и характеристик грунта. Перед выполнением работ по возведению свайного поля нужно не только точно определить и вынести в натуру фактическое местоположение свай. Кроме этого, важно точно провести геологические изыскания на объекте и вычислить глубину отказа сваи – так удастся оптимально использовать возможности свайного основания и предотвратить его разрушение.

Проектный отказ сваи это определенный на основе множества исходных данных уровень грунта, на котором погружение сваи становится проблемным. Отказ измеряется в миллиметрах.

В процессе забивания сваи молотом или вдавливания сваи специальной установкой может произойти два варианта развития событий: либо свая в какой-то момент упрется в прочный горизонт и перестанет уходить в грунт, либо она провалиться в землю полностью. Для строительства важен выход на заданную отметку, поэтому предварительное определение проектного отказа сваи крайне важно для эффективности всего строительства.

 

к оглавлению ↑

Истинный и ложный отказ сваи

Важным понятием в производстве забивных работ является залог сваи. Это величина, на которую опора готова погружаться. В процессе забивки можно проследить тенденцию, на которую свая уходит вглубь. Обычно для этого применяют отметку за 10 ударов молота: отмечается глубина, на которую опора уходит вглубь. Если погружение осуществляется вибрационным способом, то отсчет залога определяют по временному промежутку.

Истинный отказ свай

Важная особенность: работы по погружению сваи выполняются вплоть до момента, когда она прочно сядет в грунт и дальнейшее погружение окажется невозможным.

Ложный отказ сваи может произойти из-за медленного или слишком часто ритма забивания опоры. Также такую задержку могут вызвать особенности слоев грунта. В любом случае, если остановка погружения происходит до выхода на заданную расчетную глубину, или до отметки залога, то следует продолжать работы.

Истинный отказ сваи является конечной целью. Благодаря проектным работам и предпроектным изысканиям удается выявить эту отметку и необходимо на неё выходить. В таком случае основание получает достаточную прочность и надежность.

Отказ сваи, определение которого заключается в плановом погружении опоры на установленную глубину, крайне важно для успеха всего строительства. Рассчитанный отказ свай при забивке должен соответствовать практическому в пределах допустимого несоответствия.

Ложный отказ свай

Просто знать, что такое отказ сваи при забивке недостаточно для грамотного производства работ. Важно правильно выполнить проектные расчет, потому что это определяет последующий порядок работ.

 

к оглавлению ↑

Расчёты, проводимые для определения отказа сваи

Расчет отказа сваи определяет ту проектную отметку, при выходе на которую свая полностью обеспечивает необходимую несущую способность. Для максимально точного определения параметров отказа выполняется несколько важных испытаний:

  1. статистические;
  2. динамические;
  3. испытания грунтов;
  4. испытания зондов;
  5. зондирование статистическое.

Расчетный отказ сваи выполняют профессиональные специалисты.

По результатам инженерно-геологических изысканий собирают необходимую для расчетов информацию. А непосредственно для определения отказа сваи используются следующие формулы:

где

А — площадь сечения сваи;

М — коэффициент, зависящий от вида грунта;

Ed  — расчетная энергия вибропогружателей или удара молота;

m1 —  масса молота или вибропогружателя;

m2 — масса сваи и наголовника;

m4 — масса ударной части молота;

Sa — остаточный отказ сваи

Sel — упругий отказ сваи.

На практике возможно три варианта развития событий при создании свайного поля:

  1. Свая превысила проектную отметку отказа и углубилась дальше. В таком случае забивание продолжают до тех пор, пока опора не выйдет на уровень отказа. После этого определяют возможность применения данной сваи в дальнейшем строительстве и корректируют выполненные расчеты с учетом практически полученной глубины. Это работа архитектора.
  2. Свая вышла в пределах допуска на расчетный отказ. Это оптимальный вариант, который позволяет продолжать строительство в рассчитанном темпе.
  3. Свая не достигла расчетного отказа. Тогда рассчитывают полученную несущую способность и планируют дальнейшие действия.

В любом случае есть варианты для дальнейшей работы, которые помогают достигнуть желаемой прочности и технических характеристик.

Отказ сваи определяется множество показателей. Для того, чтобы расчет отказа при забивке свай был выполнен верно, то используют следующие показатели:

Процесс забивания сваи представляет собой довольно сложный комплекс действий, который должен обеспечить должное качество возводимого основания. Поэтому строители и проектировщики должны точно соблюдать многие правила.

    

Отказ сваи, что это такое, 🔨 как определяется отказ сваи и для чего

Отказом сваи называют значение, определяющее глубину погружения сваи  под ударом сваебойного молота. Отказ измеряется с точностью до 1 мм.

Оглавление:

Поскольку измерить осадку от единичного удара молотом сложно, отказ принято определять с помощью среднего значения серии из 10 ударов (залог).

Говоря простым языком отказом сваи называют ее «отказ», неспособность продвигаться далее вглубь грунта ввиду его высокой твердости (плотности).

Что такое залог сваи

Залог - это серия холостых  ударов (больше 3) молотом по свае при которых определяется средний отказ.

Если погружение сваи производится дизельным молотом, залог принято считать равным 10 ударам. Если же при забивании свай используется молоты двойного действия или вибропогружатели, залог измеряется количеством ударов в единицу времени (за 1 минуту).
В любом случае погружение сваи производится до достижения проектного значения отказа.

 

Истинный и ложный отказ сваи

Ложный отказ - отказ во время забивки свай

Истинный отказ - можно получить после отдыха (периода в течение 3-6 недель после снятия статической нагрузки на сваи).

График  зависимости роста несущей способности сваи со временем в глинистых грунтах.


Для чего нужен отказ сваи?

Расчетный отказ сваи является проектной величиной, достижение которой свидетельствует о том, что свая способна нести проектную нагрузку, и забита до проектных расчетов (до показателя так называемого проектного отказа).
Чтобы расчеты по определению несущей способности сваи были наиболее точными, в условиях полевых испытаний проводятся:

Расчет несущей способности сваи

Для расчетов используются данные, полученные в ходе геологических исследований грунтов на строительном участке.
В зависимости от фактического значения остаточного отказа -  sa , - который может быть >  или <  0,002 м, используется одна из формул определения значения предельного сопротивления сваи Fu.

Формулы расчета несущей способности сваи

формулы №18 и №19

В формуле расчета отказа используется несколько параметров, в частности:

 

Практическое применение данных об отказе свай

Величина отказа сваи, полученная в результате  расчета по формуле 18 и №19 СНИПА, является проектной.
Например, если в результате свайных работ, а именно погружения свай до проектной отметки, полученные показатели отказа свай превышают расчетные характеристики, принимается решение о необходимости их дополнительного заглубления для увеличения несущей способности.

 

Видео в тему: обрубка оголовков свай

 

Метод обрубки оголовков используется если свая дает отказ и нет возможности ее погрузить на заложенную глубину

определение залога и среднее значение при устройстве, применение

Содержание статьи:

Свайные фундаменты привлекательны возможностью использования на разных видах почв, включая пучинистые, заболоченные и иные проблемные грунты. При обустройстве основания важно правильно провести предварительные расчеты. Одним из важных параметров является отказ сваи.

Определение и необходимость залога

Понятие “залог при забивке свай” используется при расчете проектных величин. Залог сваи – это комплекс из нескольких ударов по ней (не менее четырех), производимых с помощью молотка и помогающих узнать среднее значение отказа. Количество движений зависит от типа инструмента, которым производится процедура.  Когда применяется дизельный молот, число ударов равно 10. При использовании вибрирующего погружателя или инструмента двойного действия величину измеряют количеством движений в минуту. Опору всегда погружают до тех пор, пока не будет достигнуто проектное значение. При работах необходимо контролировать вертикальность ее положения.

Расчетный отказ сваи – показатель, свидетельствующий о ее достаточной заглубленности, а также о способности выдерживать нагрузку, предполагаемую проектом постройки.

