Актуальные своды правил (СП, СНИП) и пособия по свайным фундаментам

Сейчас свайно-винтовые фундаменты широко распространены благодаря простоте монтажа, доступной стоимости и отличным эксплуатационным характеристикам даже при установке на неустойчивые грунты. Но чтобы такое основание было действительно прочным и прослужило максимально долго, при его возведении обязательно необходимо учитывать строительные стандарты. Они строго регламентируют как проектирование свайных фундаментов, так и особенности его обустройства на участке с тем или иным рельефом.

Содержание статьи

Руководства по монтажу свайно-винтовых фундаментов

Приступая к установке фундамента на винтовых сваях, необходимо тщательно ознакомиться со следующими сборниками строительных нормативов:

1. СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Это один из последних кодексов правил в данной сфере, который позволит даже неопытному строителю без грубых ошибок установить свайно-винтовый фундамент с нуля. В своде правил особое внимание уделяется проектированию оснований такого типа: приводятся методы расчета способности свай выдерживать нагрузки как по теоретическим выкладкам, так и исходя из практического опыта, описывается расчет свайных и свайно-плитных фундаментов по видам деформаций, указываются важнейшие аспекты проектирования свайных оснований при реконструкции строений и установке свайных полей большого размера. Также подробно рассматриваются нюансы проектирования фундаментов на сваях в случае малоэтажных зданий, опор ЛЭП, в просадочных и набухающих почвах, на закарстованных и подрабатываемых территориях, в сейсмически опасных районах.Скачать СП 24.13330.2011.
2. СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Данный нормативный документ был разработан ранее СП 2011 (которое во многом и создавалось на его базе), поэтому во многом дублирует эти правила, но есть и существенные отличия. Из СП 2003 года строитель узнает много полезной информации именно об обустройстве фундамента на винтовых сваях. Свод правил описывает монтаж предварительно изготавливаемых свай: забивных и вибропогружаемых, вдавливаемых, винтовых и бурозавинчиваемых. Не обошли вниманием авторы нормативов и установку свайных изделий, которые изготавливаются непосредственно на строительной площадке: буронабивных и буроинъекционных. Здесь можно получить много ценных сведений о монтаже фундаментов на сваях при реставрации зданий и контроле качества проведенных работ.Скачать СП 50-102-2003
3. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Это самый первый свод правил, касающийся фундаментов на винтовых сваях, разработанный еще в советские времена. В нем подробно описываются нюансы каждого вида свайных изделий и приводятся основные инструкции по расчету способности их столбов выдерживать нагрузки в случае свай-стоек, забивных свай висячего типа и свай-оболочек, которые устанавливаются без изъятия почвы, висячих, набивных и буронабивных свай, винтовых свай. Также имеются примеры расчета свайных фундаментов и их оснований по способности деформироваться. Из СНиП можно узнать также о нюансах конструирования свайных оснований на различных видах почв.Скачать СНиП 2.02.03-85.
4. СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Скачивайте тут.
5. СНиП 2.03.01-84    Бетонные и железобетонные конструкции.

Все документы, которые Вы можете скачать на данной странице, представлены в формате PDF. Открыть их можно любым современным браузером (Firefox, Яндекс.Браузер, Google Chrome и т.д.).

Законодательные нормы по устройству свайных фундаментов

При проектировании и дальнейшем обустройстве свайного фундамента важно учитывать требования Градостроительного кодекса РФ, однако все технические и практические нюансы монтажа винтовых свай указываются исключительно в СП и СНиП, которыми и необходимо руководствоваться при возведении основания.

СНиП для свайных фундаментов

Кроме упомянутого выше СНиП 2.02.03-85, в СССР действовали СНиП II-17-77, также регламентировавшие проектирование и установку фундаментов на сваях, однако с 1985 года они являются недействительными. Также в строительных организациях широко пользуются нормами, приведенными в СНиП РК 5.01-03-2002 «Свайные фундаменты», в которых приведены полезные дополнения по расчету способности свайных изделий пирамидальной формы выдерживать нагрузки, совместного воздействия сил в вертикальном и горизонтальном направлении и момента при установке свайных изделий, а также определению степени осадки единичной сваи и свайного основания ленточного типа в целом. Тем не менее, Вы можете скачать СНиП 2.02.03-85.

Проектирование и монтаж свайно-винтового фундамента

При проектировании и устройстве фундамента на сваях необходимо в соответствии со строительными нормативами принять во внимание следующие особенности:

• экологические требования;
• наличие в непосредственной близости других домов и сооружений;
• особенности конструкции строения;
• расчетные нагрузки на фундамент;
• сведения, полученные во время инженерно-геологической разведки почвы;
• данные о сейсмической активности в данной местности.

Непосредственно при установке свай следует принять во внимание и качество самих изделий.

Читайте максимально подробную статью про проектирование свайно-винтового фундамента. Подробности о самостоятельном монтаже СВФ читайте тут.

Построить хороший надежный свайный фундамент без обращения к проверенным временем правилам и руководствам по строительству невозможно, поэтому теоретическая подготовка перед началом строительства просто необходима.

Вконтакте

Facebook

Twitter

LiveJournal

Одноклассники

Мой мир

Загрузка…

Монтаж винтовых свай (требования и допуски по нормам)

Свая винтовая — это свая, состоящая из металлической винтовой лопасти и трубчатого металлического ствола со значительно меньшей по сравнению с лопастью площадью поперечного сечения, погружаемая в грунт путем ее завинчивания в сочетании с вдавливанием (приложение А СП 50-102-2003).

Требования к устройству свайного фундамента из винтовых свай приведено в  следующих нормативных документах:

• СП 45. 13330.2017 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87.  (действующий)
• СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов (рекомендательный)

Выделим основные требования данных нормативных документов которые относятся к монтажу винтовых свай.

Согласно СП 50-102-2003

п. 15.2.24 Погружение винтовых и бурозавинчиваемых свай рекомендуется производить с помощью буровых установок типа СО-2, СО-1200 или специальных установок, развивающих крутящий момент не менее 32000 Н·м.

В процессе погружения свай через каждые 0,5 м должны фиксироваться и заноситься в журнал продолжительность погружения сваи и значения крутящего момента.

15.2.25 В целях минимального нарушения структуры грунта при погружении винтовых и бурозавинчиваемых свай и сокращения времени погружения значение осевой пригрузки должно приниматься в зависимости от плотности проходимого грунта. Осевую пригрузку корректируют таким образом, чтобы коэффициент погружения сваи  k_п, вычисляемый как отношение теоретического числа оборотов сваи на 0,5 м ее погружения n_т  к фактическому числу оборотов n, определяемому путем умножения скорости вращения выходного вала установки для погружения на продолжительность погружения сваи на 0,5 м, был возможно ближе к 1.

Примечание — Теоретическое число оборотов сваи на 0,5 м ее  погружения n_т определяют путем деления Δl =0.5  м на шаг спирали (винтовой лопасти).

15.2.26 При соответствующем обосновании расчетом и согласовании с проектной организацией допускается изменение расположения винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником в процессе производства работ (извлечение свай при встрече с местными скоплениями галечника, крупными валунами и т.п. и повторное погружение свай).

В подобных случаях (наличие включений) допускается применение лидерных скважин диаметром, не менее чем на 0.1d  меньшим диаметра ствола сваи d , и расположением их забоя не менее чем на 1 м выше отметки расположения нижних концов свай.

15.5.9 В состав показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из винтовых и бурозавинчиваемых свай с глухим наконечником, входят те же показатели, что и при устройстве фундаментных конструкций из забивных, вибропогружаемых и вдавливаемых свай. Показатели и допустимые отклонения для них должны приниматься по 15.5.7.

15.5.7 В состав основных показателей, контролируемых при устройстве фундаментов из забивных, вибропогружаемых, вдавливаемых и завинчиваемых свай, входят их положение в плане, отметки голов и вертикальность оси свай.

Предельные отклонения фактического положения свай в плане от проектного при:

• однорядном расположении свай поперек оси свайного ряда составляют ±0,2d  ( d — диаметр или сторона сечения свай), а вдоль оси ряда ±0,3d;
• для кустов и лент с расположением в два и три ряда ±0,2d — для крайних свай поперек оси свайного ряда и  ±0,3d — для остальных свай и крайних свай вдоль оси свайного ряда;
• для сплошного свайного поля ±0,2d  для крайних свай и  ±0,4d — для средних свай.

Предельные отклонения фактических отметок голов свай от проектных при монолитном ростверке или плите составляют ±3 см, при сборном ростверке ±1 см, а в безростверковом фундаменте со сборным оголовком ±5 см.

Предельные отклонения осей погруженных свай от вертикали составляют ±2% их длины.

Согласно СП 45.13330.2017

Отдельных требований к винтовым сваям в данном нормативном документе не представлено. Для осуществления контроля за устройством винтовых свай можно воспользоваться таблицей 12.1.

12.8.5 При производстве работ по устройству свайных фундаментов, шпунтовых ограждений состав контролируемых показателей, объем и методы контроля должны соответствовать таблице 12.1.

Таблица 12.1

СП24.13330.2011 Свайные фундаменты | Минстрой России

Перед направлением электронного обращения в Минстрой России, пожалуйста, ознакомьтесь с изложенными ниже правилами работы данного интерактивного сервиса.

1. К рассмотрению принимаются электронные обращения в сфере компетенции Минстроя России, заполненные в соответствии с прилагаемой формой.

2. В электронном обращении может содержаться заявление, жалоба, предложение или запрос.

3. Электронные обращения, направленные через официальный Интернет-портал Минстроя России, поступают на рассмотрение в отдел по работе с обращениями граждан. Министерство обеспечивает объективное, всестороннее
и своевременное рассмотрение обращений. Рассмотрение электронных обращений осуществляется бесплатно.

4. В соответствии с Федеральным законом от 02.05.2006 г. N 59-ФЗ «О порядке рассмотрения обращений граждан Российской Федерации» электронные обращения регистрируются в течение трёх дней и направляются
в зависимости от содержания в структурные подразделения Министерства. Обращение рассматривается в течение 30 дней со дня регистрации. Электронное обращение, содержащее вопросы, решение которых не
входит в компетенцию Минстроя России, направляется в течение семи дней со дня регистрации в соответствующий орган или соответствующему должностному лицу, в компетенцию которых входит решение поставленных
в обращении вопросов, с уведомлением об этом гражданина, направившего обращение.

5. Электронное обращение не рассматривается при:

— отсутствии фамилии и имени заявителя;

— указании неполного или недостоверного почтового адреса;

— наличии в тексте нецензурных или оскорбительных выражений;

— наличии в тексте угрозы жизни, здоровью и имуществу должностного лица, а также членов его семьи;

— использовании при наборе текста некириллической раскладки клавиатуры или только заглавных букв;

— отсутствии в тексте знаков препинания, наличии непонятных сокращений;

— наличии в тексте вопроса, на который заявителю уже давался письменный ответ по существу в связи с ранее направленными обращениями.

6. Ответ заявителю обращения направляется по почтовому адресу, указанному при заполнении формы.

7. При рассмотрении обращения не допускается разглашение сведений, содержащихся в обращении, а также сведений, касающихся частной жизни гражданина, без его согласия. Информация о персональных данных
заявителей хранится и обрабатывается с соблюдением требований российского законодательства о персональных данных.

8. Обращения, поступившие через сайт, обобщаются и представляются руководству Министерства для информации. На наиболее часто задаваемые вопросы периодически публикуются ответы в разделах «для жителей»
и «для специалистов»

СП ФУНДАМЕНТЫ

Вернуться в раздел СП (СНиП)

ФУНДАМЕНТЫ

СНиП свайные фундаменты и основания сп 24 13330 2011

Для того чтобы избежать неприятных последствий неправильного возведения зданий, проявляющихся в обрушении, растрескивании стен, крена, работы по строительству регламентируются СНиП. Причем стандарты СП свайные фундаменты 2011 дает рекомендации не только по рабочим моментам, но и всем процессам, начиная от создания проекта, закладки основания, строительства стен и крыши.

