Главное меню

Расчет сваи на горизонтальную нагрузку пример


Рекомендации по расчету свай на горизонтальную нагрузку в связных и несвязных грунтах с учетом образования зоны предельного равновесия

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформация

Расчет нагрузки свайного фундамента: пример расчета

Методика расчёта необходимого количества свай для фундамента с исходными данными и конкретными примерами. Провести точный и правильный расчёт нагрузки свайного фундамента с учётом всех параметров, требований, норм и правил может каждый человек, знающий сопромат и разбирающийся в математике. На практике это сложно и не нужно неспециалисту, а возможные просчёты могут привести не только к убыткам.  Но понять принцип расчёта поможет краткая упрощённая методика:

Конкретные цифры для расчётов

В случае, когда сложно либо невозможно определить несущую способность грунта, принимается значение 2,5 кг\см2,  это усреднённый показатель для грунтов российской средней полосы.

Исходные данные для расчёта свайных фундаментов

Максимальный шаг винтовых свай для малоэтажного и хозяйственного индивидуального строительства:

Для кустов свай под печи, колонны и подобные сооружения с сосредоточенной нагрузкой допустимое минимальное расстояние между сваями 1,5 м, для веранд и аналогичных построек 1,2 м.

Вес конструкций и частей зданий

Для сбора весов  допустим приблизительный подсчёт. Ошибка в большую сторону приведёт к небольшому увеличению стоимости работ. Если же реальные нагрузки окажутся больше расчётных, то возможно разрушение фундамента и здания в целом.

Предпочтительный ориентир при отсутствии точной информации максимальное значение.

Стены :

Крыши с учётом стропильной системы:

Перекрытия:

Снеговая и ветровая нагрузки подсчитываются с учётом средних региональных показателей с поправочными коэффициентами. Средняя эксплуатационная (полезная) нагрузка с учётом веса людей, оборудования, техники, мебели, домашней утвари — 100 кг\м2. После сведения веса необходимо применить к результату коэффициент запаса 1,2.

Пример подсчёта потребности в сваях

Для примера расчёта возьмём одноэтажный дачный дом:

Расчет:

Сборный вес дома: 34560+7200+1080+3600=46440 кг.

Снеговую нагрузку определяем для севера нашей страны по номинальной массе снежного покрова 190 кг\м2. Отсюда расчет равен: 6х6х190=6840 кг.

Итоговый сборный вес: (46440+6840) Х 1,2 (запас) = 63936 кг.

Выбираем сваю самого популярного размера 89*300мм при её погружении на 2,5 м с несущей способностью 3,6 т, а сводный вес также переводим в тонны. 63,9 : 3,6 = 17,75 шт. — понадобится 18 штук  винтовых свай.

Далее сваи распределяются по свайному полю с учётом первоочередной установки в углах, примыканиях и пересечениях. Количество буронабивных свай будет соответствовать расчёту количества свай винтовых при соблюдении аналогичных параметров.

Для расчёта нагрузок, подбора оптимальных параметров свай и их количества, а также расчёта ростверка, разработаны специальные компьютерные программы, например, StatPile и GeoPile, облегчающие и упрощающие задачу по устройству фундаментов.

Расчёт ростверка

Назначение ростверка равномерное распределение нагрузок на свайную конструкцию. Расчёты параметров ростверка учитывают силы продавливания основания в целом, по каждому углу и воздействия на изгиб.

Довольно сложные подсчёты  застройщикам могут заменить стандартные решения, применение которых возможно только  небольших индивидуальных строений:

Расчет свайного фундамента v8.24 EXCEL 2010 и выше

v8.13 исправлен перебор загружений при расчете столбчатого фундамента
v8.14 откорректировано зануление расчетной нагрузки на сваю при расчете на продавливание угловой сваей. (при этом факторы отображались верно)
v8.15 исправлен баг некорректного отображения фактора прочности по наклонным сечениям.
v8.16 исправлен баг при расчете на продавливание ростверка из 1,2 свай.
v8.17 незначительные исправления в работе интерфейса программы.
v8.18 добавлен пункт: "показывать только те что используются в расчете"
v8.19 добавлен выбор уровня приложения нагрузки. Убран коэффициент перегрузки для угловой сваи = 1,2
v8.20 исправления в отчете
v8.21 добавлена возможность считать составные сваи.
v8.22 исправление орфографии.
v8.23 разблокировка отчета (что бы копировать содержимое).
v8.24 появление новых вкладок для легкого подсчета спецификаций

