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

 

Разное

Расчет несущей способности буронабивной сваи: Пример расчета буронабивных свай: по несущей способности, минимальному расстоянию

Содержание

Свайный фундамент, расчет количества свай

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

Что такое свайный фундамент и из чего он состоит

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

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

  • Грунты, находящиеся под стройплощадкой, характеризуются неустойчивостью, высокой влажностью, усадкой под воздействием сезонных факторов;
  • Застройка проводится на территории со сложным рельефом, на котором крайне сложно или невозможно установить обычные фундаменты;
  • Климатические условия в местности, а также уровень грунтовых вод, согласно действующим правилам СНиП, вынуждают сооружать массивный бетонный фундамент, требующий значительных денежных вложений;
  • При сооружении каркасного здания, как правило, используется именно свайный фундамент.

Виды свай для фундамента

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

Разделение свай по способу строительства:

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

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

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

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

Таблица 1

Подробно о свайном фундаменте с ростверком

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

  • Армированный бетон. Бетонная лента укладывается на оголовки свай, расположенные на уровне земли. Во время проектирования также указываются места прокладывания неглубоких траншей, проходящих вглубь ростверка.
  • Бетонный ростверк подвесного типа. Аналогичный способ, при котором между грунтом и ростверком оставляется зазор. Этот промежуток позволяет компенсировать возможные колебания грунта (в рамках нормы).
  • Ростверк из железобетона. Основой служит двутавр и швеллер (для монтажа под несущие стены СНиП рекомендует) швеллер 30.
  • Деревянные брусья. В последнее время практически не применяются.

Как рассчитать количество свай для фундамента

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

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

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

1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи

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

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

2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи

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

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

Таблица 2

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

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

3. Расчет нагрузки от конструкции здания

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

4. Подсчет требуемого количества свай

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

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

  • Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
  • Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
  • Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;

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

5. Глубина установки свай и расстояние между ними

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

  • Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
  • Несущую способность грунта;
  • Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
  • Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).

Заключение

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

 

на какую монтируются винтовые, забивные, буронабивные, расчет для одноэтажного дома

Для расчета надежного и устойчивого фундамента необходимо грамотно определить глубину закладывания опор.

Заказать проектирование силовой конструкции можно у профессионалов, но доступность технологии позволяет самостоятельно определить значение параметра.

Что такое глубина заложения свайного фундамента, как ее определить и от чего она зависит, расскажем в статье.

От чего зависит?

Размер части свайного основания, которая находится под нулевым уровнем участка, зависит от ряда факторов:

  1. Веса проектной конструкции.
  2. Несущей способности грунта.
  3. Уровня подземных источников.
  4. Глубины промерзания земли.
  5. Типа силовых элементов.
  6. Материальных возможностей собственника.

Углубление в зависимости от свойств почвы и расположения грунтовых вод

Чтобы возводимое сооружение дало минимальную осадку, не деформировалось и не шаталось в процессе эксплуатации, необходимо закладывать фундамент таким образом, чтобы сваи опирались на твердый пласт земли. Затруднения в выборе оптимальных по размеру конструктивных элементов вызваны тем, что состав грунта на участке может быть неоднородным.

Несущая способность почвы зависит от ее состава и уплотненности, но в первую очередь – от насыщенности влагой. Чем ближе к поверхности находятся подземные источники, тем ниже сопротивление грунта нагрузкам.

Заказать геологические исследования можно у профессионалов или самостоятельно выкопать скважину на глубину не менее двух метров, чтобы оценить характеристики пород и степень увлажненности.

Соотношение между уровнем промерзания и степенью заглубления опорных элементов

Пучинистые почвы подвержены силам морозного пучения. К таким грунтам относятся глинистые породы, суглинок, пылеватые пески и т.д. За счет высокого содержания влаги земельный массив при минусовой температуре может увеличиваться в объеме до 12%.

В результате на боковые части опорных элементов начинают действовать выдергивающие сваи. Поэтому так важно заглубить сваи ниже точки промерзания.

Узнать точку промерзания можно расчетным путем по формуле:

где:

  • Tm  – среднемесячная отрицательная температура зимой в конкретном регионе;
  • Ko – коэффициент, учитывающий состав почвы.

Параметр  для различных геологических условий будет равным:

  • глины, суглинки – 0,24;
  • пески, супеси – 0,28;
  • пески большой крупности – 0,3;
  • гравий – 0,35.

Точный расчет глубины промерзания земли под зданием зависит от теплового режима в доме и рассчитывается по формуле:

где Kh  – коэффициент промерзания, регламентируемый нормами СНиП.

Как меняется значение в связи с типом опор?

Особенности проведения вычислений и рекомендации по выбору глубины свайного основания изложены в СНиП 2.02.01-83. При этом для разного типа опорных элементов учитывают отдельные нюансы.

Особенности расчета для винтовых столбов

Винтовые стержни заглубляются в почву ниже точки промерзания грунта, как правило, на 15%. При этом лопасти должны быть ввинчены в твердый пласт толщиной, равной не меньше трех диаметрам трубы. На участках, где уровень промерзания незначительный, важно учесть высоту почвенно-растительного слоя.

Для закладывания буронабивных

Для монтажа буронабивных элементов конструкции бурят скважины на глубине залегания тугоплавких пород.

Если почва характеризуется склонностью к пучению, то по технологии на дне шурфа рекомендуется устраивать утрамбованную песчаную подушку высотой не менее 20 см под нижним концом опоры.

Недостатком технологии для частного строительства фундамента с буронабивными сваями является тот факт, что сложно быть уверенным в тугоплавкости пород на назначенной глубине скважины. Поэтому для строительства малоэтажных домов и построек шурфы бурят на 1,5–2 м, что ниже точки промерзания и грунт на этом уровне достаточно уплотнен.

Но на особо зыбких почвах глубина закладывания буронабивных свай может достигать 30 м и более. В этом случае в обязательном порядке перед армированием и заливкой бетона необходимо устраивать в скважине обсадную трубу.

Согласно нормативам, заглубление опорных элементов в тугоплавкие породы должно составлять:

  • для крупнообломочных, гравелистых грунтов, а также пылеватых песков – от 50 см;
  • для других нескальных грунтов – от 1 м;
  • для слоев погребенного торфа – от 2 м.

Для забивных

Технология позволяет устраивать сваи забивным способом на глубине не больше 16 м. В остальных случаях используют составные силовые элементы.

Согласно СНиП, минимальная длина свай – от 3 м, для полых конструкций – от 4 м.

Как рассчитать для одноэтажного дома?

Для примера определим, какие сваи нужны для частного домостроения. В ходе расчетов можно узнать, на какую глубину необходимо бурить скважины под фундамент.

Исходные условия:

  1. Типовой одноэтажный каркасный дом площадью 6 на 6 м.
  2. Вес конструкции – 35 т.
  3. Стройка ведется на глинистом грунте с глубиной промерзания – 1,5 м.
  4. Средняя высота снежного покрова в регионе – 30 см.

Предварительно выбираем 9 винтовых свай диаметром 108 мм с несущей способностью 5 тонн. Предельная нагрузка такого фундамента позволяет выдержать вес конструкции. Для стержней с таким размером сечения длина может составлять от 1 до 12 м.

Учитывая глубину промерзания и рекомендации, что ствол должен уходить в землю ниже определяющего параметра на 15%, подземная часть сваи будет составлять: 1,5м + 15% = 1,75м.

Принимая во внимание уровень снежного покрова в регионе, предварительно выберем высоту цоколя 0,4 м. Таким образом, для строительства в заданных условиях понадобятся сваи длиной 2,5м.

Заключение

Нормативные документы не регламентируют единые правила для заглубления свай, но остается обязательным требованием, что этот параметр будет зависеть от геологических условий участка, а именно, от точки промерзания, типа грунта и уровня подземных источников.

Допустимые нагрузки на фундамент практически не зависят от размера подземной части опорных элементов, поскольку большее значение имеет опорная площадь. Рекомендованные соотношения длины свай и их диаметра приведены в таблицах СП и СНиП.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85 (с Опечаткой, с Изменениями N 1, 2, 3)

СП 24.13330.2011

Дата введения 2011-05-20

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки — постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 «О порядке разработки и утверждения сводов правил».

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ — Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова — институт АО «НИЦ «Строительство» (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова)

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации (ТК 465) «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2010 г. N 786 и введен в действие с 20 мая 2011 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 24.13330.2010

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ опечатки, опубликованные в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2011 г.

Опечатки внесены изготовителем базы данных

ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 3 декабря 2016 г. N 885/пр c 04.06.2017; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 20 ноября 2018 г. N 734/пр c 21.05.2019; Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 января 2019 г. N 40/пр c 25.07.2019

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017 год; М.: Стандартинформ, 2019

Введение

Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и при любых видах строительства.

Разработан НИИОСП им.Н.М.Герсеванова — институтом ОАО «НИЦ «Строительство»: д-ра техн. наук Б.В.Бахолдин, В.П.Петрухин и канд. техн. наук И.В.Колыбин — руководители темы; д-ра техн. наук: А.А.Григорян, Е.А.Сорочан, Л.Р.Ставницер; кандидаты техн. наук: А.Г.Алексеев, В.А.Барвашов, С.Г.Безволев, Г.И.Бондаренко, В.Г.Буданов, A.M.Дзагов, О.И.Игнатова, В.Е.Конаш, В.В.Михеев, Д.Е.Разводовский, В.Г.Федоровский, О.А.Шулятьев, П.И.Ястребов, инженеры Л.П.Чащихина, Е.А.Парфенов, при участии инженера Н.П.Пивника.

Изменение N 2 разработано институтом АО «НИЦ «Строительство» — НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы — д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский; исполнители — д-р техн. наук Н.З.Готман, д-р техн. наук Л.Р.Ставницер, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.А.Ковалев, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук О.А.Шулятьев, канд.техн. наук П.И.Ястребов) при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева.

