Главное меню

Рекомендации по устройству свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах


Рекомендации по устройству свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах с применением гидроструйной технологии, от 01 января 1986 года



В настоящих Рекомендациях обобщен опыт применения гидроструйной технологии при устройстве свайных фундаментов в сложных мерзлотно-грунтовых условиях, а также данные испытания свай с уширенной пятой в вечномерзлых грунтах.

Разделы 1, 2, 3 настоящих Рекомендаций составлены Л.Р.Петросяном, Д.И.Федоровичем, И.В.Ротару, К.П.Михальчуком, С.Г.Кисловцом; раздел 4 - Л.Р.Петросяном, Д.И.Федоровичем, И.В.Ротару, Н.Б.Кутвицкой, Е.А.Левкович, М.Ю.Комаровым; раздел 5 - С.С.Вяловым, Н.Б.Кутвицкой, Л.Р.Петросяном; приложения - Л.Р.Петросяном и И.В.Ротару.

Общая редакция осуществлена Б.С.Федоровым.

Рекомендации одобрены секцией "Фундаментостроение на вечномерзлых грунтах" научно-технического совета НИИОСП и рекомендованы к изданию.

ВВЕДЕНИЕ


Применение гидроструи высокого давления (30-50 МПа) для разработки грунтов, в том числе мерзлых, является новой перспективной технологией, позволяющей значительно повысить производительность работ при устройстве фундаментов и других подземных сооружений. В настоящее время имеется опыт ее успешного применения в практике строительства, в частности, при сооружении противофильтрационных завес Загорской ГАЭС, при устройстве трехлопастных грунто-бетонных свай, а также для разработки мерзлых грунтов в северных районах. Этот опыт получил обобщение в "Рекомендациях по струйной технологии сооружения тонких противофильтрационных завес, опор и разработки мерзлых грунтов", составленных НИИОСПом совместно с Гидроспецпроектом и Гидроспецстроем Минэнерго СССР.

В 1981 г. НИИОСП совместно с УНР-54 Главякутстроя Минвостокстроя СССР начал опытно-экспериментальные работы по применению гидроструйной технологии при устройстве свайных фундаментов в сложных мерзлотно-грунтовых условиях. Эти исследования подтвердили эффективность использования высоконапорной гидроструи для проходки скважин под сваи в вечномерзлых грунтах с образованием в них уширений заданных размеров и формы. Была отработана технология погружения свай и устройства свайных фундаментов с уширенной пятой монолитного и сборно-монолитного типа. Проведенные испытания показали, что фундаменты из таких свай обладают повышенной несущей способностью, особенно на пластичномерзлых и засоленных грунтах, где не обеспечивается надежное смерзание свай по боковой поверхности.

В настоящих Рекомендациях изложены результаты проведенных экспериментов, опыт применения гидроструйной технологии на других объектах, а также данные испытания свай с уширенной пятой в вечномерзлых грунтах.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации составлены в развитие положений главы СНиП II-18-76* "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах" и СНиП 3.02.01-83** "Основания и фундаменты" и отражает особенности проектирования и производства работ при устройстве свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах с применением гидроструйной технологии.
________________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Заменен на СНиП 2.02.04-88, здесь и далее по тексту.
** На территории Российской Федерации документ не действует. Заменен на СНиП 3.02.01-87. - Примечания изготовителя базы данных.

1.2. Приводимые в настоящих Рекомендациях указания по применению гидроструйной технологии распространяются на устройство свайных фундаментов во всех видах вечномерзлых грунтов песчано-глинистого состава, включая пластичномерзлые, засоленные и заторфованные грунты при содержании в них не более 20% крупнообломочного материала.

1.3. Гидроструйная технология основана на использовании высоконапорной гидроструи направленного действия для разрушения мерзлого грунта. С помощью гидроструи можно выполнять следующие работы:

проходку скважин под сваи;

образование в скважинах уширений для устройства свай с уширенной пятой и в других целях;

бетонирование уширений под слоем пульпы.

В зависимости от конкретных условий строительства эти работы могут выполняться либо полностью на основе гидроструйной технологии, либо в сочетании с обычными способами проходки скважин.

1.4. Для обоснования проекта производства работ, составления технологических карт и в других практических целях в составе изысканий должны предусматриваться опытно-экспериментальные работы по уточнению особенностей и эффективности применения гидроструйной технологии в данных мерзлотно-грунтовых и технико-экономических условиях. На стадии технического задания для ориентировочных технико-экономических оценок можно исходить из следующих осредненных показателей (в расчете на один агрегат с учетом его перебазировок и выполнения других вспомогательных операций):

средняя производительность проходки скважин в мерзлых грунтах диаметром до 600 мм - 100 м в смену при среднем расходе воды 0,15-0,18 м на 1 м скважины;

средняя продолжительность устройства уширений диаметром до 1 м - 45 м в смену.*
_______________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

1.5. Перед началом работ строительная площадка должна быть оборудована шламоприемниками и организованным отводом пульпы из скважины, а в зимнее время года - специальными тепляками и средствами подогрева воды.

1.6. В ходе производства работ должен осуществляться систематический контроль за температурным режимом грунтов основания и качеством выполнения работ, в том числе за соблюдением заданного диаметра скважин и уширений в них, степенью очистки забоев перед погружением сваи и бетонированием уширений и т.д.

1.7. Гидроструйная технология является новой и находится в стадии производственного освоения, поэтому при составлении смет и расценок на производство работ допускается исходить из фактических трудозатрат и других стоимостных показателей, как при опытно-экспериментальном строительстве.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН ПОД СВАИ

2.1. Для проходки скважин под сваи в вечномерзлых грунтах с помощью гидроструи высокого давления применяются специальные вращающиеся мониторы с диаметром сопел от 1 до 3 мм при рабочем давлении воды 2040 МПа, что обеспечивается применением серийно выпускаемых насосов типа УН 100/320 (см. табл.1 прил.1).

Мониторный снаряд с вертлюгом и подводящими высоконапорными шлангами монтируется на базе буровых установок УГБ-50 м или БМ-802, БМ 802 С или на других аналогичных станках, обеспечивающих регулируемую скорость вращения и погружения снаряда.

2.2. Проходка скважин под сваи гидроструей высокого давления состоит из следующих основных операций: бурения лидерных скважин диаметром 100150 мм; расширения пройденной лидерной скважины до заданного диаметра; удаления продуктов разрушения.

2.3. Для проходки лидерных скважин применяется монитор с нижним расположением двух сопел, из которых одно расположено вертикально, а второе образует с ним угол 520° (см. прил.3, рис.3).

2.4. Оптимальная скорость вращения и погружения монитора, а также угол между насадками устанавливаются по данным опытно-экспериментальных работ. При отсутствии соответствующих экспериментальных данных значения указанных параметров можно принимать в зависимости от вида грунта и диаметра скважины по данным табл.2.1.