Преимущества:
- концепция "одного экрана" весь расчет на одном экране.
- не нужно вводить все характеристики грунтов (те характеристики что не используются в расчете затеняются
- возможность задать произвольный ростверк по координатам
- не требует лицензии, т.к. отчет - это имитация ручного расчета
- предупреждает о различных ошибках ввода данных
- несущая способность сваи указана отдельно под нижним концом и по каждому слою.

Возможности:
- определение несущей способности одиночной сваи (забивная, буровая, набивная) + ОТЧЕТ
- определение фактич. нагрузок на сваи в кусте + ОТЧЕТ
- расчет ростверка на продавливание колонной + ОТЧЕТ
- расчет ростверка на продавливание угловой сваей + ОТЧЕТ
- расчет по прочности наклонных сечений ростверков на действие поперечной силы + ОТЧЕТ
- расчет ростверка на изгиб (подбор арматуры в плитной части) + ОТЧЕТ
- подбор арматуры в подколоннике
- расчет свай на совместное действие вертикальной и горизонтальной сил и момента
- расчет осадки куста
- определение величины остаточного отказа от 1 удара.

Постараюсь ответить на все Ваши вопросы, а так же готов выполнять подобные расчеты на заказ.
группа VK https://vk.com/excel_gryzunov

Евгений Грызунов
[email protected]

Расчет свай на совместное действие горизонтальной силы и момента.

vl74

размещено: 10 Марта 2017
обновлено: 15 Мая 2018

Программа предназначена для расчета свай на совместное действие горизонтальной силы и момента. Разработана в соответствии с приложением Д СП 50-102-2003 и "Руководство по проектированию свайных фундаментов" М., 1980 г.
Расчет протестирован по двум примерам из этого руководства. В расчетном файле рассмотрен пример 1 из руководства на странице 107 (характеристики грунта, которых нет в примере, взяты произвольно)
Пытался разработать расчет в соответствии с СП 24.13330.2011, но это сделать не представляется возможным - отсутствуют расчетные таблицы.
Обновление версия 1.1 - расчет устойчивости грунта.

0.05 МБ

СКАЧАТЬ

Расчет свайного фундамента

Для расчета веса строения достаточно знать удельный вес материалов, которые будут использованы при его строительстве и их предполагаемые объемы. Это не требует каких-то специальных знаний и навыков. Можно попробовать запросить нужные данные у поставщика стройматериалов. 

Мы при выполнении расчетов будем использовать справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома (стен, перекрытий, кровли), приведенные в таблице 1.

Таблица 1 - Справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

Удельный вес 1 м2 стены

Каркасные стены толщиной 200 мм с утеплителем

40-70 кг/м2

Стены из бревен и бруса

70-100 кг/м2

Кирпичные стены толщиной 150 мм

200-270 кг/м2

Железобетон толщиной 150 мм

300-350 кг/м2

Удельный вес 1 м2 перекрытий

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3

70-100 кг/м2

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3

150-200 кг/м2

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3

100-150 кг/м2

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м3

200-300 кг/м2

Железобетонное

500 кг/м2

Удельный вес 1 м2 кровли

Кровля из листовой стали

20-30 кг/м2

Рубероидное покрытие

30-50 кг/м2

Кровля из шифера

40-50 кг/м2

Кровля из гончарной черепицы

60-80 кг/м2

При самостоятельном выполнении расчетов стоит учитывать, что согласно п. 7.1 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» расчетное значение нагрузки следует определять, как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке (γf) для веса строительных конструкций, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию:

Таблица 2 - Таб. 8.2. СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности, γf

Конструкции

Металлические

Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные

Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м, изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

в заводских условиях

на строительной площадке

Грунты:

В природном залегании

На строительной площадке

 

1,05

1,1

 

 

1,2

1,3

 

1,1

1,15

Выполним необходимые расчеты на примере каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в плане 6х9 м.

