Расчёт свайного фундамента онлайн: Онлайн калькулятор свайного фундамента — рассчитать стоимость фундамента на винтовых сваях

Крыса = Всего (Fsf) + W Ур.3

Рис.2: Горизонтальная нагрузка на сваи

1. Максимальный прогиб конструкции
2. Конструктивная способность сваи

Рис.3.Групповая вместимость сваи

Рис.4. Минимальное расстояние между сваями

= 2D (L + K) k1 + BLk2 Уравнение 4

Калькулятор свай (трубчатый анкер и фундамент)

Сваи используются; в качестве анкеров для поднятия конструкций над землей или предотвращения смещения (оседания) структурных оснований. Они могут быть из твердого бетона или стальных труб в зависимости от области применения.

Бетонные сваи обычно выдерживают очень большие вертикальные сжимающие нагрузки и устанавливаются / изготавливаются путем выкапывания ямы в земле, в которую опускают сборную сваю и затем закапывают ее или в которую заливают неотвержденный бетон. Эти сваи не покрываются калькулятором свай CalQlata.

Пустотелые стальные трубчатые сваи, которые используются в калькуляторе свай CalQlata, обычно используются в качестве анкеров или для предотвращения смещения небольших и средних структурных оснований в подозрительных грунтовых условиях на суше или на морском дне.

Почва

До 450 миллионов лет назад земная поверхность была каменистой; нигде не было почвы. С тех пор почва на большей части своей поверхности скопилась из разложившихся растительных и животных материалов и эродированных горных пород. Почвы сильно различаются по составу и характеру в зависимости от множества переменных, таких как; состав, температура и содержание воды.

Источники свойств почвы сильно различаются не потому, что они неверны, а просто потому, что все они разные. Поэтому всегда рекомендуется проверять грунт в месте укладки с помощью штыря небольшого диаметра, проникая на глубину, подходящую для желаемого уровня уверенности. Это относительно недорогой и надежный метод подготовки к прокладке сваи перед установкой. К стержню можно применить те же методы расчета, что и для сваи.

Указанные значения несущей способности грунта действительны только при определенных условиях; глубина, пустоты, увлеченная вода, частицы горной породы (камни), состав, температура и т. д.все они вносят свой вклад в изменение прочности при очень малых объемах. Кроме того, прочность подшипника обычно изменяется в зависимости от величины и направления нагрузки, то есть она значительно снижается при нагрузке на растяжение или сжатие вблизи поверхности.

Поскольку прочность грунта увеличивается с глубиной, CalQlata консервативно считает, что поперечное давление грунта на стенку сваи равно давлению на глубине, умноженному на коэффициент Пуассона грунта (в отличие от его угла сдвига, который также может варьироваться с глубиной).

Сопротивление сжимающей силе в основании или вершине сваи (рис. 1), которая вызывает постепенное проникновение (δd), обычно должно быть равно комбинированному напряжению в грунте на глубине. Однако, поскольку условия на вершине сваи изменчивы и в значительной степени неизвестны во время установки, вычислитель сваи консервативно использует только несущую способность при расчете ударного сопротивления вершины сваи.

Свайная установка

На рис. 1 показаны силы сопротивления для типичной стальной трубчатой ​​сваи во время установки.

Сваи обычно забиваются в землю путем падения на них тяжелого груза с определенной высоты. Сила удара создается за счет потенциальной энергии массы. Если молот падает в плотную среду, такую ​​как вода, его эффективная масса (м²) должна использоваться в расчетах энергии удара (см. Исходные данные ниже).

Сопротивление трению между грунтом и внутренней и внешней вертикальными поверхностями сваи увеличивается с увеличением глубины. Инкрементное проникновение достигается за счет преодоления несущего напряжения в грунте на поверхности вершины стены сваи.Сила, создаваемая энергией удара, которая изменяется с каждым постепенным изменением глубины проникновения в грунт, должна быть достаточной для преодоления обеих этих нагрузок.

По мере увеличения глубины сваи большая часть силы удара теряется на преодоление повышенного сопротивления трения, уменьшая силу, доступную для проникновения. Таким образом, постепенное проникновение уменьшается с установленной глубиной, что увеличивает силу, действующую на сваю при каждом ударе.

Маловероятно, что грунт будет иметь одинаковую несущую способность, сопротивление сдвигу, коэффициент трения и коэффициент Пуассона на всем протяжении до установленной глубины, поэтому маловероятно, что каждый удар будет генерировать ожидаемое проникновение на соответствующей глубине.

Хотя разумно продолжать укладку свай до тех пор, пока сила удара (F) не станет достаточной для ваших нужд (Ŵ Сила (F) для каждого удара указывается в калькуляторе свай.

