Усиление свайного фундамента: Усиление свайного фундамента

существующие виды укрепления, а так же в каких случаях оно требуется

Состояние грунта в большинстве регионов России вызывает сомнение в возможности использования традиционного фундамента.

Возможность подтопления, периодические изменения уровня залегания грунтовых вод, высокие показатели морозного пучения — все эти факторы ставят обычный ленточный фундамент под сомнение.

В подобных случаях принято использовать свайные основания, которые прочно привязаны к глубинным, плотным слоям грунта.

Верхние горизонты, имеющие чрезмерную подвижность и большое количество почвенных вод, становятся не опорными, а промежуточными наслоениями, сквозь которые сваи просто проходят до контакта с прочными уровнями.

Подобные опорные конструкции демонстрируют высокую несущую способность, но и они нередко оказываются слишком слабыми.

Содержание статьи

Когда требуется усиление свайного фундамента?

Необходимость в усилении свайного фундамента возникает при появлении внешних признаков:

• Трещины, образовавшиеся на бетонном ростверке.
• Перекосившиеся стены дом, свидетельствующие о просадках одного или нескольких углов.
• Появление затруднений при закрывании окон или дверей.
• Образование трещин поперек несущих стен (особенно в верхней части).

Кроме того, необходимость усиления свайного фундамента может быть запланированной:

• Расширение площади этажей, увеличение их количества.
• Строительство дополнительной площади, монтаж тяжелей облицовки (например, отделка натуральным камнем или лицевым кирпичом).
• Создание пристроек, изменяющих конфигурацию постройки и требующих дополнительных опорных конструкций.

Помимо установки дополнительных стволов, широко используется увеличение их толщины, позволяющее существенно увеличить допустимую нагрузку. Все технологии могут быть выбраны только после тщательного обследования фундамента, установки контрольных маяков и проведения качественного анализа состояния всей опорной конструкции в целом.

Нередко возникают ситуации, при которых требуется воздействие на грунт, непосредственно окружающий опоры, без непосредственного вмешательства в их конструкцию.

В любом случае окончательное решение должен принимать опытный строитель, прошедший профессиональную подготовку и способный правильно оценить приоритет тех или иных действий.

Какие существуют виды

Для усиления свайного фундамента принято использовать следующие методики:

Усиление стволов

Наиболее эффективным способом усиления является установка бетонной обоймы. Она устанавливается на всю видимую часть ствола, плюс на подземную часть глубиной до 1 м. Сама обойма представляет собой полую железобетонную конструкцию с толщиной стенок не менее 100 мм.

Монтаж такого кожуха позволит значительно увеличить прочность ствола, поскольку обжатая бетонной обоймой свая становится в несколько раз толще, что создает определенную опорную поверхность. Все трещины или иные дефекты свайного ствола скрываются, их распространение становится невозможным.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Существует другой способ монтажа Ж/Б обойм, когда сам кожух является лишь опалубкой, внутрь которой закачивают бетон. Предварительно тело сваи засверливают и вставляют арматуру, которая связывается с армпоясом обоймы. Такой метод дает максимальную эффективность, но возможен только при наличии прямого доступа к проблемному стволу.

Установка дополнительных опор вплотную к имеющимся сваям

Монтаж дополнительных стволов позволяет перераспределить нагрузку и снизить вес, приходящийся на каждую опору. С этой целью используются забивные или, чаще, буронабивные сваи.

Они заливаются в скважины, просверленные в непосредственной близости к основному стволу и работают с ним в паре как одна опора. Методика используется при необходимости увеличить несущую способность фундамента, поскольку исправления состояния старых стволов в данном случае не производится.

Обычно этот способ применяют при надстройке дополнительного этажа, появлении дополнительной нагрузки на опорную конструкцию.

Создание буроинъекционных свай

Изготовление буроинъекционных свай, расположенных в скважинах, пробуренных по периметру проблемных стволов, позволяет увеличить несущую способность ствола, не предпринимая никаких трудоемких или длительных мероприятий.

Необходимо оббурить ствол так, чтобы на каждое ребро приходилась минимум одна скважина диаметром 5-8 см. Затем в полости скважин нагнетают бетон, обычным способом или под давлением (т.н. струйный метод).

Второй вариант предпочтительнее, так как усилие, с которым раствор подается в скважину, расширяет ее стенки и создает давление материала внутри ствола. Это образует напряженную опору, готовую к принятию повышенных нагрузок.

Когда требуется усиление ростверка

                   

Необходимость в усилении ростверка возникает при обнаружении дефектов поверхности, трещин, появлении деформаций несущих балок. Наиболее проблемными являются бетонные ростверки, которые строятся для принятия больших нагрузок.

Если при проектировании или во время строительства была допущена ошибка, то состояние ростверка через некоторое время просигнализирует об этом и заставит принимать неотложные меры.

К числу признаков усталости или недостаточной несущей способности относятся:

• Появление отдельных дефектов поверхности бетона, следы электрохимической коррозии.
• Сквозные трещины, образованные вследствие оседания отдельных опор.
• Старение или изначально неправильно выбранная марка бетона.
• Ошибки армирования.
• Некачественная посадка ростверка на сваи.

ВАЖНО!

Возможны и другие внешние проявления, которые могут быть обнаружены невооруженным глазом. Все замеченные дефекты требуют немедленного обследования и принятия эффективных мер.

Способы монтажа ростверка

Для усиления ростверков применяют следующие методики:

• Торкретирование. Это процедура напыления бетона под давлением, позволяющая создать дополнительный слой нужной толщины. Специфика нанесения обеспечивает высокую плотность вновь образованной бетонной рубашки, способствует заполнению выбоин, залечивает трещины и прочие изъяны.
• Монтаж бетонной обоймы. Проблемный участок ростверка подготавливается, сверлятся сквозные отверстия, сквозь которые пропускаются арматурные стержни. Затем на всю длину намеченного для усиления участка собирают арматурный каркас, жестко связанный со сквозными прутками. Вокруг армпояса строится опалубка, обеспечивающая заданную толщину и ширину обоймы, после чего в полость закачивают бетон. Иногда в качестве опалубки используются специальные конструкции, которые плотно обжимаются вокруг ленты ростверка и заполняются бетоном.
• В сложных случаях перед монтажом бетонной обоймы устанавливают «стену в грунте». Эта методика предусматривает монтаж механической отсечки между стенами траншеи и боковыми поверхностями ростверка. Такой способ позволяет работать, не опасаясь прибывающих грунтовых вод, осыпающихся стенок траншеи и т.п.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Усиление ростверка необходимо предварительно рассчитать, чтобы не пришлось повторять процедуру уже на следующий год. Основными величинами, которые должны быть выяснены, являются толщина и протяженность слоя усиления. Иногда приходится увеличивать толщину ленты по всему периметру.

Технология установки

Для усиления всего фундамента в целом используются следующие методики:

Инъекции

В районе опор бурят тонкие скважины, в которые нагнетают специальные закрепляющие составы.

В зависимости от типа грунта могут быть применены:

• Цементация.
• Смолизация.
• Силикатизация.

Технология применения всех составов одинакова, разница лишь в химическом составе грунта. Введенный в скважину раствор пропитывает грунт на определенном расстоянии, вступает с ним в реакцию и образует прочную и жесткую породу с высокой несущей способностью.

Иногда вместо скважин используют инъекторы — металлические трубы с перфорацией для подачи состава в грунт. Они погружаются на 6-8 м посредством пневмомолотов, а извлекаются гидравлическими домкратами или копровыми механизмами.

Обжиг

Еще один способ укрепления грунта в районе заложения свай. По периметру бурятся скважины, в которые через систему специальных форсунок подается топливо и воздух для наддува. В результате в скважине образуется давление до 5мПа, а горение при высокой температуре изменяет физические свойства грунта и существенно укрепляет его, повышает плотность и прочность.

В зависимости от типа используемого топлива и от времени производства процедуры, имеется возможность закреплять грунт на глубину до 30 м.

Помимо этих методик активно используются уже рассмотренные технологии усиления стволов и ростверка, применяющиеся совместно с операциями по закреплению грунта.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете, как произвести усиление свайного фундамента:

Заключение

Мероприятия, направленные на усиление свайного фундамента, являются вынужденными и чаще всего становятся следствием ошибок, допущенных на стадии проектирования. Исключением могут быть лишь ситуации с необходимостью строительства крупных пристроек, расширением дома, увеличением этажности.

Все эти работы требуют предварительного расчета, скрупулезного соблюдения технологии строительства и применения только высококачественных строительных материалов.

Если все действия выполняются на должном уровне, результатом станет увеличение прочности и несущей способности основания, продление срока службы как фундамента, так и всего дома.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Укрепление свайного фундамента деревянного дома

Каждый человек знает, что основа любой построенной конструкции — качественный и надёжный фундамент, ведь от него зависит прочность и срок службы постройки. Но все построенные конструкции со временем имеют функцию «ломания». Причинами разрушений могут быть абсолютно разными. В основном всё зависит от сырья, из которого была возведена постройка. Естественно, кирпичные дома могут похвастаться своим долголетием, но некоторые люди предпочитают и дерево. В основном деревянные домики сооружают в небольших пунктах населения. Хоть этот материал считается экологическим и красивым, он имеет недостаток — служить недолгое время из-за:

• температурных перепадов;
• ошибок в конструкции;
• сдвигов грунтовых пластов и так далее.

Поэтому в любом случае придётся осуществить ремонт дома и усилить сам фундамент постройки. Чем быстрее отремонтируется здание, тем больше шансов, на то, что стены не потрескаются и дом не осядет.

Что лучше укрепить или усилить? Способы укрепления и усиления старых фундаментов. Монтаж свай

Укрепление и усиление фундаментов является трудоёмкой работой. Причинами его укрепления могут быть разными. Для деревянных домов это может быть из-за частичного сооружения, возведения новых стен из тяжёлых материалов. Для укрепления существуют несколько способов:

1. Ленточный вид (укрепление железобетоном). Самый надёжный вид, при котором укладываются железобетонные полосы, образующий замкнутый контур. Подходят для такого укрепления все виды почв. Но есть и минусы такого варианта — работа долгая и трудоёмкая. Такую работу называют «железобетонная рубашка».
2. При помощи винтовых свай. Для этого процесса лучше нанять специалистов-помощников, имеющие определённое оборудование и средства безопасности. После подбора нужных свай приступают к подъёму конструкции. Размещаются друг напротив друга гидравлические домкраты по периметру постройки, с помощью которых приподнимают дом, отсоединяя его от старого фундамента. Приподнятая высота должна позволить вести сварочные работы. Затем демонтируется отслуживший фундамент. При большой площади здания необходимо установить по центру периметра дома дополнительные сваи.

При монтаже винтовых свай в старом доме необходимо:

• выполнить по периметру конструкции разметку мест под сваи;
• при большой площади отмечают разметку и посередине периметра;
• установка сваи в отмеченных местах;
• не забывать о том, что сваи должны входить в землю глубже уровня замерзания земли;
• чтобы сваи имели одинаковую высоту.

Но в особых случаях укрепление не всегда необходимо, поэтому желательно провести диагностику дома и просто усилить его. Чтобы произвести усиление свайного фундамента в сухом грунте понадобится:

• частичная или полная разгрузка фундамента старого. Это делается для того, чтобы избежать при усилительных работах деформации. Используют опоры из дерева и металлические подкосы;
• установка опорной подушки в подвальном помещении на расстоянии двух метров от стены. На эти опоры нужно уложить брус, стойку укрепить и всё это соединить с помощью клиньев;
• чтобы разгрузить фундамент полностью, нужно установить в стенах ранд-балки из металла и вывесить стены на балки. Затем пробиваются штрабы в стенках со всех сторон, помещают в них ранд-балки. В пустое пространство между стенами и балками заливается цемент с песком;
• пробить на два — три метра скважину, чтоб вставить туда балки. На опорные подушки по обе стороны стены установить следует поперечные балки. Нагрузку снимают домкратом или клиньями, затем передаётся на данную постройку.