Чтобы посчитать вес от стен дома необходимо вычислить их периметр. Периметр наружных стен + внутренние стены: Р=47 м, среднюю высоту стен примем h=4,5 м. Тогда вес от конструкции стен будет равен: Р х h х удельный вес материала стен.

47 м х 4,5 м х 70 кг/м2 = 14 805 кг = 14,8 т.

Далее посчитаем вес крыши. Принимаем, что вес крыши (деревянная стропильная система с покрытием из металлочерепицы) равен 40 кг/ м2 (суммарный вес металлочерепицы, обрешетки, стропилы). Тогда вес крыши будет равен: S крыши х удельный вес 1 м2

92 м2 х 40 кг/м2 = 3 680 кг = 3,7 т.

Также необходимо посчитать вес от перекрытий. Принимаем, что вес деревянного пола вместе с утеплителем будет равен 100 кг/м2. Тогда вес от перекрытий будет равен: S перекрытия*удельный вес*количество.

54 м2 х 0,1 т/м2 х 2 = 10,8 т.

После того как выполнены все необходимые расчеты, полученный вес сооружения умножаем на коэффициент надежности, о котором мы говорили ранее (в расчете для каркасно-щитового дома коэффициент принимаем равным 1,1 – для деревянных конструкций):

29,3 т х 1,1 = 32,2 т

Таким образом, нагрузка от самого здания составит 32,2 т. Этот вес принят условно, без вычета дверных и оконных проемов.

Расчет свайного фундамента

На странице представлена технология расчетов фундаментов на железобетонных сваях. Вы узнаете, какие нормативы СНиП регулируют расчет свайного фундамента с ростверком и как реализуется этот процесс на практике. 

Для того чтобы свайный фундамент был надежен и долговечен, необходимо профессионально производить его расчет. Результаты расчета свайного фундамента (ростверка) отражаются в проекте и являются обязательными для исполнения строителями. Наша компания осуществляет забивку свай для свайных фундаментов в строгом соответствии со строительными нормами и на основании проекта.

Расчет свайного фундамента с ростверком

Расчетом свайно-ростверковых фундаментов занимаются профильные специалисты - инженеры-проектировщики. Выполнению расчетов предшествуют геодезические изыскания на строительной площадке, которые дают проектировщикам необходимую исходную информацию о характеристиках грунтов на объекте. Важно: без реализации геодезического анализа почвы на объекте проектирование ростверкового фундамента не может быть выполнено правильно, поскольку ключевой параметр  фундамента - его несущую способность, можно рассчитать только на основании силы сопротивления грунта.

Рис: Схема свайно-ростверкового фундамента

Процесс геодезии участка начинается с бурения пробных скважин, из которых забирается керн (проба) почвы для дальнейшего анализа в лабораторных условиях. На основе полученных данных производится расчет следующих параметров фундамента.

Свайная часть:


Ростверковая часть:


Рис
: Схема положения ростверка фундамента

Важно: высота размещения ростверка выбирается исходя из степени пучинистости почвы на объекте и веса возводимого здания - легкие дома на склонном к пучению грунте строятся на высоких (поднятых на 20-30 см. над уровнем почвы) ростверках, в нормальных грунтах обвязка укладывается на поверхность почвы, при необходимости обустройства технического подпола либо цокольного этажа, ростверк размещается ниже глубины промерзания почвы. 

 

Как производится расчет свайного фундамента

Производство расчетов свайных фундаментов и оснований выполняется по предельным состояниям 1-й и 2-й группы.

К первой группе предельных состояний относятся:

Смотрите так же:


Ко второй группе предельных состояний относятся:


Проектирование свайного ростверка по вышеуказанным предельным состояниям ведется по следующим формулам.

