устройство и расчет фундамента на забивных сваях

Фундамент из забивных железобетонных свай представляет собой готовые свайные столбы, забитые на требуемую глубину с помощью специальной техники без предварительной выемки грунта. Это удачная альтернатива другим видам основания зданий на сложных грунтах и проблемном рельефе с оврагами, ямами, холмами. Свая – железобетонный стержень с квадратным, прямоугольным, круглым поперечным сечением и длиной 3-25 м. Конкретные размеры столбов определяют в зависимости от габаритов строения и характеристик участка. Забивка обычно осуществляется с использованием сваезабивного оборудования – гидравлического, паровоздушного, на дизельном двигателе.

Виды железобетонных свай

Опорные железобетонные опоры выпускают цельными и полыми. Полые ЖБИ имеют круглую полость и круглую или квадратную форму наружного сечения, востребованы в малоэтажном строительстве. Они имеют относительно небольшую массу и более удобны в монтаже по сравнению со сплошными изделиями. Полые столбы не подходят для применения в сейсмоопасных зонах, на торфяниках. Цельные опоры имеют круглое, квадратное или прямоугольное сечение.

При производстве этих изделий используется гидротехнический бетон и стальная арматура – ненапряженная или предварительно напряженная. В продольном направлении располагают рабочую арматуру, а в поперечном – конструктивную, которая принимает на себя нагрузки, возникающие при забивании сваи.

Область применения фундаментных ЖБ-опор зависит от их сечения и типа армирования:

• опоры с предварительно напряженной арматурой – среднеплотные грунты;
• столбы с обычной ненапряженной арматурой – песчаные и глинистые грунты;
• сваи с продольным ненапряженным армированием – грунты, склонные к сжатию, без крупных камней и глинистых включений.

Данные для расчета размеров и количества забивных свай для фундамента

При определении параметров фундаментных опор учитывают:

• Тип почвы. Его определяют по справочникам, в сложных случаях – с помощью геологических исследований.
• Массу строения. Она вычисляется, исходя из массы стройматериалов, потраченных в ходе строительства. Для полученного при расчетах итога берут запас в 30 %.
• Снеговые и эксплуатационные нагрузки – от мебели, бытовой техники, людей.
• Глубину расположения грунтовых вод, ожидаемый уровень наводнения на территории.

При расчете количества опор учитывают, что их необходимо располагать:

• на каждом углу строения;
• в местах, где пересекаются наружные и внутренние стены, внутренние стены между собой;
• дополнительно по периметру наружных стен и во внутренних помещениях таким образом, чтобы расстояние между соседними столбами не превышало 3 м.

Плюсы и минусы фундамента на забивных ЖБ-сваях

Фундаменты из забивных свай востребованы при строительстве частных жилых домов, хозпостроек, гаражей, летних кухонь. Здания могут быть построены из древесных материалов, кирпича, газобетона, пенобетона.

Плюсы выбора этого типа основания:

• Возможность применения на сложных грунтах, на которых другие основания возводить не рекомендуется. Устройство фундамента из забивных свай – оптимальный вариант на затопляемых территориях.
• Скорость. На возведение основания требуется один день. Продолжать строительство можно уже в день установки свай. Устройство монолитного железобетонного фундамента занимает гораздо больше времени, а после его заливки должно пройти 28 дней, чтобы бетон набрал марочную прочность.
• Экономичность. Минимальный объем земляных работ снижает себестоимость фундамента на 20-25%.
• Возможность вести работы круглогодично.
• Способность основания выдерживать высокие нагрузки, длительный эксплуатационный период.

При устройстве забивного свайного фундамента почвы не разрыхляются, а утрамбовываются, что повышает нагрузочную способность основания.

Основной минус такого выбора – невозможность сооружать цокольный этаж или подвальное помещение. К тому же при проведении сваезабивных работ необходимо соблюдать определенное расстояние от места проведения забивки столбов до ближайшего строения. Такие опоры не могут использоваться на скальных грунтах.

Фундамент на забивных ЖБ-сваях с плитой

При строительстве многоэтажных зданий большой высоты забивные сваи сочетают с железобетонной плитой, которая выполняет функции расширенного ростверка. Она равномерно распределяет нагрузки между опорами и поглощает вибрационные воздействия, поступающие от всех конструктивных элементов строения.