Для усиления столбчатого основания дома необходим ряд работ:

1. Снять нагрузку из крыши дома и самого дома.
2. В подвальном помещении устанавливаются так называемые карманы, чтобы снять почву.
3. Установка арматуры, щебневое укрепление, строится опалубка, которая заливается строительной смесью.

Отделка нового фундамента

Этот этап работы считается заключительным. После того как будет произведена работа по укреплению фундамента, дом опустится, следует приступить к облицовке и отделки нижней части дома. При демонтировании пола обустраивают его утепление и покрывают нужным материалом. Чтобы дом выглядел красивым, стильным, эстетичным, можно сделать облицовку — имитацию цоколя. Обычно фундамент обкладывают кирпичом, потом сверху по желанию возможно облицевать искусственными материалами: камнями, штукатуркой и так далее. Отделать фундамент можно и бетоном, но для этого понадобится значительно больше времени и труда. При любом варианте отделки вашего фундамента, облицовка послужит верной защитой от скопления снега и сможет обеспечить сохранность тепла.

Спасаем деревянный фундамент у бани

Технология ремонта при подгнившем обвязочном брусе:

1. Сверлится отверстие по вертикальной шпале в нижней части бани по горизонтальной линии. 
2. Забиваются обрезки арматуры в выбитые отверстия.
3. Необходимо завести прут арматуры, подвязать к ним проволоку.
4. Под балки положить брус желательно толстый, чтобы опирался на землю через трубы из металла.
5. Подвязать арматуру к брусу при помощи катанки.

5.3. Усиление кустов свай ч.1

Усиление свайных фундаментов осуществляют в случаях недостаточной несущей способности грунтов, на которые опирается свайный фундамент, а также значительного возрастания нагрузки на фундамент при реконструкции здания или сооружения, когда очевиден выход из строя фундамента в целом (свай и ростверка). При усилении свайного фундамента в целом (куста свай) нередко приходится одновременно усиливать ростверк и стволы свай, однако это усиление должно органически входить в общий комплекс мероприятий, проектируемых для реконструкции данного свайного фундамента.

При исчерпании несущей способности основания, на которое опирается свайный фундамент, а также окружающей его грунтовой толщи применяют методы закрепления и повышения прочности грунтов, описанные в гл. 3. Грунт в межсвайном пространстве и под остриями свай может быть упрочнен путем цементации, силикатизации, смолизации, обжига и другими способами укрепления оснований. Для этой цели, как и при укреплении оснований под фундаментами мелкого заложения, скважины для нагнетания раствора или обжига бурят с таким расчетом, чтобы можно было укрепить всю толщу грунтов между сваями и под ними — до более прочных грунтов. При малых размерах ростверков такие скважины рекомендуется устраивать наклонными и бурить за пределами ростверка. При больших размерах свайного фундамента скважины приходится бурить сквозь ростверк, что связано с известными трудностями. В связи с этим методы укрепления оснований при усилении свайных фундаментов применяются сравнительно редко. Их чаще используют для усиления не кустов свай, а односвайных фундаментов.

Так, по рекомендации НИИпромстроя усиление односвайных фундаментов (свай-колонн) каркасного одноэтажного здания осуществлено путем нагнетания карбамидной смолы в околосвайный грунт, представленный суглинками мягко- и текучепластичной консистенции. Усиление производилось для каждой сваи среднего пролета через наклонно погружаемые инъекторы с закреплением грунта поочередно с двух сторон за-ходками снизу вверх. В НИИпромстрое [32, с. 179—181] создана специальная установка для закрепления околосвайного грунта смолизацией.

При устройстве свайного фундамента на слабых водонасыщенных грунтах выдавливание грунта может происходить как из межсвайного пространства, так и из-под свай. В этих случаях для свай длиной 7—9 м можно устраивать сплошную обойму для всего свайно-грунтового массива. Такую обойму выполняют из устраиваемых вплотную одна к другой буронабивных свай или методом «стена в грунте». Ограждение заглубляют в более плотный грунт и рассчитывают на боковое давление выжимаемого грунта. Расчет обычно производится на горизонтальное давление грунта, расположенного под свайным фундаментом. При этом свайный Фундамент рассматривают как условный массивный фундамент, устанавливают среднее давление р на уровне острия свай, а затем по известным формулам [79] определяют вертикальные и горизонтальные напряжения в основании под концами свай. При расчете необходимо учитывать пассивный отпор грунта за ограждением.

Одним из несложных методов усиления свайного ленточного фундамента в случае отсутствия у отдельных свай надежного сопряжения с ростверком является подводка дополнительной железобетонной плиты под ростверк (см. рис. 5.3). Такой метод усиления был с успехом применен в г. Ростове-на-Дону для двух жилых 9-зтажных домов, получивших деформации аварийного характера [18, с. 77—78]. Принятое решение позволило часть нагрузки от надземной части здания (около 0,15 МПа) передать на основание через железобетонную ленту и одновременно включить в работу все свои фундаменты. Подводка фундамента была осуществлена отдельными захватками по 1,5—2 м.

Эксплуатация и ремонт зданий на лессовых просадочных грунтах/В.П. Ананьев, Я.Д. Гильман, М.Л. Филатова и др.

Совершенствование технологии работ нулевого цикла с использованием средств механизации и автоматизации: Тезисы докл. и сообщ. Всесоюз. конф. НИИпромстрой, Башк. прав. НТО стройиндустрии. — Уфа, 1981

Цытович Н.А. Механика грунтов (Краткий курс)

При использовании указанного метода усиления особое внимание следует обращать на сопряжение верхней плоскости подводимой плиты с подошвой существующего ростверка. Плотность сопряжения достигается путем применения пластичных бетонных смесей. Наряду с монолитными плитами применяют плиты из сборных элементов.

Выбор рационального способа реконструкции свайных фундаментов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 692.115

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА РЕКОНСТРУКЦИИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

А.Н. Стасишина, М.И. Абу Махади

Российский университет дружбы народов ул. Орджоникидзе, д. 3, Москва, Россия, 115419

Выбор рационального, эффективного способа усиления свайных фундаментов и оснований является основополагающим при реконструкции зданий в средней полосе России. В данном регионе применение свайного фундамента является целесообразным ввиду геологических особенностей строения грунта, а также наличия территорий с воднасыщенными слабыми грунтами. Наиболее оптимальными решениями усиления фундаментов и оснований являются те, благодаря которым максимально задействуются существующие конструкции фундаментов и возможности несущей способности оснований. К данным решениям относятся: реконструкция свай, усиление ростверка фундамента и закрепление грунтового основания. Усиление свай осуществляется способом усиления свайных столбов либо с помощью установки дополнительных буроинъекционных свай. Для усиления основания прибегают к методу погружения дополнительных забивных или устройства буронабивных свай вплотную к существующим сваям. Основным методом закрепления грунтового основания является способ инъекции различных растворов в грунт. Выбор необходимого способа усиления фундамента либо основания зависит от грунта и его характеристик, а так же от нагрузок, передающихся от вышерасположенных конструкций и динамических воздействий.

Ключевые слова: свайный фундамент, деформации свай, усиление свайных столбов, буро-инъекционная свая, буронабивная свая, усиление ростверка фундамента, торкретирование, закрепление грунтового основания, обжиг грунта

Реконструкция зданий, как правило, производится из-за потери несущей способности основных конструкций здания, вызванных либо дополнительными на-гружениями, не предусмотренными при проектировании, либо изменениями работы конструктивной схемы здания. В этих случаях возникают дополнительные нагрузки на фундамент и, как следствие, неравномерная осадка. Данный процесс может повлечь за собой не только нарушение эстетического облика здания, но и являться основополагающим фактором разрушения несущих конструкций, что может привести к частичному или полному разрушению всего здания.

Особенностью строительства домов в средней полосе России является широкое распространение свайных фундаментов. Принимая во внимание, что в данном регионе чаще всего присутствуют слабые водонасыщенные грунты, в частности насыщенные водой сильносжимаемые грунты, которые при обычных скоростях приложения нагрузок на основание теряют свою прочность, вследствие чего уменьшается их сопротивление сдвигу и возрастает сжимаемость, свайные фундаменты являются оптимальным решением, когда требуется передать нагрузку от здания на более плотные породы, залегающие на некоторой (иногда значи-

тельной) глубине. В современном строительстве свайные фундаменты широко востребованы, так как характеризуются повышенной несущей способностью и экономичностью из-за малого объема земляных работ.

Однако в процессе эксплуатации жилых домов и прочих сооружений в фундаменте могут происходить различные деформации. Это можно определить по возникновению трещин на цоколе, фасаде, стенах здания. В случае проявления данных признаков возникает необходимость реконструкции фундамента.

Под реконструкцией фундаментов понимаются работы, проводимые в связи с изменением расчетной схемы здания, ввиду изменения геометрических размеров сооружения, возрастанием нагрузок на несущие элементы, устройством дополнительных подземных или надземных помещений, а также усилением несущей способности фундамента, нарушенной вследствие изменения характеристик грунта основания. Цель реконструкции — выровнять неравномерность осадок до допустимых пределов и предотвратить возможность возникновения дополнительных усилий в надземных конструкциях здания.

К основным причинам повреждения фундамента относятся:

— снижение прочностных и деформационных свойств грунтов при проявлении процесса набухания и пучения грунтов;

— земляные работы вблизи здания;

— прокладка коммуникаций;

— увеличение нагрузок на основание;

— вибрационные и динамические воздействия.

При реконструкции фундаментов перед обследователями и проектировщиками неизбежно встают вопросы о физико-механических свойствах грунтов основания, об их расчетных характеристиках, о размере дополнительных (неравномерных) осадок, о степени устойчивости существующих фундаментов. Чтобы ответить на данные вопросы, необходимо определить свойства грунтов, расположенных под подошвой фундамента. Для этого необходимо выполнить исследовательские шурфы рядом с отдельными фундаментами, которые позволят оценить не только состояние конструкции фундаментов, но и уточнить физико-механические свойства грунтов.

Проведение изыскательских работ и получение физико-механических характеристик грунтов основания является главнейшим фактором при планируемой реконструкции фундаментов и оснований. Свойства грунта, определенные непосредственно на месте залегания существующих фундаментов, позволят обоснованно решать проектные вопросы, связанные с дополнительным нагружени-ем основания.

По результатам обследования составляется технический отчет с результатами обследования и техническим заключением. Основываясь на предоставленной документации, принимают решения об эффективных способах проведения реконструкции фундамента.

Наиболее оптимальными решениями усиления фундаментов и оснований являются те, благодаря которым максимально задействуются существующие конструкции фундаментов и возможности несущей способности оснований.

Среди факторов, влияющих на то, каким образом будет проведено восстановление фундамента, отмечаются конструктивные особенности дома, состояние грунта и оснащенность организации, осуществляющей работы. На сегодня существует множество технологий, подробно обосновывающих, как восстановить фундамент. Это зависит от состояния здания на текущий момент, степени риска, связанной с возможным разрушением основания, стен дома.

Основополагающими при выборе технологии усиления являются конструктивные особенности здания, состояние грунта в основании и оснащенность организаций, осуществляющих работы. Современное оборудование позволяет выполнять работы по усилению оснований и фундаментов технологично, быстро, надежно, с минимальным использованием ручных операций.

Современные методы расчета позволяют смоделировать на основе геотехнической информации конкурентоспособные варианты технологии усиления оснований и фундаментов. Без должного расчетного обоснования нельзя отказываться от традиционных технологий. В комплексе с новыми, современными, они часто дают положительный эффект.