Устойчивость к продавливанию угловой сваей: , где: 

Устойчивость к нагрузкам на изгиб:  и , где: 


Прочностная устойчивость к поперечным нагрузкам:   :

Расчет свайного фундамента СНиП

Проектирование свайного фундамента ведется на основании двух нормативных актов:

Важно: соблюдение положений вышеуказанных строительных документов при проектировании свайно-ростверковых фундаментов обязательно.

Что учитывается при расчете свайных фундаментов

Итак, рассмотрим, какие аспекты при расчете свайных фундаментов принимаются в учет:

Пример расчета свайного фундамента

Пример расчета свайного фундамента можно легко найти в интернете, однако он изобилует специфическими формулами и символами, в которых неподготовленному человеку разобраться весьма проблематично, да и ни к чему – это дело специалистов.

В качестве примера приводим алгоритм расчета свайно-ростверкового фундамента:

 Чтобы определить массу здания необходимо отдельно рассчитать вес каждого конструктивного элемента дома  (кровли, перекрытий, стен, стяжки, стропильной системы). Делается это исходя из размеров конструктивных частей зданий и усредненного веса одного квадратного метра стройматериалов.


Рис: Вес конструктивных элементов здания


К полезным нагрузкам относится вес мебели, декоративной облицовки стен, людей и предметов, находящихся в доме во время эксплуатации сооружения. Согласно действующим строительным нормативам, величина эксплуатационной нагрузки составляет 100 кг на 1 м2 перекрытия жилого здания.

Важно: нагрузка высчитывается посредством умножения совокупной площади перекрытий дома (с учетом всех этажей) на 100 кг.

Необходимо определить, какая нормативная снеговая нагрузка приходится на ваш регион, и умножить полученную величину на площадь кровли здания.


Рис: Карта снеговых нагрузок РФ

Суммируем массу здания, полезную и снеговую нагрузку и умножаем полученную величину на коэффициент надежности. Для жилых зданий его величина составляет 1,2. Исходя из полученных в результате геодезических изысканий характеристик грунтов высчитываем несущую возможность одной железобетонной сваи по формуле:


Чтобы рассчитать количество свай делим совокупные нагрузки, действующие на основание, на грузонесущую способность одной сваи.

Длина свай определяется исходя из типа грунтов на объекте. Опорная подошва опоры должна вскрывать неустойчивые верхние пласты грунта и углубляться  не менее чем на 1 метр в высокотвердые песчаные либо глинистые породы.


Рис: Схема заглубления ЖБ свай

К требуемой длине добавляются 40 см., необходимые для сопряжения свай с железобетонным ростверком. В фундаменте сваи размещаются с шагом в 2-2.5 метров, по одной опоре устанавливается на углах дома и в точках пересечения его стен.

Расчет ростверка выполняется по указанных в предыдущем разделе статьи формулам. Рекомендуем доверить проектирование обвязки профессионалам, поскольку самостоятельно произвести правильные расчеты, не обладая должным опытом, невозможно.

Наиболее часто используемое сечение ростверка - 40*30 см. Тело обвязки формируется из бетона марок М200 и М300, конструкция дополнительно армируется продольно-поперечным каркасом из прутьев арматуры А2 и А1 (10-15 мм. в диаметре).

Наша компания производит свайные работы, в том числе испытания свай, в строгом соответствии с расчетными данными и СНиП. Тем самым обеспечивается высокое качество результатов и надежность построенного свайного фундамента.

Получить детальную консультацию по погружению свай вы можете у наших специалистов, предварительно заполнив форму:

Так же рекомендуем посмотреть:

 
Наша компания занимается свайными работами - обращайтесь, поможем!