Прочность сваи

Стена сваи должна выдерживать монтажные и эксплуатационные нагрузки, и требуются отдельные расчеты для определения целостности сваи в соответствии с вашими конкретными проектными условиями.Однако наиболее вероятной причиной разрушения сваи является разрыв стены во время установки.

Разрушение или обрушение стенки сваи происходит из-за чрезмерного напряжения мембраны из-за смещения молотка / сваи (рис. 2), достаточно консервативная оценка которого может быть получена с использованием следующей формулы плоской пластины: σỵ = 6 м / т

Существует множество формул для определения прочности сваи при сжатии, некоторые из которых включают классические или сложные формулы, все из которых можно надежно спрогнозировать с помощью расчета продольного изгиба колонны Эйлера-Ренкина, в котором вы добавляете модуль Юнга материала сваи к модулю упругости грунта. (Eᵖ + Eˢ) при создании композитной жесткости (EI) для колонны.

Расчетная вместимость сваи

Весу противостоит комбинация сопротивления трения и прочности грунта. Горизонтальным нагрузкам должно противостоять поперечное сжатие почвы, которое меняется в зависимости от глубины, состава и плотности. Растягивающим нагрузкам от анкеров противостоит масса сваи плюс грунтовая пробка, если она остается внутри, а также любое остаточное трение между грунтом и стенкой сваи.

Как и все теоретические интерпретации практических задач, в конечном результате есть определенная степень оценки.

Например:

Горизонтальная сила : Сопротивление горизонтальным нагрузкам создает пару моментов (M) на высоте «hᴹ» (рис. 3), величина которой обусловлена ​​сочетанием несущей способности грунта и давления на глубине. Несущая способность при горизонтальной нагрузке не такая же, как при сжатии из-за подъема к поверхности, более того, давление создает большее сопротивление горизонтальным силам, чем несущая способность на значительной глубине (т.е. когда плотность x глубина> несущая способность).Поэтому CalQlata проигнорировала влияние несущей способности для горизонтальных нагрузок в вычислителе свай и предположила, что поперечное сопротивление основано на давлении x глубина. Вам нужно будет убедиться, что ваша свая не расплющивается чуть ниже поверхности почвы из-за горизонтальной силы.

Сила сжатия : Если свая не проникает в подстилающую породу, ее несущая способность (рис. 4; W) будет зависеть от сопротивления трения и несущей способности грунта, которые могут соответствовать или не соответствовать условиям поверхности.В этом случае вы можете основывать несущую способность установленной сваи на конечной силе удара. Однако было бы разумно применить подходящий запас прочности для учета потенциальной ползучести. Эмпирическое правило CalQlata — предполагать полную несущую способность и ⅔ сопротивления трения (R̂ᵛ). Калькулятор сваи предоставляет как теоретические (W̌), так и практические (-) значения в своих выходных данных.

Комбинированное усилие : Когда сваи подвергаются комбинированным вертикальным и горизонтальным нагрузкам (рис. 5; W), сопротивление трения от вертикальной составляющей будет уменьшено, если горизонтальная составляющая достаточна для преодоления деформации в грунте.Если земля и свая теряют контакт более чем на 50% ее внешней поверхности, сопротивление трению не следует принимать во внимание. Сопротивление вертикальному направлению вверх будет зависеть только от веса (сваи и грунтовой пробки, если она сохраняется), а сопротивление сжатию будет зависеть только от напряжения опоры (σ) на вершине сваи.

Осторожно

Несмотря на то, что сопротивление трения в свае может быть включено в несущую способность сваи, следует позаботиться о том, чтобы в течение ее расчетного срока службы учитывались следующие факторы:
1) С течением времени может возникнуть мера ползучести из-за несоответствий в грунте из-за изменения пластов и вибрационных нагрузок
2) Оседание может привести к сползанию сваи в пласт низкой прочности
3) Подземная вода снижает сопротивление трения и несущую способность
4) Скала, частично поддерживающая сваю, со временем может вызвать наклон
5) Деформация свайной стены при установке может привести к обрушению во время эксплуатации
Все вышеперечисленное может быть выполнено с помощью подходящих испытаний грунта на глубину, превышающую предполагаемую глубину сваи.

Калькулятор свай — Техническая помощь

Вы можете использовать любые единицы измерения в калькуляторе свай при условии, что вы согласны. Однако все силы рассчитываются для получения единиц массы-силы (кгс, фунт-сила и т. Д.), Поэтому важно, чтобы значения, вводимые для напряжения (σ и τ), были в простых единицах: например, кгс / м², фунт-сила / дюйм² и т. д.

Входное значение ускорения свободного падения (g) используется только для преобразования энергии удара в массовую силу.