Таблица 2.1

Вид грунта

Давление,
МПа

Угол между насадками, град

Скорость подачи монитора, м/мин

Частота вращения монитора, об/мин

Диаметр скважины, мм

Пески

30,0

0-10

1,5

60

100-200

Супеси

30,0

5-10

1,4

60

100-200

Суглинки

30,0

10-15

1,33

60

120-160

Глины

30,0

15-20

1,2

60

120-160

2.5. При проходке лидерных скважин малого диаметра глубиной до 20 м в песчано-глинистых грунтах удаление продуктов разрушения почти полностью обеспечивается их выносом в виде разжиженной пульпы через зазор между стенкой скважины и мониторами.

При наличии в разрезе крупнозернистых песков рекомендуется применять мониторы с дополнительными воздушными соплами, что улучшает вынос частиц за счет эрлифтного эффекта.

2.6. Скважины при наличии в грунтах крупнообломочных включений должны проходиться на 1,5-2 м глубже проектных отметок в связи с неизбежным оседанием крупных продуктов разрушения.

2.7. Расширение лидерной скважины до заданного диаметра (600 мм) производится монитором с горизонтальным расположением сопел (см. прил.3, рис.3) не позднее чем через 30 мин после ее проходки.

Разбуривание производится снизу вверх. Оптимальные режимы разбуривания в зависимости от вида грунта и диаметра скважины можно принимать по данным, приведенным в табл.2.2, с их последующим уточнением по опытным данным.

Таблица 2.2

Вид мерзлого грунта

Давление воды, МПа

Частота вращения монитора, об/мин

Диаметр образуемой скважины, мм

400

600

Глина

30

60

2,0
0,14

2,5
0,16

3,0
0,18

2,0
0,12

2,5
0,14

3,0
0,17

Суглинок

30

60

2,0
0,21

2,5
0,25

3,0
0,27

2,0
0,18

2,5
0,21

3,0
0,24

Супесь

30

60

2,0
0,28

2,5
0,32

3,0
0,36

2,0
0,24

2,5
0,28

3,0
0,33

Песок

30

60

2,0
0,35

2,5
0,40

3,0
0,45

2,0
0,30

2,5
0,35

3,0
0,40


Примечание: 1. В числителе даны размеры выходных отверстий насадок, мм, в знаменателе - скорость подачи монитора, м/мин. 2. Данные приведены для двухкомпонентных мониторов

2.8. Поскольку из скважин большого диаметра не обеспечивается полный вынос продуктов разрушения за счет их гидравлического выноса с пульпой, то при расширении скважин необходимо предусматривать дополнительные мероприятия по механической очистке скважин (желонирование, откачка пульпы с помощью шламовых насосов).

Желонирование должно производиться не позднее чем через 1 ч после остановки монитора. В случае образования плотного осадка на дне скважины рекомендуется производить его барботирование.

2.9. При работе струи в затопленном состоянии во время разбуривания лидерных скважин для увеличения дальности ее действия вокруг струи создают рубашку из сжатого воздуха. Воздух подается с помощью компрессора под давлением 0,71 МПа через кольцевую щель шириной 1 мм, расположенную вокруг выходного отверстия насадки (конструкция монитора с воздушной щелью приведена в прил.3, рис.3).

2.10. Для исключения размыва стенок скважины в ее верхней части в слое сезонно-талого грунта необходимо предусматривать закрепление стенок в этом интервале обсадными трубами.

2.11. В пройденные скважины сваи погружаются после полной очистки скважин с последующей заливкой пазух буровым раствором согласно общепринятой технологии.

2.12. Допускается погружать сваи непосредственно в заполненную пульпой скважину, если состав и консистенция пульпы соответствуют требованиям к буровым растворам, применяемым в данных условиях.

В этих случаях следует предусматривать догружение свай до проектных отметок с помощью вибратора.

3. УСТРОЙСТВО СВАЙ С УШИРЕННОЙ ПЯТОЙ

3.1. В вечномерзлых грунтах могут применяться монолитные комбинированные и сборно-монолитные сваи с уширенной пятой, с проходкой уширений под пяту гидроструей высокого давления.

3.2. Применение свай с уширенной пятой позволяет намного повысить передаваемые на них нагрузки за счет более полного использования несущей способности торца, что имеет важное практическое значение при строительстве на пластичномерзлых и засоленных грунтах, где прочность смерзания свай по боковой поверхности с грунтом, как правило, не обеспечивается.

3.3. Устройство уширений под пяту гидроструей высокого давления может производиться как в скважинах, пройденных обычными способами (ударно-канатное, вращательное оборудование и т.д.), так и в скважинах, пройденных гидроструйным способом. Целесообразность сочетания механического бурения скважин с гидроструйной технологией устройства уширений определяется на основании технико-экономических расчетов.

3.4. Для устройства уширений в скважине под пяту гидроструйный монитор оснащается горизонтально расположенными удлинителями, приближающими струю к забою (см. прил.3, рис.5).

3.5. В зависимости от вида грунта и диаметра уширения параметры гидроструй и режимы резания определяются по табл.3.1.

Таблица 3.1

Вид мерзлого грунта

Давление воды, МПа

Частота вращения монитора, об/мин

Диаметр образуемой скважины, мм

800

1000

1200

Суглинок

30

60

2,0
0,13

2,5
0,16

3,0
0,19

-

-

Супесь

30

60

2,0
0,17

2,5
0,21

3,0
0,26

2,0
0,10

2,5
0,13

3,0
0,16

2,0
0,07

2,5
0,08

3,0
0,09

Песок

30

60

2,0
0,21

2,5
0,26

3,0
0,32

2,0
0,13

2,5
0,16

3,0
0,20

2,0
0,08

2,5
0,10

3,0
0,11

См. примечание табл.2.2.

3.6. Удаление продуктов разрушения производится способом желонирования (см. п.2.8).

3.7. Перед бетонированием механическим каверномером проверяется соответствие основных размеров уширения проектным значениям.

Бетон допускается укладывать на очищенный от жидкого шлама забой при толщине песчаного осадка не более 10 см.

3.8. Бетонирование следует выполнять методом вибропогружной трубы (ВПТ) с подачей смеси через бетонолитную трубу, либо методом напорного бетонирования. Метод свободного сбрасывания бетона применим лишь для жестких смесей при глубине скважин не более 10 м.

Рекомендации «Рекомендации по проектированию и устройству свайных фундаментов на пучинистых грунтах»