Для максимальной точности вычислений рекомендуется проводить несколько типов испытаний. Сюда относятся динамическое и статическое тестирование опорных элементов, а также изучение почвы и процедура зондирования.

Истинный и ложный отказ сваи

Выделяются два типа отказа опоры.

Ложный получается сразу же по окончании погружения до той точки, на которой ее заглубление от залога идентично проектному плану. Истинный отказ получается по истечении некоторого периода времени после того как статическая нагрузка будет удалена, а земля успеет восстановить свою структуру. Способ определения этой величины посредством ударов специального молотка, предназначенного для забивки свай, носит название динамических испытаний. Длительность перерыва варьируется в зависимости от особенностей почвы, присущих данной местности.

На время выдерживания влияют состав грунта, его влажность и плотность. В Московской области оно может варьироваться в пределах 20-40 дней. После того как почва восстановится, у опорного элемента возрастает значение несущей способности по сравнению с тем, каким оно было сразу после внедрения сваи в землю.

Формула Герсеванова для расчета отказа свай

Чтобы посчитать отказ L сваи, возникающий от единичного ударного воздействия, используется формула:

L = ((F*Эр*n)/(P(Kn*P+F*n)*Kn) * (e(q1+q)+Qn)/(q1+q+Qn)).

Величины, входящие в выражение:

В результате расчета получается значение отказа в сантиметрах. Задействованные в формуле величины массы, а также несущая способность выражаются в килоньютонах (1 кН = 102 кг). Параметр q1 используют в случае расположения установки для забивания опор над котлованом. Коэффициент е для конструкции из железобетона, снабженной наголовником и вкладкой из дерева, равен 0,2. Параметр n принимается равным 150 кН/м2.

Коэффициент надежности зависит от числа свай: чем их больше, тем меньше цифра. Для 1-5 опорных элементов значение будет равно 1,75. Если же свай больше двух десятков, берут цифру 1,1.

Расчет несущей способности сваи

Вычислить несущую характеристику Р можно, воспользовавшись следующим выражением:

P  = (yc/yq) * (0,5*F*n + √0,25*F2*n2+(F*n/e)*QH*̅((Q+0,2q)/(Q+q)))

Величина e в данной формуле – действительное значение отказа, QH – работа молотка, а Q – масса его ударного сегмента. Используемые в выражении коэффициенты yc и yq указывают соответственно на условие работы опоры и надежность. Остальные переменные обозначают те же величины, что и в предыдущей формуле.

Среднее значение при устройстве свай

Среднее значение при устройстве свай называется отказом. Определять его можно по-разному, в зависимости от способа погружения опоры в землю и применяемого при этом инструмента. Выделяют следующие величины:

Если значение опоры превысило расчетное, ее продолжают заглублять по прошествии некоторого периода ее пассивного нахождения в почве. Длительность этого интервала зависит от состава и характеристик грунта. Меньше всего он у крупнопесчаных почв, не отличающихся повышенной влажностью: в этом случае сваю оставляют на передержку минимум трое суток. Максимальный интервал устанавливается для случаев, когда опора проходит через пластичный глинистый грунт, отличающийся мягкостью или текучестью.

Практическое применение полученных данных

Если при погружении конструкции на требуемую глубину значение отказа остается слишком большим даже по окончании манипуляций, произведенных после периода выдержки, работы координируют с компанией, подготовившей проект. Ее представители могут посоветовать внести в него изменения либо провести статическое тестирование опор. Бывают случаи, когда отказный параметр устанавливают строго, а степени заглубления придается меньшее значение. Тогда допускается недобить опору (но не более, чем на 0,5 м).

Отказ сваи: понятие и расчеты

На чтение 3 мин. Просмотров 2k.

Сваи — это специальные стержни, изготовленные из металла, бетона или древесины, которые заглубляют в грунт при строительстве фундаментов различных строений.

Использование свай целесообразно в том случае, когда верхние слои грунта по разным причинам не могут являться естественным основанием, для опирания на них фундаментов от зданий.

Что такое отказ сваи?

Отказ — это средняя величина погружения забиваемого стержня в грунт в залоге за десять ударов сваебойной машиной. Данная величина измеряется в сантиметрах.

Определяется когда свая входит в очень плотный грунт, и не имея возможности дальше в него заглубляться, начинает понемногу разрушаться от ударов сваебойного механизма.

Определение

Величину отказов определяют с помощью постоянных измерений глубины погружения стержней.
Устанавливают стержни, в место погружения, и измеряют, на сколько миллиметров она заглубилась от собственного веса.

После этого опускают на неё молот и определяют глубину погружения от их общего веса. При погружении стержня, подсчитывают, сколько раз ударил молот на каждый метр опускания.

Когда забиваемая свая приближается к проектной отметке, её забивают залогами по десять ударов, глубина залога измеряется с погрешностью до 1 миллиметра.

Истинный отказ

Данный отказ имеется возможность определить не ранее чем через 6-8 недель после отдыха стержней. Это исследование считается конечным результатом. В процессе инженерных исследований, построений специальных геологических разрезов методом бурения, выявляется проектная отметка расположения свай.

При строительстве нужно стараться выходись на эту отметку, то есть расчётный отказ свай должен совпадать с реальным.

Ложный отказ

В процессе погружения стержня в результате её вдавливания в грунт происходит уплотнение некоторого объема почвы вокруг сваи.

Это затрудняет процесс устройства фундаментов, и измерения погружения стержней становятся не точными. Это явление называется ложным отказом сваи.

Для чего нужен отказ сваи?

Расчётный отказ – величина сугубо проектная. При достижении данной величины свая погрузится до определённой отметки и сможет нести определённую нагрузку. Фактический отказ сваи нужен для того чтобы сравнивать его с расчётным отказом.

Расчёт несущей способности сваи

Для расчёта несущей способности свай сначала проводят всевозможные испытания:

Расчёт производится согласно СНИП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Формула расчёта

Где:

Применение расчётов на практике

Применение расчётов на практике очень важная задача для рационального использования материалов, а также соблюдения требований безопасности строительного производства.

Если применить материалы недостаточной прочности, то можно не получить заявленные эксплуатационные характеристики фундаментов. При необоснованном применении более массивных конструкций в результате получим значительный перерасход средств.

Устройство свай — это довольно сложная и трудоемкая процедура, к которой нужно подходить очень серьёзно. Пренебрежение к расчётам может обернуться неприятными последствиями. Самое оптимальное решение при выборе такого типа фундаментов это обратиться к профессионалам.

Отказ сваи: расчет, состояние ложного отаза

Ложный и истинный отказ сваи

При выполнении работ на глинистом или песчаном грунте может случиться так, что в процессе погружения сваи происходит уплотнение грунта за счет объёма, выдавленного ею. И если сразу после остановки механизма снять показания, можно получить значение ложного отказа.

Чтобы снять правильный результат, процесс останавливают на некоторое время. По истечении этого срока снова производят измерения. Полученный таким образом показатель называют истинным значением.

Чтобы понять, почему два полученных значения будут отличаться друг от друга, важно знать процессы, которые происходят в грунте в период покоя. За это время проходит процесс восстановления, он включает в себя возврат почвы в прежнюю структуру и плотность

Количество времени, отводимое под отдых почв, зависит от типа влажности грунта.

Размеры свай разного вида

Помимо геологических условий и конструктивных особенностей возводимых зданий глубина заложения свайного основания зависит и от типа опор.

Винтовые

Винтовые сваи

Для определения параметров опор оснований под легкие постройки небольших размеров иногда достаточно поверхностного анализа на участке. Если в самом низком месте строительной площадки на глубине до 50 см встречается глинистый или песчаный грунт повышенной плотности, то длина винтовых свай должна быть не менее 2 м. В других условиях производят расчет, учитывая уровень промерзания почвы.

