Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Фундамент

Устройство фундамента на сваях: Устройство свайного фундамента

Содержание

Устройство фундамента на забивных железобетонных сваях

Фундамент на забивных железобетонных сваях является отличным решением в частном малоэтажном строительстве домов из бруса, домов из газобетона, домов из камня и дерева и прочих строительных материалов. Такие фундаменты – оптимальный вариант для проблемных грунтов, подтопленных, с низкой плотностью и малой несущей способностью или др.

Железобетонные сваи по ГОСТ 19804-2012

Забивная свая представляет собой железобетонное изделие, армированное изнутри стальной проволокой. В нижней части сваи предусмотрен заостренный наконечник, который способствует ее проникновению в грунт. При изготовлении свай для фундамента используется бетон с повышенными гидрофобными и морозоустойчивыми характеристиками. Наша компания в устройстве фундамента на забивных сваях применяет железобетонные сваи сечением 200х200 мм и длиной 3 метра, изготовленные в заводских условиях по ГОСТ 19804-2012, что гарантирует их качество, надежность и долговечность.

Расчет фундаментного поля

Количество свай и их взаимное расположение при устройстве фундамента на жб забивных сваях определяется проектом, с учетом фактического типа грунта и веса будущей вышележащей конструкции дома.

Для точного расчета требуется провести предварительный геодезический анализ грунта, который поможет определить его тип, несущую способность, глубину промерзания и наличие грунтовых вод. Альтернативный вариант – использование справочных данных о грунте по регионам.

При проектировании фундамента на забивных сваях железобетонные опоры предусматриваются под всеми несущими стенами (по периметру и внутри), а также в «проблемных» точках.

Установка ж/б свай под фундамент

Установка фундамента на забивных сваях из железобетона включает в себя следующие работы.

1. Планирование участка (при необходимости). На этой стадии участок застройки очищается от мусора, сглаживаются большие бугры и ямы в грунте.

2. Пробное забивание сваи – для оценки грунта и выявления возможных «сюрпризов».

3. Разметка фундаментного поля на железобетонных сваях согласно проектной документации.

4. Механизированная установка свай в соответствии с планом фундаментного поля.

5. Устройство ростверка под возведение перекрытий. Ростверк может быть высоким (висячим), незаглубленным или заглубленным.

Преимущества фундамента на забивных железобетонных сваях

К преимуществам фундаментов на забивных сваях можно отнести:

  • универсальность – железобетонные сваи подходят для строительства домов практически на любых типах грунта (кроме скалистых) и на участках с любым наклоном;
  • скорость возведения – опытная бригада строителей может возвести фундамент на забивных сваях всего лишь за один день, при этом строительство можно продолжить сразу же, как забита последняя свая;
  • экономичность – отсутствие трудоемких земельных работ (полное планирование участка, рытье траншей или котлована) существенно сказываются на экономии. Фундамент на забивных сваях ориентировочно на 20-30% дешевле классических заливных;
  • высокая несущая способность и долговечность – одна свая выдерживает десятки тонн осевой нагрузки, а гарантированный эксплуатационный срок составляет 100 лет.

Единственным ограничением фундамента на забивных железобетонных сваях является невозможность обустроить цокольные и подвальные этажи.

характеристики по ГОСТ, размеры и цены

Большое распространение в строительстве получили бетонные и железобетонные сваи для фундамента, обладающие высокими показателями прочности и износостойкости. С забивкой в грунт начинается закладка основания под разные виды зданий. На первом этапе строительства осуществляются гидрогеологические исследования с целью определения свойств почвы и состояния грунтовых вод на участке. Исходя из полученных данных выбирается тип фундамента.

Оглавление:

  1. Размеры конструкций
  2. Преимущества использования
  3. Технология монтажа
  4. Разновидности оснований
  5. Цена изделий

Для изготовления забивных свай применяется бетон тяжелых марок с классом прочности на сжатие В20 (М-250), В22,5 (М-300), В30 (М-400), показателем морозостойкости свыше F150 и водонепроницаемостью не ниже W6. Для усиления и придания изделиям прочности используется металлический армирующий каркас двух типов:

  • с продольной ненапрягаемой арматурой;
  • с предварительно напряженными продольными металлическими стержнями.

Сваи из железобетона представляют собой заостренный пруток квадратного сечения с разными размерами сторон. В зависимости от конструкционных особенностей изделия подразделяются на цельные (с маркировкой С и СЦ) и составные (звеньевые) с верхней (ССВ) и нижней (ССН) частями. Второй вид отличается меньшей трудоемкостью в ходе монтажа, но могут возникать сложности при создании строго вертикального положения. На рынке представлен большой ассортимент стержней для устройства фундамента.

Размеры

Сваи железобетонные и бетонные цельной конструкции изготавливаются в соответствии ГОСТ19804-91:

1. С сечением 300х300 мм и длиной от 3000 до 12000 мм, могут выдерживать нагрузки 3-12 т.

2. С параметрами сторон 350 мм и длиной от 3000 до 14000 мм, обладают грузоподъемностью 6-13 т.

3. С сечением 400х400 мм и длиной от 3000 до 16000 мм выдерживают 8-13 т.

Составные сваи при таких же параметрах сторон могут иметь длину до 28 м, а нагрузки – 6 т и более. Но иногда опоры для устройства забивного основания изготавливаются в разрез с регламентированными предписаниями ГОСТ. В таких ситуациях размеры соответствуют индивидуальным требованиям заказчиков и производятся под тип почвы и конкретное строение.

Особенности применения и преимущества

Забивные изделия из железобетона выдерживают большие нагрузки, применяются на глинистых, заболоченных, средних и слабых почвах, где присутствует агрессивная среда, повышенная подвижность (сейсмические регионы), пучинистость и влажность. Опоры принимают на себя давление от здания и боковое трение со стороны грунта. В процессе забивания происходит уплотнение почвы, увеличивается несущая способность фундамента и равномерно распределяются нагрузки.

Бетонные сваи без металлического армирования обладают меньшей способностью к давлениям и используются для устройства оснований под легкие деревянные дома и строения каркасного типа. Такие опоры подходят для дачных домиков, бань, небольших зданий и сооружений. В зависимости от типа и конструкционных особенностей, сваи тщательно подбираются под тип грунта и метод установки (вдавливание, забивание).

Все виды забивных бетонных свай обладают многочисленными преимуществами:

  • Высокими прочностными показателями.
  • Надежностью и износостойкостью.
  • Отсутствием больших объемов земляных работ при установке.
  • Устойчивостью к воздействиям химических агрессивных веществ.
  • Неподверженностью коррозионным процессам.
  • Надежной защитой котлованов от грунтовых вод.
  • Универсальностью и широкой областью применения — используются во всех регионах независимо от климатических условий, включая районы с вечной мерзлотой.
  • Высокой несущей способностью — до 60 т.
  • Плотным погружением стержня в почву, обеспечивающим хорошее удерживание грунта.
  • Большим ассортиментом железобетонных и бетонных свай.
  • Быстрым монтажом и низкими трудовыми затратами.
  • Экономичностью.
  • Долговечностью — срок эксплуатации 100 лет и более.

Технология установки

Погружаются (забиваются) железобетонные сваи под фундамент с помощью специализированного оборудования ударным и безударным способом:

  • Копровых устройств.
  • Дизель-молотов трубчатых или штанговых.
  • Гидромолотов.
  • Других машин.

Принцип забивания бетонных свай заключается в том, чтобы стержень достиг плотного слоя грунта и опустился на глубину, предусмотренную проектной документацией. При таком способе создаваемая нагрузка через опоры передается на прочные и плотные нижние горизонты. Этот вид фундамента исключает выпирания почвы и подвижки, что положительно сказывается на целостности основания и отсутствии усадки самого здания.

Но при вхождении в почву не всегда удается дойти до плотного слоя, поэтому метод получил название «висячие» сваи. В таком фундаменте нагрузка передается силой трения, создаваемой между боковыми сторонами прута квадратного сечения и уплотненной почвой. По истечении некоторого промежутка времени грунт еще больше «втягивает» стержень, увеличивая силу сцепления со всех сторон. Установить свайный фундамент можно своими руками, но для этого потребуется специализированная техника.

Изготовление забивных железобетонных свай осуществляется в производственных цехах на заводе, но в некоторых случаях железобетонные опоры заливаются непосредственно на строительном объекте, что значительно снижает транспортные расходы. Установка начинается с углов, с последующим монтажом всех стержней в соответствии с проектной документацией. В ходе работ следует строго соблюдать вертикальное положение.

Когда все сваи будут размещены, выступающие верхушки выравниваются и лишнее срезается по уровню. Нужная длина проще регулируется составными железобетонными изделиями. Монтировать их можно своими руками. На заключительном этапе создается монолитная опорная конструкция — выступающие стержни соединяются между собой металлическим швеллером и при помощи сварки.

 Виды фундаментов

В зависимости от конфигурации зданий или сооружений и тяжести самого строения основание может исполняться в следующих вариациях:

1. Одиночными стержнями, на которые припадает малая нагрузка. Например, дом с колоннами, где опора выступает главным элементом.

2. Ленточный фундамент — это наиболее трудоемкий вид основания, предусматривающий установку свай по всему периметру строения или при создании протяженной конструкции.

3. «Кустовой» вариант, когда несколько опор сгруппированы в одном месте и принимают на себя нагрузку от одного элемента здания.

4. «Поле» — предусматривает размещение стержней как по периметру, так и внутри фундамента по всей его площади. Используется при строительстве крупногабаритных и тяжелых объектов.

Правильно выбранный вариант для устройства фундамента на сваях поможет создать надежное и прочное основание, которое прослужит не один десятков лет. Конструкции с ростверками подразделяются на три вида, бывают низкими (заглубленными), повышенными (на поверхности грунта) и высокими (над грунтом).

Расценки

Купить железобетонные изделия можно в интернет-магазине, где в прайс-листе указаны их размеры и виды.

Наименование Параметры (м) Сечение (м) Цена (руб/м.пог)
Цельные забивные железобетонные 3-12

3-14

30х30

35х35

40х40

730

1050

1150

Составные забивные железобетонные с ненапрягаемой арматурой 3-12 30х30 750

Цена возведения фундамента из железобетонных опор зависит от размеров стержней, массы, примененной спецтехники, сложных грунтов, рельефа местности участка и объема работ.

Фундаменты для ангаров и промышленных сооружений на винтовых сваях

Бетонная плита на сваях Астер® серии СВ

Установка промышленного свайно винтового фундамента

Особенностью ангаров и других большепролетных сооружений является большая, чем у домов, нагрузка на одну опору. Для таких сооружений будут использоваться сваи АСТЕР  большого диаметра.

Имея большой опыт установки винтовых свай АСТЕР и готовых фундаментных решения от СВФ Группа, мы готовы предложить наш профессионализм и технику в реализации таких объектов как:
— Промышленные строения, теплицы и ангары;
— ЛЭП;
— Автомобильные и железнодорожные мосты;
— Мачты освещения;
— Трубопроводы и нефтепроводы;
— Шумозащитные экраны;
— Вышки сотовой связи;
— Сельскохозяйственные здания;
— Пирсы;
— Железнодорожные пероны.

Дополнителные услуги:
— Капитальный ремонт традиционных фундаментов;
— Усиление традиционных фундаментов.

Сваи АСТЕР можно использовать, когда:
— Большое количество воды и плохие погодные условия;
— Высокий уровень грунтовых вод;
— Текучий пластичный грунт;
— Неудобно завозить/погружать бетон.

Преимущества при работе с компанией СВФ Группа:
— До 25% снижаете сроки строительства;
— Не требуются дополнительные земляные работы;
— Обеспечивается высокая несущая способность фундамента;
— Устройство фундамента может быть выполнено в труднодоступных местах;
— Эффективное решение для участков застройки со сложными грунтовыми условиями: торф, высокий уровень грунтовых вод, разнородный грунт, пучинистые грунты. 

Универсальная бурильная машина:
 

  

Фундамент для ангара:

 

СВФ Группа объединила производство винтовых свай, устройство свайно-винтовых фундаментов и исследовательскую работу в единый комплекс.

Мы готовы обеспечить необходимую надежность фундамента:
— Мы предложим техническое решение именно под Ваш проект. С учетом грунтовых условий на Вашем пятне застройки, с возможностью держать нагрузки свыше 30 тонн на точку;
— Гарантия на наши фундаменты 7 лет;
— По дополнительному запросу, готовы ознакомить Вас с результатами испытаний наших винтовых свай АСТЕР.

Что нужно для заключения договора?

Необходимо заполнить форму заявки и отправить планировку здания на e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..
Наши менеджеры обязательно свяжутся с Вами в течение двух рабочих дней!

 

 

Рассчитать стоимость

Свайный фундамент | Строительство фундамента на сваях в фотографиях

Свайный фундамент и его преимущества

Свайный фундамент имеет преимущество перед фундаментами других типов. Особенность фундамента на сваях заключается в том, что он может быть использован на сложных, неровных участках земли, при высоком уровне грунтовых вод, на пучинистых грунтах с высоким уровнем промерзания. Устройство фундамента на сваях оправдывает себя для зданий с небольшой массой. В этом случае основная нагрузка с такой постройки при помощи свай передается на глубокозалегающие плотные грунты.

При сложных грунтах (песчаные, торфяные и глинистые) абсолютно противопоказано устройство ленточного или плитного фундаментов. Оптимальным выбором будет именно свайный фундамент, который радует не только простотой монтажа, но и сравнительно недорогой стоимостью по сравнению, например, с ленточным фундаментом.

Свайный фундамент отличается надежностью, долговечностью, прочностью, высокой сеймоустойчивостью и экологичностью.

Устройство свайного фундамента, не зависимо от того, будет установка ручной или механизированной, занимает очень мало времени. Например, для небольшой бани работу по монтажу свайного фундамента можно сделать всего за 1 рабочий день.

При монтаже свайного фундамента все земляные работы сведены к минимуму, не требуется рытье траншей, не требуется гидроизоляция, песчаные и щебенчатые подсыпки.

Монтаж свайного фундамента можно выполнять в любое время года. Свайный фундамент не боится вспучивания грунта при обмерзании.

После устройства свайного фундамента приступить к строительству дома можно сразу же без промедлений.

Последовательность строительства свайного фундамента

Последовательность строительства свайного фундамента приведена ниже.

1. Геологическая разведка

Геологическая разведка — важнейший и один из первых этапов строительства. Квалифицированные строители выбирают оптимальный вариант фундамента только после заключения о геологическом состоянии грунтов на участке дальнейшего строительства. Имея результаты гидрогеологических и геологических изысканий можно избежать таких проблем при строительстве загородного дома как раскол фундамента, перекос или даже обрушение стен дома, трещин и многих других неприятностей, которые преследуют нерадивых Заказчиков, пренебрегающих геологической разведкой. Некоторые прагматичные заказчики организуют геологическое и гидрогеологическое исследование участка еще до его покупки.