Изменение N 3 к своду правил подготовлено АО «НИЦ «Строительство» — НИИОСП им.Н.М.Герсеванова (руководители темы — д-р техн. наук Б.В.Бахолдин, канд. техн. наук И.В.Колыбин, канд. техн. наук Д.Е.Разводовский, д-р техн. наук Н.З.Готман, канд. техн. наук А.Г.Алексеев, канд. техн. наук А.М.Дзагов, канд. техн. наук В.В.Сёмкин, канд. техн. наук А.В.Скориков, канд. техн. наук В.Г.Федоровский, канд. техн. наук А.В.Шапошников, канд. техн. наук П.И.Ястребов, при участии д-ра техн. наук В.В.Знаменского, д-ра техн. наук В.А.Ильичева).

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование свайных фундаментов вновь строящихся и реконструируемых зданий и сооружений (далее — сооружений).

Свод правил не распространяется на проектирование свайных фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, свайных фундаментов машин с динамическими нагрузками, а также опор морских нефтепромысловых и других сооружений, возводимых на континентальном шельфе.

2 Нормативные ссылки

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 8734-75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент

ГОСТ 9463-2016 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент

ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

Расчет фундамента из свай


 


Расчет несущей способности бутобетонной буронабивной сваи.

Несущую способность буронабивных бутобетонных свайных фундаментов, воспринимающих вертикальную сжимающую нагрузку, определяют исходя из сопротивления материала фундамента и сопротивления грунта основания (под нижним концом и на боковой поверхности сваи), принимая меньшее из двух значений.

Несущая способность буронабивной сваи глубиной от 1,5 м до 3 м по грунту, работающей на осевую сжимающую нагрузку (Р), определяется по формуле:

P несущая способность сваи = 0,7 коэфф. однородности грунта х (нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи х F площадь опирания сваи (м2) + u  периметр сваи (м) х  0,8 коэфф. условий работы х fiн нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола сваи х li — толщина несущего слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (м)

— нормативное сопротивление грунта в тоннах под нижним концом сваи, принимается по таблицам №№1, 2, 3; fiн — нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола сваи, т/м2, принимаемается  по таблице №4. При разных слоях грунта на глубине залегания сваи сумма сопротивления грунта на боковой поверхности сваи рассчитывается отдельно для каждого слоя грунта и полученный результат умножается на периметр сваи.

Таблица №3 Нормативные сопротивления глинистых грунтов в плоскости нижних концов бутобетонных буронабивных свай.













Вид грунта

Коэффициент пористости

Нормативные сопротивления Rн, т/м2 глинистых грунтов различной консистенции

Твердые

Полутвердые

Туго пластичные

Мягко пластичные

Супеси

0,5

47

46

45-43

42-41

Супеси

0,7

39

38

37-35

34-33

Суглинки

0,5

47

46

45-43

42-41

Суглинки

0,7

37

36

35-33

32-31

Суглинки

1,0

30

29

27-24

23-21

Глины

0,5

90

87

84-78

76-72

Глины

0,6

75

72

69-63

60-57

Глины

0,8

45

43

42-39

37-36

Глины

1,1

37

35

33-28

26-24

Таблица №4 Нормативные сопротивления грунтов на боковой поверхности буронабивных свай.








 

Средняя глубина расположения грунта, м

Нормативные сопротивления Rн, т/м2 глинистых грунтов различной консистенции

Полутвердые

Тугопластичные

Мягкопластичные

0,5

2,8

1,7-0,8

0,3

1

3,5

2,3-1,2

0,5

2

4,2

3,0-1,7

0,7

3

4,8

3,5-2,0

0,8

Таблица. Признаки визуального определения консистенции глинистых грунтов в поле *








Консистенция грунта

Визуальные признаки

Твердая и полутвердая

При ударе грунт разбивается на куски, при сжатии в руке рассыпается.

Тугопластичная

Брусочек грунта при попытке его сломать заметно изгибается до излома, достаточно большой кусок грунта разминается с трудом.

Мягкопластичная

Разминается руками без особого труда, при лепке хорошо сохраняет форму.

Текучепластичная

Грунт легко разминается руками, плохо держит форму при лепке.

Текучая

Течет по наклонной плоскости толстым слоем (языком).

* Указания  по инженерно-геологическим обследованиям при изысканиях автомобильных дорог. М.-1963г.- Приложение №1


Пример ориентировочного расчета свайного фундамента на буронабивных сваях .  Требуется рассчитать расстояние между висячими (без опоры на скальные грунты) буронабивными короткими сваями (до 3 м) под здание с центрально приложенной вертикальной расчетной нагрузкой Np = 5,5 т/погонный метр.

Грунтовые условия, по данным инженерно-геологических изысканий представлены суглинками, залегающими с поверхности земли до глубины 3 м. Причем, до глубины 2 м – залегают суглинки тугопластичные, а с глубины 2м  до 3 м — суглинки полутвердые. Далее, до глубины 9,2 м — пески крупные, плотные влажные. Грунтовые воды находятся на глубине 9,2 м от поверхности. Буровая скважина сухая.


Схема: Грунтовые условия и глубина буронабивных свай, расчет которых необходимо произвести.

Принимаем размеры свай (вариант A):  диаметр буронабивной сваи d = 0,5 м;  длина буронабивной сваи  l = 3,0 м. Нагрузка, приходящаяся на одну сваю составляет x метров (шаг свай) х 5,5 тонн (нагрузка на погонный метр фундамента ).

Несущую способность набивных свай исходя из грунтовых условий рассчитывают по формуле

P несущая способность сваи = 0,7 коэфф. однородности грунта х (нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи х F площадь опирания сваи (м2) + u  периметр сваи (м) х  0,8 коэфф. условий работы х fiн нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола сваи х li — толщина несущего слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (м)

В плоскости нижних концов свай залегает крупный песок, плотный влажный с несущей способностью Rн = 70 т/м2.

Площадь сечения (основания) круглой сваи составляет   S= 3,14 D2/4

S= 3,14 х 0,25 / 4 = 0,785/4 = 0,196 м2

Периметр сваи u = 3,14 D = 3,14 x 0,5 = 1,57 м;

Дополнительный коэффициент условий работы mf = 0,8; В глинах и в скважинах с водой коэффициент работы сваи вместо 0,8 принимается равным 0,6. (Таблица 7.5 СП 50-102-2003 Проектирование и устройство свайных фундаментов).

Нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола, принимаемое по табл., составит:  


  1. Для первого тугопластичного слоя грунта (суглинка) глубиной от 0 до 2 метров (среднее – 1 метр) – нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола составит от 1,2 до 2,3 т/м2  (См. строку для грунта на глубине 1 метр).  Принимаем самое малое значение сопротивления грунта с запасом 1,2 т/м2
  2. Для второго полутвердого слоя грунта (суглинка) глубиной от 2 до 3 метров (среднее – 2,5  метра) – от 4,2 до 4,8 т/м2 .  Принимаем самое малое значение сопротивления грунта с запасом 4,2 т/м2

Несущая способность сваи по грунту будет:
Р = 0,7 х 1 [70  х 0,196 + 1,57 х 0,8 (1,2 х 2 + 4,2 х 1)] = 15,4 т.

Минимально допустимый шаг свай составит 15,4 тонны / 5,5 тонн/м =2,8 метра. Разумно достаточным будет использование шага между сваями 2,5 метра.


Посмотрим, как изменится несущая способность сваи по грунту  при уменьшении диаметра сваи до 40 см (вариант Б):

Площадь сечения (основания) круглой сваи составляет   S= 3,14 D2/4

S= 3,14 х 0,2 / 4 = 0,16/4 = 0,125 м2

Периметр сваи u = 3,14 D = 3,14 x 0,4 = 1,25 м;

Несущая способность по грунту сваи диаметром 40 см составит:

Р = 0,7 х 1 [70  х 0,125 + 1,25 х 0,8 (1,2 х 2 + 4,2 х 1)] = 10,7 т.  Такие сваи придется ставить через 2 метра.


Посмотрим, как изменится несущая способность сваи диаметром 50 см при уменьшении глубины ее заложения с 3 до 2-х метров (вариант В):


При глубине заложения на 2 метра, буронабивная свая будет опираться на слой полутвердого суглинка, а боковые поверхности ствола сваи будут соприкасаться с 2 метровым слоем тугопластичного суглинка.

В плоскости нижних концов свай залегает полутвердый суглинок, с несущей способностью Rн = 36 т/м2.

Площадь сечения (основания) круглой сваи составляет   S= 3,14D2/4

S= 3,14 х 0,25 / 4 = 0,785/4 = 0,196 м2

Периметр сваи u = 3,14 D = 3,14 x 0,5 = 1,57 м;

Дополнительный коэффициент условий работы mf = 0,8;

Нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола для тугопластичного слоя грунта (суглинка) глубиной от 0 до 2 метров (среднее – 1 метр) – нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола составит от 1,2 до 2,3 т/м2  (См. строку для грунта на глубине 1 метр).  Принимаем самое малое значение сопротивления грунта с запасом 1,2 т/м2

Несущая способность по грунту сваи диаметром 50 см и глубиной 2 метра составит:

Р = 0,7 х1 [36  х 0,196 + 1,57 х 0,8 (1,2 х 2) = 7 т.  Такие сваи придется ставить уже через 1,2 метра.


Из вышеприведенного примера можно сделать два важных вывода:


  1. При  устройстве фундамента важно проводить исследование подлежащего грунта для определения его несущих способностей.  
  2. Обычно увеличение несущей способности по грунту для коротких висячих свай дает увеличение глубины их заложения. При этом необходимо соблюдать минимальный рекомендованный диаметр для буровых свай глубиной до 3 м  величиной не менее 30 см (требования пункта 15.2.Свода правил СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты. Актуализированная редакция  СНиП 2.02.03-85 и пункта 1810.3.5.2.2 Международного строительного кода  IBC -2009).

Расчет буронабивных свай пример расчёта несущей способности 

В силу некоторых особенностей земельных участков (проблемная структура грунта, наличие уклона или плотность возведения сооружений) при строительстве не всегда есть возможность поставить фундамент желаемого типа. В таких случаях оптимальный вариант – буронабивной фундамент с ростверком, который становится все популярнее благодаря многим его преимуществам.