К примеру, для строительства различных объектов в Подмосковье чаще всего используют винтовые сваи длиной 2-3 м. Конструктивные элементы небольшого диаметра востребованы при возведении заборов и беседок, а аналогичные изделия значительного сечения применяют для сооружения частного дома в несколько этажей.

Буронабивные

Они заливаются в предварительно подготовленные скважины, количество и расположение которых определяется проектом здания и технической документацией. Глубина бурения зависит от вида опор, которые могут быть без уширения, с корневидным основанием или уширенной пятой. При выборе конструкции определенного вида учитывают характеристики почвы и воздействующие на фундамент нагрузки.

Буронабивные сваи

Длина буронабивной сваи в грунте должна составлять не менее 3 м от подошвы ростверка или поверхности земли. Если используют конструкции без уширения, то их заглубляют в опорный пласт минимум на 1 м. Погружение опор в связный грунт с уширенной пятой не может быть менее 2 м или величины ее диаметра. Если строительство проводится на участках с погребенным слоем торфа, то конец свай располагают на 2 м ниже.

Диаметр стволов буронабивных опор определяется их длиной и высотой дома, и составляет:

Прочность свай размером от 15 до 30 м обеспечивается за счет стволов диаметром 600 мм.

Забивные

В зависимости от вида используемых материалов забивные сваи бывают деревянными, металлическими или железобетонными. Конструкции из дерева или металла перед погружением обрабатывают защитными составами. Посмотрите видео, как монтируют забивные сваи.

Минимальная длина железобетонных опор не превышает:

Стандартный размер может составлять от 3 до 16 м. Если глубина установки железобетонных опор предполагает значительное расстояние от поверхности до точки опоры, то используют составные сваи и комбинированный способ монтажа.

Разновидность свай

Сваи из железобетона

Разновидность свай зависит от нескольких параметров:

При подготовке работ по монтажу свайной конструкции необходимо учитывать ряд факторов:

Какие ошибки могут возникнуть при монтаже свай

При самостоятельном монтаже свай могут возникнуть серьёзные ошибки. Чтобы не допустить этого следует разобраться, где могут возникнуть проблемы.

Первое на что требует обратить внимание – неправильное расположение. Необходимо, чтобы установка произошла конкретно по намеченной линии схемы размещения фундамента

То есть, сваи могут быть расположены не по прямой, а отклонены влево или вправо от оси. Неправильное размещение может привести к неравномерному распределению нагрузки и дальнейшему проседанию или перекосов здания. Следующая ошибка – это отклонение вертикального положения монтируемой конструкции. Если стержень накренился даже на маленький угол относительно вертикальной оси, то это грубое нарушение. Такую ошибку исправить при дальнейшем погружении невозможно.Вертикальность расположения конструкции необходимо контролировать постоянно, начиная с первого этапа и до точки упора.

Самостоятельный монтаж сваи

Допустимое отклонение сваи по вертикали до 2 градусов. В ином случае ошибка размещения приведёт к шаткости конструкции, что вызовет потерю её жёсткости.

Пример расчета

Чтобы лучше понять принцип выполнения вычислений, стоит изучить пример расчета. Здесь рассматривается одноэтажное здание из кирпича с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании предполагается наличие двух перекрытий. Оба изготавливаются из железобетона толщиной 220 мм. Размеры дома в плане 6 на 9 метров. Толщина стен составляет 380 мм. Высота этажа — 3,15 м (от пола до потолка — 2,8 м), общая длина внутренних перегородок — 10 м. Внутренних стен нет. На участке найдена тугопластичная супесь, пористость которой — 0,5. Глубина залегания этой супеси — 3,1 м. Отсюда по таблицам находим: R = 46 тонн/кв.м., fin = 1,2 тонн/кв.м. (для расчетов среднюю глубину принимаем равной 1 м). Снеговая нагрузка берется по значениям Москвы.

Сбор нагрузок делаем в форме таблицы. При этом не забываем про коэффициенты надежности.

Вид нагрузки Расчет
Стены из кирпича периметр стен = 6+6+9+9 = 30 м; площадь стен = 30 м*3м = 90 м2; масса стен = (90 м2* 684)*1,2 = 73872 кг
Перегородки изготовленные из гипсокартона не утепленные высотой 2,8 м 10м*2,8*27,2кг*1,2 = 913,92 кг
Перекрытие из ж/б плит толщиной 220 мм, 2 шт. 2шт*6м*9м*500 кг/м2 *1,3 = 70200 кг
Кровля 6 м*9 м*60 кг*1,2 /соs30ᵒ (уклон крыши) = 4470 кг
Нагрузка от мебели и людей на 2 перекрытия 2*6м*9м*150кг*1,2 = 19440 кг
Снег 6м*9м*180кг*1,4/cos30° = 15640 кг
ИТОГО: 184535,92 кг ≈ 184536 кг

Предварительно назначаем ростверк шириной 40 см, высотой 50 см. Длину сваи — 3000 мм, D сечения = 500 мм. Используем примерный шаг свай 1500 мм. Чтобы рассчитать общее количество опор нужно 30 м (длину ростверка) поделить на 1,5 м (шаг свай) и прибавить 1 шт. При необходимости значение округляется до целого числа в сторону уменьшения. Получаем 21 шт.

Площадь одной сваи = 3,14 • 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 2 • 3,14 • 0,5 = 3,14 м.

Найдем массу ростверка: 0,4м • 0,5 м • 30 м • 2500 кг/куб.м.• 1,3 = 19500 кг.

Найдем массу свай: 21 • 3 м • 0,196 кв.м. • 2500 кг/куб.м. • 1,3 = 40131 кг.

Найдем массу всего здания: сумма из таблицы + масса свай + масса ростверка = 244167 кг или 244 тонн.

Для расчета потребуется нагрузка на пог.м ростверка = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Расчет свай. Пример

Находим допустимое нагружение на каждый элемент по формуле указанной ранее: P = (0,7 • 46 тонн/кв.м. • 0,196 кв.м.) + (3,14 м • 0,8 • 1,2 тонн/кв.м. • 3 м) = 15,35 т. Шаг свай принимается равным P/Q = 15,35/8,1= 1,89 м. Округляем до 1,9 м. Если шаг получается слишком большим или маленьким, нужно проверить еще несколько вариантов, меняя при этом длину и диаметр фундаментов.

Для каркасов применяются пруты D = 14 мм и хомуты D = 8 мм.

Расчет ростверка. Пример

Нужно посчитать массу здания без учета свай. Отсюда М = 204 тонн. Ширина ленты принимается равной М / (L • R) = 204/ (30 • 75) = 0,09 м. Такой ростверк использовать нельзя. Свесы стен кирпичного здания с фундамента не должны превышать 4 см. Ширину назначаем конструктивно 400 мм. Высота остается равной 500 мм.

Армирование ростверка свайного фундамента:

Выполнение расчетов займет определенный промежуток времени. Но с их помощью можно сберечь деньги и время в процессе строительства.

Также вы можете рассчитать фундамент при помощи онлайн калькулятора. Просто нажмите на ссылку Расчет фундамента столбчатого типа и следуйте инструкциям.

Контроль качества установки свай

Качество монтажа свайной несущей конструкции следует контролировать во время всего процесса проведения работ. На него влияет:

Из всех перечисленных областей нестандартным является последняя. Для выполнения этого контроля применяют два метода: статистический и динамический. Для набивных – только статистический.

Статистический способ

Измерение отказа свай гидравлическим прессом

Статистический способ контроля несущей способности применяют после выполнения работ по монтажу свайной конструкции, перед началом проведения дальнейших работ по строительству будущего здания. Для этого необходимо нагружать конструкцию определённым грузом или обеспечить давление на неё, используя гидравлический пресс до момента появления незначительного движения.