Дата публикации: 22.07.2020

Автор-эксперт: Рахов Юрий

Эксперт по снабжению бригад строительными материалами.

Образование:

2012 год — Дальневосточный Университет Путей и Сообщений по специальности инженер-строитель «Промышленное и гражданское строительство».

Опыт работы:

Контроль выполнения строительно-монтажных работ, соблюдения качества и сроков. Снабжение монтажных бригад строительными материалами и оборудованием. Работа с проектной документацией, журналами работ и прочей сопроводительной документацией.

Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

【Фундамент на ЖБ сваях】Цены в Самаре на свайно забивной фундамент

1. Сбор информации

Мы собираем информацию, когда вы регистрируетесь на сайте, заходите на свой аккаунт, совершаете покупку, участвуете в акции и/или выходите из аккаунта. Информация включает ваше имя, адрес электронной почты, номер телефона и данные по кредитной карте.

Кроме того, мы автоматически регистрируем ваш компьютер и браузер, включая IP, ПО и аппаратные данные, а также адрес запрашиваемой страницы.

2. Использование информации

Информация, которую мы получаем от вас, может быть использована, чтобы:

• Сделать услуги соответствующими вашим индивидуальным запросам
• Предложить персонализированную рекламу
• Улучшить наш сайт
• Улучшить систему поддержки пользователей
• Связаться с вами по электронной почте
• Устроить акцию, конкурс или организовать исследование

3. Защита личных данных при онлайн-продажах

Мы являемся единственным владельцем информации, собранной на данном сайте. Ваши личные данные не будут проданы или каким-либо образом переданы третьим лицам по каким-либо причинам, за исключением необходимых данных для выполнения запроса или транзакции, например, при отправке заказа.

4. Раскрытие информации третьим лицам

Мы не продаем, не обмениваем и не передаем личные данные сторонним компаниям. Это не относится к надежным компаниям, которые помогают нам в работе сайта и ведении бизнеса при условии, что они соглашаются сохранять конфиденциальность информации.

Мы готовы делиться информацией, чтобы предотвратить преступления или помочь в их расследовании, если речь идет о подозрении на мошенничество, действиях, физически угрожающих безопасности людей, нарушениях правил использования или в случаях, когда это предусмотрено законом.

Неконфиденциальная информация может быть предоставлена другим компаниям в целях маркетинга, рекламы и т.д.

5. Защита информации

Мы используем различные средства безопасности, чтобы гарантировать сохранность ваших личных данных. К вашим услугам самое современное шифрование. VpnMentor также защищает ваши данные в режиме оффлайн. Только те сотрудники, которые работают с конкретным заданием (например, техническая поддержка или проведение оплаты) получают доступ к личным данным. Сервера и компьютеры, на которых записана конфиденциальная информация, находятся в безопасном окружении.

Использование файлов «cookie»

Наши файлы «cookie» используются для улучшения доступа к сайту и определения повторных посещений. Кроме того, они позволяют отследить наиболее интересующие запросы. Файлы «cookie» не передают никакую конфиденциальную информацию.

6. Отказ от подписки

Мы используем электронную почту, чтобы предоставить вам информацию по вашему заказу, новостям компании, информации по продуктам и т.д. Если вы желаете отказаться от подписки, в каждом письме даны подробные инструкции, как вы можете это сделать.

7. Согласие

Пользуясь услугами нашего сайта, вы автоматически соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности.

Фундамент на забивных железобетонных сваях

Фундамент на забивных ж/б сваях — это железобетонная конструкция, служащая основанием для возведения здания. Необходимость в применении фундаментов на ж/б сваях возникает при проведении строительства на участках с проблемными грунтами, в условиях которых никакое другое основание не будет обладать требуемой несущей способностью и устойчивостью к эксплуатационным нагрузкам.

Технология “Стройматик” позволяет возводить фундамент на забивных ж/б сваях, отличающийся надежностью и демонстрирующий хорошие технические характеристики в короткие сроки. Технология отвечает СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты” по точности забивки и является универсальной практически для любого грунта, рельефа и уклона.