Установка

Калькулятор сваи применяет горизонтальное давление (которое изменяется линейно с глубиной) на внутреннюю и внешнюю стенку сваи из-за коэффициента Пуассона грунта. Сопротивление постепенному проникновению рассчитывается только с использованием напряжения опоры (σ) грунта, напряжение сдвига (τ) используется для расчета угла сдвига для горизонтальной силы (F̌ʰ).

Расчетная мощность

Вычислитель свай обеспечивает множество расчетных нагрузок, только минимальные значения которых (R̂ᵛ, F̂ᵛ, Ŵ) могут использоваться с высокой степенью уверенности и без контрольных испытаний.Если вы хотите полагаться на более высокие расчетные мощности, чем эти, рекомендуется провести соответствующие испытания под нагрузкой, зависящие от времени.

Различные слои

Если вы не хотите проводить подробные расчеты для каждого переменного слоя (рис. 6), вы можете консервативно предположить, что ваша свая имеет толщину только суммы толщин высокопрочных слоев, полностью игнорируя влияние низкопрочных слоев. . Это также более точный подход, чем предположение о средних свойствах почвы по фактической глубине.

Входные данные

D = максимальная необходимая глубина сваи
Øᵢ = внутренний диаметр сваи
Øₒ = внешний диаметр сваи
ρᵐ = средняя плотность ³⁾
ρʰ = плотность молотка ³⁾
ρᵖ = плотность сваи
ρˢ = плотность грунта
м = масса молотка ⁽³⁾
hᵈ = высота падения
σ = нагрузка на грунт
τ = напряжение сдвига грунта
μᵢ = коэффициент трения при установке ⁽²⁾
μₒ = коэффициент трения во время эксплуатации ²⁾
ν = коэффициент Пуассона (грунт)

Выходные данные

мₑ = эффективная масса молота ³⁽
E = энергия удара
A = площадь поперечного сечения стенки сваи (вершина)
Ď = общая максимальная глубина (d + δd после окончательного удара)
n = количество ударов (для достижения Ď )
R̂ᵛ = минимальное сопротивление трению по вертикали при установке ⁽⁵⁾ (из-за μᵢ)
Řᵛ = максимальное сопротивление трения по вертикали после осадки⁽⁵⁾ (из-за μₒ)
F̌ʰ = максимальное горизонтальное усилие (на поверхности почвы)
F̂ᵛ = минимум подъемная сила сваи (только масса сваи)
F̌ᵛ = максимальная подъемная сила сваи (включая массу заглушки и Řᵛ)
Ŵ = минимальная грузоподъемность (от; μₒ + σ)
W̌ = максимальная грузоподъемность (от; μₒ + σ )
hᴹ = высота от конца сваи до точки опоры
r₁ = плечо момента над точкой опоры (только для информации)
r₂ = плечо момента под точкой опоры (только для информации)
M₁ = момент над точкой опоры⁽⁶⁾ (только для информации)
M₂ = Момент ниже точки опоры⁽⁶⁾ (только для информации)

Результаты последовательности ударов:
N ° = число ударов
δd = глубина удара
d = общая глубина после удара
F = сила удара

См. Свойства материала ниже для получения информации о некоторых характерных свойствах материала.

Свойства материала

Монтажная среда: если ваша свая устанавливается с помощью молотка, брошенного под воду, вы должны ввести среднюю плотность (ρᵐ) для воды, в противном случае вы должны ввести значение для воздуха или установить это значение на ноль.

Материал молота: Плотность материала молота (ρʰ) уменьшается на плотность среды в расчете (ρᵐ) для расчета энергии удара (E). Поэтому важно, чтобы обе плотности были репрезентативными

Материал сваи: плотность материала сваи используется только в расчетах силы, необходимой для вытягивания сваи из земли (Fᵛ)

Материал почвы: Свойства почвы должны быть основаны на значениях испытаний на месте, если это вообще возможно.Это можно установить, вставив штифт в землю в месте установки сваи, а затем ретроспективно установив характеристики грунтовых условий с помощью калькулятора свай и изменив свойства грунта (σ, μᵢ и μₒ), гарантируя, что:
а) ретроспективные расчеты отражают фактические условия во время установки;
б) Нагрузки при извлечении измеряются не менее чем через 30 дней после осадки. В качестве альтернативы для оценки могут использоваться следующие данные:

Применяемость

Расчет сваи применяется только к трубчатым сваям, заделанным в поверхностный грунт

Точность

Точность вычислений в калькуляторе свай зависит от введенной информации.Выходные данные в значительной степени основаны на линейном изменении давления с глубиной и постоянной плотности почвы на этой глубине. В этом случае ожидается, что результаты будут в пределах ± 10% от фактических значений.

Если колебания грунта происходят по глубине сваи, для свойств грунта следует использовать средние значения; в этом случае; Ожидается, что результаты будут в пределах ± 20% от фактических значений.

Маловероятно, что какой-либо расчет свай позволит достичь значительно большей точности, чем ожидалось выше.

Банкноты

1. Ударная вибрация, смещение грунта и переменные условия с глубиной — все это бесконтрольно изменяет конечную нагрузку на сваю во время установки
2. Сопротивление трению при установке меньше, чем при эксплуатации из-за осадки (через ≈30 дней). CalQlata рекомендует, если не известны точные значения, коэффициент трения для связных грунтов при установке должен быть вдвое меньше, чем при эксплуатации, который обычно составляет ≈0,35. Для несвязных грунтов оба значения следует принимать одинаковыми и равными ≈0.15
3. Для энергии удара используется эффективная масса молота mₑ = m. (Ρʰ-ρᵐ) / ρʰ
4. Боковая нагрузка на стенки сваи рассчитывается по формуле ν.d.ρˢ
5. Включая внутренние и внешние вертикальные стенки сваи
6. Эта информация предоставляется для проверки: M₁ должно быть идентично M₂, если расчет правильный

Дополнительная литература

Дополнительную информацию по этому вопросу можно найти в справочных публикациях ^{(8, 9, 51 и 52)}

(PDF) Проектирование свайного фундамента с помощью Microsoft Excel

вручную и проверка их решения с помощью программы

Pile-D.Предполагается, что они представят как решения

hand, так и решения Pile-D. В рамках домашнего задания

учащихся также просят выполнить

аналитических исследований, варьируя некоторые параметры материала почвы и сваи

, и наблюдать их влияние на результаты

.

Устные отзывы студентов обычно запрашиваются

после того, как они выполнят свои задания по использованию

Pile-D. Практически все студенты считают программу

удобной.Навигация по программе

нашла легко. Говорят, у них нет проблем с

пониманием значения кнопок и иконок

внутри программы. Предпочтительными характеристиками являются автоматическое создание графика

, показывающего эффективное напряжение с учетом глубины с учетом критической глубины

в песчаной почве, и графика, показывающего

изменение эффективного напряжения с глубиной в слоистой глинистой почве

. Студенты также

отметили, что использование этой программы помогло им

понять несущую способность одиночной сваи в песчаных и глинистых почвах

намного лучше.

ВЫВОДЫ

Microsoft Excel является полезной платформой программирования

из-за его легкой доступности и выполнения на любом типе

компьютеров. Он хорошо подходит для выполнения инженерно-технических расчетов Geo-

. Pile-D — это программный модуль

на основе программного обеспечения Micro-

на базе Excel. Он разработан как учебный курс для более

эффективного обучения проектированию свайных фундаментов в глинистых

и песчаных грунтах на инженерно-геологических курсах бакалавриата

.Программа

позволяет пользователю изменять различные параметры, используемые в расчетах

, и наблюдать их влияние на несущую способность сваи

в песке и глине. Используя программу, пользователь может

настроить и активно проводить свои собственные примеры, вместо того, чтобы следовать ограниченному количеству из

примеров, выбранных инструктором.

СПРАВОЧНИК

[1] GeotechniCAL, Образовательные технологии для земли

инженерия.http://www.uwe.ac.uk/geocal/geocal.htm

2002.

[2] М. Будху, Механика грунта и основания, Wiley,

New York, 2000.

[3] S Шарма и Дж. Хардкасл, Компьютерная инструкция по испытанию консолидации

, Протоколы

36-го ежегодного симпозиума по инженерной геологии

и геотехнической инженерии, Лас-Вегас, Невада,

марта 2001, 28-30.

[4] Масала С., Биггар К., Геотехническая виртуальная лаборатория

.I. Проницаемость, Comp Appl Eng Educ

11 (2003), 132–143.

[5] Д. П. Кодуто, Принципы проектирования Foundaton и

практики, Прентис Холл, Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси, 1994.

[6] Б. М. Дас, Принципы проектирования фундаментов,

4-е изд., PWS-KENT, Бостон , 1999.

[7] К. Лю и Дж. Б. Эветт, Грунты, фундаменты, 5-е изд.,

Прентис Холл, Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси, 2001.

[8] С.А. Брретто, Р. Пьяццалунга и В.Г. Рибейро , A

Обучающее программное обеспечение для 2D структурного анализа на базе Интернета,

Comp Appl Eng Educ 11 (2003), 83–92.

[9] К. Ю. Кабалан и А. Эль-Хадж, Разработка цифровых фильтров

с использованием электронных таблиц, Comp Appl Eng Educ 7 (1999),

9–15.