По оказанному усилию делают вывод о несущей способности сваи. Этот метод является достаточно надёжным, но требует больших усилий и траты времени (от 4 до 12 суток). Поэтому в основном он применяется для контроля качества буронабивных свай.

Динамический способ

Динамический способ – это условное оценивание несущей способности свайных стержней по показателю отказа. Для его определения используют разные способы. Например, применение отказомера – прибора со шкалой с передвигающимися вдоль него указателями. Этот прибор располагают прямо на грунт или прикреплять на сваю. В период углубления сваи сдвигается один из стержней. Положение его указывает значение остаточного отказа. Во время незначительного обратного движения сваи второй указатель перемещается вверх и указывает значение упругого отказа.

Отклонение шпунта

Установленные шпунты

Рассмотрим теперь, какие существуют отклонения шпунта и способы их устранения.

Веерность – это отклонение шпунта от вертикального уровня в плоскости створа. Веерность с наклоном вперёд обычно возникает при забивке одного шпунта или нескольких сразу на полную глубину. Она увеличивается с забиванием каждого последующего шпунта. Для устранения отклонения веерности необходимо механизм забивки смещать от центра тяжести погружаемого шпунта в противоположную сторону отклонения на 10–20% от ширины шпунта. При небольших отклонениях устранить веерность можно оттягивая шпунт во время его углубления в противоположную сторону направления отклонения. Если его показатель превышает допуски, то устранение его происходит с помощью применения клиновидных шпунтов. Клиновидность шпунта (отношение разности ширины нижней и верхней части к её длине) должна составлять до 0,5%.

Уход из створа – это отклонение от вертикального уровня в плоскости перпендикулярной створу.Обычно возникает при недостаточном отслеживании вертикального уровня размещения шпунта. Это может произойти ещё на начальной стадии закладки, когда его длина над нулевым уровнем достаточно большая. Причины увлечения шпунта от его вертикально положения могут быть разные. Это недостаточная жёсткость направляющего устройства, давление троса от крана на верхний конец шпунта в горизонтальном направлении или же в элементарном присутствии в грунте каких-либо препятствий. Если это отклонение не превышает проектной нормы, то выправить его можно при погружении последующих шпунтов путём оттягивания тросом в противоположную отклонению сторону. Если же превышает допуск, то его следует убрать и произвести погружение заново, соблюдая все уровни

Отклонение шпунта по уровню погружения

Вертикально погруженный шпунт

Уход шпунта ниже проектной отметки из-за погружения смежного шпунта возникает при углублении соседнего шпунта из-за большого сопротивления в замке. Чтобы предотвратить такое отклонение, необходимо соединить между собой с помощью сварки или соединительных болтов ранее погружённые шпунты до проектной отметки. Погружение шпунта на недостаточную глубину из-за возникающих препятствий в грунте или сильного трения в замках. Способ устранения такого отклонения заключается в поднятии нескольких погружённых шпунтов на 0,5–0,8 м и обратном их погружении на необходимую глубину. Если же причина обусловлена наличием постороннего предмета, то углубление проблемного шпунта следует прекратить и перейти к погружению последующих конструкций. После успешного их погружения, возвращаемся к проблемному шпунту и погружаем по направляющим его двух соседних шпунтов.

Обзор технологии погружения забивных опор

Технология погружения опоры в грунт зависит от стойкости оголовка сваи, а также от ее длины и габаритов поперечного сечения.

И в большинстве случаев работы по забивке свай основаны на следующих технологических приемах:

Словом, приемов погружения, упоминаемых в СНИП на забивку свай, достаточно много и каждая технология  обладает своими достоинствами и недостатками. И поскольку нас интересует именно забивка опор, то далее по тексту мы рассмотрим лишь технологию погружение ударом.

Погружение ударом: обзор процесса

Заглубление опоры в грунт под действием ударной нагрузки практикуется на строительных площадках, удаленных от жилых кварталов. Ведь эту «нагрузку» генерирует многотонный (масса от 2 000 до 12 000 килограмм) молот для забивки свай, падающий на оголовок сваи со значительной высоты.

Причем сам молот, а точнее его боек, монтируется (на правах насадки) на гусеничный кран или экскаватор тросового или гидравлического типа.

Энергия (нагрузка) транслируемая молотом на оголовок сваи высчитывается по формуле:

Е= 0,4Qh

Под Q в этом случае понимают массу «бойка» молота, а под h – высоту подъема бойка перед падением на оголовок.

Таким образом, чем массивнее молот и выше высота его подъема, тем больше энергия, которую генерирует машина для забивки свай.

Технологическая карта на забивку свай

Сам процесс забивки опоры ударом выглядит следующим образом:

Ударная забивка сваи завершается только после достижения особого состояния – отказа опоры, который препятствует дальнейшему погружению сваи в грунт.

Достоинства и недостатки «ударного» погружения

Основное достоинство ударного погружения – это высокая скорость заглубление опоры в грунт. Действительно мощные молоты вбивают сваю за считанные минуты, проталкивая опоры в почву с весьма приличной скоростью (от 0,7-1 м/мин до 5 м/мин).

И если с первым отрицательным качеством можно справиться, срубив разрушенную часть опоры, то второй недостаток – неустраним. К тому же, копры для забивки свай генерируют достаточно сильную вибрацию в грунте. Поэтому ударную забивку следует практиковать подальше от уже построенных фундаментов или инженерных коммуникаций.

Как оформляется отказ сваи при забивке

Чтобы обеспечить правильное направление сваи, первые удары производят с ограничением энергии удара.

Затем энергию удара молота постепенно увел-ют до макс-ной.

От каждого удара свая погружается на опр-ную величину, кот-я ум-ется по мере углубления.

В дальнейшем наступает момент, когда после каждого удара свая погружается на одну и ту же величину. Погружение свай произв-ся до проектной отметки, поэтому не могут не доходить до проектной отметки. Допускается недопогружение до 10% от длины сваи.

Общее кол-во недопогруженных свай- 10-15% от общего кол-ва. Отказ – величина погружения сваи за один удар. При этом факт-кий отказ не должен превышать расчетного (контр-ого) значения.

Динамические испытания свай с определением упругого отказа

Разность величин погружения свай на максимальную глубину и остаточного отказа называют упругим отказом.

Геометрические параметры сваи: длина 35 метров, диаметр ствола 325 мм, для обустройства одного из объектов месторождения нефтегазовой отрасли.

Характеристики могут задаваться на основе данных статического зондирования или на основе табличных данных (сводная таблица физико-механических свойств грунтов).

Новости ООО «Базис»

При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля. В данном случае под острием сваи образуется переуплотненное ядро, а вдоль ствола сваи за счет отжатия (миграции) воды возникает «сухое» трение.

Отток воды от источника колебаний в песчаных грунтах связан с хорошей фильтрующей способностью песков.

В результате свая перестает погружаться, отказ сваи становится равным нулю. Для увеличения отказа сваи ей необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней.

За это время в околосвайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается. В результате сваю можно дальше добивать до проектной отметки погружения, т.к. При погружении свай через водонасыщенные глинистые

Поэтому нельзя просто так приехать на участок и забить сваи, на которых позже начать работы предварительно не рассчитав особенности почвы и другие технические моменты.

Без предварительных расчетов ваши сваи могут уйти под землю.

После этого можно определить среднее значение данной величины. Если используется молот для расчета величины залога, то требуется всего лишь 10 ударов молота.

Если используются вибропогружатели или вдавливающие устройства, то залог определяется по единицам времени. Любые действия со сваи должны проходить до полного отказа стержня опускаться глубже. Ложный отказ. На практике мы можем убедиться, что в процессе забивки сваи случаются остановки.

Понятие несущей способности свай

Не соблюдение выше указанных условий, может вызвать разного рода разрушения в железобетонной свае.