2. Разметка пятна застройки будущего здания, вынесение осей, установка обносок

3. Разработка плодородного слоя

4. Бурение шурфов под сваи

5. Установка не съемной опалубки (как вариант – асбестоцементная труба)

6. Армирование сваи

7. Бетонирование сваи

8. Обратная засыпка пятна застройки.

9. Свайный фундамент может быть выполнен с монолитным поясом по верху свай, если это предусмотрено проектом.

10. Конечный результат

Баня на фундаменте из свай

Компания “Здоровый дом” имеет большой опыт в строительстве фундаментов самых разных типов. В данной статье использованы фотографии свайных фундаментов, построенных нашими специалистами. Проверенные поставщики, качественные строительные материалы, квалифицированные, грамотные исполнители во всем — будь то строительство фундамента для дома или установка окон в загородном коттедже.

Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах


Устройство свайных фундаментов в вечномёрзлых грунтах требует знания технической стороны вопроса. На Крайнем Севере суровый климат и устройство свай в вечномерзлых грунтах, а также строительство свайных фундаментов проводится в соответствии с технологическими требованиями по монтажу буронабивных и буроопускных опор. При проектировании и проведении монтажных работ, учитываются особенности и свойства земли на строительной площадке.


Характеристики пород


К вечномёрзлым относятся породы, находящиеся в мёрзлом состоянии от 3-х и свыше лет. Они характеризуются нестабильной структурой: в период оттаивания значительно оседают из-за нарушения естественной структуры. К деятельной полосе земли относится верхний слой, который оттаивает летом, а и с приходом зимы замерзает. Периоды обильного оттаивания и замерзания приводят к её пучению. Это ухудшает устойчивость, и снижает прочность домов, возведённых на таком покрытии.


На глубину деятельного слоя влияют климатические условия и геологический тип залегающей земли. В зависимости от этих факторов его мощность может колебаться в пределах от 0,3 до 4 метров. По мере продвижения к югу, глубина деятельного слоя увеличивается. Максимальную глубину поверхностного слоя имеет земля с открытыми порами, в структуре которых преобладают куски скальных пород и песок.


Деятельные покрытия делятся на:

  • Сливающиеся – в период зимних холодов поверхностный грунт промерзает на всю глубину, и смерзается со своим вечномёрзлым основанием;
  • Не сливающиеся – наличие незамерзающей перемычки между поверхностным слоем и материковым основанием.


Вечномёрзлая толща делится:

  • Непрерывно мёрзлый грунт – состоит из однородной массы земли;
  • В состав слоистой толщи входят прослойки из смёрзшихся пород, льда или слоёв, подверженных воздействию подпочвенных вод.


Земля под основание сооружения может состоять из покрытий любого вида, среди которых наибольшее распространение получили основные типы. К редко встречающимся типам мерзлотных покрытий относятся скальные породы.


В зависимости от состояния, мёрзлые почвы делятся на такие типы:

  • Твёрдомёрзлая порода – относится смерзшийся песок, который в мёрзлом виде обладает характеристиками скальной подошвы.
  • Пластичномёрзлые слои. В их состав входят глинистые почвы. Вследствие содержания в них замёрзшей воды, они подвержены сжатию под воздействием определённой нагрузки;
  • Сыпучемёрзлые покрытия – относится песчаный и гравийный слой. Они даже в мёрзлом виде не скреплены льдом и достаточно рыхлые.  


В процессе возведения здания следует учитывать особенности и структуру земли, чтобы построенное здание было надежным и долговечным.  


Возведение фундаментов в условиях вечной мерзлоты


Для возведения дома используются специальные технологии. На стадии проектирования конструкций сооружения, необходимо предусмотреть такие моменты:

  • Разработать меры по снижению износа постройки вследствие деформаций;
  • Тщательно рассчитать глубину закладки фундамента;
  • Выбрать тип конструкции, учитывая местные особенности грунта;
  • Технологический проект по монтажу опор здания, рассчитанный на строительство в сложных природных условиях. Определить метод заглубления деталей.


Независимо от климатических условий, в которых ведётся строительство, в процессе возведения здания требуется соблюдать строительные стандарты и нормы. Особо тщательно контролируется правильность выполнение технологии работ. На вечномёрзлых грунтах строительству домов необходимо уделять еще больше внимания, подбирая соответствующие несущие конструкции постройки.


Фундамент на сваях


При возведении ленточного основания здания на вечной мерзлоте возникает много вопросов: вынуть большой объём грунта, сложность рытья траншеи и другие моменты. В отличие от остальных видов, столбчатая конструкция обладает значительными достоинствами:

  • Нет необходимости в выемке грунта из котлована. Это экономит средства на дорогостоящих работах в тяжёлых естественных условиях;
  • Возможность возведения при любой погоде, в любой период года;
  • Технологически, обустройство свайного фундамента методом погружения столбов, является простым и доступным мероприятием;
  • В условиях мерзлоты столбы обычно монтируются на значительную глубину. Такой подход исключает риск неравномерного оседания дома и опрокидывания сооружения.


Расчётная величина заглубления деталей учитывает показатели по результатам геологических и гидрологических изысканий, а также сезонные колебания величины толщины грунта, подверженного промерзанию и оттаиванию. С особым вниманием следует отнестись к пучению из-за морозов, которое имеет место на пылеватых и глинистых смесях. При выпучивании замёрзшего грунта нарушается равномерность осадки опор во время сезонного таяния поверхности мёрзлой почвы.


Важно знать


Опоры более приспособлены к сопротивлению силе морозного пучения, чем прочие типы фундаментов. Установка СВФ для дома в замёрзшей земле, гарантирует постройкам долговечность и высокие прочностные характеристики.


Фундамент на буроопускных сваях


Технология обустройства фундамента с помощью буроопускных столбов рассчитана именно на районы с вечномёрзлыми почвами. Метод заглубления свай включает в себя основные технологические этапы:

  • Заглубление квадратных опор в пробуренную скважину, размеры которой превышают опускаемую сваю;
  • Наполнение бетонной смесью полостей между столбом и стенами скважины.


Столбы эффективно перераспределяют массу дома на нижние горизонты глины и на боковые стенки, сжатые породой. Выпускаемые заводом буроопускные столбы прямоугольного сечения изготавливаются из металла. Низ ствола оборудуется уширением с прикреплённой опорной деталью и рёбрами жёсткости. Установленный между телом сваи и наконечником специальный технологический элемент, влияет на несущие характеристики всей конструкции.


Важно


Квадратные детали и опоры-оболочки также используются для обустройства свайного основания. Сваи-оболочки необходимо усиливать бетонным раствором, заливаемым в полости после окончания строительных работ.


Размеры элементов принимаются в соответствии с проектными расчётами. Увеличенная прочность свайной конструкции достигается при использовании составных опор. При этом они обязательно должны опираться на твёрдую поверхность.


Технология и методы погружения столбов


Установка свай в вечномёрзлом грунте делится на несколько подготовительных операций. Технология возведения основания из буроопускных конструкций выглядит так:

  • Подготовительное бурение отверстий;
  • Создание амортизационного слоя из песчано-гравийного материала – в отверстие закладывается крупнозернистый песок и утрамбовывается. Затем закладывается мелкий гравий с последующим уплотнением;
  • Опускание металлической сваи в подготовленное отверстие с использованием специальной техники;
  • Заливка пазух вокруг внешней поверхности опоры раствором цемента с песком или глиной.


Песчано-гравийная смесь утрамбовывается с помощью квадратной детали. Она опускается в отверстие с большой высоты, уплотняя гравийно-песчаную смесь.


На выбор способа погружения деталей в мёрзлую почву влияет комплекс условий, включающий состояние покрытия. В различных ситуациях используются такие способы погружения столбов:

  • Механизированный монтаж элементов – при этом методе буроопускные сваи устанавливаются в отверстия с помощью подъёмных механизмов. За счёт привлечения дорогостоящей техники этот способ монтажа не дёшев;
  • Установка столбов в предварительно оттаянную почву. Оттаивание осуществляется с помощью использования источника пара или электричества. Это сложный и дорогостоящий метод;
  • Установка конструкций в заведомо зауженные предварительно пробуренные скважины бурозабивным методом;
  • Забивка деталей без подготовительных работ.


Первые два метода нашли своё применение на твёрдомёрзлых почвах. Технология установки основания дома забивкой обычно используется в пластичной породе. При выборе метода заглубления свай необходимо учитывать особенности, плюсы и минусы каждого метода, а также изучить местные условия на строительной площадке.

Фундамент на винтовых сваях — описание, производство, строительство


Закладка и возведение фундамента дома – дело сложное, хлопотное и дорогостоящее. Зачастую оно бывает связано с трудноразрешимыми проблемами объективного характера, например, когда нужно заложить фундамент на так называемом «проблемном грунте». Это могут быть глинистые грунты, торф, болотистая почва, разнородный грунт. Когда грунтовые воды залегают слишком близко к поверхности земли, это тоже может стать серьезной проблемой при возведении фундамента.


Все эти сложности способны свести на «нет» все усилия по закладке традиционного ленточного фундамента, даже при использовании различных укрепляющих конструкций, плит и т.п. В результате чрезмерной рыхлости или неустойчивости грунта, его промерзания, колебаний почвы фундамент может просесть, перекоситься или вовсе разрушиться. Это неизбежно приведет к разрушению всего строения.


Как раз для таких «сложных» случаев и существует фундамент на металлических винтовых сваях. Основной плюс такого фундамента в том, что его можно устанавливать на любом виде грунта, причем он будет одинаково прочным и способным выдерживать колоссальные нагрузки как на рыхлых и мягких грунтах, так и на твердых почвах.


Однако применение винтовых свай в качестве фундамента оправдано не только в случае проблемного грунта. Благодаря сваям можно легко поставить дом на склоне холма, например, вообще на любой наклонной плоскости, в то время как для ленточного фундамента в этом случае потребовался бы большой объем земляных работ. Поэтому свайно-винтовой фундамент – отличное решение для очень рельефной местности.


Также нет лучшего решения, чем свайно-винтовой фундамент, если дом планируется возвести частично над поверхностью реки, озера и т.п., на манер речного причала. По сути, это единственно возможный вариант фундамента в таком случае.




Технологию использования винтовых свай объяснить несложно: они легко ввинчиваются в грунт на заданном расстоянии друг от друга, причем делать это можно как вручную (если большой глубины не требуется), так и с помощью специального оборудования, позволяющего загонять длинные сваи глубоко в землю. Крайне важно, что делать это можно при любых погодных условиях.Что же такое винтовая свая? По конструкции это легкая труба из оцинкованной стали, оснащенную на конце специальной лопастью. Эта лопасть нужна как раз для того, чтобы свая легко и без особых усилий ввинчивалась в грунт.  


При использовании данной технологии существенно уменьшается срок возведения фундамента, поскольку тут нет нужды в использовании цемента и бетона, которым нужно очень длительное время для застывания. Кроме того, отпадает необходимость в рельефных работах, то есть не нужно вынимать огромный объем земли для котлована.

Также плюсом такой технологии можно считать минимальное замусоривание участка.

Свайный фундамент хорош еще и тем, что к такому дому можно в любое время пристроить дополнительные элементы, также стоящие на сваях.

Что касается срока службы, то производители заявляют о сроке службы не менее 50 лет, а при соблюдении всех технологий установки и обработки свай – и до 100 лет. Прочность винтовых свай и устойчивость их к нагрузкам многократно превосходит предъявляемые к таким материалам требования, причем свайно-винтовой фундамент способен выдержать как легкий деревянный, так и тяжеловесный кирпичный дом.


Немалую роль в популярности свайно-винтового фундамента сыграла его невысокая стоимость, а также простота и быстрота его установки: чаще всего для таких работ хватает двух пар рук, при условии соответствующего опыта и навыков.


Сваи винтовые обладают еще одним свойством, весьма существенным в наших климатических условиях, где грунт зимой нередко промерзает на значительную глубину: никакие пертурбации почвы вследствие замораживания и оттаивания не способны сколь-нибудь серьезно повлиять на прочность и надежность свай, вытолкнуть их из земли или сдвинуть фундамент морозам не под силу.


Ну и еще одно положительное качество винтовых свай – это их многократное использование: если что-то не понравилось или место вкручивания было решено перенести, сваю просто вывинчивают и ввинчивают на новом месте.


К недостаткам свайно-винтовых фундаментов можно отнести, пожалуй, только лишь их ограниченное применение в условиях каменистых грунтов, примером может стать скальный грунт.

устройство и проектирование верхней части основания

Фундаментные конструкции с использованием различных типов свай становятся все более востребованными в различных направлениях строительства. Конструкция свайных фундаментов позволяет не только получить существенную экономию и упростить технологию монтажа.

В некоторых случаях (при определенных свойствах грунта) она может быть единственно возможным вариантом, способным эффективно выдерживать расчетные нагрузки.

Типы применяемых свай

В зависимости от назначения фундамента, геологических условий в месте монтажа, нагрузке, которой он будет подвергаться, основными элементами могут стать сваи различной конструкции:

  • Забивные сваи применяются в основном в промышленном строительстве. Технология монтажа основана на применении вибровдавливающей техники,  молотов или других аналогичных механизмов, при этом выемка грунта под сваи не осуществляется. Именно технология и сформировала достаточно высокую стоимость такого фундамента, кроме того, для монтажа должна быть оборудована просторная площадка и основательные подъездные пути.

В качестве несущих элементов применяют чаще всего железобетонные сваи, допускается применение и металлических конструкций, очень редко используют дерево (связано с недолговечностью такого фундамента).

  • Разновидность забивных конструкций — сваи оболочки. Устройство свайных фундаментов по такой технологии предполагает вдавливание основного элемента с частичным извлечением грунта. В  дальнейшем осуществляется бетонирование образовавшейся полости.
  • Одним из самых простых  способов считается устройство буронабивных свай. Может применяться и в частном домостроении (если не требуется значительная глубина заложения фундамента, вполне можно выполнить работы без привлечения специальной техники). Для закладки фундамента бурят скважины необходимого диаметра, иногда выполняют их  обсадку металлической трубой для усиления прочности и надежности конструкции (но применяется этот прием достаточно редко). Полученные скважины бетонируются, при этом можно применять дополнительное армирование, все зависит от предполагаемой нагрузки на элемент. Поэтому, прежде чем спроектировать свайный фундамент, необходимо иметь информацию не только об особенностях геологического строения почвы, но и полную информацию о будущем здании.
  • В последнее время все более популярен свайно-винтовой фундамент. Основной несущий элемент представляет завальцованную в нижней части стальную трубу, на которой закреплены лопасти (по аналогии с обыкновенным буром). Для обеспечения надежности и высокой прочности необходимо применять только толстостенные трубы, а повысить долговечность конструкции можно путем обязательной антикоррозийной обработки свай. Монтаж несущих элементов осуществляется путем вкручивания сваи в грунт. При этом если речь идет о небольших частных постройках, вполне можно этот процесс выполнить самостоятельно при помощи простейших приспособлений. Применение специальной техники целесообразно только при существенных объемах.