На главную | База 1 | База 2 | База 3
Поиск по реквизитамПоиск по номеру документаПоиск по названию документаПоиск по тексту документа
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 письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭПУГПУЭПЦСНПЭУРР ГазпромР НОПРИЗР НОСТРОЙР НОСТРОЙ/НОПР РСКР СМНР-НП СРО ССКРазъяснениеРаспоряжениеРАФРБРГРДРД БГЕИРД БТРД ГМРД НИИКраностроенияРД РОСЭКРД РСКРД РТМРД СМАРД СМНРД ЭОРД-АПКРДИРДМРДМУРДПРДСРДТПРегламентРекомендацииРекомендацияРешениеРешение коллегииРКРМРМГРМДРМКРНДРНиПРПРРТОП ТЭРС ГАРСНРСТ РСФСРРСТ РСФСР ЭД1РТРТМРТПРУРуководствоРУЭСТОП ГАРЭГА РФРЭСНрСАСанитарные нормыСанитарные правилаСанПиНСборникСборник НТД к СНиПСборники ПВРСборники РСН МОСборники РСН ПНРСборники РСН ССРСборники ценСБЦПСДАСДАЭСДОССерияСЗКСНСН-РФСНиПСНиРСНККСНОРСНПСОСоглашениеСПСП АССП АЭССправочникСправочное пособие к ВСНСправочное пособие к СНиПСправочное пособие к СПСправочное пособие к ТЕРСправочное пособие к ТЕРрСРПССНССЦСТ ССФЖТСТ СЭВСТ ЦКБАСТ-НП СРОСТАСТКСТМСТНСТН ЦЭСТОСТО 030 НОСТРОЙСТО АСЧМСТО БДПСТО ВНИИСТСТО ГазпромСТО Газпром РДСТО ГГИСТО ГУ ГГИСТО ДД ХМАОСТО ДОКТОР БЕТОНСТО МАДИСТО МВИСТО МИСТО НААГСТО НАКССТО НКССТО НОПСТО НОСТРОЙСТО НОСТРОЙ/НОПСТО РЖДСТО РосГеоСТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗАСТО САСТО СМКСТО ФЦССТО ЦКТИСТО-ГК "Трансстрой"СТО-НСОПБСТПСТП ВНИИГСТП НИИЭССтП РМПСУПСССУРСУСНСЦНПРТВТЕТелеграммаТелетайпограммаТематическая подборкаТЕРТЕР Алтайский крайТЕР Белгородская областьТЕР Калининградской областиТЕР Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕР Краснодарского краяТЕР Мурманская областьТЕР Новосибирской областиТЕР Орловской областиТЕР Республика ДагестанТЕР Республика КарелияТЕР Ростовской областиТЕР Самарской областиТЕР Смоленской обл.ТЕР Ямало-Ненецкий автономный округТЕР Ярославской областиТЕРмТЕРм Алтайский крайТЕРм Белгородская областьТЕРм Воронежской областиТЕРм Калининградской областиТЕРм Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРм Мурманская областьТЕРм Республика ДагестанТЕРм Республика КарелияТЕРм Ямало-Ненецкий автономный округТЕРмрТЕРмр Алтайский крайТЕРмр Белгородская областьТЕРмр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРмр Краснодарского краяТЕРмр Республика ДагестанТЕРмр Республика КарелияТЕРмр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРпТЕРп Алтайский крайТЕРп Белгородская областьТЕРп Калининградской областиТЕРп Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРп Краснодарского краяТЕРп Республика КарелияТЕРп Ямало-Ненецкий автономный округТЕРп Ярославской областиТЕРрТЕРр Алтайский крайТЕРр Белгородская областьТЕРр Калининградской областиТЕРр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРр Краснодарского краяТЕРр Новосибирской областиТЕРр Омской областиТЕРр Орловской областиТЕРр Республика ДагестанТЕРр Республика КарелияТЕРр Ростовской областиТЕРр Рязанской областиТЕРр Самарской областиТЕРр Смоленской областиТЕРр Удмуртской РеспубликиТЕРр Ульяновской областиТЕРр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРррТЕРрр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРс Ямало-Ненецкий автономный округТЕРтр Ямало-Ненецкий автономный округТехнический каталогТехнический регламентТехнический регламент Таможенного союзаТехнический циркулярТехнологическая инструкцияТехнологическая картаТехнологические картыТехнологический регламентТИТИ РТИ РОТиповая инструкцияТиповая технологическая инструкцияТиповое положениеТиповой проектТиповые конструкцииТиповые материалы для проектированияТиповые проектные решенияТКТКБЯТМД Санкт-ПетербургТНПБТОИТОИ-РДТПТПРТРТР АВОКТР ЕАЭСТР ТСТРДТСНТСН МУТСН ПМСТСН РКТСН ЭКТСН ЭОТСНэ и ТЕРэТССЦТССЦ Алтайский крайТССЦ Белгородская областьТССЦ Воронежской областиТССЦ Карачаево-Черкесская РеспубликаТССЦ Ямало-Ненецкий автономный округТССЦпгТССЦпг Белгородская областьТСЦТСЦ Белгородская областьТСЦ Краснодарского краяТСЦ Орловской областиТСЦ Республика ДагестанТСЦ Республика КарелияТСЦ Ростовской областиТСЦ Ульяновской областиТСЦмТСЦО Ямало-Ненецкий автономный округТСЦп Калининградской областиТСЦПГ Ямало-Ненецкий автономный округТСЦэ Калининградской областиТСЭМТСЭМ Алтайский крайТСЭМ Белгородская областьТСЭМ Карачаево-Черкесская РеспубликаТСЭМ Ямало-Ненецкий автономный округТТТТКТТПТУТУ-газТУКТЭСНиЕР Воронежской областиТЭСНиЕРм Воронежской областиТЭСНиЕРрТЭСНиТЕРэУУ-СТУказУказаниеУказанияУКНУНУОУРврУРкрУРррУРСНУСНУТП БГЕИФАПФедеральный законФедеральный стандарт оценкиФЕРФЕРмФЕРмрФЕРпФЕРрФормаФорма ИГАСНФРФСНФССЦФССЦпгФСЭМФТС ЖТЦВЦенникЦИРВЦиркулярЦПИШифрЭксплуатационный циркулярЭРД
Показать все найденныеПоказать действующиеПоказать частично действующиеПоказать не действующиеПоказать проектыПоказать документы с неизвестным статусом
Упорядочить по номеру документаУпорядочить по дате введения

Устройство свай в вечномерзлых грунтах: выбор типа и технология

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

Поиск

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

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Заливка фундамента под дом

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление

      Устранение трещин в стенах фундамента

      Как армировать ростверк

      Необходимость устройства опалубки

      Как сделать гидроизоляцию цоколя

  • Цоколь

Технологическая карта К-1-25 Технологические карты на сооружение ВЛ и подстанций 35

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ НА СООРУЖЕНИЕ ВЛ И ПОДСТАНЦИЙ 35 - 500 кВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ К-1-25

(СБОРНИК)

УСТРОЙСТВО СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ОПОРЫ ВЛ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

 

К-1-25-1

Сооружение свайного фундамента станком ударно-канатного бурения БС-1 м с установкой железобетонных свай краном ТК-53 в твердомерзлых грунтах I-VII группы

К-1-25-2

Сооружение свайного фундамента под промежуточную опору типа ПБ-1 бурильно-крановой машиной БМ-801С в твердомерзлых грунтах I - IV группы

К-1-25-3

Сооружение свайного фундамента станком термомеханического бурения ТБС  в твердомерзлых грунтах под металлические опоры ВЛ 35 - 500 кВ

К-1-25-4

Забивка металлических свай агрегатом СП-49 в пластичномерзлые грунты под промежуточные опоры ВЛ-500 кВ

К-1-25-5

Устройство свайных фундаментов под опоры ВЛ в пластичномерзлых грунтах I и II группы ударновибровдавливающим агрегатом УВВС-60/10

К-1-25-6

Вибровдавливание железобетонных свай в лидерные скважины агрегатом УВВС-60/10 в пластичномерзлые грунты под промежуточн

Технологии устройства свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах при строительстве по I принципу и область применения каждой из них. Контроль смерзания сваи с грунтом.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ.