Так на ниже представленной фотографии показаны основные дефекты, которые могут образовываться на сваи в момент погрузо-разгрузочных работ и при забивке. Основные дефекты, которые могут образовываться в сваи в момент погрузо-разгрузочных работ и при забивке.

4.2 Пример расчета

Условие: Фундаменты здания запроектированы свайные. Сечение свай 25х25 см, длина 5 м, несущая способность сваи 200 кН. Определить контрольный отказ свай при их забивке трубчатым дизель-молотом воздушного охлаждения С-859 А. Масса наголовника 50 кг.

Расчет: Используя выражение /7/ величина отказа:

0,06 м > 0,002 м, следовательно расчет удовлетворительный,

где: А = 0,25* 0,25 = 0,0625 м2, – площадь по наружному контуру

поперечного сечения сваи;

Fd = 0,9 * 18 * 2,8 = 45,36 кДж – расчетная энергия удара молота.

Технические характеристики молота – по табл. 2 приложения 1.

m2 = m2′ + m2′′ = 0,25 * 0,25 * 5 * 2,5 т/м3 + 0,05 = 0,83 т,

где: m2′ – масса сваи;

2,5 т/м3 – объемная масса железобетона;

m2′′ = 0,05 т – масса наголовника.

Литература

  1. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты /Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстрой СССР 1986 – 48 с.

  1. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты /Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1989 – 128 с.

  1. Технология строительного производства. Учебник для ВУЗов /Л.Д. Акимов и др. Под ред. Г.М. Бадьина, А.В. Мещанинова. 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1987, 606 с.

  1. Современные проблемы свайного фундаментостроения в СССР /Бартоломей А.А. и др. – Пермь: Пермский политехнический институт, 1988 – 149 с.

  1. Свайные работы /М.И. Смородинов и др.; Под. ред. М.И. Смородинова – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1988. – 223 с.: ил. — /Справочник строителя/.

Приложение а Основные технические характеристики молотов

Таблица 1 – Паровоздушные молоты

Показатель

Марка молота простого действия

МПВП-3000

МПВП-4250

МПВП-6500

МПВП-8000

МПВП-12000

Наибольшая высота подъема цилиндра, мм

Энергия одного удара, кДж

Масса: ударной части, кг

общая, кг

1250

37,50

3000

3267

1250

43,20

4250

4528

1250

89,70

6500

6811

1250

110

8000

8695

1250

12000

Показатель

Марка молота одиночного действия

СССМ-570

С-276

СССМ-680

С-811А

С-812А

Наибольшая высота подъема ударной части, мм

Энергия одного удара, кДж

Масса: ударной части, кг

общая, кг

1500

27

1800

2700

1300

39

3000

4150

1370

82

6000

8650

1370

82

6000

8200

1370

100

8000

11000

Показатель

Марка молота двойного действия

С-35

С-32

СССМ-708

С-232

С-977

Энергия одного удара, кДж Наибольшая высота подъема ударной части, мм

Масса: ударной части, кг

общая, кг

10,85

450

614

3767

15,90

525

655

4095

11,20

406

680

2363

18

508

1130

4650

17…27

460

2250

5200

Таблица 2 – Дизель-молоты

Показатель

Марка штангового молота

СП-60

СП-65

С-268

С-330

С-330 А

Наибольшая энергия удара, кДж

Максимальная высота подъема ударной части, м

Масса: ударной части, кг

общая, кг

1,75

1,3

240

350

18,8

2,4

2500

4220

16,0

2,1

1800

3100

20,0

2,3

2500

4200

20,0

2,5

2500

4500

Показатель

Марка трубчатого молота

с воздушным охлаждением

С-859

С-949А

С-954А

С-977А

Наибольшая энергия удара, кДж

Масса ударной части, кг

молота, кг

Наибольшая высота подъема, мм

31,4

1800

3500

3000

42,7

2500

5800

3000

59,8

3500

7300

3000

88,3

5000

9000

3000

Показатель

Марка трубчатого молота

с водяным охлаждением

С-995А

С-996А

С-1047А

С-1048А

СП-54-1

Наибольшая высота подъема ударной части, мм

Наибольшая энергия удара, кДж

Масса: ударной части, кг

общая, кг

3000

22

1250

2600

3000

31,4

1800

3650

3000

42,7

2500

5600

3000

59,8

3500

7650

3000

88,3

6000

10000

Стоимость забивки свай

В завершении немного о том, сколько стоит забить сваю и из чего формируется стоимость.

Цена складывается из следующих параметров:

Ориентировочные цены приведены в таблице.

Таким образом, забивка свай является единственным способом устройства свайного железобетонного фундамента.

С этим читают

ОТКАЗ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА И РЕМОНТ

Свайный фундамент - широко используемый глубокий фундамент для сложных геологических условий с различными условиями нагрузки, особенно для фундамента с мягким грунтом. Свайный фундамент имеет большую несущую способность, устойчивость скважины и небольшую дифференциальную осадку по сравнению с другими типами фундаментов. Но свайные основания также могут быть повреждены и выходить из строя, особенно во время землетрясений.

Рис: Разрушение свайного фундамента

Разрушение свайного фундамента может произойти по любой из следующих причин:

  1. Отсутствие должной расточки
  2. Неточная классификация почв
  3. Мягкие пласты под вершиной ворса
  4. Неадекватная формула вождения (неверные данные)
  5. Неправильный размер молотка приводит к недостаточному проникновению, слишком легкому или повреждению, если он слишком тяжелый
  6. Неправильная интерпретация нагрузки
  7. Облицованные сваи повреждены
  8. Устойчивость свай
  9. Разрушение свай
  10. Вибрация, вызывающая боковое или вертикальное перемещение
  11. Течет пласт, вызванный примыкающей выемкой или оползанием берега
  12. Разрушение бетонной сваи при растяжении из-за отсутствия арматуры
  13. Эксцентриситет из-за перекоса или падения с отвеса
  14. Распад из-за понижения уровня грунтовых вод
  15. Атака и коррозия насекомых и морских бурильщиков
  16. Разрушение бетона из-за низкого качества бетона или реактивного заполнителя
  17. Обрушение тонкой оболочки сваи
  18. Избыточный вес из-за засыпки земли.

Средства предотвращения разрушения свайного фундамента:

  1. Ранний ремонт, например облицовка или замена
  2. Снятие частичной нагрузки
  3. Основа

Подробнее о свайных фундаментах

.

Полевые испытания и упрощенный метод расчета для статической буровой узловой сваи

Для изучения несущих характеристик нового типа статического бурового узлового фундамента (SDRN), который состоит из сваи PHC, бамбуковой сваи и цементного грунта , были проведены полевые испытания трех свай путем установки датчиков внутреннего напряжения арматуры для сбора данных испытаний. Результаты испытаний показывают, что сваи SDRN находились в упругом состоянии и кривые осадки-нагрузки медленно менялись до достижения предельной прочности.По мере увеличения нагрузок на головку сваи трение вала сваи постепенно увеличивалось, а осевые силы постепенно уменьшались по глубине сваи. С учетом взаимодействия сваи, цементных грунтов и окружающих грунтов предложен упрощенный метод расчета осадки и несущей способности свай SDRN. При соответствующих параметрах результаты расчетов, полученные по предлагаемой методике, сравнивались с данными натурных экспериментов, что свидетельствует о приемлемых соглашениях; Таким образом, можно сделать вывод, что применимость и прогностическая способность предложенного метода были проверены.