 

% PDF-1.5 % 2466 0 obj> endobj xref 2466 55 0000000016 00000 н. 0000013188 00000 п. 0000013424 00000 п. 0000013469 00000 п. 0000013601 00000 п. 0000013635 00000 п. 0000013876 00000 п. 0000013904 00000 п. 0000014418 00000 п. 0000014822 00000 п. 0000015228 00000 п. 0000015266 00000 п. 0000015374 00000 п. 0000018044 00000 п. 0000122480 00000 н. 0000122559 00000 н. 0000122633 00000 н. 0000122714 00000 н. 0000122798 00000 н. 0000122843 00000 н. 0000122938 00000 н. 0000122983 00000 н. 0000123101 00000 п. 0000123146 00000 н. 0000123277 00000 н. 0000123322 00000 н. 0000123446 00000 н. 0000123491 00000 н. 0000123614 00000 н. 0000123659 00000 н. 0000123816 00000 н. 0000123861 00000 н. 0000124024 00000 н. 0000124069 00000 н. 0000124201 00000 н. 0000124245 00000 н. 0000124396 00000 н. 0000124440 00000 н. 0000124563 00000 н. 0000124607 00000 н. 0000124715 00000 н. 0000124759 00000 н. 0000124886 00000 н. 0000124930 00000 н. 0000125039 00000 н. 0000125083 00000 н. 0000125192 00000 н. 0000125236 00000 н. 0000125329 00000 н. 0000125372 00000 н. 0000125466 00000 н. 0000125508 00000 н. 0000125598 00000 н. 0000125640 00000 н. 0000001396 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 2520 0 obj> поток х | [S

.

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 различным. 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 может также 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 с помощью 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 из модуля реакции земляного полотна (кН / м3).Существует несколько методов определения модуля реакции земляного полотна.

Расчет грузоподъемности сваи группы

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 в группе ограничены несущей способностью одной сваи.

.

Различные виды нагрузок на свайные основания и их расчет

Свайный фундамент - это наиболее распространенный тип глубокого фундамента, используемый для передачи структурных нагрузок, а именно осевой нагрузки и поперечной нагрузки, на более глубокие слои твердого грунта. Чтобы выбрать и спроектировать подходящий тип сваи, необходимо понимать типы нагрузок на сваи и механизм их передачи.

Осевые нагрузки создают сжимающие или растягивающие силы, действующие параллельно оси фундамента.Если свая вертикальная, то осевая нагрузка равна приложенной вертикально. Боковые нагрузки создают моменты, сдвиг и последующий боковой прогиб в свайном фундаменте. Боковое отклонение активирует боковое сопротивление в прилегающем грунте.

1. Осевые нагрузки

Осевая нагрузка может быть сжимающей (направленной вниз) или растягивающей (подъем). Когда он сжимается, глубокие фундаменты противостоят нагрузке за счет сопротивления трения и сопротивления опоры носка, как показано на рис.1.

Однако, когда нагрузка является растягивающей, сопротивление вызывается боковым трением и весом фундамента, как показано на рис. 1. В глубоких фундаментах с увеличенным основанием подъемным нагрузкам также противодействуют опоры вдоль потолка увеличенного основание. Осевые нагрузки включают в себя постоянные нагрузки, временные нагрузки, снеговые и ледовые нагрузки, которые передаются от надстройки на свайный фундамент.

Рис.1: Осевые нагрузки на сваи

Постоянные и живые нагрузки

Статические нагрузки можно рассчитать после того, как проектировщик конструкции предоставит все подробности о конструкции надстройки.Что касается временных нагрузок, применяемые коды используются для расчета временной нагрузки на основе типа и функции каждого помещения в здании.

Если вам не предоставлена ​​такая информация, можно определить первоначальную оценку нагрузки для каждого этажа в случае высотных зданий, которая колеблется от 10 до 15 кПа / этаж. Собственный вес свайного фундамента зависит от толщины плота, размера и количества свай, а также от удельного веса бетона.

2. Боковые нагрузки

Боковые нагрузки вызывают сдвиг и момент в глубоком фундаменте, как показано на рис.2. Эти сдвиги и моменты вызывают боковые прогибы фундамента, которые, в свою очередь, вызывают боковое сопротивление в прилегающем грунте.

Величина этих боковых прогибов и сопротивлений, а также соответствующая несущая способность фундамента зависят от жесткости как почвы, так и фундамента.

Свайные фундаменты обычно обладают сопротивлением боковым нагрузкам от пассивного сопротивления грунта на поверхности крышки, сдвигу на основании крышки и пассивному сопротивлению грунта валам свай.Последний источник обычно является единственным надежным.