1. Классификация вечномерзлых грунтов и её влияние на выбор принципа использования грунта в качестве основания и типа фундамента. Классификация вечномерзлых грунтов по условиям залегания.

 

Технологии устройства свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах при строительстве по I принципу и область применения каждой из них. Контроль смерзания сваи с грунтом.

К числу типов свай, применяемых на вечномерзлых грунтах, относят сваи, устанавливаемые в предварительно пробуренные скважины и заполненные грунтовым раствором, сваи, установленные в предварительно оттаенные скважины с заливкой их грунтом, а также сваи, забиваемые в лидерные скважины (бурозабивные) или без предварительной подготовки грунта. А так жебуронабивные, полые и сваи-оболочки, а также составные (комбинированные) сваи из разных материалов.

В проекте свайных фундаментов должны быть указаны способы погружения свай, а также температурные условия, при которых разрешается загружение свай.

Полые сваи и сваи-оболочки, не требующие по расчету бетонного заполнения, допускается заполнять грунтом, а в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания и выше - бетоном класса не ниже В15 с соблюдением требований по предотвращению образования трещин, кроме опор мостов, для которых нужно учитывать воздействие знакопеременных.

При устройстве буронабивных свай в вечномерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу I, применение химических добавок для ускорения твердения бетона, уложенного в распор с мерзлым грунтом, как правило, не допускается.

По условиям применимости и способам погружения в вечномерзлый грунт сваи подразделяются на:

а) буроопускные - сваи сплошные и полые, свободно погружаемые в скважины, диаметр которых превышает (не менее чем на 5 см) размер их наибольшего поперечного сечения, с заполнением свободного пространства раствором глинисто-песчаным, известково-песчаным или другого состава, принимаемым по условиям обеспечения заданной прочности смерзания сваи с грунтом; допускаются к применению в любых грунтах при средней температуре грунта по длине сваи минус 0,5° С и ниже;

б) опускные - сваи сплошные и полые, свободно (или с пригрузом) погружаемые в оттаянный грунт в зоне диаметром до двух наибольших поперечных размеров сваи; допускаются к применению в твердомерзлых грунтах песчаных и пылевато-глинистых, содержащих не более 15% крупно-обломочных включений при средней температуре грунта по длине сваи не выше минус 1,5° С;

в) бурозабивные - сваи сплошные и полые, рассчитанные на восприятие ударных нагрузок и погружаемые забивкой в лидерные скважины, диаметр которых меньше наибольшего поперечного сечения сваи; допускаются к применению в пластичномерзлых грунтах без крупнообломочных включений на основании пробных погружений свай на данной площадке;

г) бурообсадные - полые сваи и сваи-оболочки, погружаемые в грунт путем его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи; применяются при устройстве сварных фундаментов в сложных инженерно-геокриологических условиях и при наличии межмерзлотных подземных вод.

Допускается применять другие способы погружения свай в вечномерзлые грунты, если это не приводит к недопустимому повышению температуры грунтов основания, что должно быть подтверждено экспериментальными данными и теплотехническим расчетом.

 

Принципы использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований фундаментов зданий и сооружений и область применения каждого из них.

При строительстве на вечномерзлых грунтах в зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий и сооружений, инженерно-геокриологических условий и возможности целенаправленного изменения свойств грунтов основания применяется один из следующих принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений:

Принцип I - вечномерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения;

Принцип II - вечномерзлые грунты основания используются в оттаянном или оттаивающем состоянии (с их предварительным оттаиванием на расчетную глубину до начала возведения сооружения или с допущением их оттаивания в период эксплуатации сооружения).

Принцип I следует применять, если грунты основания можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически целесообразных затратах на мероприятия, обеспечивающие сохранение такого состояния. На участках с твердомерзлыми грунтами, а также при повышенной сейсмичности района следует принимать, как правило, использование вечномерзлых грунтов по принципу I.

При строительстве на пластичномерзлых грунтах следует, как правило, предусматривать мероприятия по понижению температуры до установленных расчетом значений, а также учитывать в расчетах оснований пластические деформации этих грунтов под нагрузкой.

Принцип II следует применять при наличии в основании скальных или других малосжимаемых грунтов, деформация которых при оттаивании не превышают предельно допустимых значений для проектируемого сооружения, при несплошном распространении вечномерзлых грунтов, а также в тех случаях, когда по техническим и конструктивным особенностям сооружения и инженерно-гео­крио­логическим условиям участка при сохранении мерзлого состояния грунтов основания не обеспечивается требуемый уровень надежности строительства.

Выбор принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений, а также способов и средств, необходимых для обеспечения принятого в проекте температурного режима грунтов, следует производить на основании сравнительных технико-экономических расчетов.

В пределах застраиваемой территории (промышленный узел, поселок, городской микрорайон и т. д.) надлежит предусматривать, как правило, один принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований. Это требование следует учитывать также при проектировании новых и реконструкции существующих зданий и сооружений на застроенной территории, размещении мобильных (временных) зданий и прокладке инженерно-технических сетей.

Применение разных принципов использования вечномерзлых грунтов в пределах застраиваемой территории допускается на обособленных по рельефу и другим природным условиям участках, а в необходимых случаях - на природно-необособленных участках, если предусмотрены и подтверждены расчетом специальные меры по обеспечению расчетного теплового режима грунтов в основании соседних зданий, возведенных (или возводимых) по принципу I (резервирование зон безопасности, устройство мерзлотных и противофильтрационных завес и т. п.).

Линейные сооружения допускается проектировать с применением на отдельных участках трассы разных принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания. При этом следует предусматривать меры по приспособлению их конструкций к неравномерным деформациям основания в местах перехода от одного участка к другому.

 

ПРОСАДОЧНЫЕ ГРУНТЫ.

 

2. Фундаменты на просадочных грунтах: виды фундаментов и область применения каждого из них.

5. Особенности расчета свайных фундаментов по несущей способности в просадочных грунтах II типа.

8. Фундаменты из буронабивных свай в просадочных грунтах. Виды свай и технология их устройства.

10. Методы устранения просадочных свойств грунтов. Технологические особенности и область применения каждого из них.

14. Просадочные грунты. Особенности их поведения. Характеристики просадочных грунтов. Классификация просадочных грунтов.

16. Методы строительства в просадочных грунтах и область применения каждого из них.

20. Фундаменты мелкого заложения в просадочных грунтах. Особенности расчета по II группе предельных состояний.

23. Технологии устройства свайных фундаментов в просадочных грунтах.

26.=2.

29.=5.

32.=8.

34.=10.

38.=14.

40.=16.

44.=20.

47.=23.

50.=26.=2.

53.=29.=5.

56.=32.=8.

 

НАСЫПНЫЕ ГРУНТЫ

 

6. Фундаменты в насыпных грунтах.

12. Особенности расчета фундаментов в насыпных грунтах по I группе предельных состояний.

30. Классификация насыпных грунтов. Фундаменты в насыпных грунтах.

36.=12.

54.=6.