БИОГРАФИЯ

Ханифи Джанакчи получил степень бакалавра в области гражданского строительства

в Средневосточном техническом университете

, Турция, в 1989 году, а также степень магистра

и доктора наук в области геотехники в

Университета Стратклайд, Глазго, США

Kingdom, в 1992 и 1996 годах соответственно.

В настоящее время он является доцентом кафедры гражданского строительства

Университета Газиантепа

в Турции. Его текущие исследовательские интересы

— это компьютерное обучение и фундаментальные улучшения

.

366 CANAKCI

Как рассчитать несущую способность грунта

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Несущая способность грунта определяется уравнением

Q_a = \ frac {Q_u} {FS}

, где Q _a — допустимая несущая способность (в кН / м ² или фунт / фут ² ), Q _u — предельная несущая способность (в кН / м ² или фунт / фут ² ), а FS — коэффициент безопасности.Предел несущей способности Q _и является теоретическим пределом несущей способности.

Подобно тому, как Пизанская башня наклоняется из-за деформации почвы, инженеры используют эти расчеты при определении веса зданий и домов. Когда инженеры и исследователи закладывают фундамент, они должны убедиться, что их проекты идеально подходят для той почвы, которая поддерживает их. Несущая способность — это один из методов измерения этой прочности. Исследователи могут рассчитать несущую способность почвы, определив предел контактного давления между почвой и помещенным на нее материалом.

Эти расчеты и измерения выполняются на проектах, касающихся фундаментов мостов, подпорных стен, плотин и подземных трубопроводов. Они полагаются на физику почвы, изучая природу различий, вызванных давлением поровой воды материала, лежащего в основе фундамента, и межкристаллитным эффективным напряжением между самими частицами почвы. Они также зависят от жидкостной механики пространства между частицами почвы. Это объясняет растрескивание, просачивание и сопротивление сдвигу самой почвы.

В следующих разделах более подробно рассматриваются эти вычисления и их использование.

Формула несущей способности грунта

Фундаменты мелкого заложения включают ленточные, квадратные и круглые фундаменты. Глубина обычно составляет 3 метра, что позволяет получить более дешевые, реалистичные и легко переносимые результаты.

Теория предельной несущей способности Терзаги предполагает, что вы можете рассчитать предельную несущую способность для неглубоких сплошных фундаментов Q _{u с}

Q_u = cN_c + gDN_q + 0.5gBN_g

, где c — сцепление почвы (в кН / м ² или фунт / фут ² ), г — эффективный удельный вес почвы (в кН / м ³ или фунт / фут ³ ), D — глубина опоры (в м или футах), а B — ширина опоры (в м или футах).

Для неглубоких квадратных фундаментов уравнение: Q _{u с}

Q_u = 1,3cN_c + gDN_q + 0,4gBN_g

, а для неглубоких круглых фундаментов уравнение:

Q_u = 1.{2 \ pi (0,75- \ phi ‘/ 360) \ tan {\ phi’}}} {2 \ cos {(2 (45+ \ phi ‘/ 2))}}

N _c Равно 5,14 для ф ‘= 0 и

N_C = \ frac {N_q-1} {\ tan {\ phi’}}

для всех других значений ф ‘, Ng составляет:

N_g = \ tan {\ phi ‘} \ frac {K_ {pg} / \ cos {2 \ phi’} -1} {2}

K _pg получается из графического представления величин и определение того, какое значение K _pg объясняет наблюдаемые тенденции.Некоторые используют N _г = 2 (N _q +1) tanф ‘/ (1 + .4sin4 ф’) в качестве приближения без необходимости вычислять K pg .

Могут быть ситуации, в которых грунт проявляет признаки местного разрушения сдвигом . Это означает, что прочность грунта не может показать достаточную прочность для фундамента, потому что сопротивление между частицами в материале недостаточно велико. В этих ситуациях предельная несущая способность квадратного фундамента составляет Q _u =.867c N _c + g DN _q + 0,4 g BN _g , непрерывный фундамент i s Qu = 2 / 3c Nc + g D Nq + 0,5 g B Ng и круглый фундамент равен Q _u = 0,867c N _c + g DN _q + 0,3 г BN _g .

Методы определения несущей способности грунта

Фундаменты глубокого заложения включают основания опор и кессоны.Уравнение для расчета предельной несущей способности этого типа грунта: Q _u = Q _p + Q _f , где Q _u — предельная несущая способность (в кН / м ² или фунт / фут ² ), Q _p — теоретическая несущая способность для конца фундамента (в кН / м ² или фунт / фут ² ) и Q _{f — это теоретическая несущая способность из-за трения вала между валом и почвой.Это дает вам другую формулу для несущей способности грунта}

Вы можете рассчитать теоретическую концевую несущую способность фундамента Q _{p как Q p = A p q p Где Q p — теоретическая несущая способность для концевого подшипника (в кН / м ² или фунт / фут ² ) и A p — эффективная площадь наконечник (в метрах ² или в футах ² ).}

Теоретическая единица несущей способности несвязных илых грунтов q _p составляет qDN _q , а для связных грунтов — 9c, (оба в кН / м ² или фунт / фут ² ). D _c — критическая глубина для свай в рыхлом иле или песках (в метрах или футах). Это должно быть 10B для рыхлых илов и песков, 15B для илов и песков средней плотности и 20B для очень плотных илов и песков.

Для фрикционной способности обшивки (вала) свайного фундамента теоретическая несущая способность Q _f составляет A _f q _{f для одного однородного слоя грунта и pSq f L для более чем одного слоя почвы. В этих уравнениях A f — эффективная площадь поверхности ствола сваи, q f — kstan (d) , теоретическая единица фрикционной способности для несвязных грунтов. (в кН / м ² или фунт / фут), где k — боковое давление грунта, s — эффективное давление покрывающих пород и d — угол внешнего трения (в градусах). ). S — это сумма различных слоев почвы (т.е. a 1 + a 2 + …. + a n ).}

Для илов эта теоретическая емкость составляет c _A + kstan (d) , где c _A — адгезия. Он равен c, — сцепление грунта для грубого бетона, ржавой стали и гофрированного металла. Для гладкого бетона значение .8c от до c , а для чистой стали — от . 5c до .9c . p — периметр поперечного сечения сваи (в метрах или футах). L — эффективная длина сваи (в метрах или футах).

Для связных грунтов: q _f = as _u , где a — коэффициент сцепления, измеряемый как 1-.1 (S _uc ) ² для S _uc менее 48 кН / м ² где S _uc = 2c — прочность на неограниченное сжатие (в кН / м ² или фунт / фут ² ) .Для S _uc больше, чем это значение, a = [0,9 + 0,3 (S _uc — 1)] / S _uc .

Что такое фактор безопасности?

Коэффициент безопасности колеблется от 1 до 5 для различных целей. Этот фактор может учитывать величину повреждений, относительное изменение шансов, что проект может потерпеть неудачу, сами данные о грунте, построение допусков и точность расчетных методов анализа.

Для случаев разрушения при сдвиге коэффициент запаса прочности изменяется от 1.2 к 2,5. Для плотин и насыпей коэффициент запаса прочности составляет от 1,2 до 1,6. Для подпорных стен — от 1,5 до 2,0, для шпунтовых свай — от 1,2 до 1,6, для раскосных котлованов — от 1,2 до 1,5, для опор с разбросом по сдвигу — от 2 до 3, для опор из матов — от 1,7 до 2,5. Напротив, в случаях нарушения просачивания, когда материалы просачиваются через небольшие отверстия в трубах или других материалах, коэффициент безопасности колеблется от 1,5 до 2,5 для подъема и от 3 до 5 для трубопроводов.

Инженеры также используют практические правила для коэффициента безопасности, равного 1.5 для подпорных стен, которые переворачиваются гранулированной засыпкой, 2,0 для связной засыпки, 1,5 для стен с активным давлением грунта и 2,0 для стен с пассивным давлением грунта. Эти факторы безопасности помогают инженерам избежать отказов, связанных со сдвигом и просачиванием, а также тем, что почва может смещаться в результате нагрузки на нее.

Практические расчеты несущей способности

Вооружившись результатами испытаний, инженеры рассчитывают, какую нагрузку может безопасно выдержать почва. Начиная с веса, необходимого для срезания почвы, они добавляют коэффициент безопасности, поэтому конструкция никогда не прикладывает достаточно веса для деформации почвы.Они могут регулировать площадь основания и глубину фундамента, чтобы оставаться в пределах этого значения. В качестве альтернативы они могут сжимать почву для увеличения ее прочности, например, используя каток для уплотнения рыхлого насыпного материала для дорожного полотна.

Методы определения несущей способности грунта предполагают максимальное давление, которое фундамент может оказывать на грунт, так что приемлемый коэффициент безопасности против разрушения при сдвиге находится ниже основания и соблюдаются допустимые общие и дифференциальные осадки.

Предельная несущая способность — это минимальное давление, которое может вызвать разрушение опорного грунта при сдвиге непосредственно под фундаментом и рядом с ним. Они учитывают прочность на сдвиг, плотность, проницаемость, внутреннее трение и другие факторы при строительстве конструкций на грунте.

Инженеры руководствуются этими методами определения несущей способности грунта по своему усмотрению при выполнении многих из этих измерений и расчетов. Эффективная длина требует от инженера выбора того, где начать и где прекратить измерения.В качестве одного из методов инженер может выбрать использование глубины сваи и вычесть любые нарушенные поверхностные почвы или смеси грунтов. Инженер также может измерить ее как длину сегмента сваи в одном слое почвы, состоящем из многих слоев.

Что вызывает напряжение в почвах?

Инженеры должны учитывать почвы как смеси отдельных частиц, которые перемещаются относительно друг друга. Эти единицы грунта можно изучать, чтобы понять физику этих движений при определении веса, силы и других величин по отношению к зданиям и проектам, которые инженеры строят на них.

Разрушение при сдвиге может возникать в результате воздействий на грунт напряжений, которые заставляют частицы сопротивляться друг другу и рассеиваться таким образом, что это вредно для здания. По этой причине инженеры должны быть осторожны при выборе конструкций и грунтов с соответствующей прочностью на сдвиг.

Круг Мора может визуализировать касательные напряжения на плоскостях, относящихся к строительным проектам. Круг напряжений Мора используется в геологических исследованиях испытания грунтов. Он предполагает использование образцов грунта цилиндрической формы, в которых радиальные и осевые напряжения действуют на слои грунта, рассчитываемые с помощью плоскостей.Затем исследователи используют эти расчеты для определения несущей способности грунтов в фундаментах.

Классификация почв по составу

Физики и инженеры могут классифицировать почвы, пески и гравий по их размеру и химическому составу. Инженеры измеряют удельную поверхность этих компонентов как отношение площади поверхности частиц к массе частиц, что является одним из методов их классификации.

Кварц является наиболее распространенным компонентом ила, а также песка и слюды и полевого шпата.Глинистые минералы, такие как монтмориллонит, иллит и каолинит, образуют листы или структуры пластинчатой ​​формы с большой площадью поверхности. Эти минералы имеют удельную поверхность от 10 до 1000 квадратных метров на грамм твердого вещества.

Эта большая площадь поверхности допускает химические, электромагнитные и ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Эти минералы могут быть очень чувствительны к количеству жидкости, которая может проходить через их поры. Инженеры и геофизики могут определять типы глин, присутствующих в различных проектах, чтобы рассчитать влияние этих сил и учесть их в своих уравнениях.

Почвы с высокоактивными глинами могут быть очень нестабильными, поскольку они очень чувствительны к жидкости. Они набухают в присутствии воды и сжимаются в ее отсутствие. Эти силы могут вызвать трещины в физическом фундаменте зданий. С другой стороны, с материалами, представляющими собой глины с низкой активностью, которые образуются при более стабильной активности, гораздо проще работать.

Таблица несущей способности почвы

Geotechdata.info содержит список значений несущей способности почвы, которые вы можете использовать в качестве диаграммы несущей способности почвы.

Сессия 19 — ФУНДАМЕНТЫ 20 СВАЙ

Презентация на тему: «Сессия 19 — 20 СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ» — стенограмма презентации:

1 Сессия 19 — 20 СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Курс: S0484 / Разработка фундамента Год: 2007 Версия: 1/0 Сессия 19 — 20 СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

2 ФУНДАМЕНТЫ СВАЙ Тема: Осадка свай. Сваи с боковой нагрузкой. Сопротивление вытягиванию. Формула забивки свай. Отрицательное трение обшивки.

3 S = S1 + S2 + S3 Где: S = общая осадка сваи
ОСАДКА СВАЙ S = S1 + S2 + S3 Где: S = общая осадка сваи S1 = упругая осадка сваи S2 = осадка сваи, вызванная нагрузкой на вершина сваи S3 = оседание сваи из-за нагрузки, передаваемой вдоль ствола сваи

4 ОСАДКА СВАЙ Где:
Qwp = нагрузка, переносимая в точке сваи в условиях рабочей нагрузки Qws = нагрузка, переносимая сопротивлением трения (кожи) в условиях рабочей нагрузки Ap = площадь поперечного сечения сваи Ep = модуль упругости материала сваи L = длина сваи  = величина, зависящая от характера распределения сопротивления трения (скин-слоя) агрегата вдоль ствола сваи.

5 ОСАДКА СВАЙ Где:
qwp = точечная нагрузка на единицу площади в точке сваи = Qwp / Ap D = ширина или диаметр сваи Es = модуль упругости грунта в точке сваи или ниже s = коэффициент Пуассона грунта Iwp = фактор влияния = r

6 ОСАДКА СВАЙ Где: Qws = сопротивление трению сваи
L = длина заделки сваи p = периметр сваи Iws = фактор влияния

7 ПРИМЕР Допустимая рабочая нагрузка на забивную в песок сваю предварительно напряженного бетона длиной 21 м составляет 502 кН.Характеристики сваи следующие: — Диаметр (D) = 356 мм. Площадь поперечного сечения (Ap) = 1045 см2. Периметр (p) = м. Сопротивление оболочки выдерживает 350 кН допустимой нагрузки, остальная нагрузка — точечная опора. Используйте Ep = 21 x 106 кН / м2, Es = 25000 кН / м2, s = 0,35 и  = 0,62) Определите осадку сваи.

8 ПРИМЕР S = S1 + S2 + S3 = = мм

9 СВАЙКА С БОКОВОЙ ЗАГРУЗКОЙ

10 УПРУГОЙ РЕШЕНИЕ ДЛЯ СВАЙНЫХ СВАЙ С Боковой нагрузкой — ВНУТРЕННЕЕ В ЗЕРНОЗЕРНУЮ ПОЧВУ

11 СВАЙКА С БОКОВОЙ ЗАГРУЗКОЙ

12 СВАЙКА С Боковой загрузкой для L / T 5

13 СВАЙКА С БОКОВОЙ ЗАГРУЗКОЙ

14 СВАЙКА С БОКОВОЙ ЗАГРУЗКОЙ

15 УПРУГОЙ РЕШЕНИЕ ДЛЯ СВАЙНЫХ СВАЙ С Боковой нагрузкой — ВНУТРЕННЕЕ В СЛОЖНЫЕ ПОЧВЫ

16 СВАЙКА С БОКОВОЙ ЗАГРУЗКОЙ

17 АНАЛИЗ МАКСИМАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ НА СВАИ С Боковой нагрузкой — MEYERHOF — СВАИ В ПЕСКЕ ПРЕДЕЛЬНАЯ СОПРОТИВЛЕНИЕ НАГРУЗОК (Qu (g))

18 МАКСИМАЛЬНЫЙ МОМЕНТ, Mmax НАГРУЖЕННОЙ БОКОВОЙ НАГРУЗКИ Qu (g) ​​Для длинных (гибких) свай в песке МАКСИМАЛЬНЫЙ МОМЕНТ, Mmax ИЗ-ЗА БОКОВОЙ НАГРУЗКИ Qg

19 АНАЛИЗ МАКСИМАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ НА СВАИ С Боковой нагрузкой — MEYERHOF — СВАИ В ГЛИНЕ.

20 МАКСИМАЛЬНЫЙ МОМЕНТ, Mmax НАГРУЖЕННОЙ БОКОВОЙ НАГРУЗОК Qu (g) ​​Для длинных (гибких) свай МАКСИМАЛЬНЫЙ МОМЕНТ, Mmax, ОТНОСЯЩИЙСЯ К Боковой нагрузке Qg

21 год СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫДВИЖЕНИЮ СВАЙ

22 СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫДВИЖЕНИЮ СВАЙ

23 СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫДВИЖЕНИЮ СВАЙ
ПРИМЕР: Бетонная свая длиной 50 заделана в пропитанной глиной с cu = 850 фунтов / фут2.Поперечное сечение сваи составляет 12 дюймов на 12 дюймов. Используйте FS = 4 и определите допустимую выносливость сваи Решение Учитывая cu = 850 фунтов / фут2  кН / м2 ’= 0,9 — cu = 0,9 — () (40,73) = 0,645

24 СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫДВИЖЕНИЮ СВАЙ

25 СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫДВИЖЕНИЮ СВАЙ
Для сухих почв уравнение упрощается, чтобы определить значение Ku и  по рисунку 9.36b и 9.36c. Где Tun (все) = допустимая подъемная способность, а FS — коэффициент безопасности (рекомендуется значение 2–3).

26 год СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫДВИЖЕНИЮ СВАЙ
ПРИМЕР: сборная бетонная свая с поперечным сечением 350 мм x 350 мм заделана в песок. Длина сваи 15 м. Предположим, что sand = 15,8 кН / м3, sand = 35o, а относительная плотность песка = 70%. Оцените допустимую выносливость сваи (FS = 4) Решение Из рисунка 9.36, для  = 35o и относительной плотности = 70%

27 ФОРМУЛА ВЕДЕНИЯ СВАИ

28 год ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ТРЕНИЕ КОЖИ
Может произойти при таких условиях, как: Если насыпь глинистой почвы помещается поверх слоя зернистой почвы, в который забивается свая, насыпь будет постепенно уплотняться. Этот процесс консолидации будет оказывать на сваю направленную вниз силу сопротивления в период консолидации, если насыпь из гранулированного грунта помещается поверх слоя мягкой глины.