Сваи погружаются в почву методом забивки с помощью сваебойной установки “Стройматик СГК-200”. Благодаря уникальной конструкции установка может использоваться в самых различных условиях, самостоятельно передвигаться по грязи, болотистым грунтам, снегу, преодолевать различные препятствия на пути к месту застройки, а также может эксплуатироваться круглогодично (от -30 до +40 градусов по Цельсию). Это значит, что возвести фундамент можно в любое время года. Сами сваи изготавливаются на заводе по ГОСТ 19804-2012. Несущая способность свай составляет 25 тонн. Фундамент на железобетонных сваях по технологии “Стройматик” отличается надежностью и долговечностью.

Технология “Стройматик” имеет ряд преимуществ:

• Отвечает СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» по точности забивки.
• Несущая способность одной сваи до 25 тонн, в зависимости от типа грунта.
• Изготовление свай на заводе по ГОСТ 19804-2012
• Ускорение строительства — быстрое возведение (средний фундамент под дом 8*8 м возводится за 1-2 дня). Строить дом можно в день возведения фундамента
• Универсальность технологии — практически любой грунт, практически любой рельеф и уклон, практически любой вид строения до 3-х этажей.
• Сочетаемость с другими технологиями в комбинированных видах фундаментов.
• Широкий спектр использования: фундаменты, опорные стенки, заборы, берегоукрепления и т.п.
• Надежность — в процессе забивки сваи несущая способность грунта увеличивается за счет уплотнения грунта под сваей и вокруг нее.
• Долговечность — длительный срок использования: более 100 лет.
• Высокое качество фундамента и относительно легкое осуществление контроля качества выполнения работ (минимум скрытых работ). Контроль несущей способности сваи в процессе её забивания.
• Всесезонность работ – обустройство свайного фундамента возможно в зимнее время, а также в вечной мерзлоте.

Фундамент на забивных жб сваях

Время установки
Сезон			Теплая и сухая погода	Теплая и сухая погода	Теплая и сухая погода
Строительные работы	Сразу после укладки основания	Нужно дождаться усадки	Через 21 день после заливки	Через 21 день после заливки	Через 21 день после заливки
Тип грунта, рельеф местности	Все почвы, перепады высот	Все грунты, за исключением каменистых и с перепадом высот	Все почвы, за исключением каменистых и с перепадом высот	Сухие почвы высокой плотности, ровная местность	Почвы высокой плотности, ровная местность
Нагрузка	До 40 т. на каждую опору, исходя из сечения и плотности грунта	2-10 т. на каждую опору, исходя из диаметра и типа грунта	Максимум 20 т. на каждую опору при ее длине до 1,6 м.	5-15 т/м2, исходя из глубины и ширины ленты, типа грунта	От 4 т/м2, исходя из толщины плиты, типа грунта
Срок службы		До 45 лет в сухих почвах
Типы построек	Все типы малоэтажных зданий	Недопустимо возведение цокольного этажа в здании	Дополнительные работы для подвального помещения	Ограниченный перечень	Здания с небольшой массой
Стоимость для здания 8х8

Фундамент на забивных железобетонных сваях — «Гарант Строй 69»

Забиваем железобетонные сваи на мини-установке за один день для фундаментов деревянных, каменных, каркасных, железобетонных домов и построек. Фундамент подходит для строительства частных городских и загородных домов, малоэтажных и многоквартирных домов, малоэтажных коммерческих сооружений и павильонов, а также под дачи и коттеджи, бани, гаражи, беседки, надворные постройки, опорные стенки. Идеально под каркасные и деревянные дома: их можно ставить прямо на сваи.
Удобно использовать в комбинации с монолитной лентой под кирпичные дома и дома из блоков.

Специально под малоэтажное строительство используются сваи сечением 150×150 мм и 200×200 мм, длиной до 5 метров. Сваи погружают в грунт ударным методом, этот тип свай — надежное и устойчивое основание для фундамента с максимальной несущей способностью
Сваи производят по ГОСТ’у на местных заводах ЖБИ с предоставлением паспорта качества.

Сваебойная установка на болотоходном шасси — малогабаритная и имеет допуск на работы в жилых зонах и зонах плотной застройки, работает круглогодично.

Этапы возведения фундамента на забивных ж/б сваях 

1. Разметка свайного поля

Наши инженеры размечают участок под будущий фундамент. В местах забивки железобетонных свай кувалдой забиваются арматурные прутки, между прутками натягивается шнур и проверяется геометрия будущего фундамента — на площадку переносятся базисные линий свайного поля (внешних и внутренних контуров фундамента).