Расположение свай

Проектирование и конструирование фундаментов на сваях очень серьезный процесс. Поэтому должен выполняться только профессионалом, который сможет оценить все факторы, которые повлияют на выбор типа свай и схему их расположения.

В различных случаях сваи могут располагаться в конструкции по следующим алгоритмам:

  • Самый простой и традиционный способ, применяемый в малоэтажном строительстве — сваи располагаются в один ряд под конструкциями несущих стен и перегородок. В обязательном порядке несущие элементы должны монтироваться по углам здания, в местах сопряжения конструкций.
  • Для мощных стеновых конструкций могут применяться разнообразные многорядные схемы установки свай (2-3 ряда, в шахматном порядке), все зависит от расчета нагрузок.
  • Если конструкция здания предполагает наличие несущих колонн, то под них закладываются так называемые кусты свай, способные выдержать все возникающие усилия. В некоторых случаях такие конструкции могут применяться и на проблемных грунтах,  с различной степенью насыщения влагой.
  • Для небольших по весу металлических конструкций или отдельных опор, допускается применение единичных свай.
  • В промышленном строительстве, особенно если речь идет о высотных зданиях с малой площадью, применяют создание свайных полей.

В проекте фундамента должны быть определены все технические характеристики несущих элементов (сечение, длина, материал, глубина заложения и схема размещения).

Распределение нагрузок

Конструкция верхней части свайного фундамента должна обеспечить равномерное распределение нагрузок на все несущие элементы. Чаще всего для этой цели применяют устройство ростверка, обвязки, соединяющей все сваи в единую конструкцию.

Все применяемые виды ростверков можно классифицировать по нескольким признакам.

По глубине заложения различают:

  • Низкий — частично заглублен в почву.
  • Повышенный — расположен на уровне грунта.
  • Высокий — опирается только на сваи.

Первые два типа передают часть нагрузки на почву, а третий работает только в связке со сваями.

Для монтажа ростверка можно применять следующие материалы:

  • Сборный железобетонный ростверк применяется в основном на крупных строительных объектах, требует применения подъемной техники.
  • Монолитный железобетонный ростверк может применяться и в частном домостроении. Технология возведения аналогична устройству ленточного фундамента — устанавливается опалубка, выполняется армирование и заливка бетонной смесью.
  • Металлический ростверк монтируется из швеллера или двутавровых балок, достаточно часто применяется в фундаментах на винтовых сваях.
  • Ростверк из деревянного бруса чаще всего можно увидеть при стенах из нетяжелых материалов (газосиликатные блоки, ракушняк). Применяется в каркасных и рубленых строениях, хотя в этих случаях функции ростверка может выполнять нижняя обвязка стены или первый венец сруба.

Свайные фундаменты применяются достаточно широко, главное выполнить правильный расчет конструкции, это будет залогом надежности.

Проект свайного фундамента — Structville

Глубокие фундаменты используются, когда слой грунта под конструкцией не способен выдержать нагрузку с допустимой осадкой или достаточной защитой от разрушения при сдвиге. Двумя распространенными типами глубоких фундаментов являются колодезные фундаменты (или кессоны) и свайные фундаменты. Сваи представляют собой относительно длинные тонкие элементы, которые забиваются в землю или забиваются на месте. Конструкция свайного фундамента включает в себя обеспечение соответствующего типа, размера, глубины и количества свай для поддержки нагрузки надстройки без чрезмерной осадки и снижения несущей способности.Глубокие фундаменты более дороги и технически более дороги, чем мелкие фундаменты.

Свайные фундаменты могут применяться в следующих случаях;

  1. Когда верхний слой (слои) грунта сильно сжимаем и слишком слаб, чтобы выдержать нагрузку, передаваемую надстройкой, для передачи нагрузки на нижележащую коренную породу или более прочный слой грунта используются сваи. Когда коренная порода не встречается на разумной глубине ниже поверхности земли, используются сваи для постепенной передачи структурной нагрузки на почву.Сопротивление приложенной конструкционной нагрузке определяется в основном сопротивлением трению на границе грунт-свая.
  2. При воздействии горизонтальных сил свайные фундаменты сопротивляются изгибу, сохраняя при этом вертикальную нагрузку, передаваемую надстройкой. Такая ситуация обычно встречается при проектировании и строительстве подпорных конструкций и фундаментов высотных сооружений, подверженных воздействию сильного ветра и/или землетрясений.
  3. Во многих случаях грунты на участке предполагаемого сооружения могут быть расширяющимися и просадочными. Эти почвы могут простираться на большую глубину под поверхностью земли. Экспансивные почвы набухают и сжимаются по мере увеличения и уменьшения содержания влаги, и давление набухания таких почв может быть значительным. При использовании мелкозаглубленного фундамента конструкция может получить значительные повреждения.
  4. Фундаменты некоторых сооружений, таких как опоры ЛЭП, морские платформы и подвальные маты ниже уровня грунтовых вод, подвергаются подъемным силам. Иногда для этих фундаментов используются сваи, чтобы противостоять подъемной силе.
  5. Опоры и опоры мостов обычно сооружаются на свайных фундаментах, чтобы избежать возможной потери несущей способности фундамента мелкого заложения из-за эрозии почвы на поверхности земли

Рисунок 1 : Схематическое изображение свайного фундамента

Классификация свай

Сваи можно классифицировать несколькими способами на основе различных критериев:

( a ) Функция или действие
( b ) Состав и материал
( c ) Способ установки

Классификация на основе функции или действия

Сваи можно классифицировать следующим образом в зависимости от функции или действия:

Опорные сваи
Используются для передачи нагрузки через острие сваи на подходящий несущий слой, пропуская мягкий грунт или воду.

Висячие сваи
Используются для передачи нагрузок на глубину во фрикционном материале за счет поверхностного трения по поверхности сваи.

Натяжные или подъемные сваи
Напорные сваи используются для анкеровки конструкций, подвергающихся подъему из-за гидростатического давления или опрокидывающего момента из-за горизонтальных сил.

Сваи-уплотнители
Сваи-уплотнители используются для уплотнения рыхлых зернистых грунтов с целью увеличения несущей способности.Поскольку от них не требуется нести какую-либо нагрузку, от материала может не потребоваться прочность; на самом деле, песок может быть использован для формирования кучи. Свайная труба, забитая для уплотнения почвы, постепенно вынимается, а на ее место засыпается песок, образуя «песчаную кучу».

Анкерные сваи
Эти сваи используются для обеспечения анкерного крепления против горизонтального натяжения от шпунта или воды.

Отбойные сваи
Применяются для защиты береговых сооружений от ударов кораблей и других плавучих объектов.

Шпунтовые сваи
Шпунтовые сваи обычно используются в качестве переборок или отсечек для уменьшения просачивания и подъема в гидротехнических сооружениях.

Сваи
Используются для противодействия горизонтальным и наклонным нагрузкам, особенно в сооружениях на воде.

Сваи с боковой нагрузкой
Используются для поддержки подпорных стен, мостов, дамб и причалов, а также в качестве отбойных устройств при строительстве гавани.

Классификация на основе материала и состава

Сваи могут быть классифицированы следующим образом в зависимости от материала и состава:

Деревянные сваи
Изготовлены из качественной древесины.Длина может достигать примерно 8 м; сращивание принято для большей длины. Диаметр может быть от 30 до 40 см. Деревянные сваи хорошо работают как в полностью сухом, так и в погруженном состоянии. Чередование влажных и сухих условий может сократить срок службы деревянной сваи; чтобы преодолеть это, применяется креозотинг. Максимальная расчетная нагрузка составляет около 250 кН.

Стальные сваи
Обычно это двутавровые сваи (катаные Н-образной формы), трубчатые или шпунтовые сваи (катаные профили правильной формы).Они могут выдерживать нагрузки до 1000 кН и более.

Рисунок 2 : Стальные сваи двутаврового сечения

Бетонные сваи
Они могут быть сборными или монолитными. Сборные сваи армированы, чтобы выдерживать нагрузки при обработке. Им требуется место для литья и хранения, больше времени для отверждения и тяжелое оборудование для обработки и вождения. Набивные сваи устанавливаются путем предварительной выемки грунта, что устраняет вибрацию, возникающую при забивке и погрузочно-разгрузочных работах.

Рисунок 3 : Сборные железобетонные сваи

Композитные сваи
Они могут быть изготовлены из бетона и дерева или из бетона и стали.Они считаются подходящими, когда верхняя часть сваи должна выступать над уровнем грунтовых вод. Нижняя часть может быть из необработанной древесины, а верхняя часть из бетона. В противном случае нижняя часть может быть из стали, а верхняя из бетона.

Классификация по способу установки

Сваи также могут быть классифицированы следующим образом в зависимости от способа установки:

Забивные сваи
Деревянные, стальные или сборные железобетонные сваи можно забивать вертикально или под наклоном.Если они наклонены, их называют «бэттерными» или «сгребающими» стопками. Для забивки свай применяют сваебойные молоты и сваебойное оборудование.

Сваи монолитные
Можно монолитно заливать только бетонные сваи. Просверливаются отверстия и заливаются бетоном. Это могут быть прямобурые сваи или они могут быть «недорасширенными» с одним или несколькими бульбами через определенные промежутки времени. В соответствии с требованиями могут использоваться подкрепления.

Забивные и монолитные сваи
Комбинация обоих типов.Можно использовать кожух или скорлупу. Куча Franki относится к этой категории.

Однако самым распространенным типом свайного фундамента в Нигерии являются буронабивные сваи с использованием непрерывного шнека (CFA).

Проект свайного фундамента

Раздел 7 стандарта EN 1997-1:2004 посвящен геотехническому проектированию свайных фундаментов. Существуют некоторые стандарты проектирования, посвященные проектированию и строительству свайных фундаментов. Упомянутый стандарт проектирования является частью Еврокод 3 для конструктивного проектирования стальных свай:

  • EN 1993-5: Еврокод 3, часть 5: Проектирование стальных конструкций – забивка свай

Другими стандартами, на которые можно ссылаться при выполнении работ по забивке свай, являются;

  • RU 150007 RU 1536: 1999 — Скучающие сваи
  • RU 12063: 1999 — Листовые ворсные стены
  • EN 12699: 2000 — Стормы смещения
  • EN 14199: 2005 — Micropiles

Подходы к проектирование свайных фундаментов

Согласно пункт 7. 4(1)P EN 1997-1, , расчет свай должен основываться на одном из следующих подходов:

  1. Результаты испытаний на статическую нагрузку, которые посредством расчетов или иным образом продемонстрировали, что они согласуются с другим соответствующим опытом
  2. Эмпирические или аналитические методы расчета, обоснованность которых подтверждена испытаниями на статическую нагрузку в сопоставимых ситуациях
  3. результаты испытаний на динамическую нагрузку, обоснованность которых подтверждена испытаниями на статическую нагрузку в сопоставимых ситуациях
  4. Наблюдаемые характеристики сопоставимого свайного фундамента при условии, что этот подход подтверждается результатами исследования площадки и наземных испытаний.

Испытание статической нагрузкой является наилучшим способом проверки несущей способности свай, однако оно не очень привлекательно, поскольку требует больших затрат времени и средств. Традиционно инженеры проектировали свайные фундаменты на основе расчетов теоретической механики грунтов. Наиболее распространенный подход состоит в том, чтобы разделить почву на слои и присвоить свойства почвы каждому слою. Наиболее важными параметрами грунта, заданными для каждого слоя, являются сцепление (C) и угловое внутреннее трение (ϕ). Эти два свойства позволят быстро определить коэффициенты несущей способности для оценки несущей способности сваи.

По профилю грунта суммируется трение вала о сваю из разных слоев, чтобы получить общее сопротивление трению вала сваи. Сопротивление основания сваи также определяется на основе свойств грунта слоя, принимающего наконечник сваи.

Рисунок 4 : Свая в слоистом грунте

Следовательно, предельное сопротивление сваи Q u ;

Q u = ∑Q s + Q b —— (1)

Q S = Сопротивление вала = Q S
Q B = Базовое сопротивление = Q B A B

, где Q S — это устойчивость к валу свая и A s — площадь поверхности сваи, для которой применим q s . A b — площадь поперечного сечения основания сваи, а q b — сопротивление основания.

Для сваи в несвязном грунте (C = 0)
Q s = q 0 K s tanδA s —— (2)

Для сваи в связном грунте (ϕ = 0)
Q s = αC u A s —— (3)

Где;
q 0 — среднее эффективное давление вскрышных пород на глубину погружения сваи, для которого применим K s tanδ.
K s — коэффициент бокового давления грунта
δ — угол трения о стену
C u — средняя прочность недренированной глины на сдвиг вдоль ствола
α — коэффициент сцепления.

Типичные значения δ и K s приведены в таблице ниже;

С другой стороны, типичные уравнения для расчета сопротивления основания одиночной сваи приведены ниже;

Q b = Сопротивление основания = q b A b
Где q b — единичное сопротивление основания сваи, а A b — площадь основания сваи.

Для сваи в несвязном грунте (C = 0)
Q b = q 0 N q A b —— (4)

Для сваи в связном грунте (ϕ = 0)
Q b = c b N c A b —— (5)

Для сваи в грунте c-ϕ;
Q b = (c b N c + q 0 N q )A b —— (6)

Где N q и N c — коэффициенты несущей способности.

Таким образом, для того, чтобы конструкция считалась приемлемой, приложенная нагрузка ≤ предельной грузоподъемности/запаса прочности. Коэффициент безопасности обычно колеблется в пределах от 2,0 до 3,0 и зависит от качества проведенных исследований грунта.

Конструкция свайного фундамента по Еврокоду 7

EN 1997-1:2004 позволяет определять сопротивление отдельных свай;

  • формулы статической сваи, основанные на параметрах грунта
  • прямые формулы, основанные на результатах полевых испытаний
  • результаты испытаний сваи статической нагрузкой
  • результаты испытаний на динамический удар
  • формулы забивки свай и
  • анализ волнового уравнения

Согласно п. 7.6.2.1 (1)P, чтобы продемонстрировать, что свайный фундамент будет выдерживать расчетную нагрузку с достаточной защитой от разрушения при сжатии, для всех расчетных предельных состояний нагрузки и сочетаний нагрузок должно выполняться следующее неравенство:

F c,d ≤ R c,d —— (7)

Где F c,d — расчетная осевая нагрузка на сваю, а R c,d — прочность сваи на сжатие. F c,d должен включать вес самой сваи, а Rc,d должен включать давление грунта на основание фундамента.Тем не менее, эти два элемента могут быть проигнорированы, если они аннулируются приблизительно. Их не нужно отменять, если сопротивление вниз велико, или когда почва очень легкая, или когда свая выступает над поверхностью земли.

Для групповых свай расчетное сопротивление принимается как наименьшее из сопротивления сжатию свай, действующих по отдельности, и сопротивления сжатию свай, действующих как группа (несущая способность блока). Согласно пункту 7. 6.2.1(4), сопротивление сжатию группы свай, действующей как блок, можно рассчитать, рассматривая блок как единую сваю большого диаметра.

Статические формулы свай на основе параметров грунта

Методы оценки прочности свайного фундамента на сжатие по результатам наземных испытаний должны быть установлены на основе испытаний свай под нагрузкой и на основе сопоставимого опыта. Как правило, прочность сваи на сжатие определяется из:

Р в,г = Р б,г + Р с,г —— (8)

Где;
R b,d = R b,k b
R s,d = R s,k s

Значения частных коэффициентов могут быть установлены Национальным приложением.Рекомендуемые значения для постоянных и переходных ситуаций приведены в таблицах A6, A7 и A8 стандарта EN 1997-1:2004 для забивных, буронабивных свай и свай CFA соответственно;

Таблица 1 (Таблица A6): Коэффициенты парциального сопротивления (γ R ) для забивных свай

Сопротивление Символ R1 R2 R3 R4
Основа γ б 1. 0 1.1 1.0 1.0 1.3
9 S 1.0 1.1 1.0 1.3
Всего / комбинированный (сжатие) γ т 1,0 1,1 1,0 1,3
вала при растяжении γ с; т 1,25 1,15 1,1 1,6

Таблица 2 ( Таблица A7): Частные коэффициенты сопротивления (γ R ) для буронабивных свай

Сопротивление Символ R1 R2 R3 R4
Основа γ б 1. 25 1.1 1.0 1.0 1.6 1,6
вал (сжатие) γ S 1.0 1.1 1.0 1.3
Всего / комбинированный (сжатие) γ т 1,15 1,1 1,0 1,5
вала при растяжении γ с; т 1,25 1,15 1,1 1,6

Таблица 3 ( Таблица A8): Коэффициенты парциального сопротивления (γ R ) для шнековых свай (CFA)

  • Сопротивление Символ R1 R2 R3 R4
    Основа γ б 1. 1 1.1 1.0 1.0 1.45
    γ S 1.0 1.1 1.0 1.3
    Всего / комбинированный (сжатие) γ T 1.11 1.0 1.0 1.0
    γ S; T 1.25 1.15 1.1 1.6

    Характеристики b,k и R s,k определяют из;

    R c,k = R b,k + R s,k = (R b,cal + R s,cal )/ξ = R c,cal /ξ = мин. [R c,cal(mean) 3 ; R с,кал(мин) 4 ] —— (9)

    , где ξ 3 и ξ 4 — коэффициенты корреляции, зависящие от количества профилей тестов, n.Значения коэффициентов корреляции могут быть установлены Национальным приложением. Рекомендуемые значения приведены в таблице A10 стандарта EN 1997-1:2004. Для конструкций с достаточной жесткостью и прочностью для передачи нагрузок от «слабых» свай к «сильным» коэффициенты ξ 3 и ξ 4 можно делить на 1,1 при условии, что он никогда не будет меньше 1,0.

    Характеристические значения могут быть получены путем вычисления:
    R b,k = A b q b,k —— (11)
    R s,k = ∑A s,i q с,и,к —— (12)

    , где q b,k и q s,i,k — характеристические значения сопротивления основания и трения вала в различных пластах, полученные из значений параметров грунта.

    Для оценки трения ствола сваи и торцевой опоры по параметрам грунта могут применяться следующие зависимости;

    Грунты несвязные;
    q s,k = σ v ‘k s tgδ —— (13)
    q b,k = σ v ‘ N q

    Связной грунт или слабая порода (аргиллит)
    q s,k = αC u —— (15)
    q b,k = 6 5 c u 902 ( )

    Коэффициент сцепления (α) можно узнать из таблицы или определить по результатам испытания на неограниченное сжатие (UCS).Для свай в глине N c обычно принимают равным 9,0.

    Рисунок 5 : Взаимосвязь между коэффициентом сцепления и сцеплением недренированного грунта

    Обычно рекомендуется, чтобы Cu < 40 кПа, α принималось равным 1,0.

    Рисунок 5: Зависимость между коэффициентом сцепления и прочностью грунта на неограниченное сжатие

    Расчет свайного фундамента с использованием статической нагрузки на сваи

    Методика определения сопротивления сжатию сваи по результатам испытаний статической нагрузкой основана на анализе сопротивления сжатию, R c,m , значений, измеренных при испытаниях статической нагрузкой на одной или нескольких пробных сваях. Пробные сваи должны быть того же типа, что и сваи фундамента, и должны быть заложены в том же слое.

    Важным требованием Еврокода 7 является то, что интерпретация результатов испытаний свай под нагрузкой должна учитывать изменчивость грунта на площадке и изменчивость, связанную с отклонением от обычного метода установки свай. Другими словами, необходимо тщательно изучить результаты исследования грунта и результаты испытаний сваи под нагрузкой.Результаты испытаний сваи под нагрузкой могут привести, например, к выделению различных «однородных» частей площадки, каждая из которых имеет свое собственное характерное сопротивление сжатию сваи.

    Чтобы использовать результаты испытаний на статическую нагрузку для проектирования свайного фундамента, определите характеристическое значение R c,k по измеренному сопротивлению грунта R c,m , используя следующую формулу:

    R c,k = Min{(R c,m ) среднее 1 ; (R c,m ) мин 2 } —— (17)

    , где ξ 1 и ξ 2 являются коэффициентами корреляции, связанными с количеством n испытанных свай, и применяются к среднему (R c,m ) среднему и наименьшему (R c,m ) мин р с,м соответственно. Рекомендуемые значения для этих коэффициентов корреляции, приведенные в Приложении А, предназначены, прежде всего, для охвата изменчивости грунтовых условий на площадке. Однако они могут также охватывать некоторую изменчивость из-за влияния установки свай.

    Расчетное сопротивление сжатию сваи, R c,d , получают путем применения частного коэффициента γt к общему характеристическому сопротивлению или частных коэффициентов γs и γb к характеристическому сопротивлению ствола и характеристическому сопротивлению основания, соответственно, в соответствии со следующими уравнения:

    R c,d = R c,k t —— (18)
    или
    R c,d = R b,k b

  • 5 + R 90 k /γ s —— (19)

    R c,d для постоянных и переходных ситуаций можно получить по результатам испытаний сваи под нагрузкой с использованием DA-1 и DA-2 и рекомендуемых значений для частичной коэффициенты γ t или γ s и γ b приведены в таблицах А. 6, А.7 и А.8 EN 1997-1:2004.

    Свайный фундамент | СпрингерЛинк

    ‘)

    var head = document.getElementsByTagName(«head»)[0]
    var script = document.createElement(«сценарий»)
    script.type = «текст/javascript»
    script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js»
    script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени
    head.appendChild (скрипт)

    var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode

    ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles)

    функция initCollapsibles(подписка, индекс) {
    var toggle = подписка.querySelector(«. цена-варианта-покупки»)
    подписка.classList.remove («расширенный»)
    var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки»)

    если (форма) {
    вар formAction = form.getAttribute(«действие»)
    document.querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false)
    }

    var priceInfo = подписка.querySelector(«.Информация о цене»)
    var PurchaseOption = переключатель.родительский элемент

    если (переключить && форма && priceInfo) {
    toggle.setAttribute(«роль», «кнопка»)
    toggle.setAttribute(«tabindex», «0»)

    toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) {
    var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный
    toggle. setAttribute(«aria-expanded», !expanded)
    форма.скрытый = расширенный
    если (! расширено) {
    покупкаOption.classList.add(«расширенный»)
    } еще {
    покупкаOption.classList.remove(«расширенный»)
    }
    priceInfo.hidden = расширенный
    }, ложный)
    }
    }

    функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) {
    var weHasBrowserSupport = окно.выборка && Array.from

    функция возврата () {
    var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль
    var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль

    if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) {
    var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс

    var modal = новый модальный (modalID)
    модальный. domEl.addEventListener(«закрыть», закрыть)
    функция закрыть () {
    form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус()
    }

    вар корзинаURL = «/корзина»
    var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1»

    форма.setAttribute(
    «действие»,
    formAction.replace(cartURL, cartModalURL)
    )

    var formSubmit = Buybox.перехват формы отправки (
    Buybox.fetchFormAction(окно.fetch),
    Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный),
    функция () {
    form.removeEventListener («отправить», formSubmit, false)
    форма. setAttribute(
    «действие»,
    formAction.replace(cartModalURL, cartURL)
    )
    форма.представить()
    }
    )

    form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь)

    document.body.appendChild(modal.domEl)
    }
    }
    }

    функция initKeyControls() {
    document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) {
    если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) {
    если (document.activeElement) {
    событие. preventDefault()
    документ.activeElement.click()
    }
    }
    }, ложный)
    }

    функция InitialStateOpen() {
    var buyboxWidth = buybox.смещениеШирина
    ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) {
    var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки»)
    var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки»)
    var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене»)
    если (buyboxWidth > 480) {
    переключить.щелчок()
    } еще {
    если (индекс === 0) {
    переключать.щелчок()
    } еще {
    toggle. setAttribute («ария-расширенная», «ложь»)
    form.hidden = «скрытый»
    priceInfo.hidden = «скрытый»
    }
    }
    })
    }

    начальное состояниеОткрыть()

    если (window.buyboxInitialized) вернуть
    window.buyboxInitialized = истина

    initKeyControls()
    })()

    О влиянии осадки свайного фундамента существующих высотных зданий на окружающую застройку

    Осадка свайного фундамента является разновидностью формы фундамента.В последние годы из-за роста населения и экономического развития Китая в глазах людей появились высотные здания. Благодаря развитию инженерного строительства значительно усовершенствовались тип и технология устройства свайного фундамента, а также контроль и обнаружение одиночной сваи и группы свай. Ввиду влияния осадки свайного фундамента на окружающую среду высотных зданий, в данной статье в основном рассматриваются вопросы осадки одиночной сваи и осадки группы свай.В соответствии с методом строительства свайного фундамента, монолитная свая с опускающейся трубой статического давления может производить эффект сжатия грунта при строительстве свайного фундамента. Был проведен экспериментальный анализ. В соответствии с инженерным примером численное моделирование методом конечных элементов используется для анализа степени влияния осадки свайного фундамента на соседние здания с плотом и без него, а возможность и правильность численного моделирования анализируются путем сравнения результатов моделирования с измеренными значениями.В данной статье основное внимание уделяется изучению влияния осадки свайных фундаментов высотных зданий на окружающую застройку с точки зрения проблем и решений.

    1. Введение

    После реформ и открытости, наряду с непрерывным развитием экономической ситуации в Китае, масштабы урбанизации жизни постоянно увеличивались. Однако из-за ограниченности площади земельных ресурсов Китая это также приводит к дефициту городских зданий, что требует повышения коэффициента использования городских земель.Люди начали диверсифицировать ограниченные земли под городское строительство, в результате чего появились высотные здания, трехмерные транспортные линии, трехмерная прокладка городских трубопроводов и другие объекты. Строительство высотных и многоэтажных зданий для повышения эффективности землепользования требует фундамента с хорошей устойчивостью и высокой несущей способностью. Поскольку естественный грунт не может соответствовать требованиям этой конструкции, свайный фундамент обладает такими преимуществами, как хорошая устойчивость, высокая несущая способность и сильное сопротивление выдергиванию, которые широко используются в фундаменте высотного здания.Однако в сложных ситуациях, таких как подземные туннели в высотных зданиях, это отрицательно скажется на конструкции свайного фундамента или окружающих зданиях. И, существующих справочных материалов о влиянии устройства и осадки свайных фундаментов на прилегающие здания относительно немного, но в практической инженерии влиянию устройства и осадки свайных оснований на прилегающие здания уделяется все больше внимания. Поэтому изученное в данной работе влияние осадки свайного фундамента на соседние здания окажет большую помощь в будущем строительстве свайного фундамента.В данной работе метод конечных элементов и метод численного моделирования используются для изучения влияния осадки свайного фундамента на окружающую среду существующих высотных зданий. Поэтому изучение осадки свайных фундаментов высотных зданий является актуальным и имеет очень важное теоретическое и практическое значение. Поле смещения окружающего грунта получают с использованием теории осадки свайного фундамента, основанной на методе сдвиговых перемещений, а затем рассчитывают значение осадки и смещения окружающих зданий, которые проверяются численным моделированием и инженерными примерами.

    В настоящее время общество постоянно меняется в сторону урбанизации и модернизации. Появление высотных зданий – это еще и социальный запрос. Рост высоты отражает не только растущую стоимость земли и потребность в использовании пространства, но и выставление напоказ силы капитала и символ экономического процветания. Существование высотных зданий повлияет на малоэтажные здания и многие окружающие среды. Воздействие новых высотных зданий на окружающую среду в основном проявляется на стадии земляных работ котлована здания и стадии возведения фундамента здания.Существует несколько исследований стадии нагрузки основной конструкции нового здания и стадии использования здания после герметизации крыши, и в большинстве ограниченных исследований не учитывается влияние надстройки. Метод рассматривает только нагрузку надстройки как равномерно распределенную нагрузку на основании здания. Этот метод не может в полной мере отразить дополнительное воздействие нагрузки здания на окружающую среду. На этапе эксплуатации здания после герметизации кровли, когда здание подвергается ветровой нагрузке, под действием ветровой нагрузки будет происходить дополнительная деформация окружающей среды.В настоящее время нет однозначного вывода о дополнительной деформации окружающей среды, вызванной ветровой нагрузкой в ​​Китае. Свайный фундамент состоит из свай и оголовков, соединенных с вершинами свай. Он широко используется при строительстве высотных зданий. Большое значение имеет обеспечение безопасности и устойчивости высотных зданий. В случае стихийных бедствий, таких как землетрясения или тайфуны, свайные фундаменты могут выдерживать горизонтальные и мгновенные нагрузки, вызванные землетрясениями или тайфунами, благодаря своей поперечной жесткости и общей способности противостоять опрокидыванию, чтобы избежать опрокидывания высотных зданий и обеспечить устойчивость высотных зданий.Разработка концепции зеленого архитектурного дизайна высотного здания является новой концепцией последних лет. Зеленая энергосберегающая технология является основной технической основой зеленого архитектурного проектирования. Применительно к проектированию высотного здания в основном имеется в виду необходимость в наибольшей степени сочетать характеристики самого высотного здания с окружающими природными условиями и окружающей средой. Зеленое проектирование зданий — это метод архитектурного проектирования, основанный на навыках защиты окружающей среды с использованием передовой науки, технологий и оборудования.К основным характеристикам интеллектуального здания относятся комфорт, эффективность, адаптивность, безопасность, удобство и надежность. Применение современных технологий может всесторонне улучшить психологический и физиологический опыт людей и создать комфортные условия для людей с точки зрения освещения, озеленения, освещения, вентиляции и других аспектов. В то же время применение интеллектуальной системы значительно экономит потребление и расход ресурсов, энергии и расходов, устраняет ограничение времени и пространства, повышает эффективность использования ресурсов и обеспечивает более эффективное управление и услуги. люди.В процессе архитектурного проектирования мы должны обращать внимание на гуманизацию архитектурного пространства и учитывать многие факторы, в том числе художественные, технические и научные факторы. Если персонал сможет работать в комфортных условиях здания, люди не только получат чувство удовлетворения, но и смогут эффективно улучшить инновации и эффективность работы. Ценность архитектуры во многом зависит от комфортности архитектурной среды, которая включает в себя многие аспекты, такие как экологическая психология, архитектурная акустика и архитектурная оптика.При разработке архитектурных схем следует учитывать особые группы людей, в том числе инвалидов, стариков, женщин и детей, чтобы создать разумную и научную безбарьерную среду, в полной мере отражающую гуманизацию. При исследовании влияния уплотнения грунта свайного фундамента она применила предложенную предшественниками теорию расширения круглого отверстия, предложенную предшественниками для анализа упругопластического поведения трубчатых свай, и получила аналитические выражения радиуса зоны пластичности и смещения тела грунта. .Он проанализировал поле перемещений, создаваемое сваей статического давления методом конечных элементов, и дал влияние отношения модуля сваи к грунту и характеристик трения поверхности раздела свая-грунт на поле перемещений при забивке сваи. Донг [1] на основе теории средних объемных пластических деформаций песка предложил упрощенный метод прогнозирования размеров зоны пластичности вокруг свай статического давления, а также проанализировано влияние параметров сваи на зону пластичности.Есть много достижений о влиянии котлована на окружающую среду. Ван и Сюй [2], основываясь на большом количестве инженерных данных Шанхая, предложили предиктор кривой осадки поверхности, а также дали метод прогнозирования дополнительной деформации зданий, вызванной выемкой котлована. Проанализировано, что деформация прилегающих зданий котлованов соответствует разным формам деформаций подпорных конструкций. Результаты показали, что при ударных и выпуклых деформациях на поверхности подпорных конструкций здания, прилегающие к котлованам, будут испытывать заметный вогнутый прогиб. Он применил тесты физической модели и методы численного моделирования для анализа влияния смещения грунта на деформацию, трещины и жесткость стен существующих каменных зданий. Тан Юн и другие измерили влияние глубокого котлована на осадку близлежащих зданий. Результаты анализа показывают, что расстояние между зданием и котлованом, тип конструкции здания и тип фундамента здания существенно влияют на конечную величину осадки.

    Теория осадки свайного фундамента включает теорию осадки одиночной сваи и теорию осадки группы свай. Теория осадки одиночной сваи очень важна для анализа влияния конструкции свайного фундамента и осадки на соседние здания. Согласно осадке одиночной сваи, ее можно распространить на расчет осадки группы свай. В настоящее время методы расчета осадки одиночной сваи в основном включают метод передачи нагрузки, метод теории упругости, метод сдвигового смещения, а также метод численного анализа и его упрощенный метод.Метод сдвигового смещения был первоначально разработан Куком [3] на основе экспериментального и теоретического анализа. Метод сдвигового смещения предполагает, что окружающее тело сваи в основном испытывает деформацию сдвига, а относительное смещение между сваей и грунтом отсутствует. Сопротивление трения стороны сваи передается на окружающее пространство через кольцевой элемент. Деформация окружающего грунта вокруг стороны сваи идеально упрощена как концентрический цилиндр.Согласно методу сдвигового смещения Ma et al. [4, 5] обобщили его с упругой стадии на пластическую и получили анализ нелинейного поля перемещений грунта вокруг сваи. С быстрым развитием технологий численного анализа и компьютерных технологий и их широким применением в инженерной практике метод численного моделирования также быстро развивался и совершенствовался, а метод конечных элементов широко использовался при расчете свайных фундаментов. При анализе свай именно из-за зрелости и мощной функции метода конечных элементов, который может хорошо учитывать нелинейность и неоднородность грунта, а также характеристики границы раздела свая-грунт, метод конечных элементов является наиболее важным. метод анализа численного моделирования в инженерной практике и проектировании.Но на самом деле, из-за сложности анализа осадки свайного фундамента и многих соображений, метод конечных элементов по-прежнему ограничивается расчетом одиночной сваи и группы свай с несколькими сваями, и здесь тоже есть ограничения. Тем не менее, некоторые результаты анализа методом конечных элементов одиночной сваи и группы свай были точно измерены инженерными и модельными испытаниями [6]. Напряжения в свайно-групповом фундаменте образуются за счет нагрузки, действующей на одиночную сваю, которая рассеивается в фундаменте, поэтому ее напряжение больше, чем у одинарного свайного фундамента.Модуль упругости фундамента одинаков, поэтому осадка группового свайного фундамента, как правило, больше, чем осадка одинарного свайного фундамента. В инженерной практике обычно используемые методы расчета группы свай включают эквивалентный метод послойного суммирования, метод коэффициента осадки и метод конечных элементов. Модель твердого фундамента является эквивалентным методом удаления фундамента. Он рассматривает свайный фундамент как сплошной и рассчитывает осадку свайной группы в соответствии с мелкозаглубленным фундаментом без учета влияния деформации сжатия между сваями.Из-за повреждения окружающего грунта, вызванного уплотняющими сваями во время строительства, в практических инженерных расчетах широко используются теория расширения круглого отверстия и метод конечных элементов. В этом исследовании в основном используются эти два метода для изучения влияния эффекта уплотнения при забивке свай на окружающую среду здания. При возведении свайных фундаментов высотных зданий используются сваи двух видов: сборные сваи и монолитные сваи. В этой статье в основном анализируются методы формирования свай из сборных железобетонных свай и монолитных свай.Бетонная свая относится к свае из обычного железобетона или предварительно напряженного бетона. Сборные железобетонные сваи бывают двух типов: трубчатые и прямоугольные. Например, сборные железобетонные трубчатые сваи обычно изготавливают центробежным способом на сборных заводах. Когда сборные длинные сваи обычно изготавливаются вблизи строительной площадки, обычно используется метод заливки внахлест. При изготовлении сборных железобетонных свай необходимо обеспечить ровность сборной площадки и не допускать неравномерной осадки бетонных свай.Следует принять меры по изоляции между сваями, чтобы избежать сцепления между сваями или между сваями и нижними формами. Только когда прочность нижележащей сваи или соседней сваи составляет более 30%, можно заливать верхнюю и соседнюю сваи. При заливке сборных железобетонных свай их следует заливать от вершины к острию сваи, чтобы избежать прерывания. Сборная бетонная трубная свая . Вообще говоря, монолитные сваи формируются путем опускания трубы или операции. В законченные конструкцией отверстия свай укладывают арматурные каркасы, после чего производят заливку бетоном.Когда заливка бетона завершена, он затвердевает, а затем интегрируется заливочная конструкция свайного фундамента. Заглубление свай обычно осуществляется ударным или вибрационным способом. Поскольку эти два метода вызывают сильную вибрацию при их использовании, перед началом строительства необходимо хорошо позаботиться о защите. Как правило, для бурения отверстий используется ручное или механическое бурение, но при встрече с глиной механическое бурение не подходит. При использовании ручного бурения следует уделить внимание дренажным работам. Подготовка к строительству . Перед началом строительства все виды мусора и отходов на строительной площадке должны быть убраны и убраны, чтобы содержать строительную площадку в чистоте и уровне, обеспечить благоприятные условия для устройства свайного фундамента высотных зданий, избежать качество строительства зависит от беспорядка и неровности участка в процессе строительства, а также обеспечения устойчивости и вертикальности свайного фундамента высотных зданий. После выравнивания площадки следует произвести разметку конструкции, строго выверив оси строительной площадки. Строительный персонал должен точно определить контрольную линию в соответствии со строительными чертежами и неоднократно проверять, находится ли каждая свая в разумном положении в соответствии с требованиями чертежей, чтобы избежать смещения. Кроме того, нам также необходимо подготовить машины и оборудование, необходимые для строительства, разместить или установить машины и оборудование в разумном месте, а также закрепить буровую машину, необходимую для этого проекта, в разумном положении, чтобы обеспечить разумное положение сваи.Охранный ствол закопан. После проведения подготовительных работ следует провести заглубление защитной бочки. Только хорошо выполнив конструкцию на этом этапе, можно избежать обрушения стенки скважины в процессе бурения. Для обеспечения качества конструкции в этом проекте используется стальной защитный ствол. Производство буровых растворов. При бурении буровой раствор может использоваться для охлаждения буровых долот и смазки бурового инструмента, а также для предотвращения обрушения шпуров свай. Грязь обычно состоит из воды, глины и добавок. После определенной пропорции грязь можно полностью перемешать для достижения желаемых результатов. Буровое строительство. Строительство бурения должно выполняться в соответствии с заданной последовательностью и строго в соответствии со стандартами строительства, чтобы обеспечить правильность центральной линии и вертикальности и избежать явления отклонения отверстия. Кроме того, следует также отметить, что при бурении предварительно подготовленный шлам должен добавляться непрерывно, а строительство отвода шлака должно выполняться своевременно.Очистительная конструкция. При бурении следует вовремя контролировать диаметр, глубину и расположение отверстия. Когда отверстие сваи достигает заданного стандарта параметров, его следует немедленно очистить, чтобы избежать явления осаждения навозной жижи из-за длительного времени. Это не только повлияет на качество строительства, но и может привести к обрушению отверстия сваи. В этом проекте для очистки отверстия используется вакуумная всасывающая машина. После завершения расчистки скважины должна быть проведена приемка качества возведения монолитных свай на вышеуказанном этапе.Только когда качество каждой постройки соответствует требованиям, можно продолжать строительство следующей очереди. Установка арматурного каркаса в скважину. После завершения работ по очистке отверстия сборный стальной каркас помещается в отверстие для позиционирования и фиксации. В процессе установки и заделки стального каркаса в скважину должны быть приняты соответствующие меры для предотвращения деформации стального каркаса. Стальная клетка должна находиться вертикально в отверстии сваи, чтобы избежать повреждения стенки отверстия в процессе подъема стальной клетки.Длина подвесных стержней также должна быть рассчитана разумно, чтобы обеспечить беспрепятственную установку и установку стальных каркасов в отверстия. Когда установка арматурного каркаса в отверстие завершена, следует измерить глубину отверстия и толщину осадка в отверстии. В случае несоответствия требованиям конструкцию очистки скважины следует провести повторно. Заливка бетона . Во избежание поломки сваи и других явлений нельзя прерывать заливку бетона.Кроме того, следует отметить, что перед заливкой бетона необходимо хорошо провести бетонирование и перемешивание, чтобы водоцементное отношение, осадка, удобоукладываемость и время начального схватывания бетона находились в заданных пределах. Только обеспечив качество бетона, можно гарантировать качество монолитной сваи.

    На основании фактической инженерной базы создается трехмерная конечно-элементная модель и выполняется расчет выемочной части котлована.Сравнивая результаты расчетов модели с результатами измерений, можно увидеть, что численные результаты близки к результатам измерений, что показывает, что присвоение геотехнических параметров является разумным в настоящее время. Проанализировано влияние осадки свайного фундамента на окружающую застройку. Результаты показывают, что при строительстве окружающие здания будут трескаться, а близлежащие туннели разрушаться. Для реального строительства строительная нагрузка надстройки — это просто длительный процесс. Кроме того, форма фундамента нового здания в этом документе является единой и фиксированной, а фактический проект должен определять форму фундамента в соответствии с отчетом о геологических изысканиях, поэтому в документе не учитывается влияние различных форм фундамента. Здания менее подвержены влиянию выемки котлована и давления свай статического давления в инженерном строительстве. Текущее состояние зданий в основном связано с неравномерной осадкой, вызванной соседними зданиями.В подобных проектах в будущем должны полностью учитываться различные факторы, влияющие на использование зданий. При строительстве следует своевременно и точно наблюдать за трещинами в окружающих зданиях, чтобы иметь актуальное состояние существующих зданий. Разумное и точное суждение, а не просто уверенность в том, что осадка свай или строительство неизбежно приведут к повреждению окружающих зданий.

    2. Метод
    2.1. Погружная труба статического давления Залитая на месте свая

    Метод строительства свайного фундамента представляет собой заливную свайную трубу статического давления, поэтому при строительстве свайного фундамента будет создаваться эффект уплотнения, а эффект вибрации небольшой. В анализе не учитывается. В основном анализируется влияние эффекта уплотнения на близлежащие здания. Данные о смещении и осадке могут быть измерены по реперным точкам, нанесенным на площадку, и правилам измерения. Основным объектом данного исследования является комплекс Jinjia в районе строительства. Поэтому данные измерений соединения Jinjia выбраны для анализа в этом исследовании. Из-за ущерба, наносимого уплотняющими сваями окружающему грунту во время строительства, возможно повреждение прилегающих зданий, когда строительство ведется в городах или прилегающих зданиях, например, растрескивание грунта соседних зданий, обрушение туннеля и другие последствия [7]. ].Поэтому в этом исследовании необходимо понять механизм и режим его повреждения в процессе строительства и предложить некоторые меры для уменьшения ущерба близлежащим зданиям. Существующие методы изучения эффекта уплотнения грунта включают теорию расширения круглого отверстия, метод конечных элементов, метод траектории деформации, теорию линии скольжения и испытание модельного желоба:

    Геометрическое уравнение:

    граничное условие

    По формулам (1)–(3) радиус пластической зоны можно получить следующим образом:

    Радиальное смещение границы пластической зоны

    можно получить тело элемента. В сочетании с условием текучести и граничным условием тела грунта максимальное напряжение расширения границы раздела свая-грунт может быть получено следующим образом.

    где – радиус компенсационного отверстия, Rp – радиус пластической зоны, а – расстояние от центра цилиндрического компенсационного отверстия.

    2.2. Метод конечных элементов

    Метод конечных элементов представляет собой технологию компьютерного моделирования, которая по существу представляет собой численный метод решения математических и физических уравнений.Он сочетает упруго-пластическую теорию с информатикой. Рождение метода конечных элементов обеспечивает мощный инструмент численного расчета для решения практических инженерных задач. Суть метода конечных элементов состоит в том, чтобы разбить сложный континуум на конечное число простых единиц, превратить проблему беспроводных степеней свободы в задачу приоритетных степеней свободы и преобразовать задачу решения дифференциального уравнения (в частных производных) функция непрерывного поля в задачу решения алгебраических уравнений с конечными параметрами. Основная идея метода конечных элементов состоит в том, чтобы разбить континуум на конечные элементы, то есть взять структуру как целое, состоящую из нескольких элементов, соединенных узлами, провести сначала элементный анализ, а затем объединить эти элементы. представить исходную структуру для общего анализа. С математической точки зрения метод конечных элементов — это метод, который преобразует уравнение в частных производных в алгебраическую систему уравнений, а затем решает их с помощью компьютера.Реализация анализа численного моделирования методом конечных элементов может быть разделена на три этапа. На первом этапе (предварительная обработка), в соответствии с фактической инженерной базой, вся конструкция или часть моделируемого проекта преобразуется в математическую и физическую модель в идеальных условиях, а затем используется дискретизированный конечный элемент конструкции. заменить трансформированную модель непрерывной твердотельной структуры или конкретную решаемую область; на втором этапе (расчет и анализ) для их объединения используется метод конечных элементов. На третьем этапе (постобработка) выводятся результаты расчетов конечно-элементной программы, проводится их сортировка, анализ и обобщение. MIDAS/GTSNX (система геотехнического и туннельного анализа) — это визуальное и интуитивно понятное программное обеспечение для моделирования сложных геометрических моделей, таких как геотехнические и туннельные. Его уникальный мульти-фронтальный решатель может обеспечить нам самую высокую скорость вычислений. Программное обеспечение сочетает в себе основное ядро ​​анализа методом конечных элементов с профессиональными требованиями к геотехническим конструкциям туннелей и сочетает в себе преимущества текущего программного обеспечения для геотехнического анализа туннелей.Программное обеспечение в основном включает нелинейный упруго-пластический анализ, анализ нестабильной фильтрации, анализ стадии строительства, анализ связи фильтрации и напряжения, анализ консолидации, сейсмический анализ и динамический анализ. На этапе постобработки он может автоматически выводить краткие расчетные книги в виде таблиц, графиков и диаграмм. Программное обеспечение MIDAS/GTSNX применялось во многих крупномасштабных геотехнических и туннельных проектах по всему миру с его полностью китайским культурным интерфейсом, интуитивно понятной и удобной предварительной обработкой, диверсифицированными функциями анализа, многочисленными составляющими моделями материалов, а также краткой и всеобъемлющей постобработкой.

    2.3. Симуляционный эксперимент

    Метод проверки модели — это исследовательский метод, очень похожий на метод эксперимента гипотезы. Но эта недоказанная теория была построена исследователями как модель. Затем каждая часть модели проверяется экспериментами один за другим. Модельный эксперимент относится к эксперименту с объектами, который получает соответствующие данные и проверяет дефекты конструкции путем проведения соответствующих экспериментов на уменьшенных моделях или моделях с равным соотношением. Это метод исследования, очень похожий на метод эксперимента гипотезы.Но эта недоказанная теория была построена исследователями как модель. Затем каждая часть модели проверяется экспериментами один за другим, что называется методом испытаний модели.

    3. Эксперимент

    Основная цель этого исследования заключается в том, что участок расположен между павильоном Цзефан и улицей Шуньцзин в районе Лися города Цзинань, к северу от улицы Западный Хейхуцюань, к западу от улицы Северный Хэйхуцюань, к востоку от улицы Шуньцзин и к югу от Quancheng Road, площадью около 11,28 hm 2 (169.18 му). Выемка котлована необходима на большинстве участков проекта глубиной 6 3–9 1 м. Для поддержки котлована используются опорные сваи. В соответствии с инженерно-геологическими условиями участка и условиями окружающей среды параметры грунта участка показаны в таблице ниже.

    Согласно данным в таблице 1, эти два метода используются для изучения влияния забивки свай и уплотнения грунта на окружающую среду здания. Основные положения теоретической модели расширения круглого отверстия следующие: 1) грунт представляет собой однородный и изотропный идеальный упругопластический материал; (2) насыщенный мягкий грунт несжимаем; (3) эффективное напряжение грунта одинаково во всех направлениях до расширения малого отверстия. Дифференциальное уравнение равновесия, геометрическое уравнение, условие текучести грунта, граничное условие, радиус зоны пластичности и радиальное смещение зоны пластичности могут быть получены в соответствии с вышеуказанными условиями. Можно получить сбалансированное дифференциальное уравнение и геометрическое уравнение единицы. Сочетая условия текучести грунта и граничные условия, можно получить максимальное напряжение расширения границы раздела свая-грунт. Результаты показаны на рисунке 1.


    Заземление почвы Соотношение почвы Средняя толщина почвенного слоя (м) модуль упругости (МПа) Poisson Угол трения (градусы) Сцепление (кПа)

    1 Разное заполнение

    06

    06

    6

    5

    2

  • 6

    2 41060 2 1. 3 23.7 0.30 22 10

    10

    3

  • 3 Gravel-подшипника Silty Clay 2.2 24,2 0,18 25 12
    4 Гравий 2,5 104,0 0,23 38 2
    5 Глина 4 .0 2 29.0 0.35 13 25 6 5.2 20.6 0.30 12 25

    25

    7 DORITE 13.8 50.0 50.0 0.25 10-50 5360 53-55
    8 Настоятельно выдержана Dorite 5.6 147.0



    Согласно рисунку 1, мы можем видеть, что основано на теории расширения кругового отверстия, параметрами и начальными условиями почвы, диапазон повреждений почвы вокруг свай, а также закон изменения уплотнения грунта можно получить при помощи обычного испытания на трехосное сжатие [8, 9]. Среди них рассмотрены избыточное поровое давление воды, создаваемое мгновенным процессом уплотнения при забивке свай, и приращение напряжения уплотнения.Когда объем предполагается сжатым, его можно получить. Для разных грунтов может принимать разные значения, глина может принимать 0,98, а пылеватая глина может принимать 0,90, что можно подставить в формулу, указанную выше, и нарисовать кривую изменения напряжения вдоль радиального направления забивки сваи, как показано на рис. Рисунок 2.

    Как показано на рисунке 2, видно, что (1) сжимающее напряжение находится между радиальным напряжением и тангенциальным напряжением; (2) радиальное напряжение является наибольшим, а касательное напряжение является наименьшим в численном значении; 3) на внешней границе пластической зоны оно равно абсолютной величине, но является напряжением сжатия и переходит в напряжение растяжения.

    4. Результаты и обсуждение

    В высотных зданиях со свайным фундаментом в качестве фундамента не все свайные фундаменты высотных зданий являются свайно-ростверковыми, и широко применяются свайные фундаменты без ростверка. На основе упомянутых выше примеров в данном исследовании проводится расчет и анализ моделирования.

    В соответствии с упрощенной формулой поля смещения грунта вокруг свай, полученной из теории групповой осадки свай, можно получить значение осадки древних зданий.В данном исследовании группа свай рассматривается как единая свая, а древние постройки рассматриваются как «множество точек» уравнивания. Согласно теории расчета и формуле группы свай рассчитываются значения осадки трех точек с одинаковым диаметром сваи L  = 16, 18, 20 и 22 м и строится график, как показано на рисунке 3 Из рисунка 3 видно, что при одинаковом диаметре сваи многоэтажного дома, чем больше длина сваи, тем меньше осадка.С увеличением расстояния между старинным зданием и свайным фундаментом многоэтажки величина осадки имеет тенденцию к уменьшению, но величина осадки между расчетными точками А7-А8 больше, чем в обе стороны. Это связано с тем, что при расчете учитывается влияние свайного фундамента на южную сторону древнего здания, а значение осадки каждой расчетной точки основано на величине суперпозиции осадки, вызванной свайным фундаментом на северной и южной сторонах здания. Здание Чжаогу.

    Общая высота старинного здания в этом проекте около 8 м. По результатам моделирования можно получить кривые наклона древнего здания при разной длине свай свайного фундамента многоэтажек, как показано на рисунке 4. Согласно рисунку 4, чем больше длина сваи, тем меньше наклон древнего здания. При длине сваи более 22 м наклон древней постройки практически равен нулю.

    Согласно численному моделированию можно получить не только кривую осадки древних зданий, вызванную осадкой свайных фундаментов высотных зданий, но и смещение древних зданий с разной длиной свай при одинаковом диаметре свай.Из рис. 5 и 6 видно, что с увеличением длины сваи смещения древних построек постепенно уменьшаются. При длине сваи L  = 22 м осадка свайного фундамента высотных зданий мало влияет на старинные постройки.


    Согласно кривой данных на рисунке 6, когда длина сваи составляет 14 м, смещение верхней части, очевидно, больше, чем смещение нижней части, и тенденция к снижению вершины также очень быстрая.

    5.Заключение

    Существующие высотные здания в нашей стране добились некоторых успехов в ситуации непрерывного развития, но с постоянным улучшением уровня жизни людей анализ различных факторов, влияющих на смещение фундамента здания, показывает, что здание меньше подвержено влиянию при рытье котлована и вдавливании свай статического давления в инженерном строительстве. Основной причиной его нынешнего состояния является разница, вызванная осадкой соседних зданий.Согласно полевым наблюдениям, во временной строительной стене, расположенной ближе к месту раскопок и имеющей низкую жесткость, трещин не произошло, что также убедительно подтверждает этот вывод. В подобных проектах в будущем следует полностью учитывать различные факторы, влияющие на использование зданий, и следует уделять внимание своевременному и точному наблюдению за трещинами в окружающих зданиях до начала строительства, чтобы иметь разумное и точное суждение о текущем состоянии. существующих зданий и судить о влиянии окружающих зданий, а не просто предполагать, что строительство высотных зданий неизбежно.

    Доступность данных

    Данные не использовались для поддержки этого исследования.

    Конфликт интересов

    Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

    Свайный фундамент | 7 типов свайных фундаментов | Пригодность свайного фундамента

     

      1. Обзор            

    Фундамент – важная составляющая любых инженерных работ, от которой во многом зависит прочность и устойчивость всей конструкции.Фундамент действует как среда для передачи нагрузки от надстройки на подстилающий грунт . В целом, фундаменты можно разделить на мелкозаглубленные (например, изолированные основания) и глубокие фундаменты (например, свайные).

    Неглубокий фундамент целесообразно строить, когда поверхностный грунт имеет приемлемую или достаточную несущую способность.

    С другой стороны, глубокий фундамент подходит, когда поверхностный грунт слабый, и поэтому фундамент должен быть заглублен, где грунт имеет достаточную несущую способность.

    Одним из таких примеров фундамента глубокого заложения является свайный фундамент. В этой статье мы поговорим о свайном фундаменте и типах свайного фундамента.

     

      2. Введение  

    Свайный фундамент определяется как тип глубокого фундамента, который состоит из длинной тонкой колонны, используемой для передачи нагрузки, поступающей от надстройки, на нижележащий грунт, тем самым обеспечивая общую поддержку структура.

    В целом, свайный фундамент представляет собой длинный цилиндр, обычно состоящий из стали или бетона и глубоко вбитый в землю, чтобы служить основанием или опорой для конструкции, построенной на нем.

    Свайные фундаменты передают нагрузку за счет поверхностного трения или торцевого опорного механизма.

    Иногда также используют свайные фундаменты из дерева.

    Свайные фундаменты в основном используются для больших сооружений и когда верхний слой грунта слаб и не имеет достаточной несущей способности, чтобы выдержать приложенную нагрузку.

     

      3. Пригодность свайного фундамента  

    Применение свайного фундамента желательно в следующих случаях:

    1.Поверхностный слой грунта слабый, не выдерживает нагрузки сооружения и подвергается чрезмерной осадке.

    2. Когда сооружаемая конструкция состоит из очень тяжелых сосредоточенных нагрузок, например, при строительстве высотных зданий, резервуаров для воды, мостов и т. д.

    3. Когда уровень грунтовых вод относительно высок.

    4. Когда строительство должно осуществляться на берегу реки, русла реки или моря, где существует повышенный риск размыва.

    5.Когда другие типы фундаментов нецелесообразны или дороги.

    6. Когда рядом со строительной площадкой имеется система каналов или глубокие дренажные сооружения.

     

      4. Преимущества использования свайного фундамента  

    Ниже перечислены некоторые преимущества использования свайного фундамента: .

    2. Подходит для глубокой установки и долговечен.

    3. Свайный фундамент можно заказать по предварительному заказу, а также настроить в соответствии с потребностями.

    4. Желательно даже для заболоченных сооружений и для всех размеров наземных сооружений.

    5. Сокращает время строительства.

     

      5. Факторы, влияющие на выбор типа свайного фундамента  

    Факторы, влияющие на выбор типа свайного фундамента, перечислены ниже:

    1. Свойства грунта.

    2. Наличие строительных материалов.

    3. Виды возлагаемой нагрузки.

    4. Необходимая длина сваи.

    5. Глубина грунтовых вод.

    6. Тип существующих поблизости сооружений.

    7. Доступный бюджет и желательная долговечность.

    8. Наличие водительского оборудования.

    9. Интенсивность подземного стока.

     

      6. Типы свайных фундаментов  

    Свайные фундаменты можно классифицировать на основе различных факторов, которые обсуждаются ниже:

     

      A. В зависимости от функции или использования

    В зависимости от выполняемой функции или цели свайный фундамент можно классифицировать следующим образом:

     

      i. Шпунтовые сваи

    Шпунтовые сваи — это тип свай, которые в основном используются для обеспечения боковой поддержки и сопротивления боковому давлению, как правило, от рыхлого грунта, потока воды и т. д.

    В основном такой тип свай используется для покрытия

    Шпунтовые сваи обычно используются для следующих целей:

    1.Сохранение рыхлого грунта вокруг траншей фундамента.

    2. Возведение подпорных стен.

    3. Строительство защитных сооружений от эрозии.

    4. Закрепление грунта и изоляция фундамента от прилегающих
    слоев грунта.

    » Одно из ограничений шпунтовых свай заключается в том, что их нельзя использовать для обеспечения вертикальной
    поддержки конструкции.»

    Рисунок: Шпунтовые сваи

     

      ii. Несущие сваи

    В отличие от шпунтовых свай, несущие сваи представляют собой тип свайного фундамента, который передает вертикальные нагрузки на нижележащий грунт.

    В зависимости от механизма передачи нагрузки несущие сваи можно разделить на следующие группы:

    Рисунок: Типы несущих свай

     

    a. Опорные сваи

    Опорные сваи — это тип свай, в основе которых лежит механизм передачи нагрузки, и нагрузка передается через нижний конец самой сваи.

    Опорные сваи забивают в грунт так, чтобы нижний конец сваи упирался в промежуточный слой между слабым слоем грунта и крепким слоем грунта. В связи с этим концевые опорные сваи развивают большую часть несущей способности в самой нижней части.

    Таким образом, концевые опорные сваи действуют как колонна и передают нагрузку, поступающую от надстройки, на подстилающий грунт.

    Несущая способность такой сваи может быть легко определена путем умножения площади нижнего конца сваи на несущую способность на той конкретной глубине грунта, на которую она опирается.

    Затем, учитывая определенный запас прочности, можно определить диаметр сваи.

     

    б. Висячие сваи

    Висячая свая — тип несущей сваи, которая передает нагрузку на грунт за счет механизма трения между поверхностью сваи и окружающим слоем грунта.

    Сила трения может развиваться по всей длине сваи или по определенной длине сваи в зависимости от слоев грунта.

    В отличие от свай с торцевыми опорами, у висячих свай вся поверхность сваи служит для передачи нагрузки от надстройки к грунту.

    Грузоподъемность висячих свай можно определить путем умножения площади поверхности сваи на силу трения, развиваемую на единицу площади. При проектировании висячих свай необходимо учитывать определенный фактор безопасности.

     

    iii. Сваи для уплотнения грунта  

    Иногда может потребоваться уплотнение грунта для увеличения его несущей способности.

    Сваи, используемые для увеличения несущей способности грунта, известны как сваи для уплотнения грунта.

    Использование свай для уплотнения грунта является одним из потенциальных методов увеличения несущей способности грунта и улучшения общей устойчивости грунта.

    Рисунок: Сваи для уплотнения грунта

     

      B. В зависимости от метода строительства или используемого строительного материала   

    В зависимости от метода возведения свайного фундамента и используемых материалов свайные фундаменты можно разделить на следующие :

     

      i.Деревянные сваи

    Деревянные сваи обычно относятся к типу свайного фундамента, в котором в качестве строительного материала используется древесина.

    Деревянные сваи в основном располагаются ниже уровня воды и могут быть прямоугольными или круглыми.

    Срок службы около 30 лет.

    При проектировании деревянных свай обычно их диаметр составляет от 12 до 16 дюймов, а длина принимается равной 20-кратной верхней ширине.

    Такие сваи могут выдерживать нагрузки от 15 до 20 тонн.

    Обычно стыковые накладки крепятся или прикручиваются болтами к деревянным сваям для придания им дополнительной прочности.

    Преимущества деревянных свай

    Некоторые из преимуществ деревянных свай можно перечислить следующим образом:

    1. Деревянные сваи экономичны из-за легкой доступности древесины.

    2. Процесс установки относительно прост и легок.

    3. Деревянные сваи можно обрезать до нужной длины даже после установки, и вероятность их повреждения меньше.

    4. В случае необходимости удаления деревянных свай их можно легко вытащить.

    Недостатки деревянных свай

    Некоторые из недостатков деревянных свай можно перечислить следующим образом:

    1. Деревянные сваи нельзя использовать в качестве концевых опорных свай.

    2. Забивка деревянных свай крайне затруднена в твердом слое грунта.

    3. При несоблюдении надлежащего ухода в древесине могут появиться дефекты. Необходимо проводить обработку древесины, такую ​​как нанесение консервантов.

    Рисунок: Деревянные сваи

     

      ii. Бетонные сваи

    Бетонные сваи представляют собой тип свайного фундамента, основным элементом которого является бетон.

    Бетонные сваи могут быть дополнительно классифицированы на сборные бетонные сваи и монолитные бетонные сваи. Кратко они описаны следующим образом:

     

    a. Сборные бетонные сваи

    Сборные бетонные сваи являются одним из наиболее часто используемых свайных фундаментов.Такие сваи непосредственно забрасываются в свайное ложе и переносятся на место расположения фундамента.

    Обычно прямоугольные сваи заливают горизонтально, тогда как круглые сваи заливают вертикально.

    Сборные железобетонные сваи также могут быть армированы. После того, как сваи залиты, они должны вылечиваться не менее 28 дней.

    Преимущества сборных железобетонных свай

    Ниже перечислены некоторые преимущества сборных железобетонных свай:

    1. Сборные сваи обладают высокой прочностью и устойчивостью.

    2. Выдерживают нагрузку большой интенсивности.

    3. Сборные сваи обладают высокой устойчивостью к коррозии и биологическим дефектам, не подвержены влиянию грунтовых вод.

    4. Такие сваи можно использовать практически во всех видах строительства.

    5. Сборные железобетонные сваи отличаются высокой прочностью и экономичностью.

    Недостатки сборных железобетонных свай 

    Ниже перечислены некоторые недостатки сборных железобетонных свай:

    1.Изменение длины таких свай и мобилизация затруднены.

    2. Для забивки свай требуется тяжелое современное оборудование.

    3. Существует высокий риск поломки свай при погрузочно-разгрузочных работах или забивке.

     

    б. Сваи из монолитного бетона

    Сваи из монолитного бетона представляют собой тип бетонных свай, которые сооружаются путем бурения грунта на определенную желаемую глубину, заполнения его свежесмешанным бетоном и выдерживания для высыхания. сам сайт.

    Как правило, внешняя металлическая оболочка сначала забивается в землю и заполняется свежей бетонной смесью.

    Затем разрешается установить и вылечить.

    Наконец, внешняя металлическая оболочка снимается или вытягивается.

    Преимущества монолитных бетонных свай

    Некоторые из преимуществ монолитных бетонных свай можно перечислить следующим образом:

    1. Они более гибкие с точки зрения изменения длины.

    2. С такими сваями легче обращаться.

    3. Можно легко установить дополнительные сваи.

    4. Процесс установки прост и исключает возможность поломки.

    Недостатки монолитных бетонных свай

    Ниже перечислены некоторые недостатки монолитных бетонных свай:

    организовать безопасное хранение строительных материалов.

    2. При установке необходимо обеспечить контроль качества.

    3. Трудности могут возникнуть при заливке бетона, если подземный поток воды относительно большой.

     

    iii. Стальные сваи

    Стальные сваи представляют собой тип свайного фундамента, состоящего из стальных секций. Обычно используемые стальные сваи включают сваи двутаврового сечения и полые стальные сваи.

    Этот тип свай в основном используется в качестве концевых свай. Обычно они изготавливаются в виде меньших секций диаметром от 10 до 24 дюймов.

    Преимущества стальных свай

    Ниже перечислены некоторые преимущества стальных свай:

    1. Благодаря меньшей площади сечения такие сваи просты в обращении.

    2. Стальные сваи легко забиваются в твердые слои грунта и могут быть погружены на большую глубину.

    3. Стальные сваи выдерживают большие нагрузки.

    Недостатки стальных свай

    Некоторые недостатки стальных свай можно перечислить следующим образом:

    1.Стальные сваи сравнительно дороги.

    2. Такие сваи подвержены коррозии.

     

      iv. Композитные сваи

    Композитные сваи, как правило, состоят из двух или более различных материалов, один из которых устанавливается поверх другого, так что они функционируют как единое целое.

    Например, составные сваи могут быть изготовлены из стали и дерева или стали и бетона и т. д.

    Такие сваи обладают очень высокой грузоподъемностью.

     

     

    Образовательная платформа группы Наба Будда

    Глава 5 — Свайные фундаменты

    Руководство по основам

    от Caltrans

    5-1 Введение

    Свайные фундаменты применяют, когда подстилающие грунты не способны противостоять нагрузкам от конструкции.Сваи укладываются в землю через некачественные материалы, чтобы опираться на грамотные грунты. Сваи либо вбиваются в землю, либо просверливаются отверстия и заливаются железобетоном. Сваи передают нагрузку за счет опирания на прочный материал или за счет трения между грунтом и сваей (трение по поверхности)

    Свайные фундаменты можно разделить на два основных типа: свайные сваи и сменные сваи. Сваи смещения представляют собой сваи, которые вбиваются в землю или вибрируют и смещают окружающий грунт во время установки.Замещающая свая — это свая, которая устанавливается или сооружается в ранее пробуренной скважине и заменяет вынутый грунт. Глава 7 «Забивные сваи» содержит информацию о смещаемых сваях. Главы 6, Забивные сваи с просверленными отверстиями; Глава 9, Навозоудаляющие сваи; и Глава 10, Колонны опор, содержат информацию о замене или монолитных сваях. В главе 13 «Микросваи» содержится информация об альтернативных сваях и микросваях, которые могут представлять собой комбинацию замещающих и замещающих свай.

    Забивные сваи представляют собой конструкционные колонны со связями, которые забиваются, толкаются или иным образом вдавливаются в грунт. На протяжении веков были разработаны два типа свайных фундаментов для поддержки конструкций на почве плохого качества: сваи и опоры. Сваи используются чаще и представляют собой сваи малого диаметра, которые работают группами. Фундаменты для пирсов имеют большой диаметр и, как правило, работают независимо. Они завоевали популярность за последние несколько лет, так как ведут себя очень хорошо сейсмически. Сваи/пирсы могут быть классифицированы как висячие сваи, концевые несущие сваи или их комбинация.Они также могут обеспечить боковую устойчивость фундамента. Висячие сваи могут передавать как растягивающие, так и сжимающие усилия на окружающий грунт.

    5-2 Технические характеристики

    Спецификации для свай содержатся в Стандартных спецификациях1. Специфические для проекта требования и изменения Стандартных спецификаций включены в Специальные положения. Контрактные планы и стандартные планы являются дополнительными контрактными документами, необходимыми для свайных работ, и описывают, какие сваи и куда идут для каждой конструкции.Как правило, в контрактных планах описывается предполагаемый тип сваи, указанная высота (отметки) острия и минимальное номинальное сопротивление. Спецификации контракта содержат конкретные требования к проекту в отношении того, как выполнять работу. Эти документы также включают конкретные требования к таким видам деятельности, как предварительное бурение насыпи, нагрузочные испытания и другие элементы, характерные для проекта. Например, если предполагается сложное вождение, проектировщик может предусмотреть возможность использования либо стальных Н-образных свай, либо сборных железобетонных свай.Когда этот вариант прописан в контракте, Подрядчику разрешается выбрать наиболее экономичный вариант. Если спецификации, допускающие варианты, не включены в контракт, то переход с одного типа сваи на другой не может производиться без заказа на изменение контракта и согласования с Проектировщиком.

    Подробная информация о различных классах типовых свай содержится в стандартных планах, а подробная информация о нетиповых или нестандартных сваях представлена ​​в контрактных планах. Стандартные планы также предоставляют варианты и альтернативные детали для различных классов свай.Обратите внимание, что разные классы свай не взаимозаменяемы. Например, когда указаны сваи класса 140, Подрядчик может выбрать любой из вариантов, показанных в стандартных планах для свай класса 140, но не может выбрать вариант из другого класса свай, например, класса 90 или 200. Иногда проектировщик может принять решение об исключении некоторых альтернатив для данного класса свай. В этой ситуации исключенные альтернативы будут отмечены в специальных положениях или планах контрактов.

    Стандартные технические условия содержат общую информацию о свайных работах.Это включает в себя особенности подачи, тип материалов, обеспечение качества, строительные процедуры, измерения и оплату. Помните, что Специальные положения и планы контрактов имеют приоритет над Стандартными планами и Стандартными спецификациями. По этой причине крайне важно, чтобы все контрактные документы были тщательно проверены заблаговременно до начала работы, а несоответствия устранены до начала работы.

    5-3 Монолитные сваи

    Версия Стандартных спецификаций 2010 г. определяет 3 различных типа монолитных свай (CIP).Они следующие:

    1. Бетонные сваи с просверленным отверстием (CIDH).
    2. Скальные муфты для бетонных свай CIDH.
    3. Забивные стальные обечайки, заполненные бетоном и арматурой.

    Первый тип обычно известен как свая с просверленными отверстиями (CIDH). Второй тип представляет собой сваю CIDH, забуренную в скалу. Иногда для возведения одной сваи используют комбинации двух и более типов монолитных свай. Это может произойти, когда мягкие материалы, такие как глина, покрывают горные породы.Для первых двух типов могут использоваться постоянные или временные стальные кожухи. Третий тип предполагает установку стальной оболочки, удаление грунта внутри стальной оболочки и последующее заполнение железобетоном. Стальные оболочки увеличивают структурную мощность сваи, в то время как стальные оболочки обычно не имеют конструктивной ценности и используются только для облегчения строительства.

    Версия Стандартных спецификаций 2006 года определяет четыре (4) различных типа монолитных свай. Они следующие:

    1. Стальные оболочки, постоянно забиваемые до требуемой номинальной прочности и проникновения и заполненные бетоном.
    2. Стальные кожухи, стационарно установленные до необходимого прохода и заполненные бетоном.
    3. Просверленные отверстия, заполненные бетоном.
    4. Скальные раструбы, заполненные бетоном.

    Первые два типа предусматривают установку постоянного стального кожуха или оболочки, удаление грунта внутри кожуха и последующее заполнение железобетоном.Стальные оболочки увеличивают конструкционную способность сваи, в то время как предполагается, что кожухи не имеют конструкционной ценности и используются только для облегчения строительства. Третий тип обычно известен как стопка CIDH. Последний тип представляет собой сваю CIDH, забуренную в скалу. Иногда для возведения одной сваи используют комбинации двух и более типов монолитных свай. Это может произойти, когда мягкие материалы, такие как глина, покрывают горные породы. Для этих двух типов могут использоваться постоянные или временные стальные кожухи.

    Забивные сваи

    изготавливаются из железобетона, залитого в отверстия, пробуренные в земле до заданной высоты острия. Диаметры обычно варьируются от 12 до 168 дюймов, а длина — от 10 футов до более чем 200 футов. Они удовлетворительно подходят для подходящего материала и, как правило, более экономичны, чем большинство других типов свай. Они особенно выгодны там, где вибрация при забивке свай может повредить прилегающую инфраструктуру, например, трубопроводы или здания.Геологические образования грунта, в которые бурятся скважины, должны сохранять свою форму во время бурения и бетонирования, а также не должны присутствовать грунтовые воды.

    Если есть опасения по поводу наличия грунтовых вод, может потребоваться использование спецификаций метода вытеснения навозной жижи. Забивные сваи более подробно обсуждаются в Главе 6 «Забивные сваи» и Главе 9 «Сваи вытесняющего типа». Стопки с особым вниманием, например, для изменяемых знаков сообщений (CMS), обсуждаются в главе 13 «Микростопки».

    5-4 забивные сваи

    Забивные сваи обычно бывают трех разных типов: (1) бетонные, (2) стальные и (3) деревянные. Общее описание каждого типа приведено ниже. Забивные сваи более подробно обсуждаются в Главе 7 «Забивные сваи».

    Таблица 5-1. Типы забивных свай

    ТИП СВАЙ ОПИСАНИЕ
    Забивные сваи – бетон Забивные бетонные сваи бывают различных размеров, форм и методов строительства.В поперечном сечении они могут быть квадратными, восьмиугольными, круглыми, сплошными или пустотелыми. Эти сваи обычно имеют диаметр от 10 до 60 дюймов и состоят из сборного предварительно напряженного бетона.

    Caltrans имеет стандартные детали для стыковки сборных железобетонных свай, но это сложная, трудоемкая и дорогая процедура. Следовательно, это почти исключает использование сборных свай там, где требуются чрезмерно длинные сваи для обеспечения необходимой несущей способности.

    Удельная стоимость бетонных свай обычно ниже, чем стальных эквивалентов.Но эта стоимость часто компенсируется потребностью в более крупном кране и молоте для обработки более тяжелой сваи. Это особенно актуально, когда нужно забить небольшое количество свай.

    Забивные сваи – стальные Стальные сваи включают профильные сваи и трубчатые сваи. Сваи структурной формы обычно используются для свай меньшей грузоподъемности, показанных на стандартных планах. Трубчатые сваи обычно используются для свай большой емкости. Секция трубы является стандартной альтернативой для свай 90 и 140 классов конструктивной формы, но используется редко.

    Хотя стальные сваи относительно дороги в пересчете на фут, они имеют ряд преимуществ. Стальные сваи конструкционной формы имеют размеры от HP 8 x 36 до HP 14 x 117 катаной формы или могут состоять из листов конструкционной стали, сваренных вместе. Они изготавливаются из высокопрочной и коррозионностойкой стали. Они могут проникнуть в коренную породу, где другие сваи будут разрушены при забивке. Тем не менее, даже со сваями типа «Н» необходимо соблюдать осторожность, когда приходится сталкиваться с длительной жесткой забивкой, так как кончики свай могут быть повреждены или предполагаемый путь проникновения сваи может резко отклониться.Использование усиленного наконечника на свае иногда может предотвратить этот тип повреждения. Благодаря малому весу и относительной простоте сращивания они полезны там, где необходимо проникнуть в неустойчивый материал на большую глубину, прежде чем достичь желаемого несущего слоя, и в местах, где для уменьшения зазоров требуется использование коротких секций. Они полезны там, где сваи должны быть расположены близко друг к другу, чтобы нести большую нагрузку, потому что они перемещают минимальное количество материала при забивке.

    Сваи из стальных труб имеют размеры от 10 до 120 дюймов в диаметре, от толстостенных труб, которые забиваются непосредственно молотком, до тонкостенных или ступенчато-конических труб, которые забиваются с помощью оправки. Стальная оболочка может иметь плоское дно или быть заостренной, а может быть ступенчато-конической или равномерного сечения. Сваи из стальных труб могут быть заполнены или не заполнены железобетоном.

    Детали сращивания показаны на стандартных планах и планах контрактов для контрактов, разрешающих использование стальных свай. Работы по сварке свай требуют подачи и утверждения Плана контроля качества сварки. Требования к Плану контроля качества сварки указаны в спецификациях контракта2.

    Иногда Н-образные сваи должны быть забиты ниже указанной отметки вершины, прежде чем будет достигнуто номинальное сопротивление забивке. Это может представлять собой административную проблему (затраты), если длина, пройденная ниже указанной высоты конца, значительна. Для решения этой проблемы обычно используются стальные проушины, приваренные к сваям. Этот вопрос подробно рассматривается в Памятке по строительству мостов 130-5.0, Стальные проушины двутавровых свай.

    Забивные сваи – деревянные Необработанные деревянные сваи могут использоваться для временных конструкций, ограждений, отбойных устройств и подобных работ; и в капитальном строительстве, где это разрешено спецификациями контракта. Их также иногда используют для строительства эстакад, хотя предпочтительны обработанные сваи. Деревянные сваи трудно удлинить, их трудно закрепить в фундаменте, чтобы противостоять подъему, и они могут быть повреждены, если их забивать неаккуратно. Деревянные сваи также имеют максимально допустимую несущую способность 90 тысяч фунтов, в то время как большинство структурных свай рассчитаны как минимум на 140 тысяч фунтов.

    5-5 Микросваи и альтернативные сваи

    Микросваи в настоящее время используются, когда спецификации контракта разрешают их использование.Можно использовать микросваи стандартной конструкции или патентованные системы микросвай. На момент публикации спецификации альтернативных свай переписывались, и в настоящее время нет утвержденных альтернативных систем свай. Дополнительную информацию см. в Главе 13, Микросваи, и в Приложении D, Колонна сваи и ствол сваи типа I.

    Введение в свайные фундаменты — Bright Hub Engineering

    История свайных фундаментов

    Свайные фундаменты использовались в течение многих лет для передачи нагрузок на грунт, который считается слабым по своей структуре из-за состояния грунта. На ранних этапах развития села и города располагались в непосредственной близости от озер и рек из-за наличия воды, а также для обеспечения должной охраны местности. Поэтому слабый несущий грунт укрепляли деревянными сваями, которые либо вбивали в землю вручную, либо закрепляли в ямах, которые заполняли камнями и подставкой. После промышленной революции примитивные методы установки свай были изменены, и были введены методы установки с помощью паровых или дизельных машин.С развитием технологий механики грунтов и других смежных дисциплин были разработаны превосходные сваи и системы установки свай.

    Назначение свайных фундаментов

    Сваи обычно используются, когда считается, что несущая способность масла s

    недостаточна для структурной нагрузки тяжелой конструкции. Сваи передают нагрузку на твердый грунт, расположенный на глубине. Если неглубокий грунт нестабилен или предполагаемая осадка недопустима, то использование свай может быть единственным практичным решением. Кроме того, если состояние почвы требует обширной разработки земли, которая является дорогостоящей, использование свай может быть более экономичным. Использование свай полезно не только в неустойчивой мелководной почве, но также полезно в нормальных грунтовых условиях, чтобы выдерживать вертикальные и горизонтальные нагрузки или фундаменты над водой, такие как причалы.

    Проектирование свайных фундаментов

    Свайные фундаменты должны быть тщательно спроектированы в соответствии с условиями грунта и нагрузки, а также стоимостью. Для обеспечения надежности свайного фундамента, который должен работать как единое целое, оголовки свай следует стыковать с балками или железобетонной плитой, способной работать на растяжение и сжатие.Сваи должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать осевые, сдвигающие и изгибающие напряжения, которые могут возникать при относительном горизонтальном перемещении свай между слоями в грунте. Сваи могут быть изготовлены из различных материалов, таких как сталь, древесина и бетон, каждый из которых обладает различными характеристиками, которые следует учитывать.

    Установка свай

    Техника установки свай является важной характеристикой

    конструкции свайных фундаментов, которую следует тщательно выбирать, принимая во внимание сопротивление для достижения желаемого заглубления, характеристики свай, доступное пространство на площадке , и помехи из-за шума.Обычно используемый метод установки свай — сваебойный. В них используется метод падающего груза, при котором соответствующий груз поднимается на подходящую высоту в рукаве, отпускается для удара о головку сваи, после чего свая вбивается в землю. Техника может быть одностороннего или двойного действия с падающим грузом, приводиться в действие паром, сжатым воздухом или гидравлически. В технике двойного действия сжатый воздух также используется во время опускания груза.

    Что такое свайный фундамент? Его виды, использование, дизайн.

    В этой статье вы подробно узнаете о Свайном фундаменте; его типы, использование и дизайн.

    Итак, начнем.

    Что такое свайный фундамент?

    Свайные фундаменты используются, когда слои грунта непосредственно под конструкцией не способны выдержать нагрузку с допустимой осадкой или достаточной защитой от разрушения при сдвиге.

    Свайный фундамент — одна из форм фундамента глубокого заложения.

    Сваи представляют собой относительно длинные тонкие элементы, которые забиваются в землю или забиваются на месте.

    Сваи использовались с доисторических времен.

    Сегодня свайный фундамент более распространен, чем любой другой тип фундамента глубокого заложения, особенно там, где грунтовые условия неблагоприятны для использования мелкозаглубленного фундамента.

    Типы свайных фундаментов.

    Сваи можно классифицировать несколькими способами на основе различных критериев:

    1. функция или действие,

    2. состав и материал и

    3. установка.

    1. Классификация свай по функциям или действиям.

    Следующая классификация основана на функции или действии.

    (и). Опорные сваи.

    В опорных сваях нагрузка передается через кончик сваи на подходящий несущий слой.

    (ii). Фрикционные сваи.

    В висячих сваях нагрузка передается по глубине за счет поверхностного трения по площади поверхности сваи.

    (iv). Натяжные или подъемные сваи.

    Этот тип свайного фундамента используется для анкеровки конструкций, подвергающихся подъему из-за гидростатического давления или опрокидывающего момента из-за горизонтальных сил.

    (т). Уплотнительные сваи.

    Сваи уплотнения

    используются для уплотнения рыхлых гранулированных грунтов с целью увеличения несущей способности грунта; куча песка используется для формирования этого типа сваи, поскольку она не должна нести никакой нагрузки.

    (vi). Анкерные сваи.

    Эти сваи используются для крепления против горизонтального натяжения.

    (vii). Фендерские сваи.

    Этот тип сваи используется для защиты береговых сооружений от ударов кораблей или других плавучих объектов.

    (viii). Шпунтовые сваи.

    Шпунтовые сваи

    обычно используются в качестве переборок или отсечек для уменьшения просачивания и подъема в гидротехнических сооружениях.

    (икс). Сваи из теста.

    Batter Pile используется для сопротивления горизонтальным и наклонным нагрузкам, особенно в прибрежных сооружениях.

    (х). Сваи с боковой нагрузкой.

    Эти типы свай используются для поддержки подпорных стен, мостов и плотин, а также в качестве отбойных устройств в доках и гаванях.

    2. Типы свайных оснований по составу и материалу.

    Сваи также можно классифицировать по материалу и составу следующим образом.

    (и). Деревянные сваи.

    Используется древесина звукового качества.

    Деревянные сваи хорошо работают как в полностью сухом, так и в погруженном состоянии.

    (ii). Стальные сваи.

    Обычно это двутавровые, трубчатые или шпунтовые сваи (катаные профили правильной формы).

    (iii). Бетонные сваи.

    Они могут быть сборными или монолитными.

    Сборные сваи обязательно армируются.

    Сваи монолитные устанавливаются путем предварительной выемки грунта; распространенными типами являются сваи Raymond , сваи MacArthur, сваи и Franki.

    (iv). Композитные сваи.

    Изготавливаются из бетона и дерева или из бетона и стали.

    Применяются, когда часть сваи погружена под воду.

    3. Типы свай в зависимости от установки.

    Сваи также можно классифицировать по способу их установки.

    (и). Забивные сваи.

    Деревянные, стальные или сборные железобетонные сваи вбиваются в нужное положение с помощью сваебойного оборудования.

    (ii). Набивные сваи.

    На месте можно заливать только бетонные сваи.

    Сваи бурятся и заливаются бетоном.

    Усиления могут быть добавлены в соответствии с требованиями.

    (iii). Забивные и монолитные сваи.

    Представляют собой комбинацию забивных и набивных свай.

    Можно использовать кожух или скорлупу.

    К этой категории относится свая Franki .

    Использование свай.

    Сваи используются для:

    (i) выдерживать вертикальные сжимающие нагрузки,

    (ii) воспринимать подъемную силу или силу растяжения,

    и (iii) выдерживают горизонтальные или наклонные нагрузки.

    Сваи несущие используются для поддержки вертикальных нагрузок от фундаментов зданий и мостов.

    Остроконечные и висячие сваи относятся к этой категории.

    Натяжные сваи используются для сопротивления направленным вверх силам, таким как поднятие в зданиях с подвалами ниже уровня грунтовых вод, фартуках плотин и т. д.

    Сваи с поперечной нагрузкой поддерживают горизонтальные или наклонные силы, например, фундаменты подпорных стен, мостов и плотин.

    Большие боковые нагрузки лучше противостоят набивным сваям.

    Они показаны на рисунке выше.

    Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять свайный фундамент.

    Несущая способность свайного фундамента.

    Предельная несущая способность свайного фундамента — это максимальная нагрузка, которую он может выдержать без разрушения при сдвиге или чрезмерной осадки.

    Допустимая нагрузка на сваю — это нагрузка, которая может быть возложена на нее с достаточным запасом прочности; это может быть предельная нагрузка, деленная на подходящий коэффициент безопасности.

    Или нагрузка, при которой осадка достигает допустимого значения, в зависимости от того, что меньше.

    Несущая способность свайного фундамента зависит прежде всего от типа грунта, через который он проходит и/или на который опирается, а также от способа установки.

    Также зависит от поперечного сечения и длины сваи.

    Ствол сваи представляет собой конструкционную колонну, которая фиксируется в точке (внизу) и обычно фиксируется вверху.

    Упругая устойчивость свай, или их сопротивление выпучиванию, исследовалась как теоретически, так и с помощью испытаний под нагрузкой ( Bjerrum, 1957 ).

    Как теория, так и опыт показывают, что коробление редко происходит из-за боковой поддержки грунта.

    Это может произойти только в тонких сваях в мягких глинах или в сваях, которые проходят через воздух или воду.

    Следовательно, обычная куча из песка или глины может быть спроектирована так, как если бы это была короткая колонна.

    Свая передает нагрузку на грунт двумя способами.

    Во-первых, за счет наконечника при сжатии, называемого точечным или концевым подшипником , и, во-вторых, сопротивлением сдвигу вдоль поверхности, называемым поверхностным трением .

    Если пласты, через которые забивается свая, слабые, острие, опираясь на твердый пласт, передает большую часть нагрузки; в таком случае свая называется «концевая свая » .

    Сваи в однородных грунтах передают большую часть нагрузки за счет поверхностного трения и называются висячими сваями .

    Однако почти все сваи обладают сопротивлением трению как на торце, так и на поверхностном трении.

    Существуют следующие методы определения несущей способности сваи;

    (i) статический анализ,

    (ii) динамический анализ,

    (iii) нагрузочные испытания сваи,

    и (iv) тесты на проникновение.

    Первые два теста являются аналитическими, а два других теста являются полевыми или практически ориентированными методами.

    Конструктивные особенности свайного фундамента.

    Проект свайного фундамента состоит из предполагаемых размеров сваи, глубины забивки и других соответствующих деталей.

    Затем проверка предложенного проекта на предмет безопасности и, при необходимости, его пересмотр до тех пор, пока он не будет признан удовлетворительным.

    Экономичность и скорость строительства являются критериями выбора любого из доступных вариантов.

    Ниже приведены важные аспекты конструкции.

    1. Длина свай.

    Выбор длины сваи производится на основании изучения профиля грунта, а также прочности и сжимаемости слоев грунта.

    Концевые несущие сваи должны достигать пласта, способного выдержать всю нагрузку на фундамент без разрушения или чрезмерной осадки.

    Висячие сваи должны быть достаточно длинными, чтобы распределять напряжения по массе грунта, чтобы свести к минимуму осадку и обеспечить достаточную безопасность.

    2. Тип и материал свай.

    Перед выбором типа и материала свай необходимо учитывать следующие моменты:

    (i) нагрузки,

    (ii) время для завершения работы,

    (iii) характеристики соответствующих слоев почвы,

    (iv) состояние грунтовых вод,

    (в) наличие оборудования,

    и (vi) установленные законом требования строительных норм и правил.

    Если сооружение представляет собой опору моста или сооружение на набережной, необходимо учитывать характеристики потока воды и размыва.

    3. Несущая способность сваи.

    Этот аспект конструкции должен быть определен для отдельной сваи и для группы, действующей как единое целое.

    Для определения допустимой нагрузки должен применяться соответствующий коэффициент безопасности.

    4. Расстояние между сваями.

    Сваи располагаются так, чтобы мощность свай, действующих как единое целое, равнялась сумме мощностей отдельных свай.