Главное меню

Свайный фундамент расчет количества свай


Свайный фундамент, расчет количества свай

Одной из основных задач, возникающих во время проектирования строительства будущего здания, является расчет нагрузки основной конструкции на фундамент. От полученных результатов зависит выбор типа фундамента и его конфигурация. Эта статья посвящена особенностям свайного фундамента дома и его преимуществам. Будут рассмотрены условия, при которых свайная конструкция наиболее предпочтительна, а также продемонстрированы примеры того, как рассчитать количество свай с учетом потенциальных нагрузок на фундамент и характеристик грунта.

Что такое свайный фундамент и из чего он состоит

Основой для этого типа фундамента служат полые стальные сваи, равномерно распределяемые по периметру будущих несущих стен дома. Внешняя поверхность покрывается защитным антикоррозионным слоем на основе цинка или полимерного материала, а внутренняя поверхность защищается бетоном, заливаемой в установленную сваю. Верхняя часть свай для фундамента соединяется посредством сварки с оголовком, который в свою очередь будет поддерживать ростверк – конструкцию, объединяющую отдельные сваи в единую основу. Чаще всего для изготовления ростверка используется бетон, стальные швеллеры и двутавры, реже – деревянный брус.

В отличие от ленточного или монолитного фундамента, также нагруженного по всему периметру здания, для монтажа не потребуется значительный объем земляных работ. Фундамент на сваях рекомендуется использовать в следующих случаях:

Виды свай для фундамента

Различают две основные категории, отличающиеся по способу противодействия осадкам свайных фундаментов: стоечные и висячие. Устойчивость висячей сваи обеспечивается за счет силы трения между внешней поверхностью и окружающим ее после погружения грунтом. Стоечные оснащены упором возле своих оснований, который удерживает конструкцию, основываясь на плотных слоях грунта под ним. А также упором служат лопасти винтовых свай, дополнительно трамбующие грунт во время монтажа.

Разделение свай по способу строительства:

По названию понятно, что данные сваи забиваются в грунт с помощью специальных механизмов (строительные пневмомолоты). Их особенностью является тот факт, что при забивании сила, воздействующая на нее, берется из расчета свайного фундамента. Таким образом, она погружается до глубины, на которой находится довольно прочный слой грунта, способный выдержать расчетную массу дома. Данный тип считается очень устойчивым, при забивании грунт вокруг нее и под ней дополнительно уплотняется. Монтаж забивных свай практически не используется при строительстве небольших домиков и частных коттеджей, так как требует применения сложной спецтехники.

Изделия состоят из стальной трубы и приваренных в нижней части лопастей либо это цельнолитая конструкция (что предпочтительнее в плане долговечности). Лопасти способствуют проникновению в грунт при ее закручивании, а после установки они удерживают на себе нагрузку на свайный фундамент и не дают ей проворачиваться. В верхней части изделия находятся специальные отверстия, с помощью которых свая ввинчивается в землю. При этом этот процесс вполне можно осуществить вручную, контролируя вертикальное положение во время работы. Внутренний объем заполняется бетоном для увеличения массы и защиты от коррозии.

Порядок установки буронабивных свай не предусматривает использование готовых металлоконструкций. Роль сваи в данном случае выполняет бетон, залитый в предварительно пробуренную скважину. Если грунт недостаточно плотный также потребуется опалубка. Этот способ достаточно прост в применении и подходит для индивидуального строительства. Единственный нюанс: расчетная нагрузка на сваю может оказаться слишком высокой для избранного в качестве основания слоя грунта.

В дальнейших примерах статьи, иллюстрирующих как точно рассчитать свайный фундамент, будут использоваться параметры предельной нагрузки винтовых свай. В следующей таблице вкратце перечислим наиболее распространенные марки данных изделий.

Таблица 1

Подробно о свайном фундаменте с ростверком

С одной стороны, ростверк выполняет функцию связного элемента для отдельных свай, с другой – это основа для остальной конструкции здания. Ростверк и сваи условного фундамента объединяются попарно (ленточный тип связки) либо объединяются все оголовки (плиточный тип). Ростверк для дома может изготавливаться из таких материалов:

Как рассчитать количество свай для фундамента

Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.

А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.

Чтобы посчитать количество и тип используемых свай необходимо учитывать множество параметров. Для упрощения задачи можно использовать специальный онлайн калькулятор, но для общего понимания процесса лучше пройтись по всем этапам расчета самостоятельно.

1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи

Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:

В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.

2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи

Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:

Таблица 2

Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.

А также для данных целей используется методика ввинчивания эталонной скважины. Ее применение зачастую требуется для расчета осадка свайных фундаментов на промышленных стройплощадках и при строительстве многоквартирных зданий, как того требует СНиП. Но при желании эталонная скважина может буриться и при индивидуальном строительстве.

3. Расчет нагрузки от конструкции здания

На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.

4. Подсчет требуемого количества свай

Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:

Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:

Как правило, в процессе проектирования выясняется, что для соблюдения вышеперечисленных правил потребуется немного больше свай, чем показали расчеты.