1. Введение

Благодаря преимуществам с точки зрения экономики и высокой скорости забивки по сравнению с буронабивными сваями, предварительно напряженные пустотные бетонные сваи (PHC) в последнее время широко используются в глубоких мягких грунтах в Китае. Тем не менее, трение вала сваи PHC всегда невелико при использовании в мягких грунтах, в результате чего легко достигается конечное несущее состояние, а затем возникают большие осадки. Процесс строительства сваи PHC оказывает сильное сдавливающее действие на окружающую инфраструктуру и почвы [1, 2].Как новый тип сборных железобетонных свай, бамбуковые сваи широко используются для эффективного улучшения несущих свойств фундаментов. Тем не менее, аналогичные проблемы, связанные с упомянутыми выше сваями PHC, также возникали в процессе строительства бамбуковых свай. Благодаря незначительному сдавливающему эффекту в процессе строительства статическая буровая узелковая свая (SDRN) получила широкое распространение в глубоких мягких грунтах провинции Чжэцзян в Китае. Сделан вывод, что статическая буровая узелковая свая (SDRN) впервые была использована в Японии, а затем внедрена в Китае [3, 4]; Свая SDRN состоит из сваи PHC, бамбуковой сваи и окружающих цементированных грунтов.Метод статического бурения с укоренением является новым и экологически безопасным, он оказывает незначительное влияние на окружающие фундаменты и значительно снижает выбросы бурового раствора [4–6]. Процесс строительства можно резюмировать следующим образом: (1) Бурение скважины: установите буровой станок в проектное положение и просверлите сваю с помощью специального шнека с регулируемой скоростью бурения в соответствии с геологическими условиями. В процессе бурения скважина ремонтируется и защищается путем закачки бентонитовой суспензии с высоким содержанием воды.(2) Расширяющийся конец сваи: используемый здесь буровой станок специально изготовлен с расширяемым крылом, которое увеличивает диаметр на дне отверстия для заливки увеличенного основания сваи; весь процесс контролируется системой автоматического управления. (3) Заливка цементного раствора на конце сваи и со стороны ствола сваи: многократное поднятие и опускание бурового станка во время процесса затирки, чтобы цементная паста вводилась в основание расширяющейся лунка и зацементированный грунт успешно формируется.Заливка цементного раствора со стороны сваи: извлечение бурового раствора и заливка цементного раствора со стороны сваи вдоль отверстия и многократное перемешивание при извлечении бурового станка. (4) Посадка: установка сваи в отверстие, заполненное цементным раствором, после бурения машина вытащена. Весь процесс контролируется, чтобы гарантировать, что свая остается вертикальной и достигает заданной глубины. Процесс строительства статической буровой узловой сваи также показан на Рисунке 1.


Для изучения несущих характеристик статической буровой сваи с корневой системой при вертикальной нагрузке были проведены полномасштабные разрушающие и неразрушающие полевые испытания на трех статических буровых установках. сваи были вынесены.Испытанные сваи были прикреплены тензодатчиками для исследования механизма передачи нагрузки статических буровых корневых свай. Расчетные нагрузки и распределение осевых сил были получены в результате полевых испытаний, что свидетельствует о важных несущих характеристиках этого свайного фундамента нового типа.

Для оценки осадки свай и моделирования механизма передачи нагрузки между стволом сваи и окружающим грунтом были предложены различные методы прогнозирования несущей способности и осадки свайного фундамента при вертикальных нагрузках в течение последних нескольких десятилетий.Однако считается, что исследования методов расчета этой сваи нового типа (SDRN) далеко отстают от инженерной практики. Многие исследователи предложили упрощенные аналитические методы, учитывающие относительное смещение между стволом сваи и окружающим грунтом [7–10]. Используя функции передачи нагрузки для описания поведения взаимодействия сваи и грунта, метод передаточной функции был предложен для описания механизма передачи нагрузки Сидом и Ризом [11] и позже был расширен многими другими исследователями [10, 12, 13].Несмотря на то, что вышеупомянутые методы имеют много преимуществ в анализе механизма осадки и передачи нагрузки для одиночной сваи, они не подходят для этой композитной сваи нового типа (SDRN) и не применимы из-за взаимодействия между сваей PHC и бамбуковой совместной сваей окружающие почвы и цементный грунт. Что касается сложного механизма взаимодействия между сваями и окружающими грунтами, наиболее надежным методом оценки реакции одиночной сваи на вертикальные нагрузки должно быть испытание статической нагрузки на сваи в масштабе поля.Тем не менее, высокая стоимость и трудоемкость являются проблемами, вызванными статическими нагрузочными испытаниями свай на месте. Между тем, упрощенные методы, позволяющие быстро оценить несущие характеристики одиночной сваи этой сваи нового типа (SDRN), а также нелинейность между цементным грунтом и окружающим грунтом, редко доступны в инженерной практике. Цель данной статьи - получить лучшее представление о поведении статической буровой узловой сваи (SDRN) на основе анализа полевых испытаний и предложить упрощенный метод расчета для прогнозирования несущей способности и осадки для этой сваи нового типа. с учетом взаимодействия сваи, цементных грунтов и окружающих грунтов.Проведенный сравнительный анализ результатов расчетных и полевых испытаний показал, что предлагаемый метод достаточно точен для прогнозирования поведения свайного фундамента нового типа.

2. Полевые условия и описание испытательной сваи

Три статические буровые узловые сваи были испытаны в полевых условиях, и датчики напряжения арматуры, используемые для измерения напряжения арматуры в арматурном каркасе, были встроены в сваи во время производственного процесса в мастерской, и хорошая защита была получена во время строительства, как показано на рисунке 2.Измерители напряжения арматурных стержней были расположены на 1,5 м, 18 м, 28 м, 39 м, 46,5 м и 53,5 м ниже головки испытательных свай, соответственно, и каждая позиция закладной секции имела набор из четырех датчиков, как показано на рисунке. 3 (а).


Для оптимальной конструкции в испытательных сваях использовалась композитная свая, сочетающая в себе сваю PHC в верхней части с соответствующим бамбуковым соединением сваи в нижней части, как показано на рисунке 3 (b). Размер узловых свай, использованных в полевых испытаниях, составлял: 650–500 (100) мм в нижней части статической буровой узловой сваи на 15 м и 600 (110) мм в верхней части сваи на 40 м.Детальное значение типа 650-500 (100) мм состоит в том, что внешний диаметр бамбукового соединения в свае составляет 650 мм, внешний диаметр остальных частей составляет 500 мм, а толщина стенки сваи составляет 100 мм. 600 (110) мм означает, что внешний диаметр сваи составляет 600 мм, а толщина стенки трубной сваи составляет 110 мм. Подробное значение вышеуказанных размеров также показано на Рисунке 3 (b).

Полевые испытания были проведены в Шанхае, Китай, и на том же участке были испытаны три статические буровые сваи с узловатой корневой системой.Геотехнические свойства и параметры полевого грунта показаны в таблице 1.


Количество слоев Название слоя почвы Высота нижнего слоя слоев (м) Толщина слоя почвы (м) Удельное сопротивление пробиванию (м) Значение предельного сопротивления трению стороны сваи (кПа) Предельное сопротивление трению конца сваи (кПа)

①-1 Разное заполнить 1.09 1.09 15
②-1 Илистая глина −0,31 1,4 0,65 40
②-3 Песчаная илистая почва −3,61 3,3 2,75 15
Глина илистая илистая −7,51 3,9 0,46 25
Глина грязная −17.04 9,53 0,61 40
⑤-1 илистая глина −25,41 8,37 1,04 55
⑤-3 илистая глина с ил −36,11 10,7 1,63 65
⑤-4 Ил −38,41 2,3 2,13 65
Глина ил −42.31 3,9 4,28 65
⑧-1 Илистая глина −47,21 4,9 2,01 60
⑧-2 илистая почва с прослоями с илистой глиной −55,17 7,96 7,04 80 3500
Ил - 15,21 110 8500

Полевые испытания проводились в соответствии с методом медленной поддерживающей нагрузки, описанным в Китайском техническом кодексе по испытаниям свай фундамента зданий [14].Нагрузка создавалась за счет реакции домкратов на вершину сваи и постепенно увеличивалась. Величина нагрузки на каждом этапе была выбрана равной 1/8 ~ 1/12 максимальной расчетной нагрузки для испытания, а величина первой ступени нагрузки была вдвое больше, чем на последующих ступенях нагрузки. На каждом шаге нагрузки, оседание головы сваи регистрировалось после приложения нагрузки и сохранялось в течение 5, 15, 30, 45 и 60 мин. В дальнейшем оседание регистрировалось каждые 30 мин. Каждое приращение нагрузки сохранялось после нагрузки до тех пор, пока два последовательных смещения в течение каждого часа не стали меньше нуля.1 мм. Испытание на разгрузку было выполнено путем уменьшения нагрузки с приращениями, которые в два раза превышают приращения нагрузки. Эти требования были основаны на типовых критериях, рекомендованных Техническим кодексом Китая по испытаниям свай фундамента [14]. Испытанные противодействующие силы сваи обеспечивались реактивной рамой перегрузки и системой измерения гидравлического домкрата. Система испытаний на статическую нагрузку для свайного фундамента была адаптирована для измерения и сбора данных с датчиков напряжения арматуры.