СП свайные фундаменты 2011

Для того чтобы избежать неприятных последствий неправильного возведения зданий, проявляющихся в обрушении, растрескивании стен, крена, работы по строительству регламентируются СНиП

Свайные фундаменты – основания, отвечающие всем требованиям современного строительства и позволяющие осуществлять процесс строительства на сложных, подтопляемых и излишне мягких грунтах, где традиционные типы основы не выдерживают нагрузки. Применение свайной технологии обеспечивает надежность основы, скорость возведения строения, простоту монтажных работ и немалую экономическую выгоду для пользователя.

Проектные, строительные процессы регламентируются следующими документами:

Рекомендуем к прочтению:

• СП 13330.2011 Свайные фундаменты. Редакция актуализирована СНиП 2.02.03-85;
• ДБН В.2.1-2009 Основания и фундаменты сооружений.

Можно также обратиться к Пособию по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83.

Типы конструкций по способу заглубления

При закладке основания свайного типа, используемого в частном строительстве, необходимо знать, существует несколько типов свайных конструкций, отличных по способу заглубления в грунты:

Рекомендуем к прочтению:

1. Предварительно подобранные или изготовленные свайные элементы могут быть деревянными, стальными или железобетонными, заглубляться с выемкой грунта или без выемки;
2. Винтовые сваи — элементы, оснащенные лопастью для простоты заглубления, которая производится путем вкручивания свай в грунт. Как правило, винтовые сваи представляют собой пустотелую трубу, внутрь которой после монтажа засыпается песок, вставляются арматурные пруты и заливается бетонная смесь для гарантии устойчивости всей системы.

Размер заглубления основания рассчитывается из весовых особенностей, функционального назначения строения

Размер заглубления основания рассчитывается из весовых особенностей, функционального назначения строения. Принимаются во внимание и параметры глубины прокладываемых инженерных сетей, рельефные нюансы строительной площадки, тип грунта, точка промерзания и высота подъема грунтовых водоносных слоев. Рекомендуемый регламент учитывается в СП 24.13330.2011 Основы зданий и сооружений. При обустройстве свайных элементов допустимое отклонение от центра регламентируется СНиП 3.02.01-87 и составляет не более 5 см.

Важно! Как и любые другие основания, свайные фундаменты подвержены осадке. Расчет осадка выполняется в соответствии с дополнительными регламентами СП 24.13330.2011 в актуализированной редакции СНиП. Все армировочные работы с плитой ростверка должны быть произведены только определенной марки арматурной сетки или металлических стержней, что соответствует СП 63.13330.2012.

Выполняя работы по обустройству основания, необходимо тщательно просчитывать все нюансы. При всей популярности свайные фундаменты не отличаются повышенной выносливостью, прочностью и не допускают возведения строений выше 2-3 этажей. Стандарты указаны в СП 24.13330.2011 Основы зданий и сооружений (смотреть актуализированную редакцию).

Актуальные своды правил (сп, снип) и пособия по свайным фундаментам

Журналы и бланки

БухгалтерияОхрана труда и техника безопасностиМЧСКадровая работа: Журналы, бланки, формыЖурналы, бланки, формы документов для органов прокуратуры и суда, минюста, пенитенциарной системыЖурналы, бланки, формы документов МВД РФКонструкторская, научно-техническая документацияЛесное хозяйствоПромышленностьГостиницы, общежития, хостелыСвязьЖурналы и бланки по экологииЖурналы и бланки, используемые в торговле, бытовом обслуживанииЖурналы по санитарии, проверкам СЭСЛифтыКомплекты журналовНефтебазыБассейныГазовое хозяйство, газораспределительные системы, ГАЗПРОМЖКХЭксплуатация зданий и сооруженийЖурналы и бланки для нотариусов, юристов, адвокатовЖурналы и бланки для организаций пищевого производства, общепита и пищевых блоковЖурналы и бланки для организаций, занимающихся охраной объектов и частных лицЖурналы и бланки для ФТС РФ (таможни)Журналы для образовательных учрежденийЖурналы и бланки для армии, вооруженных силБанкиГеодезия, геологияГрузоподъемные механизмыДокументы, относящиеся к нескольким отраслямНефтепромысел, нефтепроводыДелопроизводствоЖурналы для медицинских учрежденийАЗС и АЗГСЭлектроустановкиТепловые энергоустановки, котельныеЭнергетикаШахты, рудники, метрополитены, подземные сооруженияТуризмДрагметаллыУчреждения культуры, библиотеки, музеиПсихологияПроверки и контроль госорганами, контролирующими организациямиРаботы с повышенной опасностьюПожарная безопасностьОбложки для журналов и удостоверенийАптекиТранспортРегулирование алкогольного рынкаАвтодороги, дорожное хозяйствоСамокопирующиеся бланкиСельское хозяйство, ветеринарияСкладСнегоплавильные пунктыСтройка, строительствоМетрологияКанатные дороги, фуникулерыКладбищаАрхивыАттракционыЖурналы для парикмахерских, салонов красоты, маникюрных, педикюрных кабинетов

Какие есть схемы забивки свай

• Схема определяет порядок погружения свай в каждом конкретном случае.
• В каждом  случае данные схемы   индивидуальны, зависят от плана участка, от схемы свайного поля, от производственного плана строительства.
• Правильно составленная схема погружения свай является залогом успешного проведения работ — меньше времени на перебазировку, экономия бюджета и т.д.
• В дальнейшем составляется схема забивки свай, исходя из конкретных условий и с учетом минимальных энергозатрат на все  операции.

Выбор конкретной схемы забивки свай производится на основе гидрогеологического анализа грунта и типа свайного поля. Согласно положениями действующих строительных норм выделяют три основные схемы забивки:

Рядовая

Наиболее простая схема, реализуется при строительстве свайных фундаментов в несвязных грунтах — песчаной и гравелистой почве, в которой отсутствует жесткая связь между отдельными частицами грунта. Погружение свай выполняется рядами, в последовательном направлении от первой к последней. Данный способ не может быть реализован в условиях связных грунтов, поскольку концентрированная нагрузка на один участок почвы может привести к ее усадке.

Спиральная

Основная схема забивки при кустовом расположении свай и при обустройстве свайных полей. Спиральная схема делится на две технологии:

— забивка начинается с середины свайного куста и в спиральной последовательности идет по дальнейшей периферии — данный метод реализуется в условиях плотных грунтов;

— забивка начинается с краев и по спирали переходит к центральному участку свайного куста — применяется при погружении свай в нормальных грунтах.

Секционная

При необходимости создания больших по площади свайных полей на строительном участке с плотными грунтами применяется секционная схема погружения свай.

При реализации данной схемы сначала забивается 2-3 ряда свай, после чего один ряд пропускается и производится погружение следующих рядов. После первой проходки свайного поля выполняется забивка оставшихся свайных рядов.

Уровень грунтовых вод

Этот фактор при утеплении фундамента своими руками также сильно может влиять на качество. Для новичков в этом деле кажется, что вода ничего не значит. А все-таки нет. Высокий или же переменный уровень залегания вод – веский повод делать основание из бетона. Этот материал не сильно поглощает воду. Она не сможет его разрушить и принести изменения фундаменту. В зимнее время года также не будет разрыва бетона. Малое количество воды при замерзании почти не наносит вреда основанию. Для лучшего результата можно применить гидробетон. Он более влагоустойчив и имеет высокий уровень .

СНиП «Основания и фундаменты» — это система нормативно- правовых актов, которая является обязательной при возведении дома. Используя пошаговую инструкцию, ошибаются даже профессионалы, что касается новичков, то вероятность ошибок еще больше. Использование СНиП «Основания и фундаменты» не является залогом успеха.

Только правильное применение показателей может сделать результат идеальным. Фундаменты СНиП применяются очень широко особенно в строительстве больших домов.

Виды расчетов

СП 24.13330.2011 указывает, что расчет фундаментных оснований выполняется по критическим состояниям, разделяемым на две группы.

Процесс монтажа свай

По предельным состояниям первой группы высчитываются и устойчивость, и несущая способность, учитываются прочностные характеристики материалов. Вторая группа касается осадки свай под воздействием вертикально приложенных нагрузок, различным сдвигам основания в горизонтальной плоскости совместно с пластами грунта, образования трещин значительной глубины в теле конструкции оснований из железобетона.

Допустимую осадку подземного основания здания, согласно СНиП 2.02.03-85, необходимо рассчитывать по второй группе состояний.

Важнейший нюанс расчетов – обязательное принятие запаса надежности. Итоговое значение принимается по расчету по различным альтернативным вариантам и сопоставления полученных данных.

В СП 24.13330.2011 представлены требующиеся расчетные значения и постоянные, уточнены нагрузки на основание и их возможные сочетания.

Требования к зоне работ

До того, как начать буронабивные мероприятия, необходимо выполнить комплекс работ, направленный на подготовку строительной площадки:

• Установить ограждения в зоне выполнения работ согласно строительному генеральному плану.
• Отключить, перенести из зоны мероприятий все коммуникации, находящиеся выше и ниже нулевой отметки.
• Освободить место работ от временных сооружений, ненужных построек.
• Удалить и сложить в определенных местах растительную поверхность почвы.
• В соответствии с указанными в проекте отметками следует обеспечить плоскостность основания.
• Осуществить водоотвод или водопонижение.
• Поверхность площадки засыпать щебеночной подушкой, поверх которой необходимо уложить плиты.
• Площадь зоны строительства должна позволять размещение комплекта технологических устройств (буровой установки, бетонного насоса, оборудования для доставки и разгрузки бетона) и иметь удобные подъездные пути.

Расчеты конструкций свай всех видов следует производить на воздействие нагрузок, передаваемых на них от здания или сооружения

Буронабивные мероприятия производят после контроля координат подготовленной площадки и проверки расположения осей опор будущего фундамента.

Руководства по монтажу свайно-винтовых фундаментов

Приступая к установке фундамента на винтовых сваях, необходимо тщательно ознакомиться со следующими сборниками строительных нормативов:

СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Это один из последних кодексов правил в данной сфере, который позволит даже неопытному строителю без грубых ошибок установить свайно-винтовый фундамент с нуля

В своде правил особое внимание уделяется проектированию оснований такого типа: приводятся методы расчета способности свай выдерживать нагрузки как по теоретическим выкладкам, так и исходя из практического опыта, описывается расчет свайных и свайно-плитных фундаментов по видам деформаций, указываются важнейшие аспекты проектирования свайных оснований при реконструкции строений и установке свайных полей большого размера. Также подробно рассматриваются нюансы проектирования фундаментов на сваях в случае малоэтажных зданий, опор ЛЭП, в просадочных и набухающих почвах, на закарстованных и подрабатываемых территориях, в сейсмически опасных районах.Скачать СП 24.13330.2011.

СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов»

Данный нормативный документ был разработан ранее СП 2011 (которое во многом и создавалось на его базе), поэтому во многом дублирует эти правила, но есть и существенные отличия. Из СП 2003 года строитель узнает много полезной информации именно об обустройстве фундамента на винтовых сваях. Свод правил описывает монтаж предварительно изготавливаемых свай: забивных и вибропогружаемых, вдавливаемых, винтовых и бурозавинчиваемых. Не обошли вниманием авторы нормативов и установку свайных изделий, которые изготавливаются непосредственно на строительной площадке: буронабивных и буроинъекционных. Здесь можно получить много ценных сведений о монтаже фундаментов на сваях при реставрации зданий и контроле качества проведенных работ.Скачать СП 50-102-2003

СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Это самый первый свод правил, касающийся фундаментов на винтовых сваях, разработанный еще в советские времена. В нем подробно описываются нюансы каждого вида свайных изделий и приводятся основные инструкции по расчету способности их столбов выдерживать нагрузки в случае свай-стоек, забивных свай висячего типа и свай-оболочек, которые устанавливаются без изъятия почвы, висячих, набивных и буронабивных свай, винтовых свай. Также имеются примеры расчета свайных фундаментов и их оснований по способности деформироваться. Из СНиП можно узнать также о нюансах конструирования свайных оснований на различных видах почв.Скачать СНиП 2.02.03-85.

СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. Скачивайте тут.

СНиП 2.03.01-84    Бетонные и железобетонные конструкции.

Все документы, которые Вы можете скачать на данной странице, представлены в формате PDF. Открыть их можно любым современным браузером (Firefox, Яндекс.Браузер, Google Chrome и т.д.).

Книги

Нормативные правовые актыОбщественные и гуманитарные наукиРелигия. Оккультизм. ЭзотерикаОхрана труда, обеспечение безопасностиСанПины, СП, МУ, МР, ГНПодарочные книгиПутешествия. Отдых. Хобби. СпортНаука. Техника. МедицинаКосмосРостехнадзорДругоеИскусство. Культура. ФилологияКниги издательства «Комсомольская правда»Книги в электронном видеКомпьютеры и интернетБукинистическая литератураСНиП, СП, СО,СТО, РД, НП, ПБ, МДК, МДС, ВСНГОСТы, ОСТыЭнциклопедии, справочники, словариДомашний кругДетская литератураУчебный годСборники рецептур блюд для предприятий общественного питанияЭкономическая литератураХудожественная литература

Законодательные нормы по устройству свайных фундаментов

При проектировании и дальнейшем обустройстве свайного фундамента важно учитывать требования Градостроительного кодекса РФ, однако все технические и практические нюансы монтажа винтовых свай указываются исключительно в СП и СНиП, которыми и необходимо руководствоваться при возведении основания

Проектирование и монтаж свайно-винтового фундамента

При проектировании и устройстве фундамента на сваях необходимо в соответствии со строительными нормативами принять во внимание следующие особенности:

• экологические требования;
• наличие в непосредственной близости других домов и сооружений;
• особенности конструкции строения;
• расчетные нагрузки на фундамент;
• сведения, полученные во время инженерно-геологической разведки почвы;
• данные о сейсмической активности в данной местности.

Непосредственно при установке свай следует принять во внимание и качество самих изделий. Построить хороший надежный свайный фундамент без обращения к проверенным временем правилам и руководствам по строительству невозможно, поэтому теоретическая подготовка перед началом строительства просто необходима

Построить хороший надежный свайный фундамент без обращения к проверенным временем правилам и руководствам по строительству невозможно, поэтому теоретическая подготовка перед началом строительства просто необходима.

Как не ошибиться при отсутствии опыта

С группой грунта

Свайный фундамент — удачный выбор для глинистых грунтов

Основой в расчете и определении целесообразности возведения свайного, как, впрочем, и любого другого основания, считается выявление вида грунта.

Грунты условно можно разделить на несколько групп:

• Каменистый (скалистый) грунт сам по себе может представлять надежное основание для строительства дома, потому свайный фундамент на нем возводить нет никакого смысла;
• На песчаных грунтах (также как и на «хрящеватых» — смеси песка, гравия, глины) также нет особой необходимости в установке свай — на них лучше всего устраивать мелкозаглубленные ленточные фундаменты, естественно, ниже глубины промерзания;

• На суглинках и супесях, равномерно сложенных, вполне можно построить дом и на ленточном фундаменте;
• Торфяники позволяют возводить лишь легкие строения на плитном основании. Посмотрите видео, как не ошибиться с типом фундамента.

С количеством свай

Чтобы пользоваться достаточно сложными вычислениями, описанными выше, разработаны простые правила подбора количества свай в соответствии с распределением опорных точек по периметру строения:

• Под каркасно-щитовыми и деревянными домами интервал между сваями не должен превышать 3 м;
• Для легкобетонных конструкций расстояние между заглубленными опорами следует принимать не более 2м.

Наиболее простым и понятным является следующий пример.

На листе бумаги в масштабе рисуется план дома. По углам и пересечениям стен намечаются точки, в которых сваи следует устанавливать прежде всего. Далее, применяются описанные чуть выше правила расстановки опор в зависимости от материала, из которого возводится постройка. Посмотрите видео, как рассчитать количество свай.

Из каких бы материалов ни строился бы дом, каких бы размеров и конструктивных особенностей он ни имел — расчет свайного основания в качестве несущей конструкции всего строения можно назвать главнейшим нюансом успешного строительства.

Виды винтовых свай

представляют собой трубу, на которую приварены лопасти. Благодаря этому, ее не вбивают в грунт, а ввинчивают, что значительно усиливает и укрепляет фундамент. Вот уже более 100 лет эта технология находится на вооружении у строителей промышленных и военных объектов.

Изготавливаются они, преимущественно, в двух видах: литые и сварные. Первые имеют цельной литой наконечник, а вторые – сварной. Помимо этого, разделение их бывает так же на подвиды, в зависимости от условий монтажа и назначения:

• Для малоэтажного гражданского строительства;
• Для грунта в местах, где есть вечная мерзлота;
• Для болотистых почв;
• Для каменистых и тяжелых грунтов и т.д.

В настоящее время, данная технология очень популярна за счет нескольких преимуществ:

• Винтовые сваи не нужно вбивать в землю, они вкручиваются.
• Благодаря особенности строения винта, он более устойчив и, следовательно, подходит даже для самого капризного и неустойчивого грунта, а так же исчезает необходимость дожидаться особых климатических условий.
• При отсутствии необходимой техники, такую сваю можно вкрутить даже вручную.

Особенности технологии

Как, согласно ГОСТ, устроены буронабивные опоры? Какие этапы предусматривает процесс их изготовления? Обобщенно выполнение опоры предусматривает два основных этапа:

• непосредственно бурение в грунте полости;
• заполнение полученной скважины бетонным раствором с предварительным монтажом каркаса усиления.

Имеется особенность, предусмотренная строительными нормами. Скважина и раствор имеют ограниченный период использования. С течением времени их качество падает. Полость вместе с раствором становятся непригодными для дальнейших работ. Поэтому ГОСТ регламентирует ограниченный 8 часами период между завершением бурильных работ и бетонированием.

Все расчеты свай, свайных фундаментов и их оснований следует выполнять с использованием расчетных значений характеристик материалов и грунтов

Опорные конструкции представляют собой предварительно пробуренные, согласно проекту, скважины с установленным арматурным каркасом. До заливки бетонного раствора полость уплотняется, герметизируется раствором глины, который предотвращает обвалы грунта, а затем объем заполняется бетонным составом. Допускается использование обсадных труб или заливка бетона непосредственно в скважину.

Изготовление и монтаж опор производятся по предусмотренному стандартами алгоритму:

• Вначале ударная установка или бурильная машина устанавливается на точку бурения.
• Производятся бурильные мероприятия, формирующие скважину с определенными размерами (диаметром, глубиной). Расширение внизу основания конструкции позволяет увеличить несущую способность будущей опоры.
• Вводится раствор глины, который гидростатически воздействует на стенки, исключает выкрашивание поверхности скважины.
• Продукты бурения увлекаются потоком жидкости, извлекаются на нулевую отметку.
• С использованием грузоподъемного оборудования в подготовленную скважину помещается каркас усиления, который может размещаться по всей высоте сваи или у поверхности. Всё зависит от предусмотренного проектом усилия.
• Производится фиксация арматурного каркаса неметаллическими упорами, обеспечивающими защитный слой.
• Полость заполняется бетонным раствором, доставленным авто-бетоносмесителем. Процесс бетонирования, согласно СНиП, не должен превышать трех часов.
• Специальная установка извлекает обсадные элементы.
• Бурильно-крановое оборудование перемещается в следующую точку выполнения работ согласно со схемой, приведенной в стандарте.

Типы конструкций по способу заглубления

При закладке основания свайного типа, используемого в частном строительстве, необходимо знать, существует несколько типов свайных конструкций, отличных по способу заглубления в грунты:

1. Предварительно подобранные или изготовленные свайные элементы могут быть деревянными, стальными или железобетонными, заглубляться с выемкой грунта или без выемки;
2. Винтовые сваи — элементы, оснащенные лопастью для простоты заглубления, которая производится путем вкручивания свай в грунт. Как правило, винтовые сваи представляют собой пустотелую трубу, внутрь которой после монтажа засыпается песок, вставляются арматурные пруты и заливается бетонная смесь для гарантии устойчивости всей системы.

Размер заглубления основания рассчитывается из весовых особенностей, функционального назначения строения

Размер заглубления основания рассчитывается из весовых особенностей, функционального назначения строения

Принимаются во внимание и параметры глубины прокладываемых инженерных сетей, рельефные нюансы строительной площадки, тип грунта, точка промерзания и высота подъема грунтовых водоносных слоев. Рекомендуемый регламент учитывается в СП 24.13330.2011 Основы зданий и сооружений

При обустройстве свайных элементов допустимое отклонение от центра регламентируется СНиП 3.02.01-87 и составляет не более 5 см.

Выполняя работы по обустройству основания, необходимо тщательно просчитывать все нюансы. При всей популярности свайные фундаменты не отличаются повышенной выносливостью, прочностью и не допускают возведения строений выше 2-3 этажей. Стандарты указаны в СП 24.13330.2011 Основы зданий и сооружений (смотреть актуализированную редакцию).

https://youtube.com/watch?v=PfFmzVUjbYA

Нормативные документы

Основным документом, описывающим конструкцию и типы фундаментов на свайных опорах, а также регламентирующий их конструирование и расчет считается СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Дом на сваях

Более современным документом, разработанным не так давно, является СП 24.13330.2011. В современной редакции СНиП каких-либо значительных изменений не добавлено, хотя некоторые замены и уточнения после появления новых технологий и материалов были внесены. При сомнениях и существенных разногласиях ориентироваться, все же, следует на СП, в которых приведены конкретные примеры.

В Правилах озвучиваются основные запросы, предъявляемые к разработке конкретного типа основания – свайного.

В СП описываются различные типы опор, инженерно-геологические характеристики, рассматриваются нюансы и частные примеры расчетов вновь возводимых зданий, реконструируемых построек. Положения СП 24.13330.2011, равно как и СНиП 2.02.03-85 не применяются к свайным основаниям, строящимся:

• для сооружений, находящихся под нагружением динамического характера;
• в вечной мерзлоте;
• на заглублении, превышающем 35 м;
• для сооружений, относящихся к предприятиям нефтепереработки.

С этим читают

Проектирование и строительство забивных свайных фундаментов — уроки, извлеченные из проекта «Центральная артерия / туннель»

Предыдущая | Содержание | Следующие

Глава 3. Строительное оборудование и методы

В этой главе представлено описание оборудования и методов, используемых во время забивки свай на проекте CA / T в выбранных контрактах. Сюда входит общий обзор ударных молотов, способа установки сваи и того, как определить, когда свая достигла желаемой грузоподъемности.Также представлены вопросы строительства, связанные с забивкой свай во время этого проекта. Возникновение свай было определено как проблема во время строительства туннеля прибытия в аэропорту Логан, что потребовало повторной забивки значительного количества свай. На другом участке в аэропорту вспучивание грунта в результате забивки сваи привело к значительному перемещению соседнего здания и потребовало изменений в процессе установки, включая предварительную затяжку свай на глубину 26 м.

ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ

Ударные молотки были использованы для забивания всех свай по проекту CA / T.Ударный молот состоит из тяжелого плунжера, который механически или гидравлически поднимается на определенную высоту (так называемый «ход») и опускается на головку сваи. Во время удара кинетическая энергия падающего тарана передается свае, в результате чего свая проникает в землю.