 

ПУЧИНИСТЫЕ ГРУНТЫ

 

22. Фундаменты в пучинистых грунтах. Учет пучинистости грунтов при проектировании фундаментов. Расчет устойчивости фундаментов на действие сил морозного пучения.

46.=22.

 

 

ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ.

1. Классификация вечномерзлых грунтов и её влияние на выбор принципа использования грунта в качестве основания и типа фундамента. Классификация вечномерзлых грунтов по условиям залегания.

 

Технологии устройства свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах при строительстве по I принципу и область применения каждой из них. Контроль смерзания сваи с грунтом.

К числу типов свай, применяемых на вечномерзлых грунтах, относят сваи, устанавливаемые в предварительно пробуренные скважины и заполненные грунтовым раствором, сваи, установленные в предварительно оттаенные скважины с заливкой их грунтом, а также сваи, забиваемые в лидерные скважины (бурозабивные) или без предварительной подготовки грунта. А так жебуронабивные, полые и сваи-оболочки, а также составные (комбинированные) сваи из разных материалов.

В проекте свайных фундаментов должны быть указаны способы погружения свай, а также температурные условия, при которых разрешается загружение свай.

Полые сваи и сваи-оболочки, не требующие по расчету бетонного заполнения, допускается заполнять грунтом, а в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания и выше - бетоном класса не ниже В15 с соблюдением требований по предотвращению образования трещин, кроме опор мостов, для которых нужно учитывать воздействие знакопеременных.

При устройстве буронабивных свай в вечномерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу I, применение химических добавок для ускорения твердения бетона, уложенного в распор с мерзлым грунтом, как правило, не допускается.

По условиям применимости и способам погружения в вечномерзлый грунт сваи подразделяются на:

а) буроопускные - сваи сплошные и полые, свободно погружаемые в скважины, диаметр которых превышает (не менее чем на 5 см) размер их наибольшего поперечного сечения, с заполнением свободного пространства раствором глинисто-песчаным, известково-песчаным или другого состава, принимаемым по условиям обеспечения заданной прочности смерзания сваи с грунтом; допускаются к применению в любых грунтах при средней температуре грунта по длине сваи минус 0,5° С и ниже;

б) опускные - сваи сплошные и полые, свободно (или с пригрузом) погружаемые в оттаянный грунт в зоне диаметром до двух наибольших поперечных размеров сваи; допускаются к применению в твердомерзлых грунтах песчаных и пылевато-глинистых, содержащих не более 15% крупно-обломочных включений при средней температуре грунта по длине сваи не выше минус 1,5° С;

в) бурозабивные - сваи сплошные и полые, рассчитанные на восприятие ударных нагрузок и погружаемые забивкой в лидерные скважины, диаметр которых меньше наибольшего поперечного сечения сваи; допускаются к применению в пластичномерзлых грунтах без крупнообломочных включений на основании пробных погружений свай на данной площадке;

г) бурообсадные - полые сваи и сваи-оболочки, погружаемые в грунт путем его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи; применяются при устройстве сварных фундаментов в сложных инженерно-геокриологических условиях и при наличии межмерзлотных подземных вод.

Допускается применять другие способы погружения свай в вечномерзлые грунты, если это не приводит к недопустимому повышению температуры грунтов основания, что должно быть подтверждено экспериментальными данными и теплотехническим расчетом.

 



Читайте также:

 

Проектирование вечной мерзлоты - Основания вечной мерзлоты

Герасимов А.А. - доктор технических наук. Санкт-Петербург.

  • Осадимость и несущая способность мерзлого грунта
  • Фундаменты для холодных регионов
  • Фундаменты на морозостойком грунте
  • Фундаменты на оттаивающем грунте
  • Фундаменты мелкого заложения
  • Свайные фундаменты в мерзлых и талых грунтах
  • Проектирование фундаментов для холодных регионов
  • Строительство фундаментов на мерзлых грунтах
  • Тепловой режим мерзлого грунта
  • Проектирование фундаментов в вечной мерзлоте
  • Поведение системы «фундамент - конструкция»
  • Влияние глобального потепления
  • Надежность фундаментов в холодных регионах

Механика мерзлого грунта

Механика льда

Реология мерзлого грунта

свойства мерзлого грунта
  • Лабораторные и полевые исследования мерзлого грунта
  • Упругость мерзлого грунта
  • Реологические свойства грунта
  • Ползучесть мерзлых грунтов
  • Долговременная прочность мерзлых грунтов
  • .

    Геотехнические рекомендации для свайного фундамента

    Геотехнические рекомендации для свайных фундаментов при выборе глубины, типа сваи и особых мер предосторожности, которые необходимо соблюдать для различных почвенных условий. Свайные фундаменты рекомендуются только в тех случаях, когда нельзя предложить плотный фундамент из-за чрезмерной осадки, вызванной лежащим под ним рыхлым или сжимаемым грунтом.

    Кратко поясняются общие геотехнические рекомендации для всех типов свайных фундаментов.

    Геотехнические рекомендации для свайного фундамента

    Важными геотехническими соображениями при строительстве свайного фундамента являются:

    1. Базовый уровень свай определяется с учетом конечного сопротивления пласта и осадки грунта под группами свай.
    2. Проскальзывания грунта от 5 до 10 мм достаточно для развития полного сопротивления обшивки вдоль сваи, в то время как смещение порядка 10% диаметра вершины сваи необходимо для мобилизации полного сопротивления подшипнику конца.
    3. Если сваи наталкиваются на усаживающуюся глина около земли, может быть сделана поправка на потерю сопротивления трения, а также на поднятие из-за набухания.
    4. В жестких трещиноватых глинах обычно рекомендуются буронабивные сваи или забивные сваи с низким смещением. Плотные илы вызывают высокое сопротивление забивным сваям, но емкость сваи остается низкой из-за нарушения почвы во время забивки.
    5. Нормально уплотненные глины вызывают торможение пробуренных монолитных свай вниз из-за уплотнения из-за дренажа, возникающего в результате бурения.
    6. Точечное сопротивление и поверхностное трение сваи в песке увеличивается с увеличением длины сваи. Это увеличение в 10 раз превышает диаметр сваи для рыхлого грунта и в 20 раз для плотного песка. За пределами этой длины значения остаются постоянными.
    7. Точечное сопротивление свай, диаметр которых превышает 15-20 диаметров, пробиваемых через слабые пласты в толстые твердые песчаные отложения, увеличивается с увеличением глубины погружения в этот пласт. Это увеличение до максимального значения, соответствующего диаметру сваи в 8–12 раз.
    8. За исключением буронабивных свай в песке, вместимость группы свай равна сумме вместимости отдельных свай в группе. В случае буронабивных свай в песке вместимость составляет около двух третей суммы вместимости. Проверка необходима на отказ свайной группы как единого блока.
    9. Вместимость сваи может быть рассчитана несколькими подходящими методами, чтобы установить верхние и нижние граничные значения. Ошибки очень высоки, когда результаты для одного типа грунтовых отложений в одном месте или действительные в течение одного года сваи экстраполируются для получения значения для различных отложений в другом месте или другого типа свай с использованием другой техники строительства.