Диаметр скважины составляет 750 мм для трех испытательных свай.Диаметр расширения у основания сваи составляет 1200 мм, а длина расширения составляет 2750 мм для трех испытанных свай. В процессе строительства бурения скорость бурения долота автоматически контролируется системой автоматического мониторинга по собранным данным автоматических устройств. Подробные параметры испытанных свай показаны в Таблице 2.


Испытанная свая Длина сваи (м) Диаметр сваи (мм) Максимальная прилагаемая нагрузка сваи (кН ) Осадка головки сваи (мм) Смещение оголовка сваи (мм) Остаточная осадка (мм) Скорость восстановления (%)

S-1 55 600 (650–500) 10000 73.49 46,53 26,96 63,3
S-2 55 600 (650–500) 8000 81,88 55,72 26,16 68,1
S-3 55 600 (650–500) 9600 24,01 21,51 2,50 89,6

Скорость бурения (м / мин) Толщина обрабатываемых слоев почвы буровой конструкции (м)
0–20 20–42 42–47 47–52 52–55

Сваи испытательные S-1 0.92 0,78 0,10 1,41 0,60
S-2 0,99 0,61 0,29 1,60 1,45
S-3 0,61 1,22 0,13 1,50 0,61

3. Результаты испытаний статической нагрузкой
3.1. Реакция на смещение нагрузки сваи

Предельная несущая способность одиночной сваи может быть определена как нагрузка при быстром увеличении смещения в головке сваи при постоянной нагрузке.Разрушение пробивки обычно связано с оседанием головы сваи, которое намного превышает допустимый диапазон для проектных норм. Если точка погружения не ясна, предельную нагрузку можно получить путем анализа кривой «нагрузка-перемещение». Кривая «нагрузка-смещение» является полезным инструментом для определения предельной несущей способности одиночной сваи при нагрузке сжатия. Испытания вертикальной сжимающей статической нагрузки были выполнены через 45 дней после установки испытываемых свайных конструкций с применением метода медленной нагрузки на техническое обслуживание в соответствии с Китайским техническим кодексом по испытаниям свай фундамента здания [14].Кривые нагрузка-оседание для трех испытанных свай показаны на рисунке 4.


Из рисунка 4 видно, что испытательная свая S-1 нагружена до 8800 кН, а совокупная осадка составляет 36,65 мм и стабильна. . Приложенная нагрузка продолжает увеличиваться до 9600 кН, а кривые осадки испытательной сваи S-1 резко падают. Предел несущей способности испытательной сваи С-1 определен как 8800 кН. Испытательная свая S-2 нагружена до 8000 кН, а совокупная осадка - 24.01 мм и стабильна, поэтому предельная несущая способность испытательной сваи С-2 составляет не менее 8000 кН. Испытательная свая S-3 нагружена до 8800 кН, а совокупная осадка составляет 35,70 мм и устойчива. Приложенная нагрузка на головку сваи S-3 затем продолжает увеличиваться до 9600 кН, и кривые осадки испытательной сваи S-3 также показывают резкое падение, как и испытательная сваа S-1, и предельная несущая способность испытательной свая S-3 также определена на 8800 кН.

После испытаний на статическую нагрузку испытательные сваи начинают разгружаться, и кривые разгрузки-перемещения также показаны на рисунке 4.Остаточные осадки для испытанных свай S-1, S-2 и S-3 составляют 26,96 мм, 2,50 мм и 26,16 мм соответственно, а показатели отскока для трех вышеуказанных испытанных свай составляют 63,3%, 89,6% и 68,1% соответственно.

3.2. Осевые силы и боковое трение испытательных свай

Как упоминалось выше, испытанные сваи оснащены датчиками напряжения арматурных стержней, и средние осевые усилия испытываемых свай могут быть рассчитаны на основе измеренной частоты вибрации датчика напряжения в поперечном сечении. используя следующее уравнение: где - осевое усилие сваи в расчетном сечении, - модуль упругости бетона, - модуль упругости стального стержня, - площадь чистого поперечного сечения бетонной сваи без учета площади сечения арматуры, общая площадь арматуры в сечении сваи, - деформация, которая рассчитывается по следующему уравнению: где - коэффициент скорости (кН / Гц 2 ), - измеренное значение частоты при нагружении и ступени, - начальная частота встроенных датчиков, - площадь одиночного армирования.Распределение осевых усилий сваи на датчиках заделки секций может быть получено с помощью приведенных выше уравнений (1) и (2), показанных на Рисунке 5.

Из Рисунка 5 видно, что осевые силы трех испытанных сваи постепенно уменьшаются по глубине сваи с разными уровнями нагрузки на головку сваи. На той же глубине осевые силы сваи начинают расти с увеличением прилагаемых нагрузок на головку сваи.

Боковое трение по каждой свае под сжимающей нагрузкой можно рассчитать, разделив разницу двух последовательных осевых сил на площадь вала сваи между двумя тензодатчиками.Следовательно, боковое трение - это средняя величина, соответствующая расстоянию между двумя тензодатчиками. В качестве нового типа композитного свайного фундамента при расчете подшипников статических узловых свай с укороченным бурением сваи PHC и цементированный грунт вокруг сваи рассматриваются как один объект при расчете бокового трения из-за высокой прочности сцепления между стержнем сваи и окружающий цемент. Среднее трение вала сваи любых двух соседних секций можно получить по следующему уравнению: где - осевая сила на измеренном участке и , - осевая сила на измеренном участке и - 1, - диаметр сваи, - расстояние между двумя тестируемыми участками соответственно.Распределение среднего бокового трения сваи вдоль испытательной сваи показано на рисунке 6.

Можно видеть, что мобилизация бокового трения сваи связана с приложенными головными нагрузками, а боковые трения сваи постепенно развиваются с увеличением приложенной нагрузки. нагружает головку сваи до тех пор, пока трение между сваей и окружающим грунтом не будет полностью мобилизовано. На рисунке 6 также показано, что оно будет немного уменьшаться с увеличением приложенной нагрузки в некоторых слоях грунта после полного развития бокового трения сваи.На Рисунке 6 также можно увидеть, что боковые трения сваи постепенно развиваются полностью от вершины до конца.

3.3. Анализ подвижных торцевых нагрузок сваи

Подвижная базовая нагрузка сваи также может быть оценена по уравнениям (1) и (2). Увеличение подвижных торцевых нагрузок сваи с увеличением нагрузок на головку сваи показано на рисунке 7 (a), а соотношения приложенных нагрузок на головку сваи показаны на рисунке 7 (b). Из рисунка 7 видно, что подвижные концевые нагрузки сваи увеличиваются приблизительно линейно с увеличением нагрузок на головку сваи, за исключением фаз разрушения при испытаниях на статическую нагрузку для сваи S-1 и сваи S-3.