В продаже имеется множество различных молотков для забивания свай, и главное различие между ними заключается в том, как поднимается гидроцилиндр и как он ударяет по свае. Размер молота характеризуется его максимальной потенциальной энергией, называемой «номинальной энергией».«Номинальная энергия может быть выражена как произведение веса молота и максимального хода. Однако фактическая энергия, передаваемая свае, намного меньше является результатом потерь энергии в забивной системе и свае. Средняя передаваемая энергия находится в диапазоне от 25 процентов для дизельного молота по бетонной свае до 50 процентов для пневмоударника по стальной свае. ⁽¹⁷⁾

В выбранных контрактах использовались молоты трех типов: (1) дизельный одностороннего действия, (2) дизель двустороннего действия и (3) гидравлический одностороннего действия.В таблице 4 приведены производители и характеристики молотков, использованных в этих контрактах, вместе с типами забиваемых свай. Схемы трех типов молотов показаны на рисунках с 9 по 11.

Дизельный молот одностороннего действия (рис. 9) сначала поднимает молот с помощью троса, а затем отпускает гидроцилиндр.Когда гидроцилиндр свободно падает в цилиндр, топливо впрыскивается в камеру сгорания под гидроцилиндром, и в топливно-воздушной смеси создается давление. Как только гидроцилиндр ударяется о наковальню в нижней части цилиндра, смесь топлива и воздуха воспламеняется, толкая гидроцилиндр обратно в верхнюю часть хода. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока топливо впрыскивается в камеру сгорания и ход достаточно для воспламенения топлива.

Рисунок 9. Дизельный молот простого действия . ⁽¹⁷⁾

Дизельный молот двойного действия (рис. 10) работает так же, как дизельный молот простого действия, за исключением того, что система закрыта в верхней части гидроцилиндра. Когда толкатель отскакивает до верхней точки хода, газы сжимаются в камере отскока в верхней части молота. Камера отскока временно накапливает и перенаправляет энергию к верхней части плунжера, позволяя уменьшить высоту хода и увеличить скорость удара. Давление в отбойной камере контролируется во время забивки сваи, поскольку оно коррелирует с энергией удара.Ход молота и, следовательно, энергия регулируются с помощью топливного насоса. Это эффективно для предотвращения раскачки молота во время хода вверх, что может привести к нестабильным условиям движения и повреждению молота. ⁽¹⁷⁾

Гидравлический молот одностороннего действия (рисунок 11) использует гидравлический привод и насос для втягивания гидроцилиндра в верхнюю часть хода. Когда поршень находится в верхней части хода, он освобождается и падает под действием силы тяжести, ударяясь о наковальню.Преимущество гидравлических молотов заключается в том, что высоту свободного падения и, следовательно, энергию, передаваемую свае, можно контролировать более точно.

При подготовке к забивке сваю сначала поднимают в вертикальное положение с помощью крана и помещают в тросы копра.Направляющие представляют собой распорки, которые помогают позиционировать сваи на месте и поддерживать соосность системы «молот-свая», так что концентрический удар наносится по свае при каждом ударе. После того, как свая размещается в желаемом месте, молот опускается на стык сваи. Подушка для сваи, состоящая из дерева, металла или композитного материала, помещается между сваей и молотком перед забивкой, чтобы уменьшить напряжения внутри сваи во время забивки.

После того, как свая встала на место, начинается забивка сваи и количество ударов молота на 0.Регистрируется проникновение 3 м. Ближе к окончанию езды удары фиксируются за каждые 2,5 см пробития. Забивка сваи прекращается при выполнении набора критериев забивки. Критерии забивки сваи обычно основаны на следующем: (1) минимальная требуемая глубина заделки, (2) минимальное количество ударов, необходимое для достижения несущей способности, и (3) максимальное количество ударов, чтобы избежать повреждения сваи. Вся информация, связанная с забиванием свай (например, типы молотков, типы свай, длина свай, количество ударов и т. Д.) регистрируется в журнале забивки сваи.

Типичный журнал забивки сваи показан на рисунке 12. Этот конкретный рекорд относится к установке сваи PPC длиной 24 м и диаметром 41 см, установленной в аэропорту в рамках контракта C07D2. Применялся гидромолот с ползуном 89 кН и ходом 1,2 м. Количество ударов на 0,3 м проходки регистрировалось с глубины закладки 9,5 м до конечной глубины 16,5 м. На глубине 16,5 м удары молота, необходимые для забивания сваи 2,5 см, зафиксированы в правой колонке записи.Вождение было остановлено после того, как было зарегистрировано окончательное количество ударов 39 на 2,5 см.

После установки сваи молоток можно использовать для повторного забивания сваи в более позднее время. Дополнительное движение, которое выполняется после первоначальной установки, называется повторным пробегом или повторным пробегом. Повторный проход может быть необходим по двум причинам: (1) для оценки долговременной способности сваи (т. Е. Установки сваи или ослабления сваи) или (2) для восстановления возвышений и грузоподъемности свай, которые подверглись вспучиванию.Обе эти проблемы были важны для проекта CA / T, и они обсуждаются в следующем разделе.

Рис. 12. Типичный рекорд забивки сваи.

ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

Свайный пучок

Пучок сваи — это явление, при котором смещение грунта в результате проникновения сваи вызывает вертикальное или горизонтальное перемещение соседних ранее забитых свай. Пучкование сваи обычно происходит в нечувствительных глинах, которые во время забивки сваи ведут себя как несжимаемые материалы. ⁽¹⁷⁾ В этих грунтах высота соседних свай часто непрерывно контролируется во время забивки для поиска вспучивания. Если свая перемещается с превышением некоторого заданного критерия, свая повторно забивается для восстановления необходимой глубины проникновения и пропускной способности. С точки зрения затрат, вспучивание сваи важно, поскольку повторная установка сваи может потребовать значительных дополнительных затрат времени и усилий.

Расположение свай и состояние почвы

Из рассмотренных контрактов проблема пучения свай возникала при строительстве туннеля прибытия в аэропорту Логан (контракт C07D2).Расположение площадки C07D2 показано на рисунке 1. Вид сверху конструкции туннеля прибытия, показывающий расположение свай, показано на рисунке 13. Конструкция туннеля имеет длину примерно 159 м и расположена там, где пандус 1A-A отделяется от дорога прибытия. Туннель был построен с использованием метода выемки и перекрытия, и, таким образом, часть вскрышного грунта была выкопана до забивки сваи.

Рис. 13. План площадки, схема размещения свай туннеля прибытия в аэропорту Логан. ⁽¹⁸⁾

Приблизительно 576 свай были забиты под мостом туннельной конструкции. Сваи, состоящие из PPC-свай диаметром 41 см, были спроектированы для поддержки фундамента из бетонного мата в дополнение к виадуку, расположенному над туннелем. Как правило, они устанавливались в виде сетки с расстоянием от центра до центра приблизительно 1,2 м на 1,8 м (рис. 13).

Общие подземные условия, основанные на скважинах, продвинутых на участке перед выемкой грунта, составляют примерно от 3 до 6.1 м связной и / или зернистой засыпки, покрывающей 1,5–3 м органического ила и песка, покрывающей от 12,2 до 42,7 м мягкой морской глины, перекрывающей 0,9–2,8 м ледникового ила и песков, подстилаемых коренной породой. ⁽⁶⁾ Раскопки были выполнены в глинистом слое, в результате чего толщина слоя глины от около 6,1 м на юго-восточном конце конструкции до около 3,7 м на северо-западном конце. ⁽¹⁹⁾

Сваи были спроектированы так, чтобы выдерживать концевые опоры в плотных ледниковых илах и песках, и были предварительно прижаты к дну слоя морской глины, чтобы минимизировать вспучивание и смещение этих грунтов.Глубина предварительного бурения составляла примерно от 30 до 70 процентов от окончательной глубины заделки свай. Предварительная затяжка проводилась с помощью шнека диаметром 46 см, что эквивалентно диаметру квадратной сваи 41 см. Забивать сваи применяли гидравлический молот HPSI 2000.

Полевые наблюдения

Во время строительства инженеры-наладчики контролировали вертикальную пучину свай. Как описано в строительных нормах и технических требованиях штата Массачусетс, сваи имеют вертикальное смещение, превышающее 1.Требуется переделка на 3 см. Согласно полевым записям, 391 из 576 установленных свай (68 процентов) потребовала повторной забивки. Из этих 391 сваи 337 свай (86 процентов) были забиты в одном мероприятии повторного забивки, 53 сваи (14 процентов) потребовали второго события повторного забивки и 1 сваи потребовали третьего события повторного забивки. Влияние на график строительства или затраты не выявлено. Несмотря на использование частичного предварительного натяжения, значительная часть свай показала чрезмерную вертикальную тягу и потребовала значительных усилий по повторному перемещению. Пучка объясняется смещением подстилающих ледниковых почв, которые не были подготовлены заранее.

Проблемы с вертикальным пучением свай не были выявлены в других контрактах CA / T. Поскольку в большинстве этих контрактов использовалась частичная предварительная калибровка, разница может быть связана с расстоянием между сваями. В Таблице 5 приведены интервалы между сваями, использованные в выбранных контрактах. Как показано в таблице 5, расстояние между сваями 1,2 м, используемое в конструкции туннеля прибытия, значительно меньше, чем расстояние, используемое для конструкций сопоставимого размера. Следовательно, ожидается, что расстояние между сваями больше примерно 1.8 м могут ограничить вертикальное вертикальное колебание сваи в пределах критерия 1,3 см.

NA = не применимо или доступно

Пучка почвы

Пучок грунта, вызванный забивкой свай, был в первую очередь причиной значительного движения, наблюдаемого в здании, прилегающем к сооружению восточного упора и восточного подхода к рампе ET в аэропорту Логан (контракт C07D1).Вскоре после начала забивки свай по периметру здания была измерена осадка более 2,5 см, и на самой конструкции наблюдались трещины. Эти наблюдения побудили к установке дополнительных геотехнических приборов, установке дренажей для фитилей для рассеивания избыточного порового давления, возникающего во время забивки свай, и предварительной настройки свай для уменьшения смещения грунта. Несмотря на эти усилия, вертикальное смещение продолжалось до 8,8 см. (См. Ссылки 20, 21, 22 и 23.)

Расположение свай и состояние почвы

Расположение проекта по отношению к зданию показано на рисунке 14. Часть восточного подъезда, которая примыкает к зданию, состоит из двух основных конструкций, включая опору и опорную плиту на сваях. Обе конструкции поддерживаются сваями из КПП диаметром 41 см. Схема системы свайного фундамента также показана на рисунке 14. Сваи для плиты расположены в виде сетки с шагом примерно 2.7 м от центра до центра. Конструкции поддерживают 353 сваи.

Рис. 14. План площадки с указанием расположения свай, контура здания и геотехнических приборов.

Перед началом строительных работ по периметру фасада здания, ближайшего к рабочей зоне, были установлены пять точек контроля деформаций (ПУД). DMP состояли из болтов с шестигранной головкой длиной 13 см, прикрепленных к зданию. Эти точки, обозначенные от DMP-101 до DMP-105, отслеживались на предмет вертикального перемещения.Первоначально мониторинг DMP проводил подрядчик, а впоследствии — независимый консультант.

Подземные условия, основанные на бурении, продвинутом в районе, состоят из примерно 3–4,6 м насыпи, покрывающей от 3 до 6,1 м органического ила и песка, на 27,4–33,5 м мягкой морской глины, поверх 6,1–12,2 м ледникового ила и песок, подстегнутый коренной породой. Сваи были спроектированы как концевые несущие сваи для забивания в плотные подстилающие ледниковые материалы.Ледниковые почвы встречались на глубине примерно от 39,6 до 45,7 м ниже поверхности земли, а коренные породы встречались на глубине примерно 48,8 м.