5. Глубина установки свай и расстояние между ними

Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:

Заключение

С помощью свайного фундамента можно достаточно быстро и за небольшие деньги соорудить прочное основание для жилой или нежилой постройки. В ряде случаев это единственный вариант, поскольку такому фундаменту не страшны осадки грунта, он легко возводится на сложном рельефе. Кроме того, по сравнению с традиционным ленточным или монолитным фундаментом, для монтажа свайной основы не потребуется большой объем земляных работ. Если провести правильный расчет свайного фундамента, он прослужит в течение десятилетий, не теряя функциональности.

 

Как выполнить расчет количества свай для свайно-винтового фундамента

Чтобы понять, как сделать расчет количества винтовых свай для дома, можно использовать калькулятор расчета свайного фундамента или рассмотреть пример, приведенный для каркасного дома. Характеристики здания:

Для подсчета того, сколько свай нужно для дома, требуются данные о типе почвы и особенностях ландшафта. В приведенном примере расчета количества свай для дома строительство ведется на ровном участке с глинистым грунтом, несущий пласт залегает на глубине 3 м от поверхности. Средняя снеговая нагрузка составляет 170 кг/м2.

Для фундамента понадобятся сваи диаметром 108 мм и длиной 3,5 м. Свайные конструкции берут с запасом по длине — 3,8-4,0 м. Для расчета нагрузок принимается примерное количество опор, равное 10. Чтобы понять, как рассчитать свайный фундамент, сбор нагрузок лучше выполнить в форме таблицы. Все полученные значения округляются в большую сторону до целого числа.

Таблица 3. Сбор нагрузок.

Тип нагрузки

Коэффициент надежности

Расчет

наружные стены

1,1

Площадь стен умножить на массу 1 м2.

((2 шт x 6 м) + (2 шт x 8 м)) x 4,5 м x 50 кг x 1,1 = 6930

внутренние стены

1,1

2 шт (на двух этажах) х 3 м (высота стен первого этажа) х 8 м (длина) х 50 кг x 1,1 = 2640

межкомнатные перегородки

1,2

25 м х 2,6 м (высота потолков) x 32 кг x 1,2 = 2496

перекрытия

1,1

2 шт (пол первого этажа и пол мансарды) x 6 м x 8 м x 170 кг x 1,1 = 17952

кровля

1,2

(6 м x 8 м х 65 кг x 1,2) / cos45ᵒ (угол наклона) = 5317

фундамент (предварительно)

1,05

10 шт x 48 кг (вес 1 сваи длиной 4 м) х 1,05 = 504

полезная

1,2

2 этажа х (160 кг x 6 м x 8 м) x 1,2 = 18432

снеговая

1,4

170 кг/м2 х 48 м (площадь кровли) x 1,4 =11424

По предварительным подсчетам сумма всех нагрузок на основание равна 65695 кг. В расчет принимается округленное значение 65,7 тонн. Далее проводится подсчет количества свай. Средняя несущая способность одной опоры составляет 6 тонн. Общий вес конструкции нужно разделить на это число: 65,7 т / 6 т = 10,95 шт. Округляем до целого, получаем 11 свай. Значение окончательно принимается, хотя и отличается от предварительного. Свайные конструкции будут установлены по углам и серединам наружных стен, а также в точках пересечения внутренних стен. Проектирование фундамента позволяет обеспечить устойчивое и прочное основание для постройки дома, избежать перерасхода материалов.


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

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

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

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

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

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

Содержание статьи

Какие параметры нужно рассчитать для правильного выбора свайного фундамента

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

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

К расчетным параметрам относятся:

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

ВАЖНО!

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

Расчет с помощью онлайн-калькулятора


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

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

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

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

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

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

Как найти нагрузку на основание

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

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

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

От каких факторов зависит шаг?

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

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

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

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

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

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

Пример вычисления необходимого количества опор

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

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

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

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

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

Пример расчета буронабивной основы

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

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

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

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

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

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

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

Основные схемы размещения

Существует несколько разновидностей схем расположения свай:

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

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

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

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

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

Как правильно рассчитать шаг

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

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

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

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

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

ВАЖНО!

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

Оптимальное расстояние

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

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

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

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

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

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

Пример нахождения размеров ростверка

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

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

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

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

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

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

Полезное видео

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

Заключение

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

Чаще всего для этого привлекают опытных специалистов.

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

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

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

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

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Калькулятор буронабивных свайных и столбчатых фундаментов

Внимание! В настройках браузера отключена возможность "Использовать JavaSсript". Основной функционал сайта недоступен. Включите выполнение JavaScript в настройках вашего браузера.

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного буронабивного свайного и столбчатого ростверкого фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003

Свайный либо столбчатый фундамент – тип фундамента, в котором сваи либо столбы находятся непосредственно в самом грунте, на необходимой глубине, а их вершины связаны между собой монолитной железобетонной лентой (ростверком), находящейся на определенном расстоянии от земли. Главным отличием между столбчатым и свайным фундаментом является разная глубина установки опор.

Основными условиями для выбора такого фундамента является наличие слабых, растительных и пучинистых грунтов, а так же большая глубина промерзания. В последнем случаем и при возможности забивания свай при любых погодных условиях, такой вид очень актуален в районах с суровым климатом. Так же к основным преимуществам можно отнести высокую скорость постройки и минимальное количество земляных работ, так как достаточно пробурить необходимое количество отверстий, либо вбить уже готовые сваи с использованием специальной техники.

Существует различное множество вариаций данного типа фундамента, таких как геометрическая форма свай, материалы для их изготовления, механизм действия на грунт, методы установки и виды ростверка. В каждом индивидуальном случае необходимо выбирать свой вариант с учетом характеристик грунта, расчетных нагрузок, климатических и других условий. Для этого необходимо обращаться к специалистам, которые смогут произвести все необходимые замеры и расчеты. Попытки экономии и самостроя могут привести к разрушению постройки.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Общие сведения по результатам расчетов

Онлайн калькулятор свайного фундамента - рассчитать стоимость фундамента на винтовых сваях

Минимальное количество свай для оформления заказа с монтажом 10 штук

Воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором для расчета свайного фундамента любого строения. Калькулятор поможет рассчитать необходимое количество свай и стоимость монтажных работ.

Обращаем ваше внимание, что данный расчет фундамента является упрощенным и не может учесть все индивидуальные особенности вашего проекта. Для их уточнения наш специалист свяжется с вами в ближайшее время.

Калькулятор не учитывает внутреннюю несущую стенку строения.

Наш сервис позволяет предварительно рассчитать винтовой фундамент, чтобы заранее прикинуть его стоимость. Если вам требуются монтажные работы, то на объект будет отправлена бригада опытных строителей, которые полностью укомплектованы необходимым оснащением, включающим, в том числе генераторы и баки с водой. После того как вы укажете место для вашего будущего свайного фундамента, строители приступят к монтажным работам. У вас есть возможность принять работу в конце дня и обсудить с бригадиром интересующие вас вопросы, касающиеся свайного фундамента. Монтаж фундамента до 25 свай длится всего 1 день. На произведенный нашими специалистами фундамент мы даем гарантию сроком на 10 лет.

Точный расчет, в процессе которого определяется стоимость винтовых свай для фундаментов домов и других конструкций, выполняется в режиме онлайн на базе введенных заказчиком параметров. Для этого предусмотрен удобный и наглядный сервис.

Чтобы рассчитать стоимость фундамента, введите необходимые данные о грунте, размерах, типе строения и его параметрах в калькулятор. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, задайте их нашим специалистам. Они помогут вам разобраться и правильно рассчитать винтовой фундамент. Контактные телефоны указаны в верхней части страницы нашего сайта.

Прежде всего, следует рассчитать стоимость винтовых свай для фундамента. Для этого необходимо учесть ряд важных параметров:

Количество свай. Обычно расчет ведется из предположения, что расстояние между сваями не может превышать 3 метров. Таким образом, для фундамента небольшого одноэтажного дома 6х6 метров достаточно девяти свай. Однако для двухэтажного здания лучше располагать их на расстоянии 2-2,5 метра друг от друга.

Диаметр сваи. Здесь все зависит от потенциальной нагрузки фундамента. Для беседки подойдут винтовые сваи диаметром 89 мм, а для дома нужно выбирать классические 108-миллиметровые.

Тип наконечника. Наконечник сваи может быть сварным или литым. Конкретный вариант выбирается, исходя из особенностей грунта. Опорные элементы с литым наконечником обойдутся несколько дороже, но их стоимость компенсируется высокими антикоррозийными характеристиками.

Длина. На стоимости винтовых свай, разумеется, напрямую сказывается их длина. В большинстве случаев она составляет 2,5 метра, однако специалист в обязательном порядке должен провести пробное бурение, чтобы определить точные значения длин свай для конкретного фундамента.

Наличие и размер оголовков. Оголовки привариваются поверх свай и служат опорой для плиты или балки ростверка.

На следующем этапе определяется стоимость обвязки. Обвязка свай может понадобиться в случае необходимости обеспечения дополнительной их стабильности в горизонтальной плоскости. К примеру, обвязка желательна, если высота свай над уровнем земли превышает 50 см или в случае нестабильных торфяных грунтов. Однако даже в общем случае обвязка свай никогда не бывает лишней, поскольку данная операция значительно повышает конструктивную прочность фундамента.

При финальном определении стоимости работ учитываются дополнительные факторы: необходимость предоставления монтажных услуг, расстояние до объекта (расходы на горючее), наличие на объекте электричества (необходима компенсация затрат на доставку и эксплуатацию портативного дизельного генератора).

Как выполнить расчет количества свай для свайно-винтового фундамента

Чтобы понять, как сделать расчет количества винтовых свай для дома, можно использовать калькулятор расчета свайного фундамента или рассмотреть пример, приведенный для каркасного дома. Характеристики здания:

Для подсчета того, сколько свай нужно для дома, требуются данные о типе почвы и особенностях ландшафта. В приведенном примере расчета количества свай для дома строительство ведется на ровном участке с глинистым грунтом, несущий пласт залегает на глубине 3 м от поверхности. Средняя снеговая нагрузка составляет 170 кг/м2.

Для фундамента понадобятся сваи диаметром 108 мм и длиной 3,5 м. Свайные конструкции берут с запасом по длине — 3,8-4,0 м. Для расчета нагрузок принимается примерное количество опор, равное 10. Чтобы понять, как рассчитать свайный фундамент, сбор нагрузок лучше выполнить в форме таблицы. Все полученные значения округляются в большую сторону до целого числа.

Таблица 3. Сбор нагрузок.

Тип нагрузки

Коэффициент надежности

Расчет

наружные стены

1,1

Площадь стен умножить на массу 1 м2.

((2 шт x 6 м) + (2 шт x 8 м)) x 4,5 м x 50 кг x 1,1 = 6930

внутренние стены

1,1

2 шт (на двух этажах) х 3 м (высота стен первого этажа) х 8 м (длина) х 50 кг x 1,1 = 2640

межкомнатные перегородки

1,2

25 м х 2,6 м (высота потолков) x 32 кг x 1,2 = 2496

перекрытия

1,1

2 шт (пол первого этажа и пол мансарды) x 6 м x 8 м x 170 кг x 1,1 = 17952

кровля

1,2

(6 м x 8 м х 65 кг x 1,2) / cos45ᵒ (угол наклона) = 5317

фундамент (предварительно)

1,05

10 шт x 48 кг (вес 1 сваи длиной 4 м) х 1,05 = 504

полезная

1,2

2 этажа х (160 кг x 6 м x 8 м) x 1,2 = 18432

снеговая

1,4

170 кг/м2 х 48 м (площадь кровли) x 1,4 =11424

По предварительным подсчетам сумма всех нагрузок на основание равна 65695 кг. В расчет принимается округленное значение 65,7 тонн. Далее проводится подсчет количества свай. Средняя несущая способность одной опоры составляет 6 тонн. Общий вес конструкции нужно разделить на это число: 65,7 т / 6 т = 10,95 шт. Округляем до целого, получаем 11 свай. Значение окончательно принимается, хотя и отличается от предварительного. Свайные конструкции будут установлены по углам и серединам наружных стен, а также в точках пересечения внутренних стен. Проектирование фундамента позволяет обеспечить устойчивое и прочное основание для постройки дома, избежать перерасхода материалов.


Гистограмма и свайный фундамент

Расчет количества материала влияет на фундамент



Выбор типа колонны Фундамент

Это могут быть стойки с круглым или прямоугольным основанием. Причем с круглой или прямоугольной основной частью.

Укажите размеры в миллиметрах

B - Ширина или диаметр.
H - Высота основной части.

A - Опора высоты основания.Если ворс без причины, то не используйте этот размер.
D - Ширина или диаметр основания.

D1 - Длина прямоугольного основания.
B1 - Ширина для прямоугольной стойки.
При круглых сечениях эти размеры не участвуют.

Размеры влияют на фундамент

X - Ширина основания.
Y - Базовая длина.

X1 - Количество стоек, включая стойки по углам.
Y1 - Количество стоек, включая стойки по длине по углам.

S - Если этот флажок установлен, будут вычисляться столбцы, равномерно распределенные по полям. Если нет, то только по периметру основания.

Размеры ростверка

E - Балочный ростверк.
F - Высота ростверка.
Если расчет монолитного ростверка не нужен, не используйте эти размеры.

Арматура

ARM1 - количество арматуры в одной стойке.
ARM2 - Количество рядов в Ленточном ростверке.
ARMD - Диаметр клапанов. Всегда в миллиметрах.
Если не требуется, установите это значение на 0.

Укажите количество цемента для изготовления одного кубометра бетона. В килограммах.
Уточняйте пропорции изготовления бетона по весу. Эти данные в каждом случае разные.
Это зависит от марки цемента, размеров щебня и технологии строительства.Спросите у своих поставщиков строительных материалов.

Для расчета сметной стоимости стройматериалов укажите их цены.

Программа автоматически рассчитывает:
Расстояние между опорами основания и их количество.
Бетонный объем для одиночного столба, отдельно для верха и низа.
Количество бетонных ростверков.
Длина и вес приспособления.
Стоимость строительных материалов для монолитного свайного фундамента с надстройкой или плотного фундамента.
Чертежи дадут общее представление и помогут в оформлении свайного фундамента.

Для бань и домов без подвала, домов со светлыми стенами и домов из кирпича, где применять ленточный фундамент неэкономично, часто используется пирс для фундамента. Его расчет трудоемок, но наши расчеты не займут у вас много времени. Все, что вам нужно сделать, это заполнить соответствующие поля согласно инструкции, и вы получите информацию о необходимых для строительства материалах, узнаете их количество и общую стоимость.

Краткое описание

Фундамент пирса имеет вид колонн, которые объединены при помощи ростверка. Эти столбы располагаются по углам будущей конструкции, а также на пересечении стен, под несущими или просто тяжелыми стенами, балочными перекрытиями и конструкциями. В местах наибольшей нагрузки. Фундамент служит для усиления фундамента пирса и укрепляется перемычкой между стойками.

Куда не применять Pier Foundation

Использовать опорный фундамент не рекомендуется там, где есть подвижные или слабые грунты, например торф или водонасыщенные глинистые грунты.Не используйте этот вид фундамента и на участках, где произошел резкий перепад.

Преимущества

Фундамент пирса имеет ряд преимуществ, которые делают его оптимальным решением при строительстве частного дома. Он дешевле, чем ленточный или плотный фундамент, экономнее расход строительных материалов и затрат на строительство, дает меньшую усадку и уменьшает общую площадь фундамента. Фундамент эффективно противостоит разрушительному воздействию морозного пучения почвы.

Материалы

В зависимости от веса и этажности дома следует подбирать и материалы для изготовления фундамента.Это камень, кирпич, бетон и железобетон. По типу материала выбирается и минимальное сечение столбов. Так, для бетонных столбов размер сечения должен быть не менее 400 мм, для кладки не менее 600 мм, для кладки 380 мм, если она находится над уровнем земли, и на 250 мм при использовании техники забирки.

Строительство фундамента

Перед тем, как приступить к строительству, необходимо выяснить глубину промерзания грунта, тип и состав грунта, чтобы при необходимости его замены и уровень грунтовых вод выявить необходимость в дренаже и гидроизоляции.Строительство фундамента пирса в 9 последовательных этапов.
1. Подготовка к очистке строительной площадки.
2. Планировка подвала, где участок размечен согласно проекту.
3. Рытье котлованов.
4. Установка опалубки для столбов.
5. Установка фурнитуры.
6. Заполняет столбы.
7. Изготовление ростверка.
8. Строительство так называемой забирки или заграждающей стены между столбами.
9. Мероприятия по гидроизоляции фундамента.

Важные моменты

Если Дом строится на волнах, откладывать начало строительства нельзя. Если оставить на зиму пустой фундамент, он может деформироваться.
Только что залитые ноги бетона должны осесть в течение 30 дней. В этот период загружать их не рекомендуется.
Для изготовления бетона оптимально подходит цемент марки М400, а в качестве засыпки мелкий щебень и крупный песок.
.

Метод местного проектирования свайных фундаментов

В данной работе делается попытка предложить метод местного проектирования свай, основанный на результатах испытаний свайной нагрузки для эталонного участка. Такой LPDM просто основан на идентификации трех безразмерных величин, таких как коэффициент мощности CR, коэффициент жесткости SR и коэффициент групповой осадки. Чтобы доказать надежность LPDM, экспериментальные данные, собранные в течение многих лет в Неаполитанской области (Италия), были использованы для получения вышеупомянутых коэффициентов.Затем LPDM был применен в качестве метода предварительного проектирования к трем хорошо задокументированным случаям с применением подходов, основанных на мощности и расчетах (CBD и SBD). Удовлетворительное соответствие между геометрией первоначального проекта свай и геометрией, полученной с помощью LPDM, доказывает, что предложенная методика может быть очень полезной для предварительного проектирования, обеспечивая разумную точность и требуя небольшого количества ручных расчетов.

1. Введение

Проектирование фундаментных систем - это инженерный процесс, который поэтому включает упрощенное моделирование более сложного реального мира.Применительно к свайным фундаментам при проектировании свай всегда учитывается осевая несущая способность одиночной сваи. Среди основных методов оценки значений сопротивления основания агрегата и сопротивления вала агрегата есть методы, основанные на фундаментальных свойствах грунта ( теоретических методов ), таких как угол трения, и методы, основанные на результатах испытаний на месте. ( эмпирических методов ), таких как стандартные тесты на проникновение (SPT) или тесты на проникновение конуса (CPT).Понимание разницы между моделью и реальностью, границ модели и осуществимости различных методов имеет решающее значение.

Теоретические методы состоят в оценке проектных значений следующих выражений: где - эффективное горизонтальное напряжение при разрушении, его оценка является одним из наиболее сложных методов в инженерно-геологической инженерии, и - угол трения грунт-сваи. Горизонтальное эффективное напряжение может быть принято как некоторое отношение вертикального эффективного напряжения, что дает в результате вторую форму выражения в уравнении (1).

В уравнении (2) - коэффициент несущей способности, часто принимаемый как функция угла внутреннего трения грунта вблизи вершины сваи, как предлагается в Березанцев и др. [1]; - эффективное вертикальное напряжение, действующее на глубине вершины сваи.

Эмпирические методы, основанные на результатах CPT, состоят в оценке следующих эмпирических соотношений: где и - эмпирические коэффициенты, зависящие как от типа почвы, так и от типа сваи,

.

Расчет бокового трения сваи с помощью многопараметрического статистического анализа

В этой статье испытание на статическую нагрузку и метод многопараметрического статистического анализа используются для изучения величины бокового трения сваи в различных слоях почвы в лёссовой области. В настоящее время испытание статической нагрузкой является наиболее распространенным методом определения несущей способности свайного фундамента. Во время испытания вертикальная нагрузка прикладывается к верху сваи, данные для каждого уровня нагрузки записываются и строится кривая Q-S для определения предельной несущей способности одиночной сваи.На разных участках тела сваи устанавливаются датчики напряжения арматуры, после чего рассчитываются осевая сила и боковое трение сваи каждой секции. 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 поперечному трению шести испытательных свай изучается с помощью испытаний статической нагрузки 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 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 для выражения сопротивления трению вокруг свай можно использовать метод эффективного напряжения [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 испытания на статическую нагрузку буронабивных набивных свай, что показало, что общее поперечное сопротивление свай может быть увеличено за счет увеличения прочность камня или грунта на конце сваи [37].Также были проведены полевые испытания под нагрузкой на сверхдлинные монолитные сваи, и были получены кривые осевого усилия испытательных свай при различных уровнях нагрузки, а также взаимосвязь между трением агрегата и относительным перемещением 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 находится в городах Яньань и Юйлинь в провинции Шэньси, Китай (рис. 1). Он начинается на востоке округа Уци, заканчивается в Шицзинцзы, к юго-востоку от округа Динбянь, и имеет длину примерно 922,17 км. Примыкания с обеих сторон расположены в подобласти Лесс Лянхэ, а топография области прилегания относительно небольшая. Высота уровня земли составляет от 1629,60 м до 1644,59 м, а относительный перепад высот составляет примерно 14 метров.99 м. Испытательный полигон, показанный на рисунке 1, расположен на разделенном пересечении деревни Сункелан, города Янцзин и округа Динбянь. Топографические колебания тестового участка небольшие, поверхностные воды отсутствуют, грунтовые воды очень глубокие, и в процессе бурения грунтовые воды отсутствуют. Слои испытательной площадки состоят из следующего: (1) Лессовая почва (): почва коричнево-желтая, относительно однородная, содержит макропоры, червоточину, корневище растений и небольшое количество гравия и твердого пластика.(2) Старый лёсс (): почва коричнево-желтая и относительно несложная. В почве присутствует небольшое количество гиф, а также червоточины, точечные отверстия, некоторые моллюски и твердый пластик.


3. Содержание теста
3.1. Испытание в помещении

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


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

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

Угол сцепления и внутреннего трения являются важными параметрами, используемыми в этой статье. Таким образом, методом прямого сдвига были испытаны 34 группы образцов, в том числе 8 групп образцов лёссовой почвы и 26 групп образцов старого лёсса.В испытании на прямой сдвиг верхняя и нижняя коробки были выровнены, были вставлены фиксированные штифты, а проницаемые камни и фильтровальная бумага были помещены в нижние коробки. Кромки кольцевого ножа с образцами располагались вверх, задняя часть ножа - вниз, а горловина секции для резки выровнена. Затем помещали фильтровальную бумагу и верхние проницаемые камни, и образцы медленно вставляли в коробку для сдвига. После этого кольцевой нож был удален и добавлена ​​крышка для передачи усилия.Затем были установлены скользящие стальные шарики, а также коробка для сдвига и кольцо для измерения усилия. Был приложен предварительный натяг 0,01, маховик вращался, и показание шкалы кольца измерения силы было обнулено. После приложения вертикального давления фиксированный штифт немедленно вытащили, секундомер включили, и маховик вращался с постоянной скоростью 0,8 мм / мин (смещение сдвига составляло 0,2 мм за цикл вращения), так что образец срезался и разрушается в течение 3–5 мин. При каждом повороте маховика показания шкалы на измерительном кольце записывались один раз до разрушения образца 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 был использован 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) В соответствии с требованиями к испытаниям, необходимо было измерить осевое усилие и поперечное сопротивление сваи при различных нагрузках в процессе испытания.Поэтому перед сооружением анкерных свай и испытательных свай в сваю было встроено определенное количество датчиков напряжения арматуры. Учитывая целостность сбора данных испытаний, семь секций были выбраны вдоль основной арматуры в свае для размещения датчика напряжения арматуры. Поскольку при загрузке верхняя часть сваи находилась в непосредственном контакте с домкратом, деформация была большой, поэтому первый слой измерителя напряжения был размещен на 0,5 м ниже вершины сваи, а глубина укладки составила 3.5 м, 6,5 м, 11 м, 15,5 м, 20 м и 24,5 м по очереди (Рисунок 4), при этом каждая секция соединена с тремя датчиками напряжения арматуры. Измерители напряжения на дне 24,5 м были расположены в конце испытательной сваи и использовались для измерения внутренней силы в нижней части сваи и сопротивления на конце сваи. Измерители напряжения арматуры в средней части измеряли внутреннюю силу сваи в каждом слое почвы и на границе 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, в том числе высокую эффективность бурения при средней скорости бурения 10 м / ч. Если уровень грунтовых вод в области лёсса относительно низкий, можно использовать сухое бурение, чтобы предотвратить потерю прочности лёссового слоя вокруг сваи или увеличение силы тяжести при контакте с водой.Строительство роторного бурения 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 (рисунок 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 неоднократно, 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, осадка 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 5000 120 480 0,4375 1,3850
5 6000 120 600 0,0700 1.4550
6 7000 150 750 0,8325 2,2875
7 8000 150 900 1.1550 3.4425
8 9000 900 150 1050 3,7850 7,2275
9 10,000 150 1200 14,7425 21,9700
10 11000 120 1320 20.7725 42,7425
11 12,000 150 1470 30,1241 72,8666


4.2. Расчет осевой силы тела сваи

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


4.3. Расчет бокового трения сваи

В ходе испытания сопротивление боковому трению между двумя соседними секциями можно считать приблизительно 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 значение бокового трения сваи корректируется в соответствии с результатами пробного расчета. Существующий код в Китае [51] использует этот пробный алгоритм для анализа [40, 52]. Второй используемый метод - это статистический анализ методом наименьших квадратов, в котором количество классифицированных слоев почвы со сходными геологическими характеристиками (возраст, пласт и генезис) принимается за количество неизвестных параметров.Поскольку общее поперечное трение каждой испытательной сваи может быть выражено поперечным трением каждой слоистой почвы, каждую испытательную сваю можно перечислить в виде уравнения. Когда количество тестовых свай равно количеству слоев, можно решить систему уравнений. Когда количество тестовых свай больше, чем количество слоев, можно использовать метод наименьших квадратов для упрощения системы уравнений, чтобы количество уравнений было таким же, как количество слоев, и можно было получить неизвестное значение и затем заменить .Боковое трение свай можно рассчитать по формуле (6) [40].

5.1. Основные уравнения

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

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

.

Полевые испытания и упрощенный метод расчета для статической буровой узловой сваи

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

1. Введение

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


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

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

2. Полевые условия и описание испытательной сваи

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


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

Полевые испытания были проведены в Шанхае, Китай, и на том же месте были испытаны три статические буровые узловые сваи с укоренением.Геотехнические свойства и параметры полевого грунта представлены в таблице 1.


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

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

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

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


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

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

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

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

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

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


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

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

3.2. Осевые силы и боковое трение испытательных свай

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

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

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

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

3.3. Анализ подвижных торцевых нагрузок сваи

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

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


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

Значения приведены Randolph и Wroth [17]: где - жесткость на сдвиг, а - коэффициент Пуассона для грунта основания сваи.

Значение можно предсказать по измеренной кривой «нагрузка-оседание».Кожное трение почти полностью развивается, когда оседание в головке сваи значительно увеличивается с увеличением нагрузки на головку сваи. Повышенная нагрузка на головку сваи поддерживается сопротивлением конца сваи. То есть, и значения представлены как где - отношение увеличенной нагрузки к увеличенной осадке в головке сваи, [10].

4. Упрощенный метод расчета

Несмотря на то, что существует много методов расчета осадки свайного фундамента и механизма передачи нагрузки одиночной сваи, эти методы для этой композитной сваи нового типа не очень применимы из-за наличия цементных грунтов и взаимодействие свайных, цементных грунтов и окружающих грунтов.

Лабораторные экспериментальные исследования и данные инженерных измерений показывают, что механическое поведение поверхности контакта сваи с грунтом является нелинейным [10, 18], а нелинейное поведение между цементным грунтом и окружающим грунтом в этой статье описывается простым гиперболическая нелинейная модель, как показано на рисунке 9 (а).

Из гиперболической зависимости, показанной на рисунке 9 (а), можно увидеть, что трение стороны сваи нелинейно возрастает с постепенным увеличением приложенных нагрузок на голову сваи.Когда относительное смещение сваи и цементного грунта достигает значения S u , напряжение сдвига ствола сваи почти достигает предельного значения, а при дальнейшем увеличении нагрузки на головку сваи напряжение сдвига на границе раздела сторона сваи и окружающие цементные грунты остаются неизменными. Это соотношение может быть выражено в виде гиперболического уравнения, имеющего следующую форму [10]: где - напряжение сдвига вала на заданной глубине z , - относительное смещение сваи-грунт, возникающее на границе сваи-грунт на данной глубине z и a и b - эмпирические коэффициенты, значения которых определяются экспериментально или путем обратного анализа результатов полевых испытаний.Величина, обратная коэффициенту a , может рассматриваться как начальная жесткость зависимости напряжения сдвига вала от относительного смещения на границе сваи и грунта, как показано на рисунке 8. Обратное значение коэффициента b является асимптотой напряжения сдвига вала. -кривая смещения при очень большом значении относительного смещения, S u . Это асимптотическое напряжение сдвига вала немного больше максимально возможного значения границы раздела сваи и грунта.Смещение сваи по глубине на границе сваи и грунта без учета смещения окружающих грунтов на и -м расчетном участке может быть получено с помощью следующего уравнения: где L j - длина ствола сваи, расположенного на сечение j , S t - осадка головки сваи, а ε j и ε j +1 - деформации стального стержня арматуры j -й и ( j + 1) -й сегменты соответственно [10, 19].

В качестве асимптоты напряжения сдвига коэффициент немного больше, чем пиковая прочность на границе сваи и грунта

.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}} .

% PDF-1.2 % 1665 0 объект > endobj xref 1665 154 0000000016 00000 н. 0000003436 00000 н. 0000003621 00000 н. 0000003654 00000 н. 0000003713 00000 н. 0000004558 00000 н. 0000004945 00000 н. 0000005015 00000 н. 0000005199 00000 н. 0000005317 00000 н. 0000005499 00000 н. 0000005652 00000 п. 0000005789 00000 н. 0000005930 00000 н. 0000006090 00000 н. 0000006241 00000 н. 0000006391 00000 п. 0000006596 00000 н. 0000006756 00000 н. 0000006903 00000 н. 0000007094 00000 п. 0000007316 00000 н. 0000007457 00000 н. 0000007637 00000 н. 0000007830 00000 н. 0000007969 00000 п. 0000008111 00000 п. 0000008250 00000 н. 0000008392 00000 н. 0000008569 00000 н. 0000008755 00000 н. 0000008886 00000 н. 0000009032 00000 н. 0000009224 00000 н. 0000009362 00000 п. 0000009500 00000 н. 0000009653 00000 п. 0000009808 00000 н. 0000009945 00000 н. 0000010083 00000 п. 0000010236 00000 п. 0000010378 00000 п. 0000010521 00000 п. 0000010663 00000 п. 0000010806 00000 п. 0000010947 00000 п. 0000011101 00000 п. 0000011309 00000 п. 0000011490 00000 п. 0000011629 00000 п. 0000011800 00000 п. 0000011962 00000 п. 0000012122 00000 п. 0000012297 00000 п. 0000012512 00000 п. 0000012682 00000 п. 0000012805 00000 п. 0000012937 00000 п. 0000013072 00000 п. 0000013221 00000 п. 0000013383 00000 п. 0000013545 00000 п. 0000013702 00000 п. 0000013858 00000 п. 0000013996 00000 п. 0000014191 00000 п. 0000014341 00000 п. 0000014522 00000 п. 0000014707 00000 п. 0000014834 00000 п. 0000014971 00000 п. 0000015114 00000 п. 0000015256 00000 п. 0000015411 00000 п. 0000015565 00000 п. 0000015709 00000 п. 0000015851 00000 п. 0000015995 00000 п. 0000016177 00000 п. 0000016346 00000 п. 0000016530 00000 п. 0000016683 00000 п. 0000016835 00000 п. 0000016978 00000 п. 0000017139 00000 п. 0000017308 00000 п. 0000017443 00000 п. 0000017662 00000 п. 0000017861 00000 п. 0000018065 00000 п. 0000018265 00000 п. 0000018490 00000 п. 0000018630 ​​00000 п. 0000018768 00000 п. 0000018907 00000 п. 0000019047 00000 п. 0000019187 00000 п. 0000019327 00000 п. 0000019465 00000 п. 0000019606 00000 п. 0000019744 00000 п. 0000019844 00000 п. 0000019943 00000 п. 0000020040 00000 н. 0000020137 00000 п. 0000020235 00000 п. 0000020333 00000 п. 0000020431 00000 п. 0000020529 00000 п. 0000020627 00000 н. 0000020725 00000 п. 0000020823 00000 п. 0000020921 00000 п. 0000021019 00000 п. 0000021117 00000 п. 0000021215 00000 п. 0000021313 00000 п. 0000021411 00000 п. 0000021509 00000 п. 0000021607 00000 п. 0000021705 00000 п. 0000021804 00000 п. 0000021903 00000 п. 0000022002 00000 п. 0000022101 00000 п. 0000022200 00000 н. 0000022299 00000 п. 0000022398 00000 п. 0000022497 00000 п. 0000022596 00000 п. 0000022695 00000 п. 0000022830 00000 н. 0000022941 00000 п. 0000022964 00000 п. 0000023072 00000 п. 0000023179 00000 п. 0000024188 00000 п. 0000024211 00000 п. 0000025117 00000 п. 0000025140 00000 п. 0000026151 00000 п. 0000026174 00000 п. 0000027071 00000 п. 0000027094 00000 п. 0000028016 00000 п. 0000028039 00000 п. 0000029006 00000 п. 0000029029 00000 н. 0000029938 00000 н. 0000029961 00000 н. 0000030041 00000 п. 0000030751 00000 п. 0000003756 00000 н. 0000004535 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 1666 0 объект > endobj 1667 0 объект [ 1668 0 р ] endobj 1668 0 объект > / Ф 1765 0 Р >> endobj 1669 0 объект > endobj 1817 0 объект > ручей HS] HQ> w fgm] \] 6AŸZ (~ t, M] d # kN29? N; CIid / CaC.AA; wss

.

Смотрите также