    Геотехнические рекомендации для забивных свай

    Для забивных свай предпочтительны плотные рыхлые и несвязные грунты средней плотности. Для таких свай составы для забивки свай более надежны для несвязных грунтов, чем для связных грунтов. Большие поверхностные трещины образуются забивными сваями в жестких глинах. Следовательно, сопротивлением кожи можно пренебречь до 1,8 м вверху.

    Геотехнические рекомендации для буронабивных свай

    Вместимость буронабивных свай больше зависит от техники строительства, чем для забивных свай.Буровые работы делают почву более рыхлой. Величина трения вала для буронабивных свай в песках может быть только половиной от трения забивных свай. Это отношение составляет примерно одну треть от сопротивления подшипника на конце. Если бетон укладывается (но не уплотняется механически) при извлечении трубы оболочки, окружающий несвязный грунт может считаться рыхлым.

    В целях ограничения количества свай в каждой группе в рекомендации должна быть указана высокая возможная вместимость сваи с учетом параметров грунта, бревна ствола и соответствующего типа сваи.Вместимость желаемого свайного фундамента рассчитывается по нормативным нормам региона.

    Подробнее: Фундамент свайный

    .

    Свайный фундамент | Классификация свайных фундаментов | Способы установки свай

    Свайный фундамент. Свайные фундаменты - это глубокие фундаменты, используемые в тех случаях, когда участок имеет слабые неглубокие несущие пласты, из-за которых необходимо передавать нагрузку на более глубокие слои либо по принципу трения, либо по принципу торцевых опор. Фундаменты обеспечивают поддержку конструкций, передавая нагрузку на скалу или слои почвы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки.Доступен очень широкий спектр типов фундаментов, подходящих для различных применений. Фундаменты классифицируются в основном как мелкие и глубокие.

    свайный фундамент

    Фундаменты мелкого заложения используются там, где нагрузка, создаваемая конструкцией, мала по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов. Глубокие фундаменты необходимы там, где несущая способность поверхностного грунта недостаточна для выдерживания прилагаемых к нему нагрузок, и, следовательно, они передаются на более глубокие слои с высокой несущей способностью.

    Свайные фундаменты - это глубокие фундаменты, образованные длинными тонкими столбчатыми элементами. Они состоят из двух компонентов: сваи и одиночной или групповой сваи. Свайные фундаменты в основном используются для передачи нагрузок от надстройки через слабые сжимаемые слои или воду на более прочный, более плотный, менее сжимаемый и жесткий грунт или скалу. Этот тип фундамента используется для больших конструкций, а также в ситуациях, когда грунт не подходит для предотвращения чрезмерной осадки.

    Свайные фундаменты классифицируются в зависимости от несущей способности свай, материала свайной конструкции и типа грунта.

    Классификация основана на передаче нагрузки :

    Концевые опорные сваи (точечная опора)

    Они передают большую часть своих нагрузок на несущий слой (который может быть плотным песком или каменной породой). Большая часть мощности сваи выводятся из точки конца подшипника.

    Концевая опорная свая

    Фрикционные сваи:

    Они передают свою нагрузку через слои, через которые проходят сваи, что в основном происходит за счет поверхностного трения (поверхностного трения) с окружающим грунтом.Здесь сваи забиваются на такую ​​глубину, что сопротивление трения, развиваемое сбоку свай, равно нагрузке, приходящейся на сваи.

    Фрикционная свая

    Классификация на основе материала Конструкция свай:

    Деревянные сваи:

    Древесина может использоваться для изготовления временных свай, а также постоянных в регионах, где древесина легко и экономически доступна. Он наиболее подходит для укладки длинных связных свай под насыпями.

    Стальные сваи:

    Сталь может использоваться как для временных, так и для постоянных работ. Они подходят для погрузки и забивки свай большой длины. Относительно небольшая площадь поперечного сечения и высокая прочность облегчают проникновение в твердую почву. Если он попадет в почву с низким значением pH, может возникнуть риск коррозии, которую можно устранить с помощью покрытия смолой или катодной защиты.

    Установка стальных свай
    Бетонные сваи:

    Бетон используется для изготовления сборных железобетонных свай, монолитных и предварительно напряженных бетонных свай.Предварительно напряженные бетонные сваи получают все большее распространение, чем обычные сборные бетонные сваи, поскольку требуется меньше армирования.

    бетонные сваи

    Составные сваи:

    Когда свая состоит из комбинации разных материалов в одной свае, она называется композитной сваей. Например, часть деревянной сваи, установленная над грунтовыми водами, может подвергнуться опасности нападения насекомых и разложения. Поэтому, чтобы избежать этого, бетонные или стальные сваи используются над уровнем грунтовых вод, в то время как древесина укладывается под уровнем грунтовых вод.

    Комбинированная свая из бетона и дерева

    Классификация, основанная на влиянии грунта :

    Забивные сваи:

    В процессе забивки сваи в землю грунт перемещается радиально при входе в ствол сваи земля. Может присутствовать компонент движения почвы в вертикальном направлении. Следовательно, забивные сваи считаются вытеснительными.

    Различные поперечные сечения, используемые для стальных свай

    Буронабивные сваи:

    В этом процессе пустота образуется путем бурения или выемки грунта перед тем, как сваю вводят в грунт.Сваи могут быть изготовлены путем заливки бетона в пустоту. Буронабивные сваи считаются несмещающими сваями.

    В свайных фундаментах процесс установки и методы установки не менее важны, чем процесс проектирования. При проектировании свай следует тщательно выбирать способ установки и оборудование, чтобы не повредить сваю.

    Методы забивки сваи (вытесняющие сваи)

    Падающий вес: Молот, вес которого приблизительно равен весу сваи, поднимается на подходящую высоту и отпускается для удара по головке сваи.

    Забивка сваи молотком

    Вибрация: Используемая здесь амплитуда вибрации должна быть достаточной, чтобы нарушить поверхностное трение по сторонам сваи. Это лучше всего подходит для песчаных или гравийных почв.

    Домкрат (только для микробвай): Для установки домкратов используются гидроцилиндры для вдавливания свай в грунт

    Промывка: Для облегчения проникновения свай в песок или песчаный гравий можно использовать струю воды .

    Методы бурения (сваи без смещения)

    Шнек непрерывного действия (CFA): Если бурение и заливка происходят одновременно во время забивки сваи, то они называются сваями CFA.Здесь оборудование состоит из мобильного базового шасси, оснащенного полым основным лопастным шнеком, который вращается и врезается в землю для получения необходимой глубины забивки свай. Этот способ особенно эффективен на мягком грунте.

    Непрерывный шнековый процесс

    Нижний порог: Это особый тип буронабивных свай, который используется для увеличения несущей способности соответствующих пластов за счет увеличения основания. Для использования этого метода почва должна быть способной к открытию без опоры.

    Открытое положение приспособления для прокладки грунта

    Отрицательное трение кожи

    Когда насыпь или груз помещается на сжимаемый грунт, происходит уплотнение. Когда сваи продвигаются через грунт до завершения уплотнения, грунт будет двигаться вниз по отношению к свае. Нисходящее движение почвы вызывает поверхностное трение между сваей и окружающей почвой, что называется отрицательным поверхностным трением. Его также можно получить за счет понижения уровня воды в сжимаемых почвах, таких как глина, грязь и мягкая почва, а также из-за увеличения напряжения.

    Отрицательное поверхностное трение

    .

    Оптимальное проектирование свайного фундамента с помощью генетических алгоритмов автоматической группировки

    В данной статье исследуется оптимальный концептуальный дизайн свайного фундамента на начальном этапе проектирования. Предлагается модульный метод, при котором фундамент делится на модули, и каждый модуль идентифицируется по своим характеристикам - длине, диаметру, количеству и расположению свай. Модули с одинаковыми характеристиками могут быть упакованы и представлены переменной конструкции. Модель оптимизации с минимальными затратами и несколькими конструктивными ограничениями, основанная на китайском коде и ограничении мощности, построена для достижения одновременной оптимизации размера и компоновки стопки.Модель решается с помощью улучшенных генетических алгоритмов автоматической группировки для получения плана с оптимальными переменными и оптимальной группировкой переменных. Практический пример демонстрирует эффективность предложенного подхода.

    1. Введение

    Фундаменты свай, широко используемые в многоэтажных зданиях, часто размещают одинаковые сваи по равномерной сетке с постоянным интервалом между ними. Такой дизайн очень консервативен и неэкономичен. Несколько стратегий проектирования свайных фундаментов [1–3] представлены для достижения экономичного проектирования.

    Оптимизация конструкции свай может быть определена как минимальная стоимость фундамента при сохранении удовлетворительных характеристик. По сравнению с широким изучением и применением техники оптимизации в области проектирования конструкций, разработка оптимизации свайных фундаментов является относительно поздней из-за трех основных трудностей. Во-первых, точное прогнозирование характеристик свайного фундамента практически невозможно из-за неопределенности параметров грунта, сложности взаимодействия сваи-грунт-плот и неточного основного закона слоистого грунта.Даже с учетом множества имеющихся исследований, основанных на теории упруго-пластической деформации [4–6], нелинейный анализ требует различных упрощений и допущений, которые могут не соответствовать реальной ситуации. Как отметил Поулос, «инженерная теория должна изначально основываться на опыте и расширяться или модифицироваться в свете дальнейшего опыта» [7], результаты теоретического анализа свайных фундаментов следует модифицировать в соответствии с опытом практического проектирования. Во-вторых, из-за дискретного характера характеристик сваи (количества, диаметра и длины) оптимизация сваи является дискретной задачей.Кроме того, целевая функция и условия ограничения могут быть прерывистыми, недифференцируемыми или даже трудно выражаемыми математически в терминах проектных переменных [8]. В результате оптимизация сваи должна решаться эффективным методом. В-третьих, сваи практичной конструкции должны быть сгруппированы, потому что конструкции со слишком большим количеством разных свай значительно увеличивают стоимость строительства и управления. Предварительно заданная конфигурация группировки свай на основе опыта приводит к другой проблеме оптимизации с потенциально существенно другим оптимальным решением [9].Поэтому характеристики свай и их группировка должны быть оптимизированы одновременно. Оптимизация группирования является дискретной, и ее следует решать с помощью методов дискретной оптимизации.

    Некоторые исследователи [10–15] представили концепцию и теорию структурной оптимизации в процессе проектирования свай и использовали градиентные методы с предпосылками дифференцируемости и непрерывности ограничений / целей для решения задачи оптимизации. Кроме того, другие попытки [8, 16] были сделаны на основе генетических алгоритмов (ГА), которые не имеют предпосылок для дифференцируемости и непрерывности.

    В данной статье исследуется проблема оптимизации свай на начальном этапе проектирования с использованием улучшенного генетического алгоритма автоматической группировки (AGGA). Характеристики сваи (количество, длина и диаметр) и расположение свай учитываются с помощью предлагаемого модульного метода для достижения одновременной оптимизации размера и расположения свай. Основным вкладом в статью является предложение нового представления проблемы оптимизации конструкции свай на основе модульного метода, а также использование улучшенного AGGA для решения проблемы.Модель оптимизации свай с минимальными затратами с практическими конструктивными ограничениями и ограничением мощности представлена ​​в разделе 2. Конструктивные ограничения оцениваются китайским стандартом JGJ 94-2008 [17], который сочетает в себе теоретические исследования и инженерный опыт и обеспечивает стандарт для Практическое проектирование свайного фундамента в Китае. В разделе 3 применяется AGGA с улучшением функции штрафа и оператора кроссовера для обработки ограничения мощности, представляющего требование группировки стопок.В разделе 4 представлен подробный алгоритм применения улучшенного AGGA для оптимизации свайного фундамента. Практический пример в разделе 5 демонстрирует эффективность предложенного подхода. В конце обсуждаются некоторые выводы.

    2. Формулировка оптимизации свайного фундамента

    Оптимизация свайного фундамента может быть сформулирована как

    .

    Как выбрать тип свайного фундамента для строительства?

    Как выбрать тип свайного фундамента?

    Типы свай, их преимущества и недостатки, а также области применения могут быть использованы, чтобы помочь проектировщику выбрать наиболее подходящий тип сваи для данного состояния:

    • Забивная свая
    • Забивная свая
    • Буронабивная свая

    Фиг.1: Выбор типов свайных фундаментов

    Забивная свая

    Чтобы иметь возможность выбрать забивную сваю для любого проекта, необходимо знать области применения, преимущества и недостатки, которые может иметь такой тип сваи.

    Наиболее выдающиеся преимущества забивных свай заключаются в том, что можно устанавливать сваи значительной длины, и это может быть выполнено специально в морских конструкциях.

    Кроме того, он имеет достаточную устойчивость в сдавливаемом грунте, на него не влияет вспучивание грунта при установке соседних свай, материал сваи может быть исследован и осмотрен до того, как он будет вдавлен в землю, а грунтовые воды не влияют на конструкцию забивной геморрой.

    Что касается недостатков забивных свай, то сильное забивание может привести к ненаблюдаемым повреждениям и возможному серьезному износу, что не только увеличивает график строительства, но и увеличивает стоимость строительства.

    Кроме того, забивные сваи не могут быть установлены в условиях низкой высоты, расширение концов не всегда полезно, а вибрации и шумы из-за процесса забивки могут привести к повреждениям.

    Наконец, это нерентабельно, когда количество материала в свае регулируется движущими силами, а не постоянными нагрузочными напряжениями.

    Рис.2: Забивной свайный фундамент

    Забивная и набивная свая

    Подобно забивным сваям, необходимо обрисовать и объяснить плюсы и минусы забивной сваи, а также ее применение.

    Преимущества этого типа сваи заключаются в сооружении увеличенной формы основания в определенных типах забивных и монолитных свай, воздействия грунтовых вод можно избежать благодаря закрытой торцевой трубе, которая врезается в землю, а также шумам и вибрациям некоторые типы забивных и забивных свай могут быть уменьшены.

    Еще одно преимущество состоит в том, что длину сваи этого типа можно изменять в зависимости от уровня несущего слоя, а ударные или управляющие нагрузки не влияют на материалы в свае.

    Что касается недостатков забивной и забивной сваи, длина сваи не может быть изменена, и она может страдать изгибом и сужением при сдавливании грунта, за исключением случаев, когда во время бетонирования учитываются особые соображения.