2. Разгрузка сваебойной машины и свай

К вашему участку привозят мобильную сваебойную установку и заказанные железобетонные сваи. Доставка входит в стоимость монтажа фундамента. Установка имеет небольшие габариты и вес, а благодаря своему болотоходному шасси не повреждает покрытие вашего участка.

3. Транспортировка свай по участку

Ж/б сваи выгружаются, далее сваебойная установка своим ходом подтягивает сваи к месту их установки (например, зимой), летом по участку специалисты перемещают ж/б сваи на специальной тележке.

4. Подготовка установки к работе

Установка приводится из транспортного в рабочее положение: опускаются и фиксируются на земле гидравлические опоры, поднимается стрела. С помощью установленной на стреле лебедке свая поднимается наверх.

5. Забивка ж/б свай

Свая вставляется в ударный механизм. Одна свая забивается в грунт за несколько минут. Забивка свай контролируется инженерами с помощью нивелира
.

6. Дополнительные работы

Дополнительно, поверх забитой сваи можно смонтировать на анкеры металлическую пластину, на которую потом ляжет обвязочный брус или швеллер. Или сваю можно раздробить на конце до арматуры, для последующего возведения железобетонного ростверка.

Фундамент на железобетонных сваях

Использование ЖБИ в строительстве объектов различного типа и назначения позволило не только существенно сократить затраты на производство и обслуживание конструкций, но и увеличить срок их службы. Фундамент из ЖБИ обладает рядом преимуществ и может использоваться при строительстве как кирпичных и каменных, так и деревянных или монолитно-каркасных домов.

Виды ЖБ фундамента

Железобетонный фундамент по праву считается одной из наиболее долговечных конструкций, устойчивых к механическому, сейсмическому, климатическому и температурному воздействию, а также лидирует во всех отраслях современного строительства ввиду низкой стоимости материалов и технологической простоте обустройства.

Сегодня востребованными являются 3 типа ЖБ фундамента:

Ленточные основания оптимальны для строительства маловысотных зданий с небольшой вертикальной нагрузкой на несущие опоры (загородных, коттеджных и дачных домов, одноэтажных комплексов, МАФов). В основе конструкции – монолитная или сборная лента, повторяющая контуры (периметр) строения. В зависимости от климатических условий фундамент этого типа может быть глубоким (расположение опорной подошвы ниже уровня промерзания грунта), малозаглубленным (вкопанным на 30-80 см) или поверхностным, полностью наружным. Конструкции этого типа применяются на песчаной почве или в супесях.

img2

Плитный фундамент отличается лучшей устойчивостью и применяется в районах с высоким уровнем нестабильности грунта, подверженному горизонтальным смещениям, ввиду способности к равномерному распределению весовой нагрузки на грунт. Для строительства конструкции используются плиты высотой 30-100 см глубокого или неглубокого заложения в предварительно откопанный котлован, дно которого находится ниже уровня промерзания почвы (чем выше здание, тем более глубоким должен быть котлован). Проект здания с плитным фундаментом в обязательном порядке подразумевает наличие цокольного этажа.

ЖБ фундамент на сваях отличается максимальной несущей способностью вреди всех типовых конструкций и применяется в высотном и промышленном строительстве. Следует отметить, что технология закладки фундамента этого типа является наиболее сложной и трудоемкой, так как подразумевает использование бурильной или вибрационной техники и копровых установок, осуществляющих погружение конструкций в грунт. Помимо опорных элементов конструкция свайного фундамента включает также ленту, опоясывающую контуры по периметру и соединяющую между собой сваи. Эта лента, или ростверк, предназначен для придания конструкция большей горизонтальной жесткости и устойчивости.

Преимущества фундамента на ЖБ сваях

В строительстве свайных фундаментов применяются заводские изделия размером 15х15х300тдт 20х20х300 мм. Высота изделий этого типа универсальна и оптимальна — она обеспечивает надежность расположения каркаса в любом типе грунта и пригодна для использования в любых регионах вне зависимости от климата и сейсмической нагрузки.

К преимуществам фундаментов этого типа относятся:

• Впечатляющая несущая способность;
• Срок службы порядка 100 лет;
• Плотное опускание в грунт;
• Внутреннее армирование, гарантирующее дополнительную прочность конструкции;
• Влагостойкость, огнеупорность, неподверженность атмосферным и температурным перепадам, поражению грибком и коррозией;
• Простота и оперативность установки и монтажа;
• Невысокая стоимость.