Наличие деформаций в сваях рассматриваемого нами типа фундамента влечет за собой их обязательное устранение. Среди способов устранения подобных деформаций возможно рассмотреть следующие.

Способ усиления свайных столбов. Если здание имеет высокий ростверк, наиболее доступным является способ усиления свайных столбов. Свая усиливается железобетонными обоймами, с помощью стенки толщиной не менее 100 мм, замкнутой по периметру свайного столба конструкции, которые за счет своего обжатия, предотвращают распространение трещин и существующих деформаций. Обойма увеличивает площадь свайной опоры, что приводит к увеличению несущей способности сваи. Обоймы устанавливаются по всей видимой длине, осуществляется заглубление сваи не менее, чем на 1 м.

Способ усиления с дополнительной установкой буроинъекционныа свай. Данный метод способствует созданию вокруг сваи «рубашки», препятствующей дальнейшему разрушению. Такой способ осуществляется посредством бурения нескольких скважин вокруг деформированной сваи, в последствие заполняемых цементным раствором с пластификаторами, сокращающими время отвердевания смеси. Размеры скважин от 50 до 80 мм и устанавливаются не менее одной, возле каждой грани сваи. Стандартный метод представляет собой подачу бетона при давлении 15—20 мПа. Струйная технология позволяет уплотнить почву вокруг сваи и увеличить ее несущую способность, благодаря высокому давлению подачи бетона 350—450 мПа, поток бетона расширяет стенки пробуренного шурфа, вытесняя почву.

Способ усиления сваи с помощью погружения забивной или устройства бурона-бивной сваи вплотную к свайному стволу. Данный метод позволяет увеличить несущую способность основания и является целесообразным при надстройке дополнительных этажей. Дополнительные сваи не устраняют существующих дефектов в сваях, они служат дополнительными опорами для равномерного распределения нагрузки от здания, воспринимая некоторую ее часть на себя.

В случае реконструкции здания на винтовых сваях, здание поднимается посредством гидравлических домкратов над свайным полем, а опоры устанавливаются по контуру стен. При реконструкции здания с железобетонными сваями, новые опоры монтируются на расстоянии 1,5—2 м от существующих стен дома и соединяются со старым свайным полем с помощью выносных балок.

Помимо рассмотренных способов устранения деформаций свай, часто возникает необходимость усиления ростверка фундамента. Здесь также возможно рассмотреть несколько способов.

Способ торкретирования позволяет устранить коррозию наружного слоя способом послойного нанесения цементного раствора под давлением в 0,5—0,7 мПа. Предварительно поверхность необходимо очистить вручную с помощью стальных щеток или обдува поверхности из пескоструйного компрессора и закрепить арматурную сетку ячейкой 5—10 см, диаметр проволоки 3—5 мм для увеличения адгезии (схватывания) наносимой смеси со стенками ростверка. Общая толщина наносимого бетона должна составлять 2—4 см и выполняться в 2—3 слоя. Между торкретированием слоев необходимо делать перерывы для отвердевания нанесенной смеси.

Если повреждения ростверка значительны, то раствор нагнетают в заранее пробуренные продольные и накладные шпуры, которые должны охватывать всю поврежденную область ростверка. Шпуры на поверхности ростверка высверливаются в шахматном порядке перфоратором. Диаметр отверстий от 2 до 4 мм, а расстояние межу ними от 80 до 150 см. Глубина отверстий составляет 40% от общей толщины ростверка (при высверливании с двух сторон и 75% (при высверливании с лицевой стороны). Все отверстия выполняются между поясами арматурного каркаса. В образовавшиеся отверстия нагнетается бетонная смесь под давлением 0,7—1,2 мПа, предварительно полости промываются водой, подающиеся через трубки под давлением 0,3—0,2 мПа.

При существенном разрушении свайного фундамента выполняются работы по усилению фундамента в целом.

В данном случае необходимо закрепить грунт вокруг свай, утерявший свои несущие способности. Грунтовое основание требует усиления, если его деформации привели к недопустимым неравномерным осадкам фундаментов и эти деформации не стабилизировались. Усиление грунтового основания производится путем его закрепления. Существует также ряд методов закрепления грунтового основания.

Основным методом закрепления грунтового основания является инъекции в грунты различных растворов. Укрепление фундамента производят с помощью нагнетания определенного раствора в грунт посредством инъекторов. Инъекторы представляют собой стальные трубы диаметром 27—150 мм с перфорированной нижней частью. Такие трубы забиваются в грунт на глубину 6—8 м с помощью пневмомолотов. Извлечение иньекторов производят копровыми установками либо домкратами.

По составу смеси для укрепления грунтов делятся на инъекции она основе цементных вяжущих; инъекции на основе силиката натрия (жидкого стекла) и

отвердителей в виде слабых растворов кислот или щелочей; инъекции растворов полимерных смол и отвердителей в виде слабых растворов кислот.

Выбор состава смеси зависит от типа укрепляемого грунта. Силикатизация для крупных песчаных и лессовидных грунтов, смолизация — для мелких песков, цементация — для гравелистых и глинистых грунтов. При силикации используется раствор силиката натрия, благодаря которому при взаимодействии с солями кальция в лессовидных грунтах, образуется кремниевый гель, который отвердевает и превращает песок в твердую породу. При смолизации достигается аналогичный эффект за счет раствора из карбамидной смолы. При цементации процесс нагнетания производится при помощи цементных растворонасосов, а для приготовления цементных растворов используются растворосмесители. Данный метод превосходно себя зарекомендовал при уплотнении средних и крупных песков.

Также к способам укрепления грунта относится метод обжига, при котором увеличивается плотность и несущая способность основания. Технология данного метода заключается в использовании топливной смеси, которая, при сгорании в заранее пробуренных скважинах, способствует поддержанию высокого давления за счет нагнетания сжатого воздуха. Под воздействием воздуха внутрь грунта проникают раскаленные газы, что приводит к образованию пласта обожженной, высокотвердой породы.

Таким образом, при реконструкции свайного фундамента применяется целый комплекс мер, направленный на его усиление и повышение несущей способности. Выбор конкретной технологии усиления производится после глубоко исследования конструкций, и в зависимости от того, что послужило причиной возникновения дефектов фундамента, осуществляется выбор конкретного и рационального способа его усиления. Одним из важных критериев выбора рациональной технологии усиления фундаментов является соотношение прочности и экономичности, что способствует не только восстановлению несущей способности фундамента, но и возможности экономии материалов и снижения трудозатрат.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Алексеев С.И. Осадки фундаментов при реконструкции зданий: учеб. пособие. СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2009. 82 с.

[2] Бурлаков Е. Усиление и реконструкция оснований и фундаментов. URL: http:// allaboutadvertising.ru/usilenie-i-rekonstrukciya-osnovanij-i-fundamentov/

[3] ГроздовВ.Т. Усиление строительных конструкций при реставрации зданий и сооружений. СПб., 2005. 114 с.

[4] Пьянков С.А. Свайные фундаменты: учеб. пособие. Ульяновск: УлГТУ, 2007.

[5] Усиление свайного фундамента. URL: http://ustanovkasvai.ru/stati/74-usilenie-svajnogo-fundamentа

SOME RATIONAL METHOD OF OF RECONSTRUCTION OF FOUNDATIONS

A.N. Stasishina, Abumahadi Mohamed

Peoples’ Friendship University of Russia Ordzhonikidze str., 3, Moscow, Russia, 115419

The choice of a rational, efficient method of strengthening pile foundations and bases is fundamental in the reconstruction of buildings in Central Russia. In this region the use of pile foundation is efficient due to the geological characteristics of the structure of the soil, and the presence of areas with weak water-saturated soils. The most optimal solutions of strengthening of bases and foundations are the ones that are the most using existing foundations and possibility of load-carrying ability of foundations. These solutions include the reconstruction of piles, reinforcement of foundation frame and consolidation of the earth foundation. Data solutions include: reconstruction ofpiles, pile cap foundation strengthening and consolidation of the subgrade. Strengthening piles follow the method given by enhance the pillars either by installing additional CFA piles. In order to strengthen the base are resorted to the method of immersing devices or other precast bored piles adjacent to existing piles. The basic method of fixing the subgrade is a method of injection of various solutions into the ground. Selecting the way to strengthen the foundation or base depends on the soil and its characteristics, as well as the loads transmitted from the upstream structures and dynamic effects.

Key words: piles foundation piles deformation, strengthening of pile pier, augercast pile, pressure pile, reinforcement of foundation frame. shooting, consolidation of the earth foundation, burning of soil

REFERENCES

[1] Alekseev S.I. Osadki fundamentov pri rekonstrukcii zdanij: uchebnoe posobie [Precipitation foundations for reconstruction: a tutorial]. SPb.: Peterburgskij gosudarstvennyj universitet putej soobshcheniya, 2009. 82 s.

[2] Burlakov E. Usilenie i rekonstrukciya osnovanij i fundamentov [Strengthening and reconstruction of the foundations]. URL: http://allaboutadvertising.ru/usilenie-i-rekonstrukciya-osnovanij-i-fundamentov/

[3] Grozdov V.T. Usilenie stroitel’nyh konstrukcij pri restavracii zdanij i sooruzhenij [Strengthening of building structures in the restoration of buildings and sooruzheniy]. SPb., 2005. 114 s.

[4] P’yankov S.A. Svajnye fundamenty: uchebnoe posobie [Pile foundations: the manual]. Ul’yanovsk: UlGTU, 2007.

[5] Usilenie svajnogo fundamenta [Strengthening of pile foundation]. URL: http://ustanovkasvai.ru/ stati/74-usilenie-svajnogo-fundamenta

Усиление фундаментов, свайный фундамент

Типичными примерами ситуаций, когда нужно усиление фундаментов, являются
— неудовлетворительное состояние кладки фундаментов;
— пустоты и местное разуплотнение грунтов под подошвой фундаментов из-за воздействия грунтовых и техногенных вод;
— увеличение нагрузки на фундаменты при реконструкции или надстройке зданий;
— разуплотнение грунтов при ведении строительства вблизи существующих зданий, особенно при откопке котлованов.

Во всех этих случаях наиболее эффективными, быстрыми и экономичными являются буровые методы усиления.

Цементация

 

Цементация фундаментов проводится при ослаблении фундаментов и разуплотнении грунта под его подошвой. В тело фундамента и на контакт «фундамент-грунт», через специально пробуренные скважины диаметром 40 – 110 мм, под строго контролируемым давлением, подается твердеющий раствор, приготовленный на основе цементов. В результате отсутствующий кладочный раствор заменяется новым, фундамент приобретает прочность, пустоты под подошвой заполняются, повышается плотность грунтов основания. Для минимизации воздействия на кладку фундаментов при проведении цементационных работ мы используем алмазный буровой инструмент и пневмоударники малого диаметра английской фирмы “HALCO”. Такая щадящая технология позволяет выполнять работы на зданиях — памятниках архитектуры

 

Сваи усиления

 

Когда не только фундаменты, но и грунты основания не способны воспринимать возросшие нагрузки, например, при реконструкции или надстройке здания, целесообразно проводить усиление методом устройства буроинъекционных свай.

При таких работах производится бурение скважин через фундамент на заданную проектом глубину. Скважина заполняется мелкозернистым бетоном и затем в нее устанавливается специальный арматурный каркас. В итоге получается железобетонная свая, одним концом заделанная в существующий фундамент, другим опирающаяся на плотные слои грунта.

Сваи усиления обычно имеют диаметр от 130 до 250 мм и длину до 25 метров. Здание, «пересаженное» с ленточного фундамента на свайный, может подвергаться значительному дополнительному нагружению. Осадки здания, после включения свай в работу, практически отсутствуют. Перед устройством свай, в качестве подготовительных работ, проводят цементацию фундамента.