Рис.2: Боковые нагрузки на сваи

Ветровые нагрузки

Ветровые нагрузки создают значительную эксцентричную нагрузку на плане фундамента, как показано на рис. 3. Как показывает практика, ветровая нагрузка на конструкцию может рассматриваться как 1,5% от статической нагрузки или давление 2 кПа для высоких конструкций высотой до 200 м. Если высота конструкции превышает 200 м, то для расчета давления ветра используется испытание в аэродинамической трубе. В различных стандартах предусмотрены процедуры оценки ветровых нагрузок, такие как ASCE7 и AS1170.2–2011.

Рис. 3: Ветровая нагрузка на здания, перенесенные на свайный фундамент

Землетрясения

Подобно ветровым нагрузкам, землетрясения создают большую эксцентрическую нагрузку на план фундамента. Этот тип нагрузки в основном горизонтальный, и его необходимо учитывать при проектировании свай.

Конструктор должен учитывать инерционные эффекты, обусловленные нагрузок, приложенных к свае опорной конструкцией, как кинематические эффекты, связанные с наземными течениям, порожденным землетрясением, действующей на кучу, возможные потери поддержки грунта во время землетрясения из-за сжижения или частичной потери прочность почвы.Нагрузки от землетрясений рассчитываются с использованием спектров реакции и динамического структурного анализа.

Рис. 4: Землетрясения на свайный фундамент

Нагрузки от давления земли

Нагрузки от давления грунта особенно связаны со стенами подвала и системой подконструкции. С самого начала проектирования теорию давления грунта можно использовать для расчета нагрузок от давления грунта. Однако взаимодействие грунта и конструкции используется для детального и окончательного проектирования.

Нагрузки от движения грунта

Движение грунта - еще одна причина боковых нагрузок, действующих на свайный фундамент.Желательно учитывать взаимодействие между системой фундамента и источником движения грунта через величину движения грунта, а не пытаться напрямую преобразовать движение грунта в эквивалентную силу.

3. Прочие грузы

Другое источники нагрузки, которые, возможно, необходимо учитывать, включают снег, лед, термический эффекты, сильные удары и взрывы. Требования к учету таких нагрузок: изложены в соответствующих стандартах, регулирующих конструктивное проектирование зданий.

.

Испытания под нагрузкой на сваи - методы испытания под нагрузкой на сваи

Испытания под нагрузкой на сваи проводятся через 28 дней после заливки свай. Два типа тестов, а именно начальные и стандартные тесты, для каждого типа нагрузки, а именно. вертикальный, горизонтальный (боковой) вырыв, выполняются на сваях.

Испытания под начальной нагрузкой на сваи

Это испытание проводится для подтверждения расчетов расчетной нагрузки и предоставления руководящих указаний по установке пределов приемки для стандартных испытаний.Это также дает представление о пригодности системы свай. Первоначальное испытание свай должно проводиться в одном или нескольких местах в зависимости от количества требуемых свай.

Нагрузка, приложенная для начального (циклического) испытания нагрузки, в 2,5 раза превышает безопасную несущую способность сваи. Нагрузка для начальных испытаний проводится в соответствии с пунктом 6.3 приложения «А» стандарта IS-2911, часть IV .

Стандартные испытания свай под нагрузкой

Выбор свай для планового испытания осуществляется на основании количества требуемых свай, но не более ½% от общего количества требуемых свай.Количество испытаний может быть увеличено до 2% в зависимости от характера / типа конструкции. Приложенная испытательная нагрузка в 1,5 раза превышает безопасную несущую способность сваи.

Метод поддерживаемой нагрузки, описанный в пункте 6.2 стандарта IS-2911 (часть IV) - 1985, должен применяться при загрузке для текущих испытаний.

Этот тест будет выполняться для следующих целей:

а) Для обеспечения безопасной несущей способности свай

b) Обнаружение любых необычных характеристик, противоречащих результатам Первоначального теста.

Испытания должны проводиться только на уровне отсечки. По результатам испытаний готовится подробный отчет .