Из рисунков 4 и 7 и многих проверенных статистических данных по сваям можно сделать вывод, что взаимосвязь между концевыми нагрузками сваи и осадками также может быть выражена трехлинейной моделью на основе существующих результатов исследований (Xie et.al, 2013; Jiang et.al, 2010) [15, 16], где - сопротивление конца сваи и осадки на концах сваи, а соотношение между оседанием нагрузок на концах сваи показано на рисунке 8.


Когда смещение грунт торца сваи находится внутри, жесткость грунта торца сваи равна, и с увеличением смещения концов сваи подвижные концевые нагрузки возрастают линейно.В то время как величина смещения грунта на концах сваи находится между и, жесткость грунта на концах сваи составляет, и увеличение нагрузок на конец сваи замедляется. Когда смещение грунта торца сваи превышает это значение, торцевые нагрузки сваи больше не изменяются при смещении конца сваи.

Значения даны Randolph и Wroth [17]:

.

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 применении метода Бромса для анализа горизонтальной несущей способности программа игнорирует ранее введенные слои почвы. Параметры грунта указаны в рамке «Несущая способность по горизонтали» для 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 [МНм 2 ]

k h

-

Модуль реакции подпочвы [МНм 3 ]

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 частоты отказов транзисторов

| Инструментальные средства

Предположим, производитель полупроводников создает микропроцессорную «микросхему», содержащую 2500000 транзисторов, каждый из которых практически идентичен следующему с точки зрения прочности и воздействия факторов ухудшения, таких как тепло.

Архитектура этого микропроцессора такова, что имеется достаточное резервирование для обеспечения непрерывной работы, несмотря на отказ некоторых из его транзисторов. Эта интегральная схема постоянно тестируется в течение 1000 дней (24000 часов), после чего цепь проверяется на количество вышедших из строя транзисторов.

Этот период тестирования находится в пределах срока полезного использования микросхемы микропроцессора, поэтому мы знаем, что ни один из отказов не будет вызван износом, а скорее случайными причинами.

Предположим, что на идентичных микросхемах выполняется несколько тестов, в среднем 3,4 транзистора выходят из строя за 1000-дневный тест. Рассчитайте интенсивность отказов (λ) и MTBF для этих транзисторов.

Расчет частоты отказов транзисторов

Сценарий тестирования - это сценарий, при котором вышедшие из строя компоненты не заменяются, что означает, что и количество вышедших из строя транзисторов, и количество уцелевших транзисторов изменяется со временем, как напряжение и ток в цепи зарядки RC.

Таким образом, мы должны вычислить лямбду, решив ее в экспоненциальной формуле.

Используя соответствующую формулу, связывая количество отказавших компонентов с общим количеством компонентов:

Интенсивность отказов может быть выражена в единицах «в час», «количество отказов во времени» (FIT, что означает количество отказов за 109 часов) или «за год» (в год).

MTBF = 1 / λ = 1,7647 × 10 10 часов
Среднее время безотказной работы = 2,0145 × 10 6 лет

Среднее время наработки на отказ (MTBF) - это, по сути, «постоянная времени» этого затухающего набора транзисторов внутри каждого микропроцессорного чипа.

статей, которые могут вам понравиться:
Однолинейная схема
Логические ворота и таблицы истинности
Надежность системы управления
Документация к системе ПЛК
Принцип измерения крутильных колебаний
.

Soil Failure - обзор

14.1 Введение

Маршруты нефте- и газопроводов часто проходят через большие географические области, от точки снабжения до конечного пользователя, пересекая сейсмоактивные области. Повреждение нефте- и газопроводов землетрясением может привести к значительным финансовым потерям, включая вторичные убытки, приводящие к перебоям в работе, пожарам, взрывам и загрязнению окружающей среды. Примеры таких катастроф включают землетрясение на Аляске 1964 года; землетрясение в Сан-Фернандо 1971 года; землетрясение в Гватемале в 1976 году; землетрясение в Эквадоре 1987 года; землетрясение в Кобе в 1995 году и землетрясение в Алжире 2003 года.Общий вывод, сделанный из обзора многих землетрясений, показывает, что для подземных стальных трубопроводов прямое влияние сейсмической земной волны на целостность длинных и прямых трубопроводов, как правило, незначительно. В случае необратимой деформации грунта из-за разрушения грунта это может серьезно повлиять на целостность трубопровода. Для подземных трубопроводов и сейсмические земные волны, и остаточная деформация грунта могут вызвать серьезные повреждения трубопроводов в зависимости от геометрии трубопровода и связанных конструкций.

Повреждение трубопроводной системы по длине

.

Типы разрушения фундамента на грунтах

Содержание:

  • Типы разрушения грунтов фундамента при сдвиге
    • Общее разрушение при сдвиге
    • Местное разрушение при сдвиге
    • Разрушение грунтов основания при продавливании

Виды разрушения грунтов основания на сдвиг

В зависимости от жесткости грунта фундамента и глубины фундамента, следующие режимы разрушения при сдвиге испытывают грунт фундамента.

  1. Общее разрушение при сдвиге (Рис.1 (a))
  2. Местное разрушение при сдвиге (рис.1 (б))
  3. Разрушение при продавливании и сдвиге (Рис.1 (c))

Рис.1: Разрушение при сдвиге в грунте фундамента

Рис: Кривая в различных грунтах основания

Общий отказ от сдвига

Этот тип разрушения наблюдается в плотной и жесткой почве. Ниже приведены некоторые характеристики общего разрушения при сдвиге.

  1. Между краем основания и поверхностью земли образуется непрерывная, четко очерченная и отчетливая поверхность разрушения.
  2. Плотный или жесткий грунт, который подвергается низкой сжимаемости, испытывает это нарушение.
  3. Видно непрерывное вздутие сдвиговой массы у основания.
  4. Отказ сопровождается перекосом опоры.
  5. Отказ внезапный и катастрофический с ярко выраженным пиком кривой.
  6. Длина возмущения за краем опоры большая.
  7. Состояние пластического равновесия сначала достигается на краю основания и постепенно распространяется вниз и наружу.
  8. Общее разрушение при сдвиге сопровождается низкой деформацией (<5%) в грунте со значительным (> 36 o ) и большим N (N> 30), имеющим высокую относительную плотность (I D > 70%).

Местное разрушение при сдвиге

Этот тип разрушения наблюдается в относительно рыхлой и мягкой почве. Ниже приведены некоторые характеристики общего разрушения при сдвиге.

  1. Наблюдается значительное сжатие грунта под подошвой и частичное развитие пластического равновесия.
  2. Отказ не является внезапным, и опора не перекосится.
  3. Поверхность разрушения не достигает поверхности земли, и наблюдается небольшое вздутие почвы вокруг основания.
  4. Поверхность разрушения четко не определена.
  5. Отказ характеризуется значительным расчетом. \
  6. Четко выраженный пик на кривой отсутствует.
  7. Местное разрушение при сдвиге сопровождается большой деформацией (> 10-20%) в грунте со значительно низким (<28o) и низким N (N <5), имеющим низкую относительную плотность (I D > 20%).

Пробивной сдвиг Разрушение грунтов основания

Этот тип разрушения наблюдается в рыхлой и мягкой почве и на более глубоких высотах. Ниже приведены некоторые характеристики общего разрушения при сдвиге.

  1. Этот тип разрушения происходит в грунте с очень высокой сжимаемостью.
  2. Типа отказов не наблюдается.
  3. Вздутие грунта вокруг подошвы отсутствует.
  4. Отказ характеризуется очень большим осадком.
  5. На кривой наблюдается непрерывное оседание без увеличения P.

На рис. 2 представлены условия для различных видов разрушения в песчаных грунтах с круглым основанием на основе вкладов Vesic (1963 и 1973).

Подробнее:

Какие бывают типы разрушения фундамента под нагрузкой?

Что такое пробивные ножницы? Пробивные ножницы в перекрытиях и фундаментах

.

Смотрите также