 

Вывешивание зданий

Увеличение полезной площади при реконструкции здания достигается не только за счет надстройки дополнительных этажей, но и путем заглубления существующих, либо устройства новых подвальных помещений.

Для минимизации опасных последствий от деформации здания при заглублении подвалов, мы используем метод «вывешивания». Заключается он в переносе здания с ленточного на свайный фундамент, но в отличие от обычного усиления на сваи передается полный вес здания, что требует точного проектного расчета и особой тщательности при выполнении. Чтобы исключить потерю устойчивости свай, в них применяют дополнительное усиленное армирование верхней, самой нагруженной части. Перед устройством свай фундамент также подвергается укреплению методом цементации. После проведения данных мероприятий можно выполнять разработку грунта и подведение новых стен ниже уровня существующих фундаментов.

Укрепление фундамента винтовыми сваями. Технология установки.

11 Октябрь 2016      Стройэксперт      Главная страница » Фундамент » Ремонт      Просмотров:   2917

Укрепление фундамента винтовыми сваями

Время вносит свои коррективы и в прочностные характеристики оснований дома. После 40-50 лет эксплуатации некоторые узлы конструкции приходят в негодность, требуют замены или усиления. Сегодня речь пойдет о том, как можно выполнить укрепление фундамента винтовыми сваями.

Причины усиления старого фундамента

Необходимость дополнительного усиления старого фундамента дома может возникнуть по ряду причин.

1. Наиболее частая из них – частичное разрушение основания, образование трещин. Это происходит при длительной эксплуатации строения, а так же из-за подвижек грунта и превышения расчетной нагрузки.
2. Усиливать фундамент приходится и при выполнении дополнительных работ с конструкцией дома, например, при надстройке второго этажа. Замена кровли на более массивный вариант, не предусмотренный проектом, может поставить задачу, как укрепить свайный фундамент.

Частичное повреждение старого фундамента

Независимо от причин, вызвавших потребность в дополнительных работах, существует несколько широко распространенных способов укрепления свайного фундамента. Наиболее доступными для рядового владельца загородной недвижимости являются:

1. Укрепление старого фундамента винтовыми сваями;
2. Укрепление буронабивными сваями;
3. Укрепление вдавливаемыми сваями;
4. Укрепление буроинъекционным методом.

Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки, и определенную область применения. Рассмотрим их подробнее.

к оглавлению ↑

Винтовые сваи придут на помощь

В настоящее время винтовые сваи нашли широкое применение в строительстве фундаментов зданий различного назначения. Они представляют собой стальные заостренные трубы, имеющие на рабочей стороне винт в виде спирали Архимеда с одним-двумя полными витками. Строительные базы предлагают данные изделия в широком диапазоне размеров. Научились домашние мастера их делать и своими руками.

Усиление фундамента винтовыми сваями предполагает работу с уже имеющимся основанием, которое по той или иной причине не может в должной мере выполнять свои функции. Для этой цели по периметру дома на минимально возможном расстоянии выполняют монтаж стальных опор в грунт на глубину опирания в прочные слои.

Технология установки предполагает использование специализированной техники. При отсутствии возможности подъезда к дому можно выполнить ввинчивание свай вручную. При монтаже необходимо соблюдать вертикальность установки будущих опор.

Придать свайному фундаменту дополнительную прочность помогает ростверк – стальная обвязка труб по периметру. Для его изготовления на торцы труб приваривают оголовки – стальные площадки размером 200х200 мм. На эти основания и выполняют крепление стального профиля – швеллеров и двутавров или деревянных брусьев, так как усилить свайно-винтовой фундамент другим способом невозможно.

Непосредственно усиление фундамента сваями происходит за счет монтажа дополнительных стальных балок, которые опираются на ростверк и располагаются под стенами дома. То есть вся нагрузка строения в конечном итоге перераспределяется на вновь возводимое основание. После такого вывешивания дома можно выполнить ряд работ по восстановлению старого фундамента, что обеспечит его теплоизоляцию.

С помощью винтовых свай можно выполнить усиление фундамента деревянных рубленных или каркасных домов. Кирпичные и блочные стены таким способом подпереть не получится.

к оглавлению ↑

Сваи сваям рознь

Вместо установки винтовых свай часто применяют другой вариант. Он предусматривает изготовление буронабивного основания. Принцип монтажа, или вернее будет сказать изготовления таких опор совершенно другой.

Прежде всего вокруг дома сверлят ряд отверстий в грунте. Диаметр их может составлять 250-300 мм, а глубина до двух метров. Во избежание осыпания грунта со стен скважины внутрь устанавливают цилиндрическую опалубку. В качестве последней могут выступать:

• Пластиковые трубы;
• Стальные трубы;
• Мягкие оболочки из рубероида.

Первые два вида опалубки применяют при укреплении фундамента на сыпучих грунтах, сложенных песчаными или супесчаными горными породами. Они позволяют получить жесткий каркас, который в будущем станет частично воспринимать на себя приходящуюся нагрузку. Последний вариант удобен на прочных грунтах и вполне приемлем для самостоятельного изготовления.

Для получения мягкой оболочки для буронабивной сваи достаточно взять кусок полотна рубероида длиной 2 метра, свернуть его в длинную трубу и зафиксировать стенки мягкой стальной проволокой. Теперь можно опускать каркас сваи в грунтовое отверстие.

Усиление фундамента буронабивными сваями

Следующий этап изготовления буронабивных свай для усиления фундамента – установка арматуры. Она представляет собой каркас из нескольких вертикальных стержней, соединенных между собой короткими вставками. Вяжется арматура стальной тонкой проволокой достаточно жестко. Это позволяет выполнить дополнительное укрепление свайного фундамента. Перед установкой армирующего каркаса дно углубления отсыпают песком и щебнем и тщательно утрамбовывают.

После армирования можно приступать к заливке свай бетоном. Для снижения себестоимости работ можно изготавливать смесь песка, цемента и щебня в бетономешалке. В отличие, например, от ленточного фундамента, при изготовлении которого лучше выполнять заливку бетоном полностью, сваи можно заполнять поочередно. В зависимости от скорости работ можно делать по одной — две опоры в день.

Для достижения максимальной прочности вертикальных железобетонных опор при усилении фундамента необходимо выдержать их без нагрузки в течение 7-10 дней. После истечения указанного срока их можно связать ростверком, на который выполнить установку подпирающих балок.

к оглавлению ↑

Давить можно не всегда

Принцип установки вдавливаемых свай отличается от двух описанных выше. Он осуществляется под ударной нагрузкой с использованием специальной строительной техники. В этом случае применяют готовые железобетонные столбы.

Усиление методом вдавливания

Укрепление фундамента таким способом не рекомендуется производить в непосредственной близости от зданий, находящихся в аварийном состоянии. Также не желательно выполнять монтаж таким способом близ частично разрушенных просевших оснований, особенно на слабых песчаных грунтах.

к оглавлению ↑

Инновации в строительных технологиях

В строительной индустрии многие технологии устоялись столетиями. При этом появляются новые способы решения тех или иных проблем. Одна из них – буроинъекционные сваи. Технология эта сложна, требует применения специализированного оборудования и совершенно не приемлема для самостоятельного выполнения. Укрепление фундамента инъекционным методом – самый дорогой вариант.

Буроинъекционные сваи — новые технологии

Принцип заключается в следующем:

1. В основании фундамента, как правило, ленточного сверлят ряд отверстий с шагом 1,5-2 метра. Диаметр штроб может достигать 30 см, глубина превышает 2 м.
2. В подготовленные гнезда под высоким давлением подают низко дисперсный бетон, изготавливаемый специально для этого способа. В результате смесь образует новую сваю, опирающуюся своим основанием на прочные слои грунта, что обеспечивает укрепление фундамента сваями.
3. После частичного застывания полученные сваи дополнительно утрамбовывают для увеличения их плотности

 

Таким образом, мы рассмотрели основные способы укрепления фундамента дома тем или иным способом. Вариантов выполнения работ много. Не следует полностью полагаться на тот или иной вариант, так как укрепить свайно-винтовой фундамент, например, тоже потребуется после нескольких десятилетий его эксплуатации.

 

    Метки: Винтовые сваи     

Усиление фундаментов. Усиление фундамента. Усилить фундамент. Усиление фундамента сваями

	Вдавливаемые сваи	Расширения подошвы или устройство фундаментной плиты	Инъектирование грунтового основания различными составами	Устройство буронабивных или буроинъекционных свай	Устройство грунтобетонных свай по технологии jet-grouting
Схема устройства
Разуплотнение грунтового основания фундаментов	Отсутствие разуплотнение грунта. Что не наносит вреда ни существующим фундаментам, ни окружающей застройке.	Грунт разуплотняется, что требует его включения в работу после дополнительных осадок и деформаций здания.	При устройстве инъекторов присутствует незначительное разуплотнение грунта.	Грунт разуплотняется, что может привести как к деформациям существующего здания, так и близлежащих зданий.	Есть незначительное разуплотнение грунта при устройстве свай.
Гарантированность результата	Высокая гарантия несущей способности каждой сваи. Когда при нагрузке (например, в 100тс.) свая дает отказ, это гарантия, что грунт несёт данную нагрузку.	Очень низкая. Чтобы включить конструкции в работу здание должно дать осадки и обжать разуплотнённый грунт.	Низкая. Отсутствие надёжных способов проверить несущую способность как усиленного грунта, так и нижележащего.	Низкая. Для включения свай в работу требуется деформации здания и обжатие грунта	Низкая. Для включения свай в работу требуется деформации здания и обжатие грунта
Обеспечение сохранности существующего здания во время производства работ.	Высокая. Есть возможность производства работ в действующих зданиях с сохранением существующей отделки.	Низкая. Вследствие разуплотнения грунтов основания	Низкая. Вследствие разуплотнения грунтов основания	Низкая. Вследствие разуплотнения грунтов основания	Низкая. Вследствие разуплотнения грунтов основания
Воздействие на окружающую застройку	Нет негативного воздействия, вследствие уплотнения грунта основания.	Нет негативного воздействия, вследствие выполнения работ внутри здания.	Минимальное	Возможно негативное воздействие из-за разуплотнения грунта	Минимальное
Включение конструкций в работу	Есть. Отсутствие дополнительных осадок здания	Нет. При включении в работу здание даёт дополнительные осадки	Нет. При включении в работу здание даёт дополнительные осадки	Нет. При включении в работу здание даёт дополнительные осадки	Нет. При включении в работу здание даёт дополнительные осадки
Наличия эксцентриситетов при передачи нагрузки	Возможно устройства свай по оси существующих стен	При уширении подошвы с двух сторон эксцентриситетов нет. В остальных случаях – есть.	Возможно инъектирование непосредственно под подошву несущих стен	При устройстве свай с двух сторон эксцентриситетов нет. В остальных случаях – есть.	При устройстве свай с двух сторон эксцентриситетов нет. В остальных случаях – есть.
Стоимость (укрупнённо)	$$	$	$$	$$	$$$

График изгиба стержня

для свайного фундамента с расчетами

🕑 Время чтения: 1 минута

Чтобы четко понимать график изгиба стержней свайного фундамента, необходимо знать типовые детали армирования свайного фундамента. Свайный фундамент — это распространенный тип глубокого фундамента, используемый для поддержки тяжелонагруженных конструкций, когда рассматриваемый участок имеет очень слабый грунт, который по своей природе сжимается.

План типового свайного фундамента Типичная конструкция свайного фундамента имеет несущую конструкцию, поддерживаемую крышкой сваи, которая, в свою очередь, поддерживается несколькими сваями, как показано на плане и на виде спереди на рисунках ниже.

Рис.1: Устройство свайного фундамента — надстройка, свайная шапка и сваи

Технические характеристики конструкций и детали армирования свайного фундамента На рисунке 2 показаны типовые детали армирования и чертеж свайного фундамента. Детали свайного колпака в этой статье не объясняются.

Рис.2: Детали свайного фундамента

Вся конструкция ясно видна из рисунка 2. Каркас свай имеет вертикальную арматуру, удерживаемую наружным и внутренним кольцами.К арматуре при свайном строительстве относятся:

1. Вертикальное армирование
2. Усилитель наружного кольца
3. Усиление внутреннего кольца

Вышеупомянутые детали упомянуты на рисунке 3 ниже. Наружные кольца выполнены в виде спиральных колец, а внутренние — в виде круговых или спиральных стяжек.

Рис.3: Детали поперечного сечения в разрезе A-A на рисунке 2

Длина развертки ‘L _d ’ предусмотрена вне врезки колонны в заглушку сваи.Рекомендуемая длина анкеровки указывается в нижней части колонны, как показано на рисунке 2. На рисунке:

1. Длина сваи = 20 м
2. Диаметр сваи = 0,6 м
3. Диаметр:
   1. Вертикальное армирование = 20 мм — 12 шт.
   2. Наружное спиральное кольцо = 8 мм @ 200 мм c / c
   3. Внутренние спиральные стяжки = 16 мм @ 2000 мм c / c
4. Нижняя длина анкеровки = 300 мм
5. Длина развертки = 40d
6. Прозрачная крышка = 75 мм

Расчет графика изгиба стержней свайного фундамента

Шаг 1: Длина вертикальной арматуры В случае графика изгиба стержней колонны или сваи возникает потребность в притирке стержней для достижения длины сваи (20 м).Следовательно, длина притирки, равная 5Dd , предоставляется дополнительно. Следовательно, Общая длина резки для вертикального армирования = длина анкеровки внизу сваи + высота сваи + длина развертки (40d) + длина внахлестку (50d) — прозрачная крышка предоставляется внизу. то есть L _v = 300 + 20000 + 40d + 50d -75 = 300 + 20000+ (40 x 12) + (50 x 12) — 75 Общая длина вертикальной арматуры, L _v = 21,3 м Примечание: Во время связывания стержня рекомендуется связывать его посередине, так как связывание на концах стержня будет подвергаться более высоким значениям напряжения.

Шаг 2: Внутреннее распорное кольцо — количество и длина каждого кольца Здесь мы должны определить длину каждого внутреннего кольца вместе с их номерами. Количество колец (N _r ) = [Длина ворса / шаг] + 1 = [20000/2000] +1 = 11 Нет Окружность кольца дает длину каждого кольца. Для этого необходимо определить радиус кольца. Учитывая радиус сваи, прозрачной крышки, радиус наружного кольца: Радиус кольца = [Радиус сваи — прозрачная крышка — диаметр: наружного кольца — диаметр: вертикальной арматуры:] / 2 = [600–75–8–12] / 2 = 252.5мм Следовательно, длина кольца = 2xpixr = 2 x 3,147 x 252,3 = 1584,4 мм = 1,58 м

Шаг 3: Наружное спиральное кольцо — количество и длина каждого кольца Для каждой спецификации внешнего винтового кольца необходимо определить его радиус. Радиус наружного спирального кольца = [Диаметр стопки — прозрачная крышка] / 2 = [600–75] / 2 = 262,5 мм Длина кольца = 2xpixr = 2 x 3,147 x 262,5 = 1648,5 мм = 1,65 м Количество колец (N _r ) = [Длина ворса / шаг] + 1 = [20000/200] +1 = 101 Нет

Шаг 4: График гибки стержней

Спецификация	Диаметр стержней (м)	№Барс (м)	Длина стержней (м)	Общая длина (м)
Вертикальная полоса	12	12	21,3	255,6
Стержень внутреннего кольца	16	11	1,58	17,4
Стержень наружного кольца	8	101	1,65	166,65

ACI 318 Проектирование бетонных свай

Конструкция с одинарной сваей в соответствии с ACI 318 (2014)

Сваи — это длинные и тонкие элементы, которые переносят нагрузки от надстройки на более глубокий грунт или на скалу с соответствующей несущей способностью.Материалы, используемые для свай, могут включать дерево, сталь и бетон. Укладка сваи в грунт может быть забита, пробурена или поддомкрачена, которые затем соединяются с заглушками свай. Для классификации типа и установки свай учитывается множество факторов, таких как условия площадки, тип почвы, передача нагрузок. В этой статье основное внимание уделяется проектированию бетонной сваи в соответствии с Американским институтом бетона (ACI) 318 — 2014.

Модуль

SkyCiv Foundation Design включает в себя проектирование свай в соответствии с Американским институтом бетона (ACI 318) и австралийскими стандартами (AS 2159 и 3600).

Хотите попробовать программное обеспечение SkyCiv Foundation Design? Наш бесплатный инструмент позволяет пользователям выполнять расчеты нагрузки без загрузки или установки!

Калькулятор проектирования фундамента

Несущая способность сваи

Обычно вертикальные нагрузки, прикладываемые к сваям, воспринимаются концевой опорой сваи, и сопротивление поверхностному трению развивается по всей ее длине. Предельная грузоподъемность (Q _U ) должна быть представлена ​​уравнением (1).Коэффициент запаса прочности применяется для расчета допустимой грузоподъемности (Q _A ).

\ ({Q} _ {u} = {Q} _ {p} + {Q} _ {s} \) (1)

Q _U = Предельная грузоподъемность

Q _P = Сопротивление концевого подшипника

Q _S = Сопротивление поверхностному трению

\ ({Q} _ {A} = \ frac {{Q} _ {U}} {FOS} \) (2)

Q _A = Допустимая грузоподъемность

FOS = коэффициент безопасности

Для получения более подробных инструкций ознакомьтесь с нашей статьей о расчете сопротивления поверхностному трению и несущей способности концов.

Конструктивная прочность одинарной сваи

Сваи также подвергаются действию осевых сил, силы сдвига и изгибающего момента, поэтому они конструктивно аналогичны колоннам. В разделе 10.5.1.1 указано, что вся факторная нагрузка не должна превышать соответствующую расчетную прочность.

\ ({øP} _ {N} ≤ {P} _ {U} \) (3a)

\ ({øM} _ {N} ≤ {M} _ {U} \) (3b)

\ ({øV} _ {N} ≤ {V} _ {U} \) (3c)

P _U , M _U , V _U = Фактор осевого, изгибающего момента, поперечных нагрузок

P _N , M _N , V _N = Номинальный осевой, изгибающий момент, поперечные нагрузки

ø = Коэффициенты снижения прочности (Таблица 1)

Коэффициенты снижения прочности (ϕ)
Осевой	0.65-0,90
Изгиб	0,65-0,90
Ножницы	0,75

Таблица 1: Коэффициенты снижения прочности (Таблица 21.2.1, ACI 318-14)

Прочность на сдвиг одиночной сваи (øV _N )

Номинальная прочность на сдвиг должна быть эквивалентна совокупному вкладу прочности на сдвиг бетона и стальной арматуры.

Прочность бетона на сдвиг (V _c )

Вклад бетона в сопротивление сдвигу рассчитывается, как показано в уравнении (4), которое определено в разделе 22.5.5.1 ACI 318-14.

\ ({V} _ {c} = 0,17 × λ × \ sqrt {fc ’} × b × d \) (4)

λ = коэффициент модификации бетона = 1 (бетон нормального веса, таблица 19.2.4.2)

fc ’= Прочность бетона

b = ширина или диаметр сваи

d = 0,80 × глубина сваи (Раздел 22.5.2.2)

Прочность стальных стержней на сдвиг (V _s )

Вклад арматуры на поперечный сдвиг в сопротивление сдвигу вычисляется как минимум между уравнениями (5) и (6).

\ ({V} _ {s} = 0,066 × \ sqrt {fc ’} × b × d \) (5)

\ ({V} _ {s} = \ frac {{A} _ {v} × {f} _ {yt} × d} {s} \) (6)

A _V = Площадь поперечных арматурных стержней

f _yt = предел текучести арматурных стержней на сдвиг

s = Расстояние между центрами поперечных арматурных стержней

Номинальное сопротивление сдвигу (øV _N )

Суммируя выходные данные уравнения 4-6, следует получить номинальную прочность сваи на сдвиг.Коэффициент уменьшения прочности (ø) должен быть равен 0,75, как определено в таблице 22.2.1 ACI 318-14.

\ ({øV} _ {N} = ø × ({V} _ {c} + {V} _ {s}) ≤ {øV} _ {U} \) (7)

Осевая и изгибная способности одиночной сваи (øP _N , øM _N )

Осевая и изгибная способности проверяются с помощью диаграммы взаимодействия. Эта диаграмма представляет собой визуальное представление поведения изгибных и осевых нагрузок, вызванных увеличением нагрузки от чистой точки изгиба до достижения точки равновесия.

Рисунок 1: Схема взаимодействия столбцов

Диаграмма взаимодействия столбцов

Точка чистого сжатия на диаграмме — это место, где свае полностью не сжимается. В этот момент осевая нагрузка прикладывается к пластическому центру тяжести сечения, чтобы оставаться в сжатом состоянии без изгиба. Прочность сваи между точками чистого сжатия до точек разуплотнения можно рассчитать с помощью линейной интерполяции. Точка декомпрессии — это когда деформация бетона на крайнем сжимающем волокне равна 0.003, а деформация в крайнем растяжимом волокне равна нулю. Точка чистого изгиба — это точка, при которой осевая нагрузка равна нулю. Между переходом от точки декомпрессии к точке чистого изгиба достигается состояние равновесия. В этот момент деформация бетона находится на пределе ( ε _c = 0,003), а внешняя деформация стали достигает предела текучести ( ε _s = 0,0025). Любая комбинация осевой нагрузки и изгибающего момента за пределами диаграммы приведет к отказу.

Максимальный номинальный предел прочности при осевом сжатии для конструкции (øP _N )

Расчетная осевая прочность секции должна быть ограничена только 80–85% от номинальной осевой прочности для учета случайного эксцентриситета.

\ ({øP} _ {N} = ø × {P} _ {o} \) (8a)

\ ({P} _ {o} = F × [0,85 × {f} _ {c} × ({A} _ {g} — {A} _ {st}) + ({f} _ {y} × {A} _ {st})] \) (8b)

F = 0,80 (Связи)

F = 0,85 (спираль)

A _G = Общая площадь поперечного сечения сваи

A _st = Общая площадь продольных стальных стержней

f _y = предел текучести стальных стержней

Номинальная прочность на изгиб (øM _N )

Построение диаграммы взаимодействия для столбца включает построение ряда значений P _N и M _N .Значения P _N должны быть эквивалентны сумме сил растяжения и сжатия, как показано на рисунках 2a и 2b, в то время как соответствующее значение M _N рассчитывается путем разрешения этих сил относительно нейтральной оси. Эти силы включают в себя сжимающую силу, действующую на зону сжатия, и силы, оказываемые каждым из арматурных стержней, которые могут быть как сжимающими, так и растягивающими. Ниже предлагается общая процедура построения диаграммы взаимодействия с использованием представленных уравнений.

Рисунок 2а: Поперечное сечение прямоугольной колонны

Рисунок 2b: Поперечное сечение круглой колонны

Общий порядок схемы взаимодействия колонки

(1) Вычислите значение P _o и P _N (уравнения 8a и 8b).

(2) Определите c и деформации в арматуре.

\ (c = 0,003 × \ frac {{d} _ {1}} {0,003 + (Z + {ε} _ {y})} \) (9)

c = Глубина нейтральной оси

ε _y = Деформация стали = f _y / E _s

Z = Произвольное значение (0, -0.5, -1,0, -2,5)

Должен быть рассмотрен ряд случаев путем выбора различных положений нейтральной оси, c. Чтобы установить положение нейтральной оси, необходимо выбрать различные деформации стали путем умножения произвольного значения Z на предел текучести стали. Для Z существует широкий диапазон значений. Однако есть только четыре обязательных точки, которые следует использовать для диаграммы взаимодействия.

• Z = 0: в этот момент деформация в крайнем растянутом слое равна нулю. Эта точка отмечает переход от стыковки внахлест со сжатием, разрешенной на всех продольных стержнях, к стыковке внахлест с натяжением.
• Z = -0,5: это распределение деформации влияет на длину стыка внахлест колонны при растяжении и обычно отображается на диаграмме взаимодействия.
• Z = -1: отмечает точку сбалансированного состояния. Это распределение деформации отмечает переход от отказов сжатия, возникающих из-за раздавливания поверхности сжатия секции, до отказов при растяжении, вызванных выходом продольной арматуры.
• Z = -2,5: эта точка соответствует пределу управляемой деформации, равному 0.005.

(3) Вычислите напряжения в армирующих слоях.

\ ({f} _ {si} = {ε} _ {si} × {E} _ {s} \) (10)

f _si = напряжение в стали

ε _si = деформация в стали

\ ({ε} _ {si} = \ frac {c — {d} _ {i}} {c} × 0,003 \) (11)

E _s = Модуль упругости стали

(4) Определите высоту блока напряжения сжатия, a.

\ (a = {β} _ {1} × c \) (a ≤ h) (12)

Для f’c ≤ 4000 фунтов на кв. Дюйм (28 МПа):

β ₁ = 0,85

Для f’c> 4000 фунтов на кв. Дюйм (28 МПа):

\ ({β} _ {1} = 0,85 — \ frac {0,05 × (f’c — 4000)} {1000} \) (дюймовые)

\ ({β} _ {1} = 0,85 — \ frac {0,05 × (f’c — 28)} {7} \) (метрическая система)

(5) Вычислить силы в бетоне и стали. {2} × \ frac {θ — sinθ cosθ} {4} \) (Круговое поперечное сечение)

Сила сжатия в бетоне:

\ ({C} _ {c} = (0.85 × f’c) × {A} _ {c} \) (14)

Сила растяжения в стали (d _i ≤ a ):

\ ({F} _ {si} = {f} _ {si} × {A} _ {si} \) (15)

Сила сжатия в стали (d _i > a ):

\ ({F} _ {si} = [{f} _ {si} — (0,85 × f’c)] × {A} _ {si} \) (16)

(6) Рассчитайте осевую нагрузку (P _N ).

\ ({P} _ {N} = {C} _ {c} + Σ {F} _ {si} \) (17)

(7) Рассчитайте прочность на изгиб (M _N ).

\ ({M} _ {N} = [{C} _ {c} × (\ frac {h} {2} — \ frac {a} {2})] + Σ [{F} _ {si } × (\ frac {h} {2} — {d} _ {i}) \) (18)

(8) Вычислите значение коэффициента снижения прочности (ø).

Как показано в таблице 1, коэффициент снижения прочности как для осевого, так и для изгиба варьируется от 0.60 до 0,90. Раздел 21.2 ACI 318-14 демонстрирует его значение для момента, осевой силы или комбинированного момента и осевой силы, как показано в таблице 2 ниже.

Классификация	Спираль	Связанный
С контролем сжатия	0,75	0,65
Переход от сжатия к растяжению	0,75 + [50 × ( ε t — 0.003)]	0,65 + [(250/3) × ( ε т — 0,003)]
Контроль натяжения	0,90	0,90

Таблица 2: Коэффициенты снижения прочности для осевого, моментного или комбинированного осевого и моментного (таблица 21.2.2, ACI 318-14)

(9) Повторите шаги 2-8 с различными значениями для Z.

(10) Нанесите на диаграмму значения øP _N и øM _N.

Список литературы

• • Требования Строительных норм для конструкционного бетона (2014) .AC! 318-14 Американский институт бетона.
  • Сяо, J.K. (2012). Влияние оси изгиба на диаграммы взаимодействия «нагрузка-момент» (P-M) для круглых бетонных колонн с использованием ограниченного количества продольных арматурных стержней. Электронный журнал структурной инженерии 12 (1). Получено с http://www.ejse.org

Зачем и когда использовать бетонные сваи?

Бетонные сваи и просверленные шахты — важная категория фундаментов. Несмотря на их относительно высокую стоимость, они становятся необходимыми, когда мы хотим передать нагрузки тяжелой надстройки (мост, многоэтажное здание и т. Д.).) в нижние слои почвы. Еще одна причина выбора свайного фундамента — состояние и качество слоев грунта. В зависимости от того, как они передают нагрузку на грунт, сваи можно разделить на сваи трения и сваи с торцевыми опорами. В фрикционной свае передача нагрузки осуществляется за счет напряжения сдвига, возникающего на границе раздела сваи и грунта. В торцевой свае нагрузка передается через ее верхушку на твердый слой. Просверленный ствол, как следует из названия, просверливается в недрах, а затем заполняется бетоном.Обычно просверленные стволы имеют большую площадь поперечного сечения (Барья М. Дас, 2008)

Зачем и когда использовать бетонные сваи?

Различные типы бетонных свай используются для различных применений. Монолитные бетонные сваи или забивные валы — два отличных примера того, как их можно изготовить (изготовить) и установить. При выборе типа сваи, как правило, следует учитывать следующие условия:

1 — Плохое качество верхних слоев почвы
2 — Когда у нас обширный грунт на строительной площадке
3 — Чтобы противостоять подъемным силам
4 — Чтобы выдерживать боковые нагрузки ( горизонтальный)
5- Опора моста и опоры

Типы бетонных свай

Бетонные сваи могут быть сборными или монолитными.Бетонные сваи обычно армируются.

Сборные бетонные сваи

Арматура для сборных свай обеспечивает дополнительную прочность, позволяющую противостоять изгибающему моменту при захвате сваи, транспортировке, вертикальным нагрузкам и изгибающему моменту в результате боковых нагрузок. Они могут быть разных размеров и форм в зависимости от конкретного использования. Предварительно напряженные сваи также могут подвергаться предварительному напряжению.
Монолитные сваи изготавливаются путем просверливания отверстия в почве и последующего заполнения бетоном.

Монолитные бетонные сваи

Монолитные сваи можно разделить на две основные категории: обсадные и необсаженные. Обсаженные бетонные сваи изготавливаются путем вбивания стальной опалубки в грунт. В этом случае оправка размещается внутри обсадной колонны. После достижения желаемой глубины оправка извлекается, а обсадная колонна заполняется бетоном. В случае необсаженных свай обсадная труба будет постепенно сниматься.

Контроль качества бетонных свай

Контроль качества бетонных свай — сложная задача.Инженеры и подрядчики полагаются на опыт, хорошо отработанные процедуры и стандарты испытаний для проверки прочности и согласованности материалов свай. Неразрушающий контроль помогает выявить потенциальные дефекты, которые могли произойти во время заливки свай (в случае монолитных свай) или транспортировки и установки (в случае сборных свай).

Были разработаны различные методы оценки качества бетонных свай. Помимо общих испытаний бетона (образцы бетонных цилиндров и испытание на осадку), для оценки качества и надежности бетонных свай могут использоваться различные методы неразрушающего контроля (NDT).Этот тест может помочь выявить и количественно оценить проблемы, связанные с целостностью и качеством. Следующие методы неразрушающего контроля широко распространены и используются для оценки целостности свай:

+ Испытание на целостность при воздействии низкой деформации — Подробнее
+ Ультразвуковое испытание поперечным отверстием для свай с доступным концом,
+ Параллельная сейсморазведка (ACI 228.2R) для свай, покрытых свайной крышкой

Свайные фундаменты — обзор

6.1 Введение

Энергетические свайные фундаменты, как и обычные свайные фундаменты, состоят из двух компонентов: группы свай и свайного цоколя ( последний задуман как общий элемент конструкции, соединяющий сваи с надстройкой).Определение реакции свай в группе имеет решающее значение для всестороннего понимания поведения любого свайного фундамента. В то же время во многих практических случаях рассмотрение свай как отдельных изолированных элементов является отправной точкой любого анализа и проектирования. Этот подход рассматривается ниже для энергетических свай, подвергающихся механическим тепловым нагрузкам и , связанным с их структурной опорой и ролью геотермального теплообменника.

Приложение механических и тепловых нагрузок к энергетическим сваям вводит новые аспекты в механическую реакцию таких фундаментов по сравнению с характеристиками обычных свай, которые обычно подвергаются только механическим нагрузкам из-за их единственной опорной роли.Причина этого в том, что вследствие связи между теплопередачей и деформацией материалов, ранее рассмотренных в Части B этой книги, тепловые нагрузки вызывают тепловое расширение и сжатие как свай, так и окружающего грунта, а также модификации. стрессового состояния. Понимание влияния тепловых нагрузок, применяемых отдельно или в сочетании с механическими нагрузками, является ключом к изучению термомеханического поведения энергетических свай.

Для исследования реакции одноэнергетических свай на механические и тепловые нагрузки можно использовать различные подходы.Полномасштабные испытания на месте, лабораторные испытания на моделях и испытания на центрифугах являются примерами экспериментальных подходов. В целом, для проведения полномасштабных испытаний на месте требуются более значительные финансовые затраты по сравнению с лабораторными испытаниями в масштабе модели и испытаниями на центрифугах. Несмотря на это ограничение, возможность полномасштабных испытаний на месте предоставлять данные, не подверженные влиянию масштаба, которые потенциально могут характеризовать результаты лабораторных испытаний в масштабе модели и испытаний на центрифуге, может сделать такой подход предпочтительным для целей анализа и проектирования.

В этой главе представлен анализ реакции одноэнергетических свай на механические и тепловые нагрузки, основанный на результатах натурных испытаний на месте. Основное внимание уделяется энергетическим сваям, подверженным механическим и тепловым тепловым нагрузкам, хотя о влиянии охлаждающих тепловых нагрузок можно судить по представленным результатам.

Для решения вышеупомянутых аспектов сначала представлены идеализации и предположения : в этом контексте цель состоит в том, чтобы предложить краткое изложение предположений, сделанных для интерпретации реакции энергетических свай, подвергающихся механическим и тепловым нагрузкам.Во-вторых, рассматривается классификация свай с одной энергией : цель этой части — обобщить характеристику типов свай с одной энергией. В-третьих, обсуждаются изменения температуры в энергетических сваях: в этом контексте цель состоит в том, чтобы расширить тепловое поле, характеризующее энергетические сваи. Далее рассматриваются термически индуцированные вертикальные и радиальные деформации , характеризующие энергетические сваи: в этой структуре цель состоит в том, чтобы обсудить влияние тепловых нагрузок на деформацию энергетических свай.После этого обсуждаются вызванные температурой и механическим воздействием изменения вертикального смещения, напряжения сдвига и вертикального напряжения , характеризующие энергетические сваи: цель этой части — расширить вариации рассматриваемых переменных вдоль энергетических свай и выделить принципиальные различия между ними. влияние тепловых нагрузок по сравнению с механическими. Затем рассматриваются варианты степени свободы : в этом контексте цель состоит в том, чтобы прокомментировать реакцию энергетических свай в зависимости от ограничения, обеспечиваемого землей и надстройкой, характеризующей такие основания.Наконец, предлагается вопросов и задач: цель этой части — исправить и проверить понимание предметов, затронутых в этой главе, с помощью ряда упражнений.

Свайные фундаменты — Руководство по проектированию, строительству и испытаниям

Свайные фундаменты сооружаются, когда невозможно построить конструкцию на фундаменте мелкого заложения. В зависимости от характера конструкции и по большему количеству причин выбор свайных фундаментов производится, как описано в статье.

Мы сконцентрируемся на следующих основных темах этой статьи.

Свайные фундаменты — обзор

Проектирование свайных фундаментов

Строительство столбов

Испытания свай

Давайте начнем с понимания…

Что такое свайный фундамент?

Это тип фундамента, который закладывается глубоко в землю, и в строительстве используются в основном круглые сечения.

Неглубокие фундаменты опираются на землю и передают вертикальные нагрузки непосредственно на почву.Пропускная способность грунта представлена ​​как допустимая несущая способность, и если приложенное давление меньше допустимого давления на опору, геотехнический расчет в порядке.

Однако в свайных фундаментах используются другие методы и другие параметры.

При проектировании учитываются поверхностное трение грунта (положительное и отрицательное), поверхностное трение выветриваемой породы, поверхностное трение в породе и концевой подшипник породы.

Почему сваи должны поддерживать конструкцию

• Когда вертикальные нагрузки, прикладываемые к фундаменту, не могут переноситься мелкими фундаментами из-за низкой несущей способности.
• При наличии слабых слоев почвы, таких как торф, в почве.
• Для передачи растягивающих усилий, приложенных к фундаменту. Сваи могут быть закреплены в скале, чтобы выдерживать растягивающие усилия.
• Для восприятия боковых нагрузок (сжатия), приложенных к фундаменту. Будет построена наклонная свая, способная выдерживать как сжимающие, так и растягивающие усилия.
• При очень высоких вертикальных нагрузках, особенно в высоких зданиях, несущая способность грунта недостаточна для выдерживания таких нагрузок.нам нужны сваи.

Факторы, влияющие на проектирование и строительство свайных фундаментов

• Нагрузки от надстройки
• Состояние почвы. В зависимости от характера почвы трение кожи будет различным. Когда есть слои почвы, такие как торф, при геотехническом проектировании сваи необходимо учитывать отрицательное поверхностное трение.
• Состояние породы. Значения RQD и CR, определенные в результате исследования ствола скважины, сильно влияют на вместимость сваи.
• Стоимость строительства также является важным фактором при выборе свай в качестве опорной системы.
• Доступность на сайт должна быть проверена.
• Проверить зазоры от границ.
• Проверить ограничение вибрации и уровня звука. Чрезмерная вибрация может привести к повреждению прилегающих участков.

Типы свайных фундаментов

Эта категоризация была произведена на основе типа материала, используемого при строительстве свай, и на основе характера конструкции.

1. Буронабивные сваи / монолитные сваи
2. Забивные сваи / сборные сваи
3. Микросваи
4. Шпунтовые сваи
5. Деревянные сваи
6. Винтовые сваи

Буронабивные или монолитные сваи

Наиболее часто и широко б / у тип сваи. В большинстве построек, построенных на свайном фундаменте, наблюдается набивка досок.

Свая втыкается в скалу. В зависимости от характера нагрузки и ее величины глубина заделки в скале будет варьироваться.

Кроме того, количество свай, необходимое для поддержки колонны, зависит от грузоподъемности сваи и приложенной нагрузки.

Во-первых, мы находим геотехническую способность и структурную способность сваи. Тогда минимальное из этих значений принимается за вместимость сваи.

Поскольку приложенная нагрузка известна, количество свай можно рассчитать.

Буронабивные сваи строятся как одиночные или групповые в зависимости от приложенных нагрузок. Как правило, групповые сваи требуются для поддержки сдвиговых стержней, стен срезающих стен, лифтовых стержней и т. Д.

Забивные сваи / Сборные сваи

Это сборные сваи.

Они сконструированы, когда прилагаемая нагрузка сравнительно мала по сравнению с буронабивными сваями.

Кроме того, сборные сваи не забиваются в скалу, а заканчиваются или вставляются в твердый слой почвы. Должен быть плотный слой почвы, чтобы поддерживать сваю и обеспечивать опору на конце.

Эти сваи в основном представляют собой сваи с преобладанием трения, хотя имеется концевой подшипник.

Забивку можно производить вручную путем падения массы в сваю или с помощью вибропогружателя.

Доступны сваи разных размеров от 400 мм. Далее, в зависимости от характера конструкции, могут изготавливаться даже меньшие размеры.

Кроме того, эти типы свайных фундаментов широко используются в малоэтажных зданиях, когда они не могут быть построены на мелком фундаменте.

Микросваи

Микросваи довольно популярны в малоэтажном строительстве.

Когда состояние грунта слабое и нет достаточной несущей способности, чтобы выдерживать нагрузки от надстройки, необходимо построить глубокий фундамент.

На этом фоне, если посмотреть на доступные варианты; мы должны выбрать тип фундамента из буронабивных свай, сборных свай и микросвай.

Из них буронабивные сваи в целом более дорогостоящие по сравнению с двумя другими типами.

В зависимости от характера и типа нагрузок от надстройки производится выбор типа сваи.

Кроме того, при строительстве фундаментов такого типа желательно получить рекомендацию инженера-геолога.

Проект должен быть выполнен на основе параметров, представленных в отчете по исследованию грунта, и они должны быть проверены после строительства путем проведения необходимых испытаний.

Микросвая представляет собой стальную оболочку, заполненную бетоном. При необходимости и по мере увеличения диаметра микросваи арматурный каркас также можно разместить внутри сваи, чтобы улучшить ее конструктивную способность.

Микросваи используются при строительстве устоев и мостовых опор.Боковые нагрузки, приложенные к опоре, могут передаваться на грунт наклонными микрошваями.

При строительстве опор стоят три сваи или шесть свай шестиугольной формы, используемые для несения вертикальных нагрузок.

Основным риском конструкции этого типа является коррозия стали. Если подвергнуть воздействию коррозии или дать ей возможность соответствовать требованиям по коррозии, свая может разрушиться.

Однако, с другой стороны, риск меньше, так как свая находится под землей, и меньше шансов получить все ингредиенты для коррозии.

Если конструкция должна быть построена в прибрежной зоне, особое внимание следует уделить защите стального кожуха.

Микросваи состоят из стальных обсадных труб 150, 200, 300 мм и т. Д.

Шпунтовые сваи

Шпунтовые сваи также могут рассматриваться как тип свайного фундамента, хотя в большинстве случаев они не используются для непосредственной поддержки конструкций, как другие типы свай.

Например, шпунтовые сваи используются для поддержки почвы вокруг конструкции, а также действуют как постоянная конструкция.Удаление или рассмотрение как постоянных работ зависит от характера конструкции и состояния земли.

Кроме того, в строительстве широко используются шпунтовые сваи, чтобы удерживать землю для земляных работ. В конструкциях глубоких подвалов, также как указано выше, могут использоваться правильно закрепленные шпунтовые сваи.

Кроме того, он полезен также при строительстве коффердамов.

Существуют разные типы шпунтовых свай в зависимости от профиля и схемы соединения.Кроме того, мы можем выбрать подходящую шпунтную сваю на основе необходимого модуля упругости сечения согласно проектным требованиям.

В статье, шпунтовая подпорная стена обсуждается конструкция устойчивости шпунтовой подпорной стены.

Деревянные сваи

Не только в нынешнем, но и в древнем строительстве использовались более совершенные технологии.

Они знали, что когда есть слабая почва, нужно делать сваи. Поэтому для этого они использовали экологически чистый материал.

Даже сейчас, когда строительство или расширение закончено, можно наблюдать забивание деревянных свай.

В частности, здания и мосты построены на деревянных сваях.

Деревянные сваи долговечны, экономичны и экологичны.

Используется специальная древесина с хорошими прочностными характеристиками.

Пожалуйста, снимайте нагрузку с кожного трения и концевого подшипника.

Конструкции в очень слабых местах, где нельзя приближаться к тяжелым машинам, используются деревянные сваи.

Винтовые сваи

Свая похожа на винт, как показано на следующем рисунке.

Тип винта зависит от типа конструкции.

Кроме того, бывают разные типы винтовых свай.

В соединениях зданий или любых других конструкций, таких как строительство мостов, можно использовать винтовые сваи.

Проектирование свайных фундаментов

После того, как сваи выбраны в качестве фундамента типа в соответствии с рекомендациями отчета о геотехнических исследованиях, выполняется оценка количества свай.

Тогда нам понадобится вместимость сваи.

В свайных фундаментах имеется двухкомпонентный фундамент для оценки несущей способности слоев.

Возьмем меньшее из нижеприведенных.

• Геотехническое проектирование
• Конструктивное проектирование

Геотехническое проектирование свай

Оценка геотехнических возможностей сваи выполняется на основе состояния почвы и состояния породы, в которой она закреплена. рок.

Геотехническая нагрузка сваи может быть представлена ​​следующим уравнением

Qu = Qp + Qs

Где

Qu — предельная геотехническая нагрузка сваи

Qp — конечная опора сваи

Qs — Предельное поверхностное трение сваи

Допустимая нагрузка (Qall) может быть рассчитана как

Qall = Qu / FoS

FoS — коэффициент безопасности; варьируется 2,5 -4

Кроме того, существуют разные методы расчета допустимой грузоподъемности сваи.Метод применения запаса прочности может отличаться от страны к стране в зависимости от местных стандартов.

Иногда применяется отдельный коэффициент безопасности как для концевого подшипника, так и для поверхностного трения, а также единичный коэффициент безопасности.

Замечено, что низкий коэффициент безопасности, такой как 2,0, также используется для трения кожи. При проектировании настоятельно рекомендуется соблюдать местные стандарты.

В основном есть пять компонентов, связанных с геотехнической емкостью сваи.

1. Кожное трение грунта (положительное поверхностное трение и отрицательное поверхностное трение)
2. Кожное трение выветренной породы
3. Кожное трение горной породы
4. Концевая опора скальной породы
5. Концевая опора грунта

Если свая заканчивается в грунте (твердом слое), в случае сборных свай, используется торцевая опора в грунте. Если сваи вставлены в скалу (набивные сваи на месте), то опорный конец в скале используется для расчета несущей способности сваи.

Указанные выше пять параметров указаны в геотехнических рекомендациях, основанных на данных исследования скважин.

Если мы знаем параметры почвы, мы можем рассчитать значения поверхностного трения по уравнениям.

Для расчета поверхностного трения почвы доступны следующие методы.

Трение кожи в песке

• На основе покрывающих пород и угла трения между грунтом и сваей
• Корреляция со стандартным тестом на проникновение (SPT)
• Корреляция с тестом на проникновение конуса (CPT)

Трение кожи в глине

• λ метод
• α метод
• β метод
• Корреляция с CPT

Концевой подшипник почвы также может быть рассчитан с помощью различных предложенных методов.Следующие методы широко используются дизайнерами.

Подшипник на конце грунта

• Метод Мейергофа (песок / глина)
• Метод Васича (песок / глина)
• Метод Койла и Кастелло (песок)
• Корреляция с SPT и CPT

Трение поверхности породы

Обшивка породы определяется в зависимости от состояния и типа породы.

Обычно предельное поверхностное трение свежей породы и погодных пород указывается в отчете о геотехнических исследованиях.

Мы должны применить коэффициент запаса прочности для расчета допустимой мощности. Если указана допустимая мощность, мы можем использовать ее напрямую.

Точечный подшипник скалы (концевой подшипник)

Оценка основана на результатах испытаний. В большинстве случаев для определения прочности породы проводится испытание на прочность на одноосное сжатие (UCS).

Отношение между ПСК и концевым подшипником используется для определения окончательного значения.

Значения RQD и CR также должны проверяться при определении несущей способности сваи и длины раструба, поскольку они отражают состояние породы.

Таким образом, мы получим необходимые геотехнические параметры, такие как поверхностное трение и значения концевых подшипников, из отчета о геотехнических исследованиях. Что нам нужно сделать, так это применить необходимый запас прочности и рассчитать геотехнические возможности.

Расчет конструкции сваи

Допустимое напряжение бетона в буронабивных монолитных сваях в большинстве стандартов рассматривается как 0,25fcu . Есть лишь небольшие отклонения.

• ACI 318: 0,25 fcu
• EC2: 0,26 fcu
• CP4: 0,25 fcu

Однако сваю необходимо проверять на коробление, особенно если она построена на непрочном грунте. Таким образом, выполняется анализ продольного изгиба свайного фундамента.

И, учитывая то же, можно сделать конструктивный расчет или расчет арматуры.

Есть два метода / этапа проектирования сваи.

1. Рассчитайте критическую нагрузку на изгиб и проверьте, превышает ли она приложенную нагрузку.
2. Выполнение более тщательного анализа потери устойчивости и проектирования.

Сводка шагов расчета выглядит следующим образом. Дальнейшее чтение необходимо сделать перед выполнением проектирования.

Шаг 01

Рассчитайте критическую нагрузку потери устойчивости (Pcr).

Step 02

На основе Pcr, грунтовых пружин, вращения в верхней части сваи (может иметь некоторую устойчивость к вращению) и т. Д. Найдите эффективную длину (Lcr).

Step 03

Поскольку нам известны приложенные нагрузки, эффективная длина и диаметр сваи, мы можем спроектировать сваю обычным методом или с помощью программного обеспечения.

Ключевые факторы, которые необходимо учитывать при проектировании свайных фундаментов, резюмируются следующим образом.

• Оцените геотехническую способность и конструктивную способность сваи и примите меньшее значение в качестве несущей способности сваи.
• Разделите грузоподъемность сваи на приложенную нагрузку (нагрузка на колонну или приложенная нагрузка; предельное состояние эксплуатационной пригодности), чтобы найти количество свай.
• При проектировании группы свай индивидуальная нагрузка должна рассчитываться на основе центра нагрузки и геометрического центра каждой сваи.Нагрузки распределяются в зависимости от положения сваи.
• Если имеется более одной сваи, минимальный зазор между ними должен составлять 2,5 диаметра сваи.
• Увеличение зазора между сваями не позволит использовать ферменную аналогию с конструкцией сваи . Поэтому зазор между сваями выдерживают в 2,5 — 3 раза больше диаметра сваи.
• Следует обращать внимание на отрицательное трение обшивки при наличии органических загрязнений. В противном случае оценка вместимости сваи будет неверной.
• Устойчивость сваи должна быть проверена при наличии очень слабых грунтов, таких как торф, на большей глубине.
• Обратите внимание на значения RQD и CR при выборе длины раструба.
• Как правило, в соответствии с большинством стандартов допустимый допуск конструкционных отклонений составляет 75 мм. Это необходимо учитывать при проектировании заглушки сваи. Особое внимание следует обращать на одиночную стопку. Момент центричности должен передаваться балками грунта.Следовательно, это необходимо учитывать при проектировании наземного луча.

Строительство свайного фундамента

Давайте обсудим основные шаги, которые необходимо выполнить при строительстве свай. Следующая процедура обсуждается в отношении свай, уложенных на месте.

Следующие допуски допускаются различными стандартами как допустимые отклонения во время строительства.

Код	Допустимый допуск
ACI-336	4% диаметра или 75 мм; в зависимости от того, что меньше
BS EN 1536	100 мм; для диаметра сваи (D) ≤ 1000 мм 0.1D для 1000 150 мм D> 1500 Конструкция для граблей менее 1 из 15 пределов до 20 мм / м Конструкция с граблями от 1 к 4 до 1 из 15 пределов до 40 мм / м
CP4	75 мм
BS 8004	Не более 1 к 75 от вертикали или 75 мм Отклонение до 1 к 25 допускается для буронабивных свай, пробуренных с граблями до 1 к 4

Этапы строительства сваи и ключевые аспекты, требующие внимания

• Проведение разбивки
• Начните удаление верхнего слоя почвы до уровня скальной породы.Он всегда должен стараться поддерживать положение сваи, как указано на чертежах, хотя обычно существует приемлемый допуск 75 мм.
• Начать выемку керна и контролировать глубину залегания керна. В этом случае он должен следить за тем, чтобы бурение керна происходило в свежей породе, а не в выветрившейся породе.
• Он должен быть измерен с использованием образцов, скорости проникновения, данных каротажа скважины, других глубин сваи, если таковые имеются.
• Из-за трудностей с поиском свежей породы первый пласт будет заброшен ближе к скважине.Затем можно оценить другие параметры. Исходя из этого, можно приступать к укладке свай.
• Производятся визуальные наблюдения для проверки качества породы.
• Кроме того, для проверки прочности породы можно использовать такие методы испытаний, как испытание точечной нагрузкой. Результаты испытаний на точечную нагрузку можно сопоставить, чтобы найти концевую опору сваи. Если это не дает удовлетворительных результатов, следует проводить отбор керна до тех пор, пока не будет найден здоровый камень. Для получения дополнительной информации о тестировании можно обратиться к статье , , методы испытаний строительных материалов, .
• После завершения бурения породы в соответствии с длиной раструбов, будет проведена очистка.
• Основная цель очистки — удалить грязь, песок и т. Д. Из бентонита. Это также называется промыванием.
• Есть параметры, которые необходимо проверить, чтобы убедиться, что свая должным образом чиста. На следующем рисунке указаны предельные значения. Эти значения будут меняться от спецификации к спецификации.

• Когда бентонит в выработке достигает заданных пределов, промывка прекращается.
• Затем в котлован кладут трубу.
• Затем медленно заливается бетон. После того, как он заполнен, дрожь снимается на очень небольшое количество, позволяя бетону вытекать.
• Этот бетон будет постепенно подниматься со всей грязью и загрязнениями на дне сваи. Затем снова заполняют треми бетоном и дают возможность бетону вытекать.
• Он должен следить за тем, чтобы конец дрожжевой трубы всегда находился в свежем бетоне.Это позволяет всегда свежему бетону смешиваться со свежим бетоном, и верхний слой бетона постепенно поднимается вверх.
• Кроме того, очень важно контролировать скорость заливки бетона, чтобы избежать подъема арматурного каркаса. Если скорость выше, клетка будет поднята.
• Повторяйте это до тех пор, пока бетонирование не будет завершено.

Испытания свайных фундаментов

В отличие от других фундаментов, мы не можем видеть, что происходит под землей.

Ничего не видно…

Как определить, правильно ли мы построили сваю с помощью..

• Соответствующее покрытие арматуры
• Без образования перемычек
• Без выпуклости
• Без бетонных смесей с бентонитом
• Без полостей (например, сот) в бетоне
• Без грязи на дне сваи
• И т. Д.…

Поэтому нам необходимо провести испытания сваи, чтобы убедиться, что она построена правильно.

Подрядчик несет ответственность за проведение испытаний свай по согласованию с консультантом по проекту и сторонним испытательным агентством.

Методы испытания свай

В основном существует четыре типа методов испытания свай.

1. Испытание на целостность сваи (испытание на целостность при низкой деформации)
2. Испытание на динамическую нагрузку (испытание на высокую деформацию)
3. Испытание на статическую нагрузку
4. Звуковое испытание в поперечном отверстии

Испытание на целостность сваи

Самый простой метод прогнозирования целостности сваи.

С помощью этого теста можно предсказать выпуклости, выемки, выемки и т. Д.

Это лучший метод определения дефектного файла, но не может оценить вместимость сваи.

Обеспечивает первоначальное предупреждение о том, неисправна ли свая.

Испытание на целостность сваи используется для идентификации свай, подлежащих испытанию другими методами, такими как динамическое испытание сваи и испытание статической нагрузкой сваи.

Кроме того, этот метод тестирования не требует больших затрат по сравнению с другими тестами. Далее все сваи испытываются этим методом.

Испытание динамической нагрузкой

Наиболее широко используемый метод определения несущей способности сваи в существующей конструкции.

В отличие от теста статической нагрузки, он дает результаты мгновенно. Емкость плие можно получить на месте сразу после тестирования. Однако будет проведен дальнейший анализ, чтобы дать точные ответы после анализа с помощью программного обеспечения, такого как CAPWAP.

Мы можем получить подшипник скольжения обшивки сваи и концевой подшипник, рассчитанный на испытательную нагрузку.

Первоначально испытание сваи будет смоделировано с помощью программного обеспечения, а высота падения молота будет определена таким образом, чтобы он не создавал растягивающих напряжений, превышающих допустимые или которые могут восприниматься арматурой сваи.

Это называется анализом волнового уравнения (WEAP). При использовании этого метода не требуется прикладывать ударную нагрузку несколько раз, пока мы не найдем испытательную нагрузку.

WEAP обеспечивает взаимосвязь между испытательной нагрузкой, сжимающим напряжением и развитием растягивающего напряжения.

Таким образом, тестирование может быть выполнено очень легко.

Испытание статической нагрузкой

Это более надежный и традиционный метод, используемый при испытании свай. Поскольку все измерения производятся вручную, мы имеем представление о том, что происходит с увеличением нагрузки.

Нагрузку на сваю увеличиваем до испытательной нагрузки, указанной в проекте сваи, и постепенно она снижается.

Деформация сваи отслеживается и проверяется, находится ли она в установленных пределах.

Акустический тест с поперечным отверстием

Этот тест используется для проверки состояния сваи. Его можно использовать для проверки состояния соответствующих работ в отверстиях, размещенных в свае.

Трубопроводы укладываются в штабель. Затем испытательный инструмент кладут в стопку и проверяют.Передатчик и приемник используются для проверки состояния сваи.

На основе скоростей волн прогнозирует состояние сваи. Дополнительную информацию о методе тестирования можно найти в статье Википедии Межскважинный акустический каротаж .

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в настоящее время

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в настоящее время Логотип Public.Resource.Org На логотипе изображен черно-белый рисунок улыбающегося тюленя с усами.Вокруг печати находится красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения создания», а в нижней половине — «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круг. серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.

Public.Resource.Org

Хилдсбург, Калифорния, 95448
США

Этот документ в настоящее время недоступен для вас!

Уважаемый гражданин:

В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.

Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законе. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:

Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) против Public.Resource.Org (общедоступный ресурс), DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]

Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.

Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата. на имя и адрес продавца. Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах как гражданина в соответствии с нормами закона , пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов. Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на общедоступных ресурсах. в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]

Спасибо за интерес к чтению закона.Информированные граждане — фундаментальное требование для работы нашей демократии. Благодарим вас за усилия и приносим извинения за неудобства.

С уважением,

Карл Маламуд
Public.Resource.Org
7 ноября 2015 г.

Банкноты

[1] http://www.archive.org/download/gov.uscourts.dcd.161410/gov.uscourts.dcd.161410.docket.html

[2] https://public.resource.org/edicts/

[3] https://public.resource.org/pro.docket.2015.html

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время Логотип Public.Resource.Org На логотипе изображен черно-белый рисунок улыбающегося тюленя с усами. Вокруг печати находится красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения создания», а в нижней половине — «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круг. серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.

Public.Resource.Org

Хилдсбург, Калифорния, 95448
США

Этот документ в настоящее время недоступен для вас!

Уважаемый гражданин:

В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.

Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законе. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:

Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) v.Public.Resource.Org (общедоступный ресурс), DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]

Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.

Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата. на имя и адрес продавца.Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах как гражданина в соответствии с нормами закона , пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов. Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на общедоступных ресурсах. в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]

Спасибо за интерес к чтению закона. Информированные граждане — фундаментальное требование для работы нашей демократии. Благодарим вас за усилия и приносим извинения за неудобства.

С уважением,

Карл Маламуд
Public.Resource.Org
7 ноября 2015 г.

Банкноты

[1] http://www.archive.org/download/gov.uscourts.dcd.161410/gov.uscourts.dcd.161410.docket.html

[2] https://public.