Недостатком фундамента из железобетонных свай является его массивность. Большой вес всей конструкции и отдельных элементов затрудняет монтаж, для которого необходимо использовать краны и спецтехнику (сваебойные машины, копровые мачты с гидромолотом и т.д), что сказывается на дополнительных затратах на строительство, приведенных в смете.

Разновидности свай

Железобетонные сваи различаются по форме, типу конструкции, объему и области практического применения. По конструктивным особенностям классифицируют:

• пустотелые сваи — изделия с пустотой внутри и оболочкой в виде железобетонного каркаса;
• монолитный сваи — цельные изделия без пустот, допускающие ударные нагрузки;
• набивные сваи — изделия, которые производятся на стройплощадке с погружением в готовый приямок.

Вместе с тем монолитные железобетонные сваи могут иметь различные особенности, представляя собой круглые, квадратные и прямоугольные изделия. При этом их форма представлена бутылочной, конусообразной или тупоконечной конструкцией. В гражданском строительственаходят применение все виды свай, выбор конструктивных особенностей которых зависит от типа грунта и нагрузки, определяемой этажностью здания.

Набивные сваи разделяются на утолщенные и сплошные, не имеющие на поверхности швов и стыков.

Маркировка свай указывает на их конструктивные особенности, подразумевая следующие типы:

• СП — сваи цельные квадратные, а также квадратные с круглой полостью;
• СО — изделия оболочки составной и цельной конструкции с диаметром от 10 до 30 см;
• СК — сваи круглые в диаметре от 40 до 80 см, цельные, полые и составные;
• С — сваи с поперечным армированием составные, а также цельные квадратной формы;
• 1СД — сваи колонного типа двухконсольные (для крайних осей), сплошные;
• 2СД — аналогичные для средних осей зданий;
• СЦ — сваи сплошные, цельные квадратной формы, без поперечного армирования.

Параметры свай

Прочностные характеристики, а также значения устойчивости к внешним факторам свай (морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость к коррозии), как железобетонных изделий, зависит от марки примененного для изготовления бетона. Промышленное изготовление жб свай нормируется правилами ГОСТ 19804 — 2012. Стандарт позволяет использовать для производства свай тяжелые, а также мелкозернистые бетоны. Зачастую находят применение марки В6,5 и выше. Для повышения прочности свай в качестве элементов армирования применяется ненапрягаемая и напрягаемая продольная арматура А300 (A-II), также А400 (А-III) согласно ГОСТ 5781 и А600 (A-IV), а также А800 (A-V) в соответствии с ГОСТами 5781 и  10884. Для конструктивной арматуры в заводских условиях для формирования спиралей, хомутов или сетки применяют проволоку холоднотянутую низкоуглеродистую, а также горчекатаную стержневую классов В500 и А240 соответственно.

Качество изделий определяется размером раковин на поверхности бетона и трещиностойкостью изделий.

ЖБС фундамент | Железобетонная забивная свая цена. — Загородый дом

ЖБС фундамент — железобетонный свайный фундамент. Есть выражение, с которого начинается любая стройка: «заложить надежный фундамент». Самые надежные и долговечные фундаменты из бетона. Современное строительство характеризуется прочностью и надежностью всех строений.

Для достижений высоких эксплуатационных целей сегодня устанавливают железобетонные забивные сваи, сокращенно называемые фундамент ЖБС (железобетонный свайный фундамент). Железобетонные забивные сваи обладают высокими прочностными чертами железа и бетона. Высокопрочный бетон и специальная арматура, используемые в изготовлении таких свай, позволяют выдерживать огромные нагрузки, с последующим их распределением. Качественные характеристики являются гарантом прочности того, что здание сможет устоять при нагрузках хоть какой тяжести.

Железобетонная свая (ЖБ-свая) — отливка ЖБ сваи осуществляется с помощью высокопрочного бетона и специальной арматуры, которые делают забивной свайный фундамент более крепким и надежным. Железная арматура в бетонных сваях служит дополнительным основанием, а бетон является специфичной защитой от воздействия внешней среды и гарантией прочности всей конструкции сваи.