Полевые наблюдения (этап I забивки сваи)

Забивка свай на восточном подходе выполнялась в два этапа. Первый этап начался 5 апреля 1995 г. и завершился 10 июня 1995 г. Второй этап начался 13 июля 1995 г. и завершился 17 августа 1995 г. Забивка свай осуществлялась дизельным двигателем простого действия Delmag D46-32. молоток.Объем первого этапа забивки свай показан на рисунке 15. Этот первый этап работ проводился не ближе 27,4 м от здания. Большинство свай для плиты было установлено с западной стороны площадки, работающей на восток в период с 5 апреля по 23 апреля и с 15 мая по 2 июня. Большинство свай для опоры было установлено на участке. западная часть участка в период с 23 апреля по 15 мая.

Расчетные данные, полученные подрядчиком на первом этапе забивки свай, показаны на рисунке 15.21 апреля 1995 г., примерно после 2 недель забивки свай на западной стороне площадки, на DMP-102 и DMP-103 были измерены начальные смещения вертикальной качки 0,9 и 0,7 см соответственно. 1 мая на DMP-101 и DMP-104 наблюдалась заметная вертикальная качка, которая составила 1,3 и 0,8 см соответственно. Первоначальное вертикальное смещение 0,4 см было измерено в DMP-105 9 мая. По мере того, как начиналась забивка сваи в направлении восточной стороны площадки, вертикальная качка постоянно увеличивалась до максимальных значений.

Рисунок 15.Расчетные данные, полученные на первом этапе забивки сваи.

Сводная информация о максимальных значениях вертикальной качки, приписываемых первой фазе забивки, приведена в таблице 6. Наибольшая качаемость произошла в DMP-103, который был расположен по центру относительно решетки свай. 2 июня 1995 г., за 1 неделю до завершения строительства, вертикальная кача, измеренная в DMP с 101 по 103, начала выравниваться и уменьшаться.

В результате чрезмерной качки (более 2.5 см) наблюдалось на первом этапе забивки сваи, меры по снижению воздействия были приняты на втором этапе работ. Это было критически важно, учитывая, что второй этап предполагал забивание свай еще ближе к зданию. Консультант по геотехнике рекомендовал три подхода к ограничению вертикальной качки в зависимости от графика и ограничений по стоимости. ⁽²⁴⁾ Сюда входили: (1) установка и мониторинг порового давления в глине во время забивки и корректировка смягчающих мер по мере необходимости; (2) установка фитилей между Hilton и рабочей зоной для перехвата и снижения порового давления под Hilton, которое может возникнуть в результате забивки свай; и (3) на основе характеристик фитильных дренажных свай, предварительных свай фазы II для ограничения смещения грунта.

Полевые наблюдения (этап II забивки сваи)

Перед началом второго этапа забивки свай были установлены три пьезометра с вибрирующей проволокой (VWPZ) для измерения порового давления. Эти пьезометры были установлены в непосредственной близости от трех существующих точек контроля деформации (от DMP-102 до DMP-104). После начала второго этапа работ было также установлено дополнительное оборудование, в том числе многоточечный измеритель вертикальной качки (MPHG) для измерения вертикального перемещения с глубиной и инклинометр для измерения бокового перемещения.Расположение дополнительных геотехнических приборов показано на рисунке 14.

Второй этап забивки свай начался 13 июля 1995 г. и завершился 17 августа 1995 г. Протяженность рабочей зоны также показана на рисунке 14. Забивка свай обычно продолжалась с западной стороны участка на восток. Местоположение второй очереди работ было не ближе 15,2 м от существующего здания.

Вскоре после начала проходки с 20 по 28 июля 1995 г. было установлено 200 дренажных водоотводов по западному и северному периметрам рабочей зоны.Дренажные каналы были проложены через глиняный слой на расстоянии 1,2 м от центра к центру.

Данные осадки для второго этапа работ, показанные на рисунке 16, демонстрируют, что вертикальная качка начала увеличиваться в точках от DMP-101 до DMP-104 примерно через 1 неделю после начала забивки сваи. По результатам анализа исходных данных расчетов, предпусковая подготовка была проведена с 4 августа 1995 г. до завершения строительства. Предварительная затяжка была выполнена с использованием шнека диаметром 41 см на глубину 26 м, что составляет примерно от 50 до 60 процентов окончательной глубины заделки сваи.Диаметр шнека на 11% меньше эквивалентного диаметра окружности 46 см для квадратной сваи 41 см.

Как показано на рисунке 16, вертикальная качка продолжала увеличиваться даже после того, как была начата предварительная затяжка. Значения чистой вертикальной вертикали от 3,3 до 13,5 см (таблица 6) наблюдались от начала предварительной затяжки до завершения забивки сваи, в результате чего общая вертикальная высота колебалась от 2,6 до 8,8 см.

Рис. 16. Расчетные данные, полученные на втором этапе забивки сваи.

Данные многоточечного измерителя вертикальной качки показали, что величина вертикальной качки была относительно постоянной в пределах верхних 30 м, как показано на рисунке 17. Однако вертикальное смещение резко уменьшается ниже этой глубины до примерно нуля на глубине коренной породы примерно 50 м. Максимальный подъем около 5,1 см на глубине 3 м от поверхности земли также соответствует максимальному значению 5,3 см, зарегистрированному на DMP-103.

Рисунок 17.Данные многоточечного измерителя вертикальной качки, полученные на втором этапе забивки сваи.

Избыточные поровые давления, зарегистрированные во время второй фазы забивки сваи, представлены на рисунке 17. Шесть манометров, показанные на рисунке 18, соответствуют трем парам (55894–55895,

55896–55897 и 55898–55899), расположенные рядом с DMP-102, DMP-103 и DMP-104 соответственно. Во время забивки сваи наблюдалось увеличение избыточного порового давления с максимальными значениями от 0.Напор от 6 до 12,8 м, в среднем 5,9 м. Наибольший напор был измерен в VWPZ-55896 в месте, ближайшем к DMP-103. Эти данные предполагают, что дренажные фитили не были эффективны для рассеивания всего избыточного порового давления, возникающего во время забивки сваи.

Рис. 18. Данные порового давления, полученные во время второй фазы забивки сваи.

Данные инклинометра, которые были получены рядом со зданием, показаны на рисунке 19. Эти данные показали увеличение бокового движения в направлении здания во время забивки свай.Максимальные чистые боковые деформации были относительно постоянными с глубиной в пределах верхних 30 м профиля. Максимальная деформация около 6 см была зафиксирована на глубине около 34 м. Как и вертикальные деформации, боковые деформации резко уменьшились ниже этой глубины до нуля на глубине коренной породы. Эти данные позволяют предположить, что боковые деформации имеют ту же величину и поведение, что и вертикальные деформации.

Рисунок 19.Данные инклинометра, полученные на втором этапе забивки сваи.

РЕЗЮМЕ

Пучкование почвы было признано потенциальной проблемой на раннем этапе, и после этапа I проходки по контракту C07D1 были предприняты некоторые меры по смягчению его последствий. Они включали установку дренажей с фитилем для ускорения отвода избыточного порового давления и предварительную прокачку свай через часть мягкого слоя глины на глубину 26 м. Было установлено дополнительное оборудование, в том числе пьезометры, MPHG и инклинометр.Несмотря на эти усилия, вертикальная тяга во время фазы II забивки сваи продолжала увеличиваться до максимального смещения 8,8 см. Данные пьезометра показывают, что дренажные фитили неэффективны для быстрого рассеивания порового давления, возникающего во время забивки сваи. Данные о деформации показали, что вспучивание грунта все еще может происходить в сваях, которые предварительно забиты на части их глубины заделки.

Глава 4. Данные испытаний динамической и статической свайной нагрузкой

Предыдущая | Содержание | Следующие

Глава 4.Данные испытаний динамической и статической свайной нагрузкой

В этой главе представлены методология и результаты данных динамических и статических испытаний свайной нагрузки для выбранных контрактов. По контракту было проведено как минимум два испытания на статическую нагрузку, и здесь представлены результаты 15 испытаний. Анализатор забивки сваи ^® (PDA) также использовался на этих сваях для сравнения, и анализы выполнялись периодически во время установки эксплуатационных свай. Обсуждаются вопросы, связанные с расчетными нагрузками и критериями испытаний под нагрузкой, включая факторы безопасности и требования к передаче нагрузки.Проводится сравнение результатов испытаний на статическую нагрузку и анализа программы анализа свайных волн CAse (CAPWAP ^® ). Данные CAPWAP показывают, что значения землетрясений обычно превышают значения, обычно рекомендуемые при анализе волновых уравнений. Обзор литературы представлен для оценки значимости этого открытия. Большое количество ударов, зарегистрированное в конце забивки, также свидетельствует о том, что большая часть расчетной емкости сваи по CAPWAP является консервативной.

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА НАГРУЗКУ

Методы испытаний динамической нагрузкой

Приблизительно 160 испытаний динамической нагрузки на сваи были выполнены для оценки несущей способности сваи, забивных напряжений и характеристик ударного действия во время установки тестовых свай и эксплуатационных свай.Данные, представленные в этом отчете, были получены из файлов проекта. (См. Ссылки 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34.)

КПК использовался для записи, оцифровки и обработки сигналов силы и ускорения, измеренных на головке сваи. Эти сигналы использовались для оценки статической емкости с использованием метода случая, упрощенной полевой процедуры для оценки емкости сваи, а также более строгого CAPWAP. Результаты тестирования динамической нагрузки, обсуждаемые в этом отчете, в основном основаны на анализе CAPWAP.Описание основ динамических испытаний, включая CAPWAP, представлено в «Проектирование и строительство фундаментов с забивными сваями» (отчет Федерального управления автомобильных дорог (FHWA) № FHWA-HI-97-013). ⁽¹⁷⁾ Динамические испытания проводились в целом в соответствии с разделами 940.62.C проектных спецификаций, ^(14), Испытания динамической нагрузкой и D4945-89 Американского общества испытаний и материалов (ASTM). Документ D4945-89 озаглавлен «Стандартный метод испытания свай на высокую деформацию».» ⁽³⁵⁾

CAPWAP — это метод итеративного подбора кривой, при котором реакция сваи, определенная в модели волнового уравнения, сопоставляется с измеренной реакцией реальной сваи на одиночный удар молотком. Модель сваи состоит из ряда непрерывных сегментов, а полное сопротивление заложенной части сваи представлено серией пружин (статическое сопротивление) и демпферов (динамическое сопротивление). Статическое сопротивление формулируется на основе идеализированной упругопластической модели грунта, где параметр землетрясения определяет смещение, при котором поведение грунта изменяется с упругого на пластическое.Динамическое сопротивление формулируется с использованием модели вязкого демпфирования, которая является функцией параметра демпфирования и скорости.

Во-первых, силы и ускорения, действующие на саму сваю во время первоначального удара, регистрируются с помощью тензодатчика и акселерометра, установленных на головке сваи. Измеренное ускорение используется в качестве входных данных для модели сваи вместе с разумными оценками сопротивления грунта, параметров землетрясения и демпфирования. Сигнал «сила-время» на головке сваи рассчитывается с использованием модели и сравнивается с измеренным сигналом «сила-время».Параметры распределения сопротивления почвы, землетрясения и демпфирования впоследствии изменяются до тех пор, пока не будет достигнуто согласие между измеренными и расчетными сигналами. Пример сравнения измеренного и рассчитанного сигнала силы от одной из испытательных свай показан на рисунке 20. После достижения приемлемого соответствия решение дает оценку предельной статической способности, распределения сопротивления грунта вдоль сваи, а также параметры землетрясения и затухания.

Рисунок 20.Пример согласования сигналов CAPWAP, тестовая стопка 16A1-1. ⁽³³⁾

Методы испытаний статической нагрузкой

Испытания под статической нагрузкой проводились на этапе испытаний каждого контракта для проверки проектных предположений и несущей способности свай. Контрольные стержни, установленные на разной глубине внутри свай, были использованы для оценки поведения свай по передаче нагрузки по отношению к окружающему грунту и несущему пласту. Статические испытания проводились в целом в соответствии с разделом 940 технических условий проекта.62.B.4, ⁽¹⁴⁾ Кратковременное испытание, и ASTM D1143-81, озаглавленный «Стандартный метод испытания свай при статической осевой сжимающей нагрузке». ⁽³⁶⁾ Данные испытаний на статическую нагрузку, представленные в этом отчете, были получены из файлов проекта. (См. Ссылки с 37 по 50.)

Статические нагрузки прикладывались и поддерживались с помощью гидравлического домкрата и измерялись датчиком нагрузки. Типичная схема испытания под нагрузкой показана на рисунке 21. Реакция на домкратную нагрузку обеспечивается стальной рамой, которая прикреплена к массиву стальных двутавровых свай, расположенных на расстоянии не менее 3 м от испытательной сваи.Ворсовые головки прогибы были измерены по отношению к неподвижной опорной балке с помощью датчиков набора. Telltale измерения были сделаны по отношению к голове сваи или опорного луча с использованием датчиков набора. Головка сваи и контрольные данные об отклонении были записаны для каждого приращения нагрузки.

Рис. 21. Типовая установка для испытания на статическую нагрузку
показывает приборы. ⁽⁵¹⁾

Выдержка из процедуры нагружения для раздела 940 испытания кратковременной нагрузкой.62 приведено ниже ⁽¹⁴⁾ :

1. Прикладывайте 25 процентов допустимой расчетной нагрузки каждые полчаса вплоть до большего из следующих значений: [описаны две альтернативы; самая общая — 200 процентов от расчетной нагрузки]. Можно использовать более длительные приращения времени, но каждый раз приращение должно быть одинаковым. При 100% расчетной нагрузки разгрузите до нуля и выдержите полчаса; затем перезагрузите до 100 процентов и продолжите 25-процентную инкрементную загрузку. При 150 процентах разгрузить до нуля и продержаться полчаса; затем перезагрузите до 150 процентов и продолжите инкрементную загрузку на 25 процентов.Ни в коем случае нельзя изменять нагрузку, если скорость осадки со временем не уменьшается.
2. При максимальной приложенной нагрузке выдерживайте нагрузку не менее одного часа и до тех пор, пока осадка (измеренная в самой нижней точке сваи, в которой производятся измерения) в течение одного часа не станет больше 0,254 мм (0,01 дюйма ).
3. Удаляйте 25 процентов нагрузки каждые 15 минут, пока не будет достигнута нулевая нагрузка. Могут использоваться более длинные приращения времени, но все они должны быть одинаковыми.
4. Измерьте отскок при нулевой нагрузке в течение как минимум одного часа.
5. После того, как 200 процентов нагрузки были приложены и сняты, и испытание показало, что свая имеет дополнительную способность, т.е. она не достигла предельной прочности, продолжайте испытания следующим образом. Повторно загрузите испытательную сваю до уровня расчетной нагрузки 200 процентов с шагом 50 процентов от допустимой расчетной нагрузки, с перерывом в 20 минут. Затем увеличивайте нагрузку с шагом 10 процентов до тех пор, пока либо свая, либо рама не достигнут своей допустимой конструктивной прочности, либо сваи больше не смогут выдерживать добавленную нагрузку.Если сбоя при максимальной нагрузке не происходит, удерживайте нагрузку в течение одного часа. При максимальной достигнутой нагрузке снимайте нагрузку четырьмя равными частями с интервалом 15 минут.

Вместимость тестовых свай была выбрана как наибольшая, определяемая двумя критериями отказа. Первый критерий устанавливает допустимую расчетную нагрузку как «50 процентов приложенной испытательной нагрузки, что приводит к чистой осадке верхней части сваи до 1,3 см после отскока в течение минимум одного часа при нулевой нагрузке.»Второй критерий использует критерии Дэвиссона, как описано ниже.

Критерий предельной нагрузки смещения Дэвиссона использовался в проекте для определения предельной прочности или разрушения испытательных свай. ⁽⁵²⁾ Под предельной нагрузкой понимается точка, в которой смещение головки сваи соответствует пределу, который смещен относительно линии упругого сжатия сваи. Для свай диаметром менее 61 см предел определяется следующей линейной зависимостью:

(1)

где,

S _f = Перемещение верхней части ворса (см).

D = Диаметр или ширина ворса (см).

S _e = Упругое сжатие общей длины ворса (см).

Упругое сжатие в этом случае относится к прогибу сваи, который произошел бы, если бы 100 процентов приложенной нагрузки было передано на носку сваи (т. Е. При нулевом трении вала), и определяется следующим уравнением:

(2)

где,

Q = Приложенная нагрузка.

L = Общая длина ворса.

A = Площадь поперечного сечения сваи.

E = Модуль упругости ворса.

Средняя нагрузка на сваю в средней точке между двумя контрольными точками была оценена по упругому сокращению сваи с использованием следующего уравнения:

(3)

где,

A = Площадь сваи.

E = Модуль упругости ворса.

D ₁ = Отклонение в верхнем контрольном положении.

D ₂ = Прогиб в нижнем контрольном положении.

L = Расстояние между верхним и нижним контрольными точками.

Оба уравнения 2 и 3 требуют модуля упругости сваи. Спецификации требуют, чтобы модуль упругости определялся посредством испытаний на сжатие, выполненных на представительных образцах бетона (ASTM C 469-87a). Однако на самом деле этот метод не применим к сваям из стальных труб, заполненных бетоном. В проекте CA / T было обычной практикой использовать отклонения верхнего контрольного сигнала и головки сваи для расчета модуля сваи по уравнению 3.Этот подход был оправдан, поскольку предполагалось, что любая предварительная калибровка, выполняемая перед установкой сваи, уменьшит трение вала, особенно вблизи головки сваи. В некоторых случаях модуль упругости свай из PPC определялся на основе комбинации контрольных данных и данных испытаний на сжатие с использованием инженерной оценки.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ НА НАГРУЗКУ

По выбранным контрактам было проведено более 160 динамических испытаний для оценки вместимости сваи как на этапе испытаний, так и на этапе производства.Из этих 160 испытаний результаты 28 испытаний представлены в этом отчете, поскольку они соответствуют испытаниям статической нагрузкой на 15 сваях. Информация о каждой испытанной свае представлена ​​в таблице 7, а информация о забивке сваи представлена ​​в таблице 8.

Примечания:

1. NA = Не применимо.

2. NI = Данные не идентифицированы.

Примечания:

1.EOD = конец начального движения, #DR = # дней до повторного заездов.

2. Типы молотов: I = Delmag D 46-32, II = HPSI 2000, III = ICE 1070, IV = HPSI 1000, V = Delmag D 19-42, VI = Delamag D 30-32.

3. NI = Данные не идентифицированы.

Динамические результаты и интерпретация

Динамические испытания проводились как в конце первоначальной забивки сваи (EOD), так и в начале повторной забивки (BOR), обычно через 1-7 дней (1DR, 7DR и т. Д.) После установки.В большинстве случаев динамические испытания проводились перед испытаниями на статическую нагрузку. Однако испытательные сваи ET2-C2 и ET4-3B были динамически испытаны во время повторного удара после того, как было выполнено испытание на статическую нагрузку. Пределы прочности 15 тестовых свай, определенные анализом CAPWAP, приведены в таблице 9. В таблице указано, когда было проведено испытание, а также прогнозируемое сопротивление вала и носка.

Примечания:

1.EOD = конец начального вождения, #DR = # дней до повторной забастовки.

2. В скобках указаны консервативные значения.

3. NI = Данные не идентифицированы.

Многие емкости указаны в скобках, что указывает на то, что значения, скорее всего, консервативны (т.е. истинная конечная емкость больше). В литературе признано, что динамические характеристики могут быть недооценены, если энергия молота недостаточна для полной мобилизации сопротивления почвы. ⁽⁵³⁾ В частности, исследования показали, что количество ударов, превышающее 10 ударов на 2,5 см, может не вызвать смещения, достаточного для полной мобилизации сопротивления почвы. ^(53,54) Как показано в таблице 8, большинство свай во время повторного удара превысило 10 ударов на 2,5 см и, таким образом, вероятно, будет ниже, чем истинная предельная вместимость свай.

Консервативность пропускной способности CAPWAP в некоторых сваях может быть проиллюстрирована путем сравнения кривой зависимости нагрузки от смещения на носке, оцененной с помощью CAPWAP, с кривой, полученной при испытании на статическую нагрузку.Кривые «нагрузка-смещение» от испытательной сваи 16A1-1 показаны на рисунке 22. Во время первоначальной забивки для этой сваи было зарегистрировано семь ударов на 2,5 см. Данные испытания на статическую нагрузку, показанные на рисунке 22, были экстраполированы на основании контрольных данных. Как показано на рисунке 22, максимальное сопротивление, создаваемое носком сваи от CAPWAP, составляет приблизительно 1060 кН. При испытании на статическую нагрузку было задействовано не менее 1670 кН; однако конечное значение на самом деле выше, поскольку отказ не был достигнут.

Рис. 22. Кривые «нагрузка-перемещение» для носка сваи, испытательной сваи 16А1-1.

Параметры землетрясений и демпфирования, полученные в результате анализа CAPWAP, сведены в таблицу 10. Часто предполагается, что значения землетрясений составляют приблизительно 0,25 см в типичных анализах волнового уравнения. Значения землетрясения в этом исследовании варьируются от 0,25 до 1,19, в среднем 1,6 см. В литературе наблюдались сильные землетрясения порядка 2,5 см. ^(55,56) Однако значения землетрясений в этом исследовании находятся в пределах типичных значений. ⁽⁵⁷⁾

Примечания:

1. EOD = конец начального вождения, #DR = # дней до повторного пробега.

2. с / м = секунды / метр.

Сравнение данных CAPWAP

Сравнение возможностей EOD и BOR CAPWAP показано на рисунке 23. Линия на рисунке показывает, где значения EOD и BOR равны.Точки данных, нанесенные слева от линии, показывают увеличение емкости с течением времени, тогда как данные, расположенные ниже линии, показывают ее уменьшение. В четырех сваях (12A2-1, I2, IPE и IPW), где считалось, что сопротивление грунта было полностью мобилизовано как для EOD, так и для BOR, данные показывают увеличение на 20–38 процентов за 1 день. Общее увеличение производительности связано с увеличением сопротивления вала.

Рисунок 23. Возможности CAPWAP в конце начального запуска (EOD) и начале повторного пробоя (BOR).

Данные испытаний статической нагрузкой

Испытания под статической нагрузкой были проведены на 15 сваях примерно через 1–12 недель после их установки. Результаты испытаний приведены в таблице 11. В целом, при испытаниях на статическую нагрузку наблюдались два типа поведения при прогибе нагрузки (рисунки 24–27).

Испытательная свая 12A1-1 (рис. 24) представляет состояние, при котором осевое отклонение сваи меньше теоретического упругого сжатия (при нулевом трении вала).Эта свая была нагружена до 1557 кН за пять шагов, и ни в какой момент во время нагружения прогиб не превышал расчетное упругое сжатие сваи. Такое поведение объясняется трением вала, которое снижает сжимающие силы в свае и ограничивает оседание. Существенный вклад трения вала также очевиден на кривой распределения нагрузки, показанной на рисунке 25, которая показывает, что нагрузка в свае уменьшается с глубиной. Такое поведение типично для испытательных свай ET2-C2, ET4-3B, I90-EB-SA, 12A1-1, 12A2-1, I2 и 3.

Испытательная свая 14 (рис. 26) представляет собой состояние, при котором осевой прогиб приблизительно равен теоретическому упругому сжатию.Это говорит о том, что большая часть приложенных нагрузок распределяется на носк сваи с меньшим относительным вкладом трения вала. Это видно на рисунке 27, который показывает незначительные изменения нагрузки внутри сваи с глубиной. Такое поведение типично для тестовых свай 375, 923, 14, 16A1-1, 7, IPE и IPW.

Из 15 испытаний на статическую нагрузку только одна испытательная свая (IPW) была нагружена до разрушения в соответствии с критериями Дэвиссона. Эти данные показаны на рисунках 28 и 29. Эта свая показала значительное увеличение прогиба примерно на 2 580 кН, впоследствии пересекая линию Дэвиссона примерно на 2 670 кН при смещении примерно 2.5 см. Контрольные данные, полученные около носка сваи, показали, что свае не удалось погрузиться.

Все испытательные сваи достигли требуемых предельных значений прочности при испытаниях на статическую нагрузку.Требуемые предельные мощности были определены путем умножения допустимой проектной мощности на коэффициент безопасности не менее 2,0, как указано в спецификации проекта. В контракте C19B1 использовался немного больший запас прочности — 2,25. Три из 15 статических испытаний не продемонстрировали, что 100 процентов расчетной нагрузки было передано на несущие грунты. Две сваи (12A1-1 и 12A2-1) не могли передать нагрузку на несущие грунты из-за высокого поверхностного трения (рисунки 24 и 25).Испытательная свая I2 не смогла продемонстрировать передачу нагрузки, потому что нижний контрольный прибор не работал.

Сравнение данных испытаний под динамической и статической нагрузкой

Емкости, определенные CAPWAP и испытаниями на статическую нагрузку, приведены в таблице 12 вместе с требуемыми предельными нагрузками. Из 15 тестовых свай только одна сваи (IPW) была нагружена до отказа при испытании на статическую нагрузку. Точно так же только четыре анализа BOR CAPWAP и восемь анализов EOD CAPWAP мобилизовали полное сопротивление почвы.Это означает, что истинная предельная грузоподъемность большинства протестированных свай не была достигнута, и это затрудняет сравнение результатов испытания на статическую нагрузку и результатов CAPWAP.

Тестовая свая IPW вышла из строя при испытании на статическую нагрузку. По совпадению, ожидается, что пропускная способность CAPWAP для этой сваи также будет отражать полностью мобилизованное сопротивление грунта из-за относительно небольшого числа ударов (т.е. <10), наблюдаемого во время забивки. Основываясь на сравнении всех данных для свайных IPW, их мощность увеличилась примерно на 35 процентов вскоре после установки, что дает коэффициент безопасности примерно 3.0. Обратите внимание, что эта свая была предварительно забита примерно на половину глубины заделки. Нагрузка 2669 кН, определенная при испытании на статическую нагрузку, немного меньше, чем сила повторного удара 2758 кН. Однако эта разница частично объясняется изменениями, которые были внесены в сваю после динамических испытаний, но до статических испытаний. Эти модификации включали удаление 0,6 м покрывающего слоя в месте расположения сваи и заполнение сваи из стальных труб бетоном, оба из которых уменьшили бы несущую способность сваи, измеренную при испытании на статическую нагрузку.

Примечания:

1. Производительность, указанная в скобках, обозначает значения, которые являются консервативными (испытания под динамической нагрузкой) или при которых отказ не был достигнут (испытания под статической нагрузкой).

2. NI = Данные не идентифицированы.

Свайный фундамент — проектирование и строительство свайного фундамента и факторы, влияющие на

Перейти к основному содержанию

Дополнительное меню

• Насчет нас
• Контактная информация
• Дом

О гражданском строительстве

• Дом

• Гражданские ноты

  • Банкноты

    • Строительные материалы
    • Строительство зданий
    • Механика грунта
    • Геодезия и выравнивание
    • Ирригационная техника
    • Инженерия окружающей среды
    • Дорожное строительство
    • Инфраструктура
    • Строительная инженерия

  • Лабораторные заметки

    • Инженерная механика
    • Механика жидкости
    • Почвенные лабораторные эксперименты
    • Экологические эксперименты
    • Материалы Испытания
    • Гидравлические эксперименты
    • Дорожные / шоссе тесты
    • Стальные испытания
    • Практика геодезии

• Загрузки

• Исследование

• Учебники

  • Учебные пособия

    • Primavera P3
    • Primavera P6
    • SAP2000
    • AutoCAD
    • VICO Constructor
    • MS Project

• Разное

• Q / Ответы

• Дом
• Гражданские ноты
  • Строительство зданий
  • Строительные материалы
  • Механика грунта
  • Геодезия и выравнивание
  • Ирригационная техника

Свайные фундаменты — проектирование и строительство свайных фундаментов

1. Древесина
2. Бетон
3. Сталь
4. Композитная свая

Проектный учет свайного фундамента:

Подразумевается, что сваи являются основой конструкции глубокого фундамента.Самым первым шагом при проектировании свайного фундамента является выбор правильного типа сваи. Выбор типа, длины и вместимости сваи зависит от следующих параметров:

1. Состояние почвы
2. Величина нагрузки

Устройство свайного фундамента

В реальном строительстве первое испытание свайной нагрузки выполняется на грунте, чтобы проверить прочность грунта, может ли он выдержать нагрузку на сваю или нет. Факторы, влияющие на выбор сваи:

1. Длина сваи в зависимости от нагрузки и состояния грунта
2. Поведение структуры
3. Наличие материала в месте строительства
4. Тип загрузки
5. Простота обслуживания
6. Наличие средств
7. Факторы, вызывающие ущерб
8. Стоимость свай

Геотехнический проект свайного фундамента:

Под геотехническим проектированием мы понимаем две вещи:

1. Глубина под землей
2. Размеры

Полная нагрузка, воспринимаемая сваей и ее элементами, считается предельной нагрузкой.Обычно обозначается «Qu». Нагрузка, которую может выдержать свая, обусловлена ​​ее осевым и несущим сопротивлением.

Где QS — сопротивление вала, а Qb — сопротивление подшипника

Грузоподъемность свай

Обычно для расчета вместимости сваи используются три метода:

1. Статическая формула (эта формула применима к забивным и внутренним сваям)
2. Динамическая формула (эта формула применима к забивным сваям)
3. Load Test (этот тест обычно выполняется с удвоенной расчетной нагрузкой.Если она устойчивая, то сваю считают исправной. Этот тест довольно дорогой и требует много времени. Загрузить приложение в этом тесте тоже очень сложно)

Еще две важные вещи при проектировании свайного фундамента :

1. Расстояние между сваями
2. Отрицательное трение кожи

Слишком близкое расстояние между сваями вызывает перекрытие баллона давления. Сваи следует располагать таким образом, чтобы несущая способность группы была не меньше несущей способности отдельных свай в группе.Заливка над исходным грунтом, в которой устанавливается свайная группа, обычно располагается под собственным весом. Это будет оказывать сопротивление свае в дополнение к трению между сваей и почвой. Это увеличивает нагрузку на сваю, а не сопротивляется ей. Это называется отрицательным трением кожи. Поскольку она является дополнительной нагрузкой, ее необходимо учитывать при проектировании свайного фундамента.

Структурные аспекты проектирования свайного фундамента: практический пример

Ожидается, что инженеры-геологи

передадут отчет об исследовании грунта инженерам-строителям, которые приступят к выполнению продольного армирования, необходимого для свай, а также к проектированию заглушки сваи.Конструкция свайной заглушки является важным аспектом строительства свайного фундамента и была представлена ​​в этом посте. Отчет по исследованию грунта, передаваемый инженеру-строителю для этой цели, должен содержать длину заделки свай, размеры сваи, безопасную рабочую нагрузку для каждого размера сваи и другую информацию, которая может потребоваться инженеру-строителю для выполнения его работы. дизайн правильно.

Первый шаг обычно включает определение количества свай, необходимого для поддержки нагрузки на колонну.Обычно это делается с использованием эксплуатационных нагрузок колонны и их соотнесения с безопасной рабочей нагрузкой свай из отчета о грунтовых исследованиях. В этом посте мы собираемся показать, как можно выполнить структурное проектирование свайных фундаментов и свайных крышек на основе практического проектирования и опыта строительства.

Пример проекта
Каркас 5-этажного здания показан на Рисунке 1, и предполагается, что он будет опираться на сваи с длиной заделки 20 м. Допустимые рабочие нагрузки буронабивной сваи (CFA) приведены в таблице 1. f _y = 460 МПа, f _cu = 30 МПа

Рис 1: Каркас 5-ти этажного дома
Рис 2: Схема нагрузки на колонну

Расчет колонны A1
Рабочая осевая нагрузка на колонну = 647 кН
Размер колонны = 450 x 230 мм

Использование 2-х свай
Рабочая нагрузка на сваю = 647/2 = 323,5 кН
Примем Сваи диаметром 600 мм для обеспечения однородности и уменьшения количества точек бурения сваи

Безопасная рабочая нагрузка свай диаметром 600 мм = 493.48 кН> 323,5 кН Хорошо

Расстояние между сваями = 3φ = 3 x 600 = 1800 мм
Выступ края сваи от сваи = 150 мм

Общая длина сваи = 1800 + 600 + 2 (150) = 2700 мм
Ширина заглушки = 600 + 150 + 150 = 900 мм
Толщина заглушки = 2φ + 100 = 2 (600) + 100 = 1300 мм

Таким образом, расположение заглушки показано на Рисунке 3

Рис. 3. Заглушка типа 1

Давайте быстро выполним конструктивный расчет заглушки типа 1 в соответствии с BS 8110-1: 1997.Вы также можете ознакомиться с конструкцией заглушки сваи в соответствии с Еврокодом 2.

Из таблицы 3.61 Reynolds et al. (2008) сила растяжения, которой необходимо противостоять в пределах сваи, определяется выражением;

F _t = N / (12 ld ) [3 l ² — a ² ]

Где;
N = Осевая нагрузка на колонну в предельном состоянии
l = длина заглушки
d = эффективная глубина заглушки
a = размер стороны колонны параллельно длине заглушка

N = 885 кН + (1.4 x 1,3 x 2,7 x 0,9 x 24) собственный вес заглушки в предельном состоянии = 991,142 кН
l = 1,8 м
d = 1300 — 100 = 1200 мм = 1,2 м
a = 0,45 м

F _t = [991,142 / (12 x 1,8 x 1,2)] x [3 x 1,8 ² — 0,45 ² ] = 364 кН
A _st = F _t / 0,95f _y = (364 x 1000) / (0,95 x 460) = 833 мм ²
As _min = 0,13bh / 100 = 1690 мм ²
Обеспечьте 6T20 @ 175 c / c (As _prov = 1974 мм ² )

Проверка на сдвиг
Критическое положение для сдвига на вертикальном сечении по всей ширине сваи возникает на расстоянии от торца колонны, определяемом по формуле:
a _v = 0.5 ( l — c ) — 0,3φ = 0,5 (1800-450) — (0,3 x 600) = 495 мм

Сила сдвига, передаваемая сваями V = 991,142 / 2 = 495,571 кН

Напряжение сдвига ν = V / bd = (495,571 x 1000) / (900 x 1200) = 0,458 МПа
Напряжение сдвига сопротивления бетона v _c = 0,632 (100As / bd) ^1/3 (400 / d) ^1/4

v _c = 0,632 x [(100 x 1974) / (900 x 1200)] ^1/3 x (400/1200) ^1/4 = 0,632 x 0.557 x 0,759 = 0,275 МПа
Для бетона класса 30, v _c = 0,275 x (30/25) ^1/3 = 0,292 МПа
v _c (2d / a _v ) = 0,292 x [( 2 x 1200) / 495] = 1,415 МПа> 0,458 МПа Это нормально

Напряжение сдвига по периметру колонны
ν = V / ud = (885 x 1000) / [(2 x 225 + 2 x 450) x 1200] = 0,546 МПа
Это меньше 0,8√fcu = 4,38 МПа . Следовательно, это нормально.

Должны быть предусмотрены противовзрывные стержни T12 с шагом 200
Основные стержни должны быть возвращены по крайней мере на 900 мм в стороны, чтобы удовлетворить требованиям к длине анкеровки.Можно консервативно принять длину анкеровки 50 x диаметр арматуры = 50 x 20 = 1000 мм

Расчет свайной заглушки типа 2
Рабочая осевая нагрузка на колонну = 1077 кН
Предельная осевая нагрузка на колонну = 1476 кН
Размер колонны = 450 x 230 мм
Требуемое количество свай диаметром 600 мм = 1077 / 493,48 = 2,184

Использование 3 свай φ600
Рабочая нагрузка на сваю = 1077/3 = 359 кН

Безопасная рабочая нагрузка свай φ600 мм = 493.48 кН> 359 кН Это нормально
Давайте возьмем треугольную свайную шапку, расположенную таким образом, чтобы нагрузка колонны равномерно распределялась на сваи. Такое расположение можно найти в Таблице 3.16 Рейнольдса и др. (2008), и оно показано на Рисунке 4.

Рис. 4: Размеры треугольной сваи для равномерного распределения нагрузки (Reynolds et al, 2008)

h _p = φ = диаметр сваи = 600 мм
Расстояние между сваями = 3φ = 3 x 600 = 1800 мм
Вылет сваи край заглушки из сваи = 150 мм
(α + 1) φ + 300 = (3 + 1) 600 + 300 = 2700 мм
φ + 250 = 600 + 250 = 850 мм
φ + 300 = 600 + 300 = 900 мм
(6α / 7 + 1) φ + 300 = 2442.857 мм (скажем = 2445 мм)
(2α / 7 + 0,5) φ + 150 = 964,285 мм (скажем = 965 мм)
Толщина сваи = 2φ + 100 = 2 (600) + 100 = 1300 мм

Расположение заглушки показано на рисунке 5.

Рис 5: Конструктивное расположение 3-х свайных крышек

Собственный вес заглушки (ULS) = 1,4 x Площадь x глубина x 24 кН / м ³ = 1,4 x 5,166 м ² x 1,3 м x 24 кН / м ³ = 225,61 кН
Общая нагрузка на сваю колпак при ULS = 1476 кН + 225,61 кН = 1701,61 кН

Сила растяжения, которой должна оказывать сопротивление арматура в направлении, параллельном X-X;
F _{t, x} = N / (36 ld ) [4 l ² + b ² — 3a ² ]
F _{t, x} = [1701.61 / (36 x 1,8 x 1,2)] x [4 x 1,8 ² + 0,45 ² — 3 x 0,225 ² ] = 284 кН

Сила растяжения, которой должна оказывать сопротивление арматура в направлении, параллельном Y-Y;
F _{t, y} = N / (18 ld ) [2 l ² — b ² ]
F _{t, y} = [1701,61 / (18 x 1,8 x 1,2)] x [2 x 1,8 ² — 0,45 ² ] = 275 кН

Давайте возьмем наивысшее значение для проектирования в ожидании того, что мы предоставим одинаковую арматуру в обоих направлениях
A _st = F _t /0.95f _y = (284 x 1000) / (0,95 x 460) = 649 мм ²
As _min = 0,13bh / 100 = 1690 мм ²
Обеспечьте T20 при 175 c / c в обоих направлениях ( As _prov = 1974 мм ² )

Сопротивление сдвигу
Сила сдвига, передаваемая сваями V = 1701,61 / 3 = 567,2 кН ​​
Напряжение сдвига ν = V / bd = (567,2 x 1000) / (1000 x 1200) = 0,472 МПа
v _c (2d / a _v ) = 0,292 x [(2 x 1200) / 495] = 1.415 МПа> 0,472 МПа Это нормально.
Сдвиг, очевидно, не будет проблемой.

Расчет сваи типа 3
Рабочая осевая нагрузка на колонну = 1825 кН
Предельная осевая нагрузка на колонну = 2545 кН
Размер колонны = 400 x 400 мм
Требуемое количество свай диаметром 600 мм = 1825 / 493,48 = 3,69

Использование 4 Кол-во свай φ600
Рабочая нагрузка на сваю = 1825/4 = 456,25 кН

Безопасная рабочая нагрузка свай φ600 мм = 493,48 кН> 456,25 кН Это нормально

Примем квадратный колпак сваи, расположенный таким образом, чтобы нагрузка колонны равномерно распределялась на сваи.Такое расположение можно найти в таблице 3.16 Рейнольдса и др. (2008), и она показана на рисунке 6.

Рис.6: Заглушка типа 3

Собственный вес сваи (ULS) = 1,4 x Площадь x глубина x 24 кН / м ³ = 1,4 x 7,29 м ² x 1,3 м x 24 кН / м ³ = 318,43 кН
Общая нагрузка на сваю колпак при ULS = 2545 кН + 318,43 кН = 2863,43 кН

Сила растяжения, которой должна оказывать сопротивление арматура в обоих направлениях;
F _t = N / (12 ld ) [3 l ² — a ² ]
F _t = [2863.43 / (24 x 1,8 x 1,2)] x [3 x 1,8 ² — 0,45 ² ] = 525,71 кН

A _st = F _t / 0,95f _y = (525,71 x 1000) / (0,95 x 460) = 1203 мм ²
As _min = 0,13bh / 100 = 1690 мм ²
Обеспечьте T20 при 175 циклах в обоих направлениях (As _prov = 1974 мм ² )

Сопротивление сдвигу
Сила сдвига, передаваемая сваями V = 2863,43 / 4 = 715,9 кН
Напряжение сдвига ν = V / bd = (715.9 x 1000) / (1000 x 1200) = 0,595 МПа
v _c (2d / a _v ) = 0,292 x [(2 x 1200) / 495] = 1,415 МПа> 0,472 МПа Это нормально

Ожидается, что инженер-строитель предоставит следующие чертежи;

(1) Установка из чертежа с указанием точек Нагромождающие и расположение с известной опорной точки
(2) Общий столбец / забивка макета крышки / расположение
(3) Ворс крышка / фундаментной балкой / цокольный этаж горбыль макета
(3) Колонны, Чертежи (детализация) свай и армирования крышек свай
(5) Детализация арматуры перекрытий и перекрытий первого этажа
(6) Эскизы строительных работ и другой буклет с инструкциями на объекте

Соображения по конструкции
(1) Балки грунта обычно используются для соединения крышек свай и обеспечения необходимой опоры для плиты первого этажа.Существуют сценарии строительства, при которых плита первого этажа размещается непосредственно на свайных крышках, но обратите внимание, что эта концепция сильно отличается от свайного фундамента на плоту. Балки грунта обычно встраиваются в крышки свай или могут располагаться непосредственно на крышках свай в зависимости от уровня площадки. Типичный чертеж конструкции, показывающий это взаимодействие, представлен на Рисунке 7.

(2) Подрядчик должен поддерживать минимальное бетонное покрытие 75 мм.

(3) Может потребоваться отливка заглушки сваи в два этапа для получения конфигурации, показанной на рисунке 7.Первая заливка попадет на нижний уровень фундаментных балок (см. Рисунок 8), затем укладываются арматуры грунтовых балок (см. Рисунок 9), перед окончательной заливкой заглушки сваи и грунтовых балок до необходимого уровня (см. Рисунок 10). Прочтите о склеивании старого и нового бетона.

Рис. 8: Типичная заливка крышки сваи на уровень грунтовой балки.
Рис.9: Типовая схема армирования грунтовой балки
Рис. 10: Готовая свайная опора и фундаментная балка.

При переходе на сцену, показанную на Рисунке 10, заливы заполняются острым песком, а плита первого этажа заливается соответствующим образом.

Если вам нужна помощь в проектировании, консультировании, производстве строительных чертежей, надзоре и управлении проектом, свяжитесь с нами сегодня в Structville Integrated Services Limited. Мы отлично делаем то, что делаем, и гордимся профессионализмом и порядочностью. Отправьте электронное письмо на адрес [email protected] , скопируйте [email protected] или отправьте сообщение в WhatsApp на номер +2347053638996.

Ссылки
[1] Reynolds C.E., Стидман Дж. К., Трелфолл А. Дж. (2008): Справочник конструктора по железобетону Рейнольдса, , 11-е издание. Тейлор и Фрэнсис, Нью-Йорк

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 сваи, диаметру, количеству и расположению.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 при наличии большого количества исследований, основанных на теории упруго-пластической деформации [4–6], нелинейный анализ требует различных упрощений и допущений, которые могут не соответствовать реальной ситуации. Как указал 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 предпосылкой 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 сваи 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 задачи 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

при условии

Физическое значение (1) — (9) дано в следующих разделах.

2.1. Переменные конструкции

Оптимизация свайного фундамента включает оптимизацию длины, диаметра, количества и компоновки свай. Чтобы рассматривать такие факторы одновременно, в настоящем исследовании вводятся концепции модуля и пакета. Во-первых, свайный фундамент разделяется на несколько модулей по определенному правилу. Характеристики модуля включают как атрибуты сваи (количество, диаметр и длина), так и расположение свай. Затем, на основе инженерного опыта, модули с одинаковыми характеристиками могут быть упакованы, и каждая упаковка соответствует переменной конструкции.Например, для свайного фундамента с симметричной надстройкой или симметричными приложенными нагрузками часто используется симметричная конструкция. Затем модули, соответствующие свайному фундаменту, можно укладывать по симметричной схеме. Ссылаясь на два шаблона упаковки, предложенные в [14], то есть шаблон изменения строки и шаблон изменения в квадрате, последний используется в этой статье. В качестве иллюстрации рассмотрим свайный фундамент симметричной конструкции каркас-опорная стена на Рисунке 1. Фундамент, содержащий 43 модуля, подвергается только вертикальным нагрузкам.Нагрузки, действующие на фундамент под несущей стенкой, распределяются равномерно, а нагрузки, действующие на фундамент под каждой колонной, отличаются друг от друга. Таким образом, основание под несущей стенкой может иметь симметричную конструкцию, и 25 соответствующих модулей упакованы снаружи внутрь по очереди, причем самые крайние 16 модулей принадлежат первому пакету, 8 модулей во втором внешнем круге назначаются как второй пакет. см. заштрихованную часть рисунка 1, а один самый внутренний модуль — это третий пакет.Каждая колонна рамы на периферии фундамента соответствует модулю, входящему в состав пакета. В результате всем 43 модулям присвоен 21 пакет.

Поскольку модули в каждом пакете имеют одинаковые характеристики, то есть они имеют одинаковое количество свай, длину сваи, диаметр сваи и расположение свай, th пакет определяется как th проектной переменной. Здесь не скаляр, а вектор с. , — длина и диаметр ворса в й упаковке. см. номер стопки и расположение в каждом модуле th пакета.Более того, определяется графически. Таким образом, три пакета ниже corewall могут быть представлены тремя проектными переменными, и, соответственно. Другие 18 пакетов под колоннами каркаса представлены проектными переменными -, показанными на Рисунке 1. Для крупномасштабного свайного фундамента многие пакеты, то есть многие проектные переменные, включенные в проект, должны быть дополнительно сгруппированы, чтобы сэкономить на стоимости строительства. . Подробное обсуждение метода группировки будет дано в разделе 3.1.

В модуле может быть много стопок, здесь рассматриваются только модули с номерами стопок от 1 до 4.Основываясь на практике, когда сваи часто располагаются в виде правильного треугольника или квадрата, рассматриваются только четыре варианта расположения на Рисунке 2. Ссылаясь на пункты 3.3.3 и 5.5.6 JGJ 94-2008, расстояние между сваями и диаметр сваи должны соответствовать, чтобы уменьшить отрицательное влияние взаимодействия сваи на несущую способность свайной группы и приспособить подход к анализу. Исходя из неравенства, диапазон соответствующих четырех схем размещения свай указан в таблице 1 для указанной длины модуля.Кроме того, из-за ограниченности оборудования для забивки сваи и состояния площадки, длинам и диаметрам сваи можно было присвоить только дискретные значения.

2.