Cхема буронабивных свай.

 

Особенности и преимущества буронабивного фундамента

В некоторых случаях при сооружении жилых зданий нет возможности устанавливать ленточный фундамент. Например, из-за наличия вблизи уже возведенных зданий или коммуникационных узлов. Такая проблема особенно актуальна в населенных пунктах, где площади участков небольшие и каждый владелец пытается возле дома разместить максимальное количество построек. Разрешить ситуацию так, чтобы не принести вреда основаниям уже существующих сооружений, позволяет использование буронабивного фундамента на сваях. При его сооружении есть возможность проводить все процессы с максимальной точностью. Кроме того, уровень вибрационных колебаний в процессе работы минимальный, что предотвращает разрушительное влияние на размещенные поблизости постройки.

Преимущества использования свай при сооружении фундамента:

  • Относительная дешевизна сооружения. Монолитное или ленточное основание, если провести правильный расчет материалов, обойдется значительно дороже буронабивного.
  • Универсальность применения. С помощью такого фундамента можно соорудить основание на любом типе грунта, включая участки, расположенные вблизи водоемов.
  • Возможность установки на глубину промерзания грунта.
  • Это решение подходит для конструкций из любых материалов. Например, для домов из кирпича, бруса или панелей.
  • Скорость сооружения. На его строительство уходит около 5-7 суток.
  • Безопасность. При постройке полностью исключена возможность негативно повлиять на уже готовые здания или нанести вред ландшафту.

Стоит отметить, что несущая способность буронабивного фундамента не уступает ленточному или монолитному.

Еще одна особенность использования свай – заливка прямо на месте строительства. К проблематике сооружения такого фундамента можно отнести только бурение скважин для заливки, которые вырыть с помощью техники возможно не всегда, и вся работа проводится вручную.

Фото буронабивных свай

 

Расчет основных характеристик буронабивных свай

Перед началом строительства нужно совершить расчет несущей способности и выбрать материал изготовления, который напрямую будет влиять на показатели будущего основания.

 

Расчет несущей способности

Просто недопустимо выпускать из виду этот показатель в ситуациях, когда планируется сооружать здание на основании из свай. От него напрямую зависит количество используемых материалов и количество столбов, которые будет необходимо использовать при строительстве.

Таблица несущей способности свай

 

 

Несущая способность свай, на которые действует вертикальная нагрузка, зависит от уровня сопротивления основания (влияют используемые материалы), а также показатель сопротивляемости грунта. Чтобы провести расчет несущей способности свай, можно воспользоваться формулой:

Несущая способность = 0.7 КФ х (Нс х По х Пс х 0.8 Кус х Нсг х Тсг)

КФ – коэфф. однородности грунта.

Нс – нижнее сопротивление грунта.

По – площадь опирания столба (м2).

Пс – периметр столба (м).

Кус – коэффициент условий работы.

Нсг – нормативное сопротивление грунта боковой поверхности.

Тсг – толщина слоя грунта (м).

Для поиска некоторых значений можно использовать СНиП 2.02.03-85 (там содержится каждая необходимая таблица).

Проводя расчет несущей способности, также нужно учитывать размер столба. Как пример, столб диаметром 30 см выдерживает 1700 кг, а свая толщиной 50 см – уже целых 5000 кг. Это говорит об большом влиянии каждого сантиметра на уровень нагрузки, который будет выдерживать диаметр.

Таблица сопротивления свайных столбов в зависимости от глубины погружения

 

Расчет несущей способности: материал

Кроме размеров свай, проводя расчет нужно учитывать и материал. Как и в других типах фундаментов, большое значение имеет класс бетона.

Таблица приблизительной стоимости свайного фундамента

 

 

Как пример, использование бетона В 7,5  может позволить основанию выдерживать нагрузку в 100 кг на 1 см2. Это достаточно большой показатель.

Технология сооружения фундамента на сваях

Буронабивное основание собирается непосредственно на участке. В сваях заключается его основная особенность – именно они берут на себя всю нагрузку будущего сооружения. Чтобы провести расчет установки, нужно узнать глубину промерзания земли и провести монтаж так, чтобы подошва столба находилась ниже этой отметки.

Обязательно проводится гидроизоляция опор с помощью рубероида, устеленного 2 слоями. Верхние части столбов соединяются с помощью ростверка и от ее типа зависит вид основания: заглубленный или висячий.

С целью предотвращения вспучивания на участке ростверки висячего типа устанавливаются от поверхности земли на отдалении около 10 см. Когда ростверк будет погружен в землю – его называют заглубленным (вкапывается на 20 см и больше). Если основание сооружалось на сваях и использовался ростверк, оно способно выдерживать 1.5 Т.

Таблица для расчета бокового сопротивления опор

 

Алгоритм сооружения:

  • Разметочные работы. Используется канат, уровень и другие приспособления.
  • Рытье траншеи.
  • Разметка расположения опор.
  • Изъятие земли из места расположения столбов с помощью мотобура или другим способом.
  • Установка опор. Перед их размещением в скважинах необходимо предварительно разместить рубероид в 2 слоя. Его рубашка должна полностью окутывать участок столба, который будет закопан в земле.
  • Бетонирование.
  • Соединение опорной части с ростверком.
  • Укладка балки.
  • Бетонирование стыков.

При бетонировании необходимо постоянно размешивать раствор. Это позволит добиться большей прочности основания: выйдет воздух и бетон будет более плотным.

 

 

Буронабивной фундамент – отличное и экономичное решение для возведения сооружений, не уступающее прочностными показателями, как пример, тому же ленточному основанию, а также позволяющее провести работу быстро.

Проведение расчетов несущей способности разных видов свай

Использование свайных оснований во многих случаях является более выгодным и безопасным. Обеспечить это помогают испытания и расчеты на определение несущей способности висячих, забивных, буронабивных, винтовых, ТИСЭ и одиночных свай на выдергивание, при растяжении, сжатии, на осадку, горизонтальную и статическую нагрузку. Компетентные сотрудники испытательной лаборатории «Нова» готовы выполнить все требуемые инженерно-геотехнические исследования по очень приемлемым ценам.

Методы расчета несущей способности буронабивных, винтовых, висячих, забивных, одиночных свай

Согласно нормам ГОСТ 5686-2012 и другой нормативно-правовой документации, для высокоточного определения несущей способности каждой одиночной сваи следует принять во внимание такие данные, как прочностные параметры материала сваи и грунтов. Если в первом варианте для нахождения расчетной нагрузки на сваю достаточно знать силу сопротивления, то во втором – все вычисления могут осуществляться несколькими методами.

Один из простых методов оценки – расчетный, при этом все требуемые данные берутся из таблицы несущей способности свай. Такая методика, хоть и является наименее точной, отлично подходит для выполнения первоначальных вычислений на этапе проектирования. На такие вычисления затрачивается немного времени и денежных средств.

Особенности методов проведения расчетов несущей способности свай (винтовых, забивных, буронабивных, висячих, тисэ, одиночной сваи) таковы:

  • Для винтовых свай достаточно знать разновидность грунта, особенности его пластичности и глубину погружения используемых свай;
  • При расчете для любого вида забивной сваи следует учитывать, что они выпускаются из разного материала и имеют любую конфигурацию.
  • Для буронабивных свай учитывается марка бетона, из которого они изготовлены;
  • Особенности забивной висячей сваи состоят в расчете её оптимальной длины для достижения нужной несущей способности;
  • Для свай тисэ и расчета фундамента такого типа определяется вес дома, эксплуатационная нагрузка, в том числе от снежных покровов и несущую способность столбов;
  • Материал и грунт являются определяющими факторами для расчета несущей способности одиночной сваи.

Сотрудники нашей испытательной лаборатории быстро и качественно произведут для вас все необходимые вычисления.

К точному и достоверному методу оценки свай, включая тисэ, относятся полевые исследования, которые наши специалисты осуществляют на высшем уровне. Мы можем рассчитать несущую способность свай при помощи динамических испытаний с соблюдением ГОСТов. Такая методика является довольно мобильной и не требует больших денежных затрат, но при этом позволяет получить точный результат.

Статистические исследования для подбора и оценки работы свай

Для подбора свай подходящего вида и размера, оценки реального их погружения и остальных работ лучше всего использовать статистические исследования. При данном способе осуществляется постепенный прирост нагрузки на исследуемую сваю с ожиданием ее стабилизации, при этом допустимая осадка сваи не может превышать 0,1 мм. При достижении предела сопротивления данный эксперимент считается оконченным. Показания снимаются на каждом этапе увеличения нагрузки. Определив несущую способность одной сваи на выдергивание, можно очень просто получить оценку при ветровых или крановых нагрузках. Для правильного подбора свайного фундамента нельзя обойтись без выяснения несущей способности при горизонтальной нагрузке. 

Для оформление заявки на услуги или по вопросам проведения исследований и расчетов обращайтесь к нам по телефону +7 (926) 555-34-96 или же написав на электронную почту [email protected] 

Адаптировано из раздела «Фундамент» документа GeotechniCAL
Справочное руководство
Автор: Дэвид Толл (Даремский университет)

Сваи обычно используются, потому что невозможно найти адекватную несущую способность
на достаточно небольшой глубине, чтобы выдерживать нагрузки конструкции. Это важно
чтобы понять, что сваи получают поддержку как от торцевого подшипника, так и от поверхностного трения.
Доля несущей способности, создаваемая либо концевым подшипником, либо
кожное трение зависит от почвенных условий.Сваи можно использовать для поддержки
различные виды структурных нагрузок.

Типы свай

  • Концевые опорные сваи
  • Сваи фрикционные
  • Сваи переходные отстойные
  • Сваи натяжные
  • Сваи с боковой нагрузкой

Свайное строительство

  • Сваи вытесняющие
  • Грунт смещен как радиально, так и вертикально, как и ствол сваи
    забивается или вдавливается в землю

  • Невыдвижные (сменные) сваи
  • почва удаляется и образовавшаяся яма заполняется бетоном или
    Сборная бетонная свая опускается в яму и заливается раствором.

Выбор сваи Зависит от:

  • Расположение и тип конструкции
  • Состояние грунта
  • Прочность
  • Стоимость

Свайные группы

  1. Сваи часто устанавливаются группами.
  2. Группа свай должна рассматриваться как составной блок из свай и грунта,
    а не множественный набор одиночных стопок.
  3. Вместимость каждой сваи может зависеть от забивки последующих свай в непосредственной близости.
  4. Уплотнение почвы между соседними сваями может привести к увеличению
    контактные напряжения и, как следствие, более высокая пропускная способность вала для этих свай.
  5. Предел прочности группы свай не всегда зависит от индивидуальных особенностей
    вместимость каждой сваи.
  6. При анализе пропускной способности свайной группы необходимо выделить 3 режима отказа.
    рассмотрено:
    1. Разрушение одной сваи.
    2. Обрыв рядов свай.
    3. Ошибка блока.

Максимальная несущая способность

Предел несущей способности можно принять как одно из трех значений:

  1. максимальная нагрузка Q max , при которой дальнейшее проникновение происходит без
    нагрузка увеличивается
  2. расчетное значение Q f , полученное как сумма концевого подшипника и
    сопротивление вала
  3. или нагрузка, при которой происходит оседание диаметра 0,1 (при Q макс.
    не понятно)
    .

Для свай большого диаметра осадка может быть большой, что является фактором безопасности.
2-2,5 обычно используется на рабочей нагрузке.

Свая, нагруженная в осевом направлении, будет нести нагрузку частично за счет касательных напряжений,
т с ,
образуются вдоль ствола сваи и частично под действием нормальных напряжений, q b ,
генерируется на базе.

Предел прочности Q ф сваи равен
к базовой емкости плюс поверхностное трение, действующее на вал.

Q f = Q b + Q с
= А б . q b + å (A s . T s )
где A b — площадь основания

A s — площадь поверхности вала в слое почвы.

Греческая буква S используется для обозначения
что может быть уместным сложить вызванное кожным фрицитоном
каждым слоем грунта, в который входит свая.

Пропорции грузоподъемности, обеспечиваемые трением о поверхности и концевым подшипником.
не зависят только от геометрии сваи. Тип конструкции
и последовательность слоев почвы являются важными факторами.

Поселок

Полная мощность вала мобилизуется при гораздо меньших перемещениях, чем те
относится к полному сопротивлению базы.Это важно при определении
расчетная реакция сваи. Такая же общая несущая способность может быть
достигается за счет разнообразных комбинаций диаметра и длины ворса. Однако,
длинный тонкий ворс может быть более эффективным, чем короткий короткий ворс. Дольше
сваи g

PPT — РАСЧЕТ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПРОБЕНОЙ СВАИ PowerPoint Presentation

  • НАПОРНАЯ СПОСОБНОСТЬ РАСЧЕТА И АКТУАЛЬНОСТЬ Проф. Ле Дык Тханг; М.Sc. Pham Viet Khoa FECON Foundation Engineering and Underground Construction JSC Париж — 19 ноября 2010 г.

  • Содержание Введение • Статистические данные по результатам испытания на статическую нагрузку буронабивных свай в Ханое • Несущая способность сваи: от расчета к действительности 3.1 Формулы для расчета несущей способности сваи 3.2 Испытание на статическую нагрузку с использованием контроля датчиков 3.3 Сравнение рассчитанных компонентов нагрузки и фактических результатов испытания нагрузки с использованием контроля датчиков • Рекомендации

  • Введение

  • В последние годы наиболее популярной технологией для Глубокий фундамент многоэтажных домов во Вьетнаме — это буронабивная свая.• С тех пор многие проблемы при строительстве буронабивных свай были решены: качество бетона в буровом растворе, неоднородность бетона сваи, дефект носка сваи… • Однако есть некоторые проблемы при проектировании буронабивных свай, которые не были должным образом решены • Этот отчет призван показать одну из проблем при проектировании буронабивных свай, а именно определение несущей способности сваи, и рекомендацию

  • 1. Статистические данные по результатам испытания на статическую нагрузку для буронабивных свай в Ханое

  • Статистика резюме Согласно вьетнамскому стандарту TCXDVN 269: 2002: Свая разрушилась, когда S / D приближается к 10%. Испытательная нагрузка кажется намного ниже, чем фактическая предельная несущая способность сваи? S200% DesignLoad / Диаметр

  • 2.Несущая способность сваи: от расчета к действительности

  • Песчаная глина Глинистый песок Песок 9

  • Популярная формула для расчета несущей способности сваи Предельная несущая способность: Допустимая несущая способность: или

  • Несущая способность сваи Компоненты грузоподъемности: Подшипник пальца ноги и кожа трение

  • Испытание на нормальную статическую нагрузку 12

  • Испытание на статическую нагрузку с использованием контроля датчиков Место: HH6 Ан-Хан — Ханой Место проекта: Проект головного офиса Вьетнамского внешнеполитического ведомства

  • Сигнальный кабель Армирование тензодатчика Установить регистратор данных

  • 100% 200% Трение кожи: Компонент подшипника пальца: Распределение нагрузки при испытательной нагрузке 200% от расчетной нагрузки 18% 82%

  • 100% 200% 300% Компонент поверхностного трения: Компонент подшипника носка nt: При испытательной нагрузке = 300% от расчетной нагрузки 12% 88%

  • Сравнение между расчетной несущей способностью и результатами испытаний

  • 3.Рекомендации

  • Зазор самый большой Зазор самый маленький 20

  • Рекомендации Пока испытательная нагрузка всегда намного ниже, чем фактическая предельная несущая способность сваи, поэтому результаты испытаний под нагрузкой не были используется эффективно 2. При расчете несущей способности буронабивной сваи: расчетная составляющая сопротивления поверхностному трению всегда намного ниже действительной. 3. Возникнут ли проблемы с исходными данными о свойствах грунта для проектных работ? 4.Японская формула [2] должна использоваться чаще, чем другие

  • Рекомендации 5. Коэффициент безопасности (Fs) от 2,5 до 3 для расчета несущей способности буронабивной сваи кажется слишком высоким 6. В требованиях к испытаниям свай испытательная нагрузка должна быть до предельной несущей способности, а не ограничиваться 200% расчетной нагрузкой, как обычно. 7. Мониторинг датчика должен применяться в сочетании с испытанием статической нагрузкой для измерения распределительной нагрузки вдоль ствола сваи, чтобы можно было исправить сваю Расчет подшипников

  • Для обновления стандарта долгосрочного проектирования: Исследователи, проектировщики и подрядчики должны провести официальное исследование для определения несущей способности буронабивных свай при согласовании и поддержке Министерства строительства, чтобы найти ответ на следующий вопрос: 1) Как лучше всего исследовать грунт при проектировании буронабивных свай? Ключевые свойства почвы? 2) Какая наиболее подходящая формула расчета должна применяться в условиях почв Вьетнама? А ФС? 23

  • БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

  • PPT — РАСЧЕТ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПОДШИПНИКОВ ПРОБНОЙ СВАИ PowerPoint Presentation

  • ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПОДШИПНИКОВ ДЛЯ РАСЧЕТА И ДЕЙСТВИЯ Проф.Кандидат наук. Ле Дык Тханг; M.Sc. Pham Viet Khoa FECON Foundation Engineering and Underground Construction JSC Париж — 19 ноября 2010 г.

  • Содержание Введение • Статистические данные по результатам испытания на статическую нагрузку буронабивных свай в Ханое • Несущая способность сваи: от расчета к действительности 3.1 Формулы для расчета несущей способности сваи 3.2 Испытание на статическую нагрузку с использованием контроля датчиков 3.3 Сравнение рассчитанных компонентов нагрузки и фактических результатов испытания нагрузки с использованием контроля датчиков • Рекомендации

  • Введение

  • В последние годы наиболее популярной технологией для Глубокий фундамент многоэтажных домов во Вьетнаме — это буронабивная свая.• С тех пор многие проблемы при строительстве буронабивных свай были решены: качество бетона в буровом растворе, неоднородность бетона сваи, дефект носка сваи… • Однако есть некоторые проблемы при проектировании буронабивных свай, которые не были должным образом решены • Этот отчет призван показать одну из проблем при проектировании буронабивных свай, а именно определение несущей способности сваи, и рекомендацию

  • 1. Статистические данные по результатам испытания на статическую нагрузку для буронабивных свай в Ханое

  • Статистика резюме Согласно вьетнамскому стандарту TCXDVN 269: 2002: Свая разрушилась, когда S / D приближается к 10%. Испытательная нагрузка кажется намного ниже, чем фактическая предельная несущая способность сваи? S200% DesignLoad / Диаметр

  • 2.Несущая способность сваи: от расчета к действительности

  • Песчаная глина Глинистый песок Песок 9

  • Популярная формула для расчета несущей способности сваи Предельная несущая способность: Допустимая несущая способность: или

  • Несущая способность сваи Компоненты грузоподъемности: Подшипник пальца ноги и кожа трение

  • Испытание на нормальную статическую нагрузку 12

  • Испытание на статическую нагрузку с использованием контроля датчиков Место: HH6 Ан-Хан — Ханой Место проекта: Проект головного офиса Вьетнамского внешнеполитического ведомства

  • Сигнальный кабель Армирование тензодатчика Установить регистратор данных

  • 100% 200% Трение кожи: Компонент подшипника пальца: Распределение нагрузки при испытательной нагрузке 200% от расчетной нагрузки 18% 82%

  • 100% 200% 300% Компонент поверхностного трения: Компонент подшипника носка nt: При испытательной нагрузке = 300% от расчетной нагрузки 12% 88%

  • Сравнение между расчетной несущей способностью и результатами испытаний

  • 3.Рекомендации

  • Зазор самый большой Зазор самый маленький 20

  • Рекомендации Пока испытательная нагрузка всегда намного ниже, чем фактическая предельная несущая способность сваи, поэтому результаты испытаний под нагрузкой не были используется эффективно 2. При расчете несущей способности буронабивной сваи: расчетная составляющая сопротивления поверхностному трению всегда намного ниже действительной. 3. Возникнут ли проблемы с исходными данными о свойствах грунта для проектных работ? 4.Японская формула [2] должна использоваться чаще, чем другие

  • Рекомендации 5. Коэффициент безопасности (Fs) от 2,5 до 3 для расчета несущей способности буронабивной сваи кажется слишком высоким 6. В требованиях к испытаниям свай испытательная нагрузка должна быть до предельной несущей способности, а не ограничиваться 200% расчетной нагрузкой, как обычно. 7. Мониторинг датчика должен применяться в сочетании с испытанием статической нагрузкой для измерения распределительной нагрузки вдоль ствола сваи, чтобы можно было исправить сваю Расчет подшипников

  • Для обновления стандарта долгосрочного проектирования: Исследователи, проектировщики и подрядчики должны провести официальное исследование для определения несущей способности буронабивных свай при согласовании и поддержке Министерства строительства, чтобы найти ответ на следующий вопрос: 1) Как лучше всего исследовать грунт при проектировании буронабивных свай? Ключевые свойства почвы? 2) Какая наиболее подходящая формула расчета должна применяться в условиях почв Вьетнама? А ФС? 23

  • БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

  • Как определить несущую способность вала сваи

    1 Studia Geotechnica et Mechanica, Vol.XXIX, No. 1 2, 2007 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ОБЩЕСТВА ИЛИ ФОНДОВ BSED ON CT TEST ESULTS KZIMIEZ GWIZD Гдаскский технологический университет, факультет гражданского и экологического строительства MCIEJ STCZNIEWSKI Технический университет Лод, Гражданское строительство, архитектура и инженерия окружающей среды Аннотация: Представлен метод, использующий результаты КТ для определения несущей способности сваи. В этом методе несущая способность вала и основания способствует определению всей кривой расчета нагрузки с использованием соответственно выбранной функции передачи нагрузки.Метод разработан на основе полевых измерений свай, применяемых для нагрузочных испытаний, а также КТ-испытания в зоне забивки свай. Всего проанализированы испытания 94 вибро- и буронабивных свай, установленных в дифференцированных грунтовых условиях. Результаты теста были статистически интерпретированы путем оценки параметров метода и проверки различных статистических гипотез. 1. ВВЕДЕНИЕ Надежная оценка работы инженерных сооружений, передающих нагрузки на недра, остается серьезной проблемой как с теоретической, так и с инженерной точки зрения.деформируемая конструкция взаимодействует с гибким грунтом, создавая соответствующие поперечные силы (изгибающие моменты, сдвиговые и нормальные силы), которые строго связаны с механическими свойствами грунта. Во время процесса фундамента, особенно для глубоких фундаментов, некоторые геотехнические параметры меняются. В основном это касается свайных фундаментов, где в непосредственной близости от свай геотехнические параметры могут улучшаться или ухудшаться в зависимости от применяемой технологии. Геотехническая разведка обычно проводится перед фундаментными работами, что становится дополнительной проблемой при инженерных расчетах.В последнее время предполагается, что наилучшие результаты по свойствам грунта могут быть достигнуты на основании испытаний на месте. Подобная ситуация может наблюдаться и в Польше, где широко проводятся исследования недр на местах. Лучшим аргументом в пользу последнего утверждения является настоящая конференция. Связное резюме таких исследований можно найти, например, в статье ЧУШКЕ [11]. Наиболее распространенными исследованиями на месте являются следующие: динамические испытания на проникновение, статические испытания на конусное проникновение (CT), стандартные испытания на проникновение (ST), испытания дилатометром (DMT), испытания прессиометром (MT), испытания на сдвиг лопасти (VST) и геофизические тесты.Несмотря на некоторые недостатки, в последнее время в России проектирование свайных фундаментов в основном основывается на испытаниях КТ.

    2 56 K. GWIZD, M. STCZNIEWSKI В представленном в статье анализе рассматриваются две противоположные технологии: сваи полного вытеснения типа Vibro-Fundex и Vibrex по сравнению с буронабивными сваями большого диаметра с извлечением грунта. В обоих рассматриваемых случаях перед установкой сваи были проведены испытания на статическое проникновение.В статье представлена ​​методика оценки несущей способности свай по результатам статических испытаний на проникновение (СТ). Он позволяет определять несущую способность вала и основания свай, а также позволяет построить полную кривую расчета нагрузки с использованием соответствующих функций передачи нагрузки. Предлагаемый метод разработан на основе натурных исследований, состоящих из нагрузочных испытаний свай, дополненных испытаниями ГНКТ, проведенными на месте установки свай.В анализе было использовано 94 результатов испытаний Vibro-Fundex, Vibrex и буронабивных свай большого диаметра, установленных в различных грунтовых условиях. Результаты тестирования, использованные для проверки предположений, были подвергнуты статистическому выводу [10], который охватывал две основные процедуры, то есть оценку параметров и проверку статистических гипотез. Оценка параметров, то есть оценка ожидаемого значения, дисперсии и стандартного отклонения, производилась с использованием метода доверительных интервалов с определенной вероятностью (уровнем достоверности).Затем результаты, полученные корреляционным методом, были проверены с использованием процедуры проверки статистических гипотез. Он заключался в проверке допущений, принятых как для исследуемых параметров (параметрические гипотезы), так и для форм распределений (непараметрические гипотезы). Гипотезы были проверены с точки зрения критериев значимости и согласованности для предполагаемой вероятности (уровня значимости). Оценка параметров функций линейной и нелинейной регрессии проводилась методом регрессионного анализа.Для определения влияния значимых факторов на параметры передаточных функций нагрузки был проведен мультирегрессионный анализ (построение парной корреляционной матрицы коэффициентов и частных корреляционных матриц). 2. Прямое определение несущей способности свай ILE BEING CCITY основано на конусном сопротивлении пенетрометра (c) при испытании CT. Несущая способность сваи может быть определена в соответствии с оценкой (1), а предельное сопротивление единицы под основанием и вдоль вала сваи — по оценкам (2) и (3), соответственно [4]: ​​u [MN], ( 1) bu su b bu bu 1 c si sui [млн лет назад], (2)

    3 Определение несущей способности свайного фундамента 57 sui [Ma], (3) csi 2 i где: u предельная нагрузка на головку сваи [MN], соответствующая виртуальной осадке основания сваи, bu предельное сопротивление грунта под основание сваи [МН], предельное сопротивление грунта вдоль ствола сваи [МН], единица бу, предельное сопротивление грунта под основанием сваи [Ма], c среднее сопротивление конуса пенетрометра в основании сваи [Ма], ед. , предельное сопротивление грунта вдоль ствола сваи в i-м расчетном слое [Ма], среднее по CSI, удельное сопротивление конуса пенетрометра в i-м расчетном слое [Ма], b поверхность основания сваи [м 2], s поверхность ствола сваи [м 2], 1 коэффициент несущей способности основания, 2i коэффициент несущей способности для i-го расчетного слоя.Для разделения недр на расчетные слои можно использовать процедуру Хардера-Блоха [7]. Фильтрация прямых показаний КТ выполняется путем пошагового статистического анализа, который позволяет нам выбирать однородные слои почвы по результатам испытаний КТ. c) пенетрометра в зоне у основания сваи определяется по следующей формуле: hl 2 1 cc (h) dh ll [Ma].(4) 1 2 hl 1 В предлагаемом методе диапазоны зон l 1 и l 2 устанавливаются на основе схем в зависимости от расположения слоев грунта у основания сваи. Всего было выделено три основные схемы [5]: 1. Схема I: l 1 = 4D b, l 2 = 1D b (где D b — диаметр основания сваи). Схема I разделена на I однородный грунт. Ib неоднородный грунт (основание утоплено в грунте с более высоким сопротивлением конусу, а выше находятся более слабые грунты).

    4 58 К.GWIZD, M. STCZNIEWSKI Ic частный случай схемы I: (основание погружено в почву с более высоким конусным сопротивлением, а выше находятся очень слабые почвы, такие как мад и торф; в таком случае диапазон зоны l 1 не содержит очень слабого грунта). 2. Схема II: l 1 = 2D b, l 2 = 4D b; неоднородный грунт (основание утоплено в грунте с меньшим конусным сопротивлением, а выше находится грунт с более высокими параметрами). 3. Схема III: l 1 = 4D b, l 2 = 4D b; неоднородный грунт (основание утоплено в грунт с более высоким конусным сопротивлением, тогда как сверху и снизу находятся слои грунта с более низкими параметрами) БЫТЬ СТОРОНЫ FCTO OF ILE BSE Коэффициент несущей способности основания сваи 1 определяется в терминах функции 1 (c), которая была принята на основе выбора соответствующей модели функции регрессии.Рассмотрены функции линейной и нелинейной регрессии. Последняя может быть непосредственно преобразована в линейную форму или преобразована в терминах нахождения логарифма. Наконец, была принята степенная функция, которая обладает наивысшим коэффициентом корреляции, наивысшим уровнем определения и наименьшей функцией потерь (принимается как сумма отклонений остаточного объема) Сваи Vibro-Fundex и Vibrex. Значение коэффициента несущей способности основания 1 определяется в соответствии с к оценкам (5) и (6), рисунок 1 (= 1.0 млн лет): c 1 = 1 для 4, (5) c для 4

    5 Определение несущей способности свайного фундамента 59 В случае свай Vibrex коэффициент 1 следует дополнительно увеличить на 10%, что является следствием несколько иной технологии установки свай.Это было подтверждено верификационным анализом с использованием коэффициентов согласованности, определяющих отношение расчетных величин к измеренным. Буронабивные сваи большого диаметра. Значение коэффициента несущей способности основания 1 определяется по следующей формуле (рисунок 2, = 1,0 млн лет): cc для ( 7) 2.2. UNIT ULTIMTE SOIL ESISTNCE (su) ПО ДЛИННОЙ ПЛОЩАДИ ПОЧВЫ Значения sui, полученные в соответствии с предложенным методом, следует принимать на глубине 5,0 м и более (измеренной от поверхности почвы). t глубина менее 5.0 m, значения sui должны быть определены с использованием процедуры интерполяции между нулем и значениями, полученными из оценки (3). Если очень слабый грунт находится непосредственно под поверхностью грунта, заменяемый уровень интерполяции может быть определен в соответствии с [8] СОСТАВ КОНУСА ЭНЕТОМЕТА ВЕРЕДОВАННОГО БЛОКА Сопротивление конуса измеренного элемента csi пенетрометра принимается для i-го расчетного слоя как: csi 1 h hi hi1 (h) dh c [Ma]. (8) СОСТОЯНИЕ СТВОЛА ILE Коэффициент несущей способности ствола сваи 2 был взят в виде линейных функций передачи нагрузки [2 (cs)], в зависимости от типа сваи и грунта.Чтобы провести статистический анализ значимости как коэффициента регрессии, так и свободного члена, были оценены параметры функции линейной регрессии. Оценка проводилась с использованием критического уровня значимости, принятого распределением Т-Стьюдента Сваи Vibro-Fundex и Vibrex Коэффициент несущей способности 2 значений ствола сваи определяется из расчетов (9) (12) в зависимости от типа грунта (рисунок 3). ):

    6 60 тыс.GWIZD, M. STCZNIEWSKI 0,5 для глин, песчаных глин, а также глинистых песков (C, CS, SC) в диапазоне cs 12,0: для илистых песков (SM в диапазоне 4,0 для мелких песков в диапазоне 4,0 cs; (9) cs 40.0: cs; (10) cs 40.0: cs; (11) для крупных и средних песков в диапазоне 4,0 cs 40,0: cs (12) Рис в сравнении с cs для вибросвай

    7 Определение несущей способности свайных фундаментов 61 Рис. В сравнении с CS для буронабивных свай большого диаметра Буронабивные сваи большого диаметра Значение коэффициента несущей способности 2 ствола сваи рассчитывается по расчетам (13) (16) в зависимости от типа грунта .Диапазон применения оценок CS варьируется:, (рисунок 4): илистый песок (S M: мелкий песок (S): CS; (13) CS; (14)

    )

    8 62 K. GWIZD, M. STCZNIEWSKI крупный и средний песок для диаметра D 1,5 м: CS; (15) крупный и средний песок для диаметра D <1,5 м: cs (16) 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРУГЛЫЙ ОСАДКИ LOD В методе, предложенном для определения кривой осадки сваи, в зависимости от уровня нагрузки, передача нагрузки используются функции [2].Функции, которые могут быть применены к упругой свае, установленной в произвольно слоистый грунт, представляют собой криволинейные функции, описывающие зависимость сопротивления ствола сваи от смещения любой точки сваи (кривые tz) и зависимость сопротивления основания сваи от его смещения ( кривая z). Полная кривая осадки нагрузки может быть построена с использованием обеих функций t z и z вместе с внутренней деформируемостью сваи. Для вала сваи была принята силовая функция: zt su для zzv, (17) zv где: t сопротивление вала, z перемещение вала, zv перемещение сваи, при котором происходит мобилизация максимального сопротивления трения вдоль вала ( определяется как процент от диаметра сваи вдоль вала).Коэффициент, являющийся показателем степенной функции ствола сваи, был предварительно определен как функция от грунта и типа сваи. После выбора групп свай, для которых ствол закладывался в грунт, характеризующийся аналогичными условиями, принимались средние значения коэффициента. Чтобы проверить, вызваны ли различия между средними значениями для различных групп свай разными грунтами и типами свай или, скорее, случайными факторами, была проведена процедура проверки параметрических гипотез.Для этого была проведена оценка значимости средних значений по критерию Стьюдента и значимости дисперсии по критерию Фишера Снедекора. Для повышения точности применяемого метода (за счет уменьшения разброса вокруг среднего значения) было установлено влияние значимых факторов на значение

    9 Определение несущей способности свайных фундаментов 63 методом мультирегрессии.В описанной выше процедуре большое значение имел правильный выбор объясняющих переменных, которые должны быть статистически значимо связаны с объясняемой переменной (в нашем случае — коэффициентом) и одновременно не должны быть статистически взаимосвязаны друг с другом. Для этого были построены корреляционные матрицы коэффициентов для пар переменных, исключающие те объясняющие переменные, коэффициенты корреляции которых были незначимы для отношений с объясняемой переменной (коэффициент) и одновременно значимы для отношений между объясняющими переменными (в случае поиска мульти- функция регрессии).Поскольку коэффициенты корреляции, которые являются мерой ковариации, не всегда являются мерой фактической взаимосвязи между переменными, дополнительно были построены частичные матрицы корреляции. Последнее позволило нам найти скрытые связи между анализируемыми переменными и показать некоторые очевидные связи (частичные корреляции определяют корреляции между парами переменных, когда другие переменные находятся под контролем). Предполагается, что параметры, которые легко доступны на этапе проектирования, являются факторами, которые могут оказать существенное влияние на значение.Для отдельных групп свай (разделенных в зависимости от типа сваи и грунта вдоль ствола) учитывались геометрические параметры свай и их несущая способность вместе с их комбинациями. Для основания сваи принята следующая степенная функция: z bu для zzf, (18) zf где: сопротивление основания, z смещение основания, zf смещение основания, вызывающее максимальную мобилизацию сопротивления грунта под основанием (определяется в процентах диаметра основания сваи). Коэффициент, являющийся показателем степенной функции z, был определен аналогично коэффициенту (с учетом соответствующих факторов, которые существенно влияют на его значение в процессе мультирегрессии) VIBO-FUNDEX ND VIBEX ILES Смещение zv сваи принималось равным 3 % диаметра сваи, zv = 0.03D. Для свай Vibro-Fundex, ствол которых установлен в связных грунтах, коэффициент можно определить следующим образом: su su для 0,5 u u, (19)

    10 64 K. GWIZD, M. STCZNIEWSKI su = для (20) Для свай Vibro-Fundex, ствол которых устанавливается в различных грунтовых условиях (в связных и несвязных грунтах), коэффициент равен Для Vibro-Fundex и Сваи Vibrex, вал которых установлен в несвязных грунтах, = Смещение zf основания сваи принималось равным 10% диаметра основания, zf = 0.10D б. Для свай Vibro-Fundex, основание которых установлено в связных грунтах, коэффициент может быть выражен как: u для = для B u B u <5,0, (21) B u 5,0, (22) где B выражается в MN (B = 1,0 МН). Для свай Vibro-Fundex и Vibrex, основания которых устанавливаются в несвязных грунтах, коэффициент можно определить следующим образом: bu. (23) u 3.2. РАЗМЕРЫ СТАЙКИ LGE Смещение z v сваи было принято равным m. Коэффициент может быть определен по следующей формуле (H c = 1,0 м): Dh (24) Смещение z f основания сваи было принято равным 10% диаметра основания: z f = 0.1D b для D b 1,0 м и z f = 0,10 м для D b> 1,0 м. Коэффициент определяется по следующей формуле: 2 H c u, (25) где u задано в MN (B = 1,0 MN). Значения выше max = не следует рассматривать. B

    11 Определение несущей способности свайных фундаментов CTICL НАЗНАЧЕНИЕ МЕТОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВОРОТНОЙ ОТСЕЧКИ Метод был проиллюстрирован на трех сваях: свая Vibro-Fundex, 22.Длина 0 м, диаметр по стволу м и диаметр 0,65 м у основания (рисунок 5). Свая Vibrex, длиной 18,0 м, диаметром м вдоль вала и диаметром 0,65 м у основания (рис. 6). Буронабивная свая большого диаметра, длиной 17,0 м, диаметром 1,5 м по стволу (рисунок 7). На рисунках 5-7 показаны расчетные и фактические кривые осадки вместе с распределением несущей способности. Рис. 5. Кривая оседания нагрузки, представляющая сваю Vibro-Fundex, h = 22,0 м, D = м, D b = м 5. РЕЗЮМЕ Метод, представленный в этой статье, позволяет определить кривую оседания нагрузки сваи до тех пор, пока она не достигнет своего максимальная несущая способность и возможные отклонения от ожидаемого значения.Кроме того, полное соотношение нагрузки

    12 66 K. GWIZD, M. STCZNIEWSKI Рис. 6. Кривая распределения нагрузки для сваи Vibrex, h = 18,3 м, D = m, D b = m Рис. 7. Кривая распределения нагрузки для буронабивной сваи большого диаметра, h = 17,0 м, D = 1,5 м

    13 Определение несущей способности свайных фундаментов 67 осадки сваи на стадии проектирования позволяют реалистично оценить конечное состояние работоспособности вместе с допустимым проектировщиком запасом прочности.Несущую способность сваи можно определить непосредственно по результатам испытаний СТ. В соответствующих расчетах используется сопротивление конуса c, которое необходимо усреднить вблизи основания сваи и по его длине для выбранных слоев грунта. Чтобы определить полную кривую расчета нагрузки, используются функции передачи нагрузки, которые могут быть выбраны с точки зрения следующих параметров: единицы, предельные сопротивления вдоль ствола и под основанием сваи, смещения сваи, при которых мобилизация максимальных сопротивлений трению вдоль вала и под основанием сваи (определяется соответствующими процентными значениями диаметров сваи по валу и у основания), степенями мощности передаточных функций и.В расчетах, подтверждающих правильность метода, коэффициенты соответствия для предельных нагрузок и нагрузок для выбранных перемещений были близки к единице. Коэффициенты изменения предельной нагрузки равны 0,1 для вибросвай и буронабивных свай большого диаметра. Для выбранных осадок пробных свай эти коэффициенты не превышали 0,20, что достаточно для инженерных расчетов. ОСОБЕННОСТИ [1] Проектирование параллельно загруженных файлов. Европейская рактика, эпорты разных стран.roc. семинара ETC3. Брюссель, Бельгия, .. Балкема, Оттердам, Брукфилд, [2] GWIZD K., анализ осадки свай с точки зрения функций передачи нагрузки (на польском языке), Zeszyty Naukowe olitechniki Gdaskiej, nr 532, Budownictwo Wodne nr 41, Gdask, [ 3] GWIZD K., STCZNIEWSKI M., Описание метода определения несущей способности свай с использованием результатов испытаний CT (на польском языке), Inynieria Morska i Geotechnika, 1998, № 6, [4] GWIZD K., STCZNIEWSKI M. , Расчет кривой оседания нагрузки на основе результатов испытаний ГНКТ, материалы 4-го Международного геотехнического семинара по глубоким фундаментам на буронабивных и угерских островах, Гент, Бельгия, 2–4 июня 2003 г., [5] GWIZD K., STCZNIEWSKI M., Расчет несущей способности вибросвай и их осадки на основе статических испытаний на проникновение (на английском языке), Inynieria i Budownictwo, 2004, № 6, [6] GWIZD K., STCZNIEWSKI M., Расчет несущей способности Буронабивные сваи большого диаметра на основе статического испытания на проникновение (на английском языке), Inynieria i Budownictwo, 2006, № 6, [7] HDE H., BLOH G., Определение типичных CT-параметров. вступительное тестирование в Великобритании, Томас Телфорд, Лондон, 1988, [8] КОСЕЦКИ М., Комментарии к старому коду N-83 / B (на олишем), Биулетин № 1/85, Щецин, [9] STCZNIEWSKI M., GWIZD K., Расчет несущей способности и осадки одиночных свай на основе результатов испытаний CT (на английском языке), Zeszyty Naukowe olitechniki lskiej, Серия: Budownictwo, z. 97, XIII Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Fundamentowania, Szczyrk, czerwiec 2003, [10] STCZNIEWSKI M., Оценка несущей способности свай на основе испытаний CT (на польском языке), дипломная работа hd, olitechnika Gdaska, [11] TSCHUSCHUS Исследования грунтов на месте (на олишах), Ининиерия Морская и геотехника, 2006, № 3,

    ПРЕДЛОЖЕНИЕ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ НА ОСНОВЕ ЗОНДИЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ CPT

    1 ПРЕДЛОЖЕНИЕ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ НА ОСНОВЕ ИСПЫТАНИЙ ЗОНДИРОВАНИЯ CPT JóZSEF PUSZTAI Об авторах Пуштай Йожеф Будапештский технологический и экономический университет, геотехнический факультет Műegyetem rkp.3. K. mf 1., 1521 Будапешт, Венгрия Резюме Тест на проникновение конуса (CPT) — широко известный инструмент для расчета предельной несущей способности свай. На физико-географической территории Венгрии сравнивались испытания на CPT и статическую свайную нагрузку буронабивных (непрерывный шнек — CFA, защитная труба) и забивных (Franki) свай, установленных в различных грунтах (гравий, песок и глина), для определения предельной нагрузки. вместимость свай по новым формулам. Ключевые слова несущая способность свай, испытание на конусное проникновение 1 ПРЕДЫСТОРИЯ И международная, и венгерская профессиональная литература [1-8] интенсивно посвящена теме несущей способности свай, определенной на основе методов разведки на месте.Это результат быстрого и широкого распространения новых технологий разведки, которые позволяют получить больше информации о подземных условиях на месте (CPT и CPTu), чем традиционные методы бурения. Получив таким образом существенные дополнительные знания о грунте с помощью новых параметров, инженеры пытаются разработать соответствующие формулы или уравнения, которые позволяют более эффективно проектировать и строить конструкции. Это также означает, что более надежные прогнозы несущей способности сваи могут быть сделаны уже на стадии проектирования.Соответствующая профессиональная литература пришла к единодушному выводу, что в настоящее время наиболее информативным методом определения несущей способности свай в зернистых грунтах является технология зондирования CPT (Cone Penetration Test), поскольку она различает сопротивление конуса (qc) и локальное сопротивление. трение втулки (fs). Оборудование создает диаграмму, описывающую отдельно эти два сопротивления в зависимости от глубины. Пример показан на рис. 1. В Нидерландах проектный код [3] включает правила, полученные в результате бесчисленных тестов конуса и экспериментов для расчета производительности.Несущая способность сваи определяется по сопротивлению конуса (q c) испытания CPT. Это связано с тем, что значения сопротивления конуса более чувствительны к изменению плотности грунта, чем трение втулки, и определение типа грунта по отношению q c к f s не всегда однозначно. Следовательно, традиционным способом предельная несущая способность одиночной сваи (Q u) рассчитывается как сумма предельного сопротивления основания (Q b) и предельного сопротивления грузоподъемности вала (Q s): где: Qu = Qb + Qs = Ab qc + UL τ s (1) A b = номинальная площадь основания сваи в плане [м 2] U = длина периферии сваи [м] L = длина сваи [м ] qc τ s = среднее сопротивление конуса в зоне носка сваи [МПа] = среднее предельное поверхностное трение вдоль ствола сваи [МПа].Основываясь на опыте, Мей [3] предложил использовать следующую корреляцию между трением обшивки сваи и сопротивлением конуса (таблица 1). Значения, приведенные в таблице 1, относятся к сваям, которые подвергаются статическим нагрузкам. Meigh [3] предлагает довести максимальное трение до 0,12 МПа. ACTA GEOTECHNICA SLOVENICA, 2005/1 45.

    2 Рис. 1. Результаты измерения теста на проникновение конуса.Таблица 1. Корреляция между трением кожи и сопротивлением конуса. Тип сваи Древесина Сборный железобетон Смещение стали Стальная труба со свободным концом + H-образное сечение Стальная труба с открытым концом, забитая мелким и средним песком Предельное трение о поверхности блока (τ s) 0,012 qc 0,012 qc 0,012 qc 0,008 qc 0,0033 qc Среднее сопротивление продвижение конуса или проникновение (qc) может быть получено по формуле: qc 1 + qc 2 qc = (2) 2 В Нидерландах, в соответствии с советом Мей [3], обычно применяется метод один, в котором среднее сопротивление конуса (qc 1) определяется на глубине, в четыре раза превышающей диаметр сваи (4D) ниже носка, и среднее сопротивление конуса (qc 2) до глубины, в восемь раз превышающей диаметр сваи (8D) выше ворса мыска.Что касается метода 4D 8D, важно отметить, что: при расчетах необходимо игнорировать небольшие пиковые депрессии; якобы они не относятся к тонким слабым пластам, и значения q c> 30 МПа также будут игнорироваться в этом интервале. Очевидно, что есть и другие методы, кроме метода 4D 8D; однако при использовании они различаются только расчетной глубиной ниже подошвы сваи (например, принимая 2D вместо предложенного выше 4D). Те Камп [9] предпочел предложить коэффициенты безопасности, представленные в таблице 2, для расчета предельной пропускной способности в Нидерландах, когда используется метод 4D 8D: 46.ACTA GEOTECHNICA SLOVENICA, 2005/1

    3 Таблица 2. Коэффициент запаса прочности свай. Тип сваи Древесина Сборный железобетон, прямой вал Сборный железобетон, увеличенный вал Коэффициент безопасности 1,7 2,0 2,5 Из-за нарушения и разрыхления почвы с помощью бурового инструмента Нормы не рекомендуют использовать значения сопротивления конуса, когда рассчитывается кожное сопротивление буронабивных свай.Связь, установленная для голландских почвенных условий, не обязательно применима к несвязным почвам повсюду. Податливость и разрыв почвы, вызванные вдавливанием конуса в землю, отличаются от тех, которые возникают в результате забивания сваи молотком с последующей статической нагрузкой. Работа Везича [10] показала важность состояния предварительного уплотнения и минералогии зерен почвы при любой корреляции естественных условий с сопротивлением сваи. По совпадению, статическое сопротивление конуса в Нидерландах (и Бельгии) оказалось равным сопротивлению свайного основания.В другом месте Gregersen et al. [11] обнаружили, что сопротивление свайного основания составляет только половину сопротивления конуса для рыхлой среды и крупных песков в Норвегии, а Gruteman et al. [12] сообщили, что коэффициент 0,75 был применен к сопротивлению конуса, чтобы получить предельное сопротивление основания свай в илистых песках в России. 2 ИСПЫТАНИЯ НА МЕСТЕ Анализ данных испытаний на месте может привести к более точным оценкам проектных параметров, которые повлияют на предельную несущую способность Q u свай. Сравнение результатов испытаний на статическую свайную нагрузку и измерений CPT в венгерских почвах было предпринято, чтобы лучше определить механизмы, влияющие на Q u, и создать формулы, которые подходят для венгерских почв и которые также учитывают методы строительства.В этом смысле автор выбрал результаты проведенных внутри страны испытаний на статическую свайную нагрузку, где также были доступны результаты испытаний CPT. Всего были собраны данные семи испытаний CFA, трех испытаний с защитными трубками и 26 свай Франки (таблица 3). 3 ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ПРЕДЕЛЬНОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ Полученная формула со значениями на рис. 2 относится к разрушающей нагрузке одиночной сваи. При выводе формул в качестве отправной точки использовался обычный статический базис, согласно которому предельная несущая способность одиночной сваи (Q u) представляет собой сумму предельного сопротивления основания (Q b) и предельного сопротивления сваи. Грузоподъемность вала (Q s): Qu = Qs + Qb (3) Рисунок 2.Концепция оценки разрушающей нагрузки одиночной сваи. ACTA GEOTECHNICA SLOVENICA, 2005/1 47.

    4 Первая часть формулы (Q s) зависит от общей площади поверхности ствола, давления грунта, действующего на него, сил взаимодействия между окружающей почвой и стволом и технологии изготовления. Они составляют: Q = β U L τ = β U A (4) s s s s fs q c = среднее значение сопротивления конуса ниже носка сваи (поясняется на рис.1) [МПа]. [Было замечено, что глубина (n D) ниже носка сваи сильно зависит от применяемой технологии сваи, которую необходимо учитывать при получении среднего значения q c]. где: U = длина периферии сваи [м] L = длина сваи [м] A fs = площадь построенной кривой fs, полученной при испытании датчика CPT (поясняется на рис. 2) [МПа м] β s = эмпирический коэффициент с учетом применяемой технологии забивки свай; он выражает сопротивление вала [-] τ s = среднее предельное поверхностное трение вдоль вала сваи [МПа].Вторая часть формулы (Q b) зависит от протяженности площади поверхности, на которую опирается носк сваи, удельного сопротивления грунта в зоне основания сваи и применяемой технологии укладки свай. Они составляют: где: Qb = b Ab qc α 60 β cos 2 (5) A b = номинальная площадь основания сваи [м 2] β b = эмпирический коэффициент с учетом применяемой технологии свай; выражает сопротивление основания [-] Таблица 3. Сравнение расчетной и измеренной несущей способности свай. Местоположение (ap = автомагистраль) Тип сваи Длина [м] Диаметр [м] Грунт ниже носка 4 АНАЛИЗ ПРЕДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ СВАЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАТИЧЕСКОГО ИСПЫТАНИЯ НА СВАЙНУЮ НАГРУЗКУ. Стандарты, MSZ: 1989 и MI: 1984.Все испытания свайной нагрузки проводились до достижения разрушающей нагрузки. 5 РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ ИЗМЕРЕННОЙ (ИСПЫТАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ) И РАСЧЕТНОЙ (CPT) ПРЕДЕЛЬНОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ Результаты рекомендованного метода CPT, использованного для оценки предельной несущей способности выбранных свай, обсуждаемых в разделе испытаний на месте сравнивались с результатами испытаний на статическую нагрузку на сваи. Результаты можно увидеть в Таблице 3. Из CPT с использованием формул Испытания на статическую свайную нагрузку Разница β s β bn Q u, рассчитанная Q u, измеренная [1] [1] [1] [kn] [kn] [%] M3 ap./ b 2 7,00 0,60 Гравий% M3 ap./b 3 5,00 0,60 Гравий% M3 ap./h 29 7,00 0,60 Гравий% 1,40 1,70 3 M30 ap./ 1 9,50 0,60 Гравий% M30 ap./4 7,00 0,60 Песок% Franki M3 ap./h 30 4,00 0,60 Песок% M3 ap./b 9 6,50 0,60 Глина % M3 ap./b 6 7,00 0,60 Clay% 2,40 2,70 3 M3 ap./b 7 9,00 0,60 Clay% M3 ap./b 11 9,00 0,60 Clay% M3 ap./b 13 23,00 1,00 Clay% Защитная M3 ap./b 14 17,80 1,00 Clay 0,45 0,% трубка M3 ap./h 32 20,60 1,00 Clay% M3 п / п 44,50 0,80 Песок% M3 п / п 46 14,50 0,80 Песок% м3 п / п 47 13,50 0,80 Песок% CFA 0,75 0,75 2 M3 ap./ час 35 14,60 0,80 Песок% M3 ap./hb 42 15,80 0,80 Мелкий песок% M30 ap./2 13,80 0,80 Глина% 48. ACTA GEOTECHNICA SLOVENICA, 2005/1

    5 По результатам выполненных расчетов коэффициент регрессии (r) для каждой технологии забивки свай составляет: Для свай Франки диаметром D = 60 см: r = 0,87, для свай диаметром D = 100 см, пробуренных в защитных трубках: г = 0.84, Для свай диаметром D = 80 см, пробуренных по технологии CFA: r = На основе технологий забивки свай и предварительных расчетов использованные допущения и выводы следующие: В ходе расчетов был принят диаметр луковицы для свай Франки. быть равным диаметру ствола; Таким образом, расширение баллона учитывается в коэффициенте β b. Для учета уплотнения грунта в случае забивных свай Франки диаметром D = 60 см в сыпучих грунтах рекомендуется использовать значения β s = 1.40 и β b = 1,70 (выше, чем для равновесного давления K o = 1-sinϕ), а также трехмерная глубина зоны в расчетах. Для свай Франки диаметром D = 60 см в связных грунтах рекомендуется использовать β s = 2,40, β b = 2,70 и глубину зоны 3D. Значения β s = 2,40 и β b = 2,70 всего на единицу выше (из-за давления поровой воды), чем в случае зернистых грунтов. В случае свай диаметром D = 100 см, пробиваемых в защитных трубах, предположительно из-за скопившегося пылевидного осадка на дне скважины, рекомендуется использовать β b = 0.05 для базового сопротивления и β s = 0,45 для сопротивления вала (ниже, чем K o = 1-sinϕ), а также 1D глубинная зона. Для свай диаметром D = 80 см, пробуренных по технологии CFA, рекомендуется использовать β b = β s = 0,75 и 2D глубинную зону. 6 РЕЗЮМЕ В этом исследовании представлена ​​оценка нового метода прогнозирования предельной несущей способности различных свай (сваи Франки, сваи, пробуренные в защитных трубах и сваи, пробуренные с помощью технологии CFA), забитых в различные почвы в Венгрии. Было собрано тридцать шесть отчетов об испытаниях свайной нагрузки с измерениями CPT, примыкающими к испытательной свае.Прогноз вместимости сваи был выполнен для каждой сваи; тем не менее, статистический анализ и оценка предложенного метода прогнозирования были основаны на результатах девятнадцати свай (представленных в этой статье), которые провалились (потерпели неудачу) во время испытаний свайной нагрузки. Схема оценки была выполнена для оценки значений CPT на основе способности прогнозировать измеренную предельную несущую способность. Различные значения (β s, β b и n D) были предложены для разных технологий забивки свай для схемы оценки.На основе результатов этого исследования предложенные формулы с использованием результатов испытаний CPT приведены для прогнозирования предельной несущей способности свай. Хотя нельзя ожидать, что любой расчет, выполненный на основе результатов теста CPT или любого другого зондирующего теста, во всех случаях приведет непосредственно к определению точной предельной несущей способности свай, полученной с использованием результатов испытаний на статическую нагрузку, Проведенное исследование доказывает, что на этапе проектирования можно найти более точные подходы для замены традиционных статических формул.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [1] Chen, B.S.-Y. и Мэйн (1995). Пьезоконус типа 1 и 2 оценки степени переуплотнения в глинах. Труды, Международный симпозиум по испытаниям на проникновение в конус (CPT 95), Vol. 2., Отчет Шведского геотехнического общества № 3:95, Линкопинг, [2] Де Бир, Э. (1963). Эффект масштаба при переносе результатов глубинных зондовых испытаний на предельную несущую способность свай и кессонных фундаментов. Geotechnique 23, 39. [3] Meigh, A.C. (1987). Испытание на проникновение конуса, CIRIA-Butterworth.[4] Мейерхоф, Г. Г. (1976). Несущая способность и осадка свайных фундаментов. Journ. Geot. Англ. Div., ASCE (102) GT 3, [5] Poulos, H.G. (1989). Теория поведения свай и их применение. Геотехника, Vol. 39, № 3, [6] Titi, H.H. (1999). Оценка несущей способности свай по данным испытаний на конусное проникновение. Центр транспортных исследований Луизианы, Лос-Анджелес. [7] Томлинсон, М. Дж. (2001). Проектирование и строительство фундаментов. 7-е изд., Pearson Education Ltd, Эссекс, [8] Томлинсон, М. Дж. (1971). Некоторые эффекты забивки свай на поверхностное трение, Труды конференции по поведению свай, Институт инженеров-строителей, Лондон, ACTA GEOTECHNICA SLOVENICA, 2005/1 49.

    6 [9] Те Камп, В. К. (1977). Sondern end funderingen op palen in zand. Симпозиум по звучанию фугро, Утрехт. [10] Весич А. С. (1977). Проектирование свайных фундаментов. NCHRP Synthesis 42, Транспортный исследовательский совет, Вашингтон Д. К. [11] Грегерсен, О. С., ААС, Г. и Дибиаджио, Э. (1973). Нагрузочные испытания свай трения в рыхлом песке. Материалы 8-й Международной конференции, ISSMFE, Москва, Вып.2.1., [12] Gruteman, M. S. et al. (1973). Определение сопротивления свай с помощью крупномасштабных зондов и анализа свайных фундаментов на основе допустимых осадок. Материалы 8-й Международной конференции, ISSMFE, Москва, Вып. 2.1., ACTA GEOTECHNICA SLOVENICA, 2005/1

    Заливка буронабивной сваи Несущая способность сваи с учетом влияния факторов конечно-элементного анализа

    [1]
    Хуан Шэн-ген; Гун Вэй-мин.Исследование несущей способности свай сверхдлинного и большого диаметра после заливки раствором [J]. Китайский журнал геотехнической инженерии, 2006 г., 28 (1): 113-117 (на китайском языке).

    [2]
    Хао Чжэ, Ван Цзецян.Теоретическое исследование осмотического раствора в горном массиве [J]. Китайский журнал механики и инженерии горных пород, 2001–20 (4) 492–496 (на китайском языке).

    [3]
    Жуань Вэнь-цзюнь.Исследование диффузии цементного раствора и основных свойств растворов [J]. Китайский журнал геотехнической инженерии, 2005 г., 27 (l): 69-73 (на китайском языке).

    [4]
    Ян Мицзя; Чэнь Минсюн; Он Юннянь.Текущее состояние исследований технологии затирки и направления ее развития в будущем [J]. Китайский журнал механики горных пород и инженерии, , 2001–20 (6) : 839-841 (на китайском языке).

    [5]
    Чжан Чжунмяо.После заливки свай технологии затирки и инженерных приложений [M]. Пекин : Китайская архитектура и строительная пресса, 2009 г. (на китайском языке).

    [6]
    Чжан, Яонян , Иминь Гун , Чун Лю и др.Поведение больших буронабивных свай в Фучжоу [J]. Журнал геотехнической инженерии, ASCE, 1993, 3: 584-589.

    DOI: 10.1061 / (asce) 0733-9410 (1993) 119: 3 (584)

    [7]
    Лю Цзифэн.