Железобетонные сваи являются, пожалуй, максимально надежным вариантом бетонного фундамента по доступной цене. Преимущество железобетонного свайного фундамента (ЖБ фундамента) в том, что он, являясь лишь немногим дороже в цене металлических винтовых свай в отличии от последних не боится воды и кислотности почвы, а и срок эксплуатации ЖБС на порядок выше и составляет от 100 лет.

Характеристики железобетонного свайного фундамента (ЖБС фундамента):

• несущая способность ЖБС до 40 тонн;
  
• гарантийный срок службы ЖБС фундамента от 100 лет;
  
• ЖБС фундамент подходит для любых типов грунтов, не портится от воздействия грунтовых вод и повышенной кислотности почвы;
  
• ЖБС имеет форму прямоугольника, что позволяет с легкостью монтировать утепленную отделку и обустраивать цоколь здания.
• возведение железобетонного свайного фундамента происходит за один день при любых погодных условиях, позволяют начинать строительство загородного дома в день установки такого фундамента;
• поскольку железобетонные сваи забиваются на глубину ниже промерзания грунта, они обладают высокой надежностью и подходят для всех видов малоэтажного загородного строительства.

фондов США: забивка фундаментов

Забивка свай используется для опоры подпорных стен, переборок, мостов, опор или фундаментов зданий.

Глубокие и продольные фундаменты

Этот тип фундамента отличается от фундамента мелкого заложения глубиной, на которую он заложен в землю.

Существует множество причин, по которым инженер-геолог порекомендовал бы глубокий фундамент вместо неглубокого фундамента, но некоторые из распространенных причин — это очень большие расчетные нагрузки, плохой грунт на небольшой глубине или ограничения площадки (например, границы участков).Существуют разные термины, используемые для описания различных типов глубоких фундаментов, включая сваи, бурильные стволы, кессоны и опоры. Глубокие фундаменты могут быть сделаны из дерева, стали, железобетона и предварительно напряженного бетона. Глубокие фундаменты могут быть установлены либо путем их вбивания в землю, либо путем просверливания шахты и заполнения ее бетоном, массой или армированным материалом.

Сборные сваи забиваются в землю с помощью копра. Забивные сваи бывают деревянными, железобетонными или стальными.Деревянные сваи делают из стволов высоких деревьев. Бетонные сваи бывают квадратного, восьмиугольного и круглого сечения. Они армированы арматурой и часто подвергаются предварительному напряжению. Стальные сваи представляют собой либо трубные сваи, либо какую-то балку (например, двутавровую). Сегодня соединение стальных свай является обычным делом, хотя бетонные сваи соединяются с трудом. Забивание свай, в отличие от буровых валов, выгодно, потому что грунт, перемещаемый при забивании свай, сжимает окружающий грунт, вызывая большее трение о стороны свай, тем самым увеличивая их несущую способность.

Древесина

Как следует из названия, деревянные сваи — это сваи из дерева.

Исторически древесина была изобильным местным ресурсом. Сегодня деревянные сваи по-прежнему более доступны, чем бетон или сталь. По сравнению с другими типами свай (стальными или бетонными) и в зависимости от источника / типа древесины, деревянные сваи могут не подходить для более тяжелых нагрузок. Главное соображение относительно деревянных свай — то, что они должны быть защищены от разрушения выше уровня грунтовых вод.Древесина долго прослужит ниже уровня грунтовых вод. Чтобы древесина испортилась, необходимы два элемента: вода и кислород. Ниже уровня грунтовых вод кислорода не хватает, хотя воды достаточно. Следовательно, древесина имеет тенденцию храниться в течение длительного времени ниже уровня грунтовых вод. Древесина, которая будет использоваться выше уровня грунтовых вод, может быть защищена от гниения и насекомых с помощью многочисленных форм консервантов (ACQ, CCA, креозот, PEC, нафтенат меди и т. Д.)

Сваи труб

Трубные сваи — это тип стального забивного свайного фундамента.

Сваи труб могут забиваться как с открытым, так и с закрытым концом. Когда открытый конец забивается, грунт может попасть на дно трубы или трубы. Если требуется пустая труба, можно использовать струю воды или шнек для удаления почвы внутри после движения. Сваи из труб с закрытым концом строятся путем покрытия нижней части сваи стальной пластиной или стальным башмаком.