Испытания вертикальной нагрузкой на сваи

Это испытание будет проводиться в соответствии с требованиями стандарта IS-2911 (Часть IV) 1995 г.

Рис. Испытание вертикальной нагрузкой на сваи

Головка сваи - Головка сваи должна быть отрезана до получения прочного бетона, где это применимо.Армирование должно быть разрезано и голова выровнена с помощью гипса «Париж». На головку должна быть установлена ​​опорная плита с отверстием для упора домкрата.

Reaction- Кентледж должен быть соответствующим образом спроектирован для получения желаемой реакции на сваи. Анкерные сваи (при необходимости) должны быть размещены на расстоянии от центра к центру, в 3 раза превышающем диаметр сваи, при минимальном расстоянии 2 м.

Населенный пункт - 2 индикатора часового типа для одиночной сваи и 4 индикатора часового типа для группы свай с 0.Следует использовать чувствительность 01 мм. Они должны быть расположены на равном расстоянии вокруг свай на опорных стержнях, опирающихся на неподвижные опоры, на расстоянии 3D (мин. 1,5 м), где D - диаметр сваи или окружности для некруглых свай.

Приложение нагрузки - Применяется, как указано, в зависимости от типа испытания (стандартное / начальное). Каждая нагрузка должна поддерживаться до тех пор, пока скорость смещения вершины сваи не составит 0,1 мм в первые 30 минут или 0.2 мм за первый час или через 2 часа, в зависимости от того, что наступит раньше. Следующее приращение нагрузки применяется при достижении вышеуказанного критерия.

Испытательная нагрузка должна поддерживаться в течение 24 часов.

Начальные испытания - Допустимая нагрузка на одиночную сваю должна быть наименьшей из следующих:

(i) 2/3 rd конечной нагрузки, при которой общее смещение достигает значения 12 мм, если иное не требуется в данном случае в зависимости от характера и типа конструкции, и в этом случае безопасная нагрузка должна быть соответствует заявленному допустимому общему смещению.

(ii) 50% конечной нагрузки, при которой полное смещение составляет 10% диаметра сваи в случае свай одинакового диаметра или 7,5% диаметра луковицы в случае недостаточно развернутых свай.

Текущие испытания - приемка

Максимальная осадка при испытательной нагрузке не должна превышать 12 мм.

Испытания поперечной нагрузки на сваи

Рис: Испытание горизонтальной нагрузкой на сваи

Домкрат следует размещать горизонтально между двумя сваями.Нагрузка на домкрат должна быть одинаковой на обеих сваях. Нагрузка будет прилагаться с шагом 20% от расчетной безопасной нагрузки и на уровне отсечки. Нагрузка будет увеличиваться после того, как скорость смещения приблизится к 0,1 мм за 30 минут. Если уровень отсечки достижим, один индикатор часового типа точно на уровне отсечки должен измерить смещение. В случае, если уровень отсечения недоступен, должны быть установлены 2 индикатора часового типа на расстоянии 30 см друг от друга по вертикали, и боковое смещение уровня отсечения рассчитывается с помощью аналогичных треугольников.

Допустимая нагрузка на сваю должна быть наименьшей из следующих:

a) 50% конечной нагрузки, при которой общее смещение увеличивается до 12 мм.

б) Конечная нагрузка, при которой полное смещение соответствует 5 мм.

Испытания на вырыв свай

Должна быть разработана подходящая установка для обеспечения подъемной силы свай. Приращения нагрузки и последующие перемещения должны соответствовать случаю испытания на вертикальную нагрузку.

Рис. Испытание на вытягивание свай

Допустимая нагрузка должна быть наименьшей из следующих:

a) 2/3 нагрузки, при которой полное смещение составляет 12 мм, или нагрузки, соответствующей указанному допустимому подъему.

b) Половина нагрузки, при которой кривая смещения нагрузки показывает четкий излом.

Подробнее о Свайный фундамент

.

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 на статическую нагрузку является наиболее часто используемым методом определения несущей способности свайного фундамента. Во время испытания вертикальная нагрузка прикладывается к верхней части 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. В нескольких исследованиях был изучен расчет 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, и 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]. Лёсс - 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]. В условиях 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 на лессовых участках 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. Испытания статической нагрузкой двух стальных трубных свай толщиной 0,45 м для анализа закона распределения бокового трения сваи показали, 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 испытаний 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 предприняты 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 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 по множеству испытательных свай и устанавливает взаимосвязь между боковым трением сваи, сцеплением и углом внутреннего трения слоя 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 расположена 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 отдельном 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 в районе испытаний, 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 режущей коробки совмещалась. Затем помещали фильтровальную бумагу и верхние проницаемые камни, и образцы медленно вставляли в коробку для сдвига. После этого кольцевой нож был удален, и была 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, включили секундомер и маховик вращали с постоянной скоростью 0,8 мм / мин (смещение при сдвиге 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 почвы 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 лёсс () 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 этом участке 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 закладывали 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 этого слоя. Раньше измерители напряжения арматуры приваривали последовательно к основной арматуре сваи.Однако высокие температуры, возникающие во время сварки, могут легко повредить датчик напряжения арматуры, что повлияет на результаты испытаний. Поэтому при укладке стальных стержней необходимо 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 строительстве свайных оснований (фрикционных свай) на лёссовых 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 лёссового слоя вокруг сваи или увеличение силы тяжести при контакте с водой.Строительство роторного бурения в лессовых областях 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)).При сверлении отверстий роторным бурением 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 на статическую нагрузку было проведено. выполняется с использованием устройства противодействия якорной свае, как показано на рисунке 6 (а).Во-первых, восемь гидравлических домкратов (рисунок 6 (б)) были равномерно расположены на коробке стали подушки с достаточной прочностью и жесткостью, а затем главного луча и вторичного пучка (рис 6 (с)) были подняты, соответственно, с середины 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 одноступенчатое нагружение составляло 1000 кН, максимальная нагрузка составляла 12000 кН, а стадия нагружения составляла 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 проектом, 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 статических нагрузочных испытаний
4.1. Расчет осадки верхушки сваи

Несущая способность нескольких испытательных свай одной конструкции испытательного полигона и одного размера варьировалась, и для анализа результатов испытаний 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 нагружения.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
4 900 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 помощью 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 осевой силы 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 этапов, что указывает на то, что вертикальная нагрузка на верх сваи в основном распределяется на почву 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 сваи боковому трению 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 величина 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 полное боковое 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, равным 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 - окружность сваи, q si - единица сопротивления трению поверхности в слое грунта, 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.

Подставляем уравнение (6) в (5) и получаем

.

% PDF-1.4 % 1372 0 объект> endobj xref 1372 47 0000000016 00000 н. 0000002583 00000 н. 0000002764 00000 н. 0000002800 00000 н. 0000003384 00000 н. 0000003874 00000 н. 0000004506 00000 н. 0000004794 00000 н. 0000005382 00000 п. 0000005653 00000 п. 0000006305 00000 н. 0000006397 00000 н. 0000006509 00000 н. 0000006623 00000 н. 0000009610 00000 п. 0000009638 00000 н. 0000013115 00000 п. 0000016124 00000 п. 0000018822 00000 п. 0000021702 00000 п. 0000024821 00000 п. 0000025372 00000 п. 0000025708 00000 п. 0000026053 00000 п. 0000026485 00000 п. 0000026540 00000 п. 0000026830 00000 н. 0000027218 00000 п. 0000027507 00000 п. 0000027942 00000 н. 0000028026 00000 п. 0000028280 00000 п. 0000028905 00000 п. 0000029165 00000 п. 0000029569 00000 п. 0000032300 00000 п. 0000035026 00000 п. 0000036590 00000 н. 0000038867 00000 п. 0000042842 00000 п. 0000050549 00000 п. 0000054885 00000 п. 0000056535 00000 п. 0000057161 00000 п. 0000076991 00000 п. 0000002375 00000 н. 0000001265 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 1418 0 obj> поток xb``b`` + c`c``4ad @

.

Смотрите также