    Более того, конструкции в непосредственной близости от строительной площадки могут быть повреждены и разрушены из-за вибраций и шумов, возникающих во время строительства.

    Кроме того, он не подходит для помещений с низким напором и не может рассматриваться в морских сооружениях или в реке, если не рассматривается специальная адаптация.

    Наконец, смещение грунта из-за забивки сваи может привести к повреждению прилегающего зеленого бетона, и невозможно исследовать бетон после завершения процесса строительства.

    Рис.3: Строительство забивной и монолитной сваи

    Буронабивная и набивная свая

    Этот тип свайного фундамента имеет несколько преимуществ, например, можно установить достаточно длинные сваи, его можно забивать в условиях низкого напора и можно использовать сваи большого диаметра.

    Кроме того, грунт, извлеченный из буровых скважин во время строительства, может быть осмотрен, отобран или испытан. Мало того, что длина пробуренной и забитой сваи может быть изменена в соответствии с грунтовыми условиями, она также может быть установлена ​​без сильной вибрации и шума.

    Что касается недостатков буронабивных свай и набивных на месте свай, они склонны к образованию трещин на выдавливаемой земле, заливной бетон можно исследовать, а концевые сваи увеличенного размера не могут быть построены, если не используются специальные подходы.

    Наконец, вымывание цемента водой, находящейся под артезианским давлением, погружение свай в несвязный грунт может вызвать оседание соседних зданий, а песчаный грунт и гравийный грунт могут разрыхляться, и, следовательно, основание сваи должно быть залито для стабилизации основание сваи.

    Рис.4: Буронабивная и набивная свая

    Как выбрать тип сваи в той же категории свай?

    После определения типа сваи необходимо выбрать подходящий тип сваи (древесина, сталь, бетон) в той категории свай, которая была выбрана.

    В каждых трех основных сваях есть сваи различных типов и форм. Обсуждаются рекомендации по выбору типа сваи в каждой категории.

    • Забивная свая
    • Забивная свая
    • Буронабивная свая

    Выбор забивной сваи

    Забивные сваи могут быть изготовлены из дерева, бетона или стали. Таблицу 1 можно использовать в качестве руководства для выбора подходящего типа забивной сваи.

    Таблица-1: Выбор типа забивных свай с учетом их преимуществ и недостатков, а также условий строительства

    Типы забивных свай Соответствующее состояние Непригодное состояние
    Свая забивная Подходит для временных работ или при небольшой нагрузке Нельзя использовать при больших нагрузках.Он может разлагаться, если уровень воды колеблется, и он не подходит для тяжелой езды, так как может возникнуть невидимое расщепление.
    Забивная свая бетонная Дополнительный рацион армирования необходим для того, чтобы свая выдерживала действующую силу, ей нужно время после заливки, чтобы получить необходимую прочность, и, следовательно, между отливкой и забиваемой поверхностью существует зазор, и она может пострадать от невидимых повреждений из-за приводных сил. Подходит для всех условий нагрузки, выдерживает коррозионные почвы
    Стальная забивная свая Подходит для любых условий нагрузки, не имеет повреждений из-за движущих сил, может расширяться и сокращаться.Значительно длинную забивную сваю можно использовать путем приваривания дополнительной длины. Он подвержен коррозии в морских условиях над уровнем почвы и, следовательно, нуждается в защите, а длинные сваи могут вылететь из строя во время забивки

    Выбор забивной и набивной сваи

    Таблица-2 может быть использована для выбора подходящего типа забивной и монолитной сваи

    Таблица-2: Выбор типов забивных и монолитных свай с учетом их преимуществ, недостатков и состояния конструкции

    Типы забивных и набивных свай Соответствующее состояние Непригодное состояние
    Выдвижная трубка забита и забита на месте свая Дешевле по сравнению с другим типом Не подходит для использования в водоносных песках и выдавливающих грунтах
    Выдвижная труба забита и забита на месте свая Подходит для выдавливания грунта, водоносного песка, а также при забивке сваи после вспучивания грунта. Дороже по сравнению с другим типом сваи

    Выбор буронабивной и набивной сваи

    Простая необсаженная сваи с механическим бурением - это самый дешевый тип буронабивных свай. Этот тип сваи является подходящим вариантом для твердых и жестких связных грунтов. Стоимость сваи увеличивается при установке и снятии обсадной колонны и использовании медленного обычного метода бурения.

    Подробнее: Типы свай в зависимости от передачи нагрузки, функции, материала и грунта

    .

    Типы свайных фундаментов, основанные на методе строительства

    Существует три типа свайных фундаментов в зависимости от методов их строительства: забивные сваи, монолитные сваи, забивные и монолитные сваи.

    Типы свайных фундаментов по способу строительства

    1. Фундамент забивной свай

    Забивной свайный фундамент может быть бетонным, стальным или деревянным. Эти сваи предварительно собираются перед размещением на строительной площадке.Забивные сваи бетонные - сборные. Эти сваи забиваются с помощью свайного молота.

    Когда эти сваи забиваются в сыпучий грунт, они вытесняют равный объем грунта. Это способствует уплотнению почвы по бокам свай и приводит к ее уплотнению. Сваи, уплотняющие прилегающий к нему грунт, также называются уплотняющими сваями. Такое уплотнение почвы увеличивает ее несущую способность.

    Насыщенные илистые и связные почвы плохо дренируют.Таким образом, эти грунты не уплотняются при бурении забивных свай. Для уплотнения почвы необходимо слить воду. Таким образом, напряжения, возникающие рядом с сваями, должны восприниматься только поровой водой. Это приводит к увеличению порового давления воды и снижению несущей способности почвы.

    2. Монолитные свайные фундаменты

    Забивные сваи бетонные. Эти сваи строятся путем сверления отверстий в земле на необходимую глубину и последующего заполнения ям бетоном.Армирование также используется в бетоне в соответствии с требованиями. Эти сваи имеют небольшой диаметр по сравнению с буронабивными сваями.

    Монолитные сваи - это сваи с прямыми буронами или с одной или несколькими забивными сваями через определенные интервалы. Сваи с одной или несколькими луковицами называются недоработанными сваями.

    3. Забивные и монолитные сваи

    Забивные и монолитные сваи обладают преимуществами как забивных, так и забивных свай. Порядок установки забивной и монолитной сваи следующий:

    Стальная оболочка диаметром сваи забивается в землю с помощью оправки, вставленной в оболочку.После забивания оболочки оправку снимают и заливают в оболочку бетон.

    Оболочка изготавливается из гофрированного и армированного тонкого стального листа (однотрубные сваи) или труб (сварные трубы Armco или обычные бесшовные трубы). Сваи этого типа называются сваями оболочечного типа.

    Безоболочечный тип образуется путем снятия оболочки во время укладки бетона. В обоих типах свай дно оболочки закрыто коническим наконечником, который можно отделить от оболочки.Путем выталкивания бетона из оболочки в сваях обоих типов может образоваться увеличенная луковица. К этому типу относятся сваи франки. В некоторых случаях оболочку оставляют на месте, а трубу забетонируют. Этот тип сваи очень часто используется при наваливании на воду.

    .

    Смотрите также