В некоторых случаях трубные сваи заполняются бетоном, чтобы обеспечить дополнительную моментную нагрузку или устойчивость к коррозии, защита от коррозии обеспечивается за счет уменьшения толщины стали или за счет использования стали более высокого качества.Если заполненная бетоном трубная свая подвергнется коррозии, большая часть несущей способности сваи останется неизменной из-за бетона, в то время как она будет потеряна в пустой трубной свае.

Несущая способность трубных свай в первую очередь рассчитывается на основе прочности стали и прочности бетона (если он заполнен). Стальные трубные сваи могут быть либо новой сталью, изготовленной специально для свайной промышленности, либо восстановленными стальными трубчатыми обсадными трубами, которые ранее использовались для других целей, таких как разведка нефти и газа.

Сборная или предварительно напряженная бетонная свая

Сборные или предварительно напряженные бетонные сваи обычно используются на рынке свай. Мы забиваем бетонные сваи более чем на сорока процентах наших рабочих мест. Сборные сваи являются одними из наиболее экономически эффективных типов свай из-за стоимости материала, нестандартной длины сваи и доступности.

• Стоимость бетонной сваи варьируется в зависимости от расчетных нагрузок, размеров и длины, но обычно бетонная свая более рентабельна.
• После завершения индикаторной программы длину сваи можно настроить в соответствии с конкретными почвенными условиями перед заказом производственной сваи, что позволяет избежать потерь дорогостоящих материалов.
• В большинстве случаев бетонные сваи могут быть готовы к забивке за четырнадцать дней, в отличие от стальных свай, для которых может потребоваться прокатка на стане, занимающая от шести до восьми недель.

Стандартные размеры бетонных свай: квадрат 12 дюймов, квадрат 14 дюймов, восьмиугольник 15 дюймов, квадрат 16 дюймов и круглый 16 дюймов. Другие размеры сборных бетонных свай, такие как квадрат 18 дюймов, квадрат 20 дюймов, квадрат 24 дюйма и восьмиугольник 24 дюйма, иногда используются в зависимости от требований проекта.

Каковы ограничения по длине бетонных свай?

Бетонные сваи длиной до 135 футов могут быть изготовлены и доставлены на большинство строительных площадок, при этом определяющим фактором является географическая область проекта.Из-за ограниченного доступа или других факторов бетонные сваи могут быть изготовлены с помощью соединительных пластин, которые позволяют соединять бетонные сваи в полевых условиях и забивать за одну непрерывную операцию.

Сборные железобетонные сваи: основная информация | Типы

Джанви Десаи — инженер-строитель. Она окончила Государственный инженерный колледж — Бхарух в 2017 году. Она инженер (гражданский) в SDCPL — Гарпедия. Она увлечена исследованиями и изучением последних разработок. Вы можете легко связаться с ней через LinkedIn, Facebook, Twitter, Instagram, Pinterest.Помимо того, что она блоггер, она также участвует в количественном опросе, управлении сайтом, дизайне и детализации.

С ростом плотности населения и урбанизации земли с плохими геотехническими характеристиками неизбежно используются для строительства зданий. Грунты у моря, реки и в других подобных местах обладают низкой прочностью и не подходят для опорных оснований. В таких случаях на помощь приходит глубокий фундамент, так как нельзя лагать фундаменты на верхних слоях.

Глубокие фундаменты предусмотрены в ситуациях, когда,

• необходимо обеспечить сопротивление поднятию.
• Существует вероятность эрозии из-за проточной воды или по другим причинам.

Сваи — это тонкие конструктивные элементы, устанавливаемые в земле для поддержки нагрузки или уплотнения почвы. Основная цель свайного фундамента — передача нагрузки от надстройки через слабосжимаемые пласты или воду на более жесткие и более плотные грунты или скальные породы. Сваи состоят из нескольких материалов или комбинаций материалов и устанавливаются с помощью различных методов, таких как ударная забивка, обшивка, вибрация, струйная очистка, бурение, заливка цементным раствором или их комбинации.

Суммировать и классифицировать сваи сложно, потому что существует много типов свай, и они часто обновляются. Однако в зависимости от материалов, используемых при изготовлении свай, их можно разделить на бетонные сваи, деревянные сваи, стальные сваи, композитные сваи и сваи из песка.

Бетонные сваи подразделяются на

• Сборные бетонные сваи
• Свая монолитная
• Предварительно напряженная бетонная свая

Следующее обсуждение касается сборных железобетонных свай

Также прочтите: Что такое сборный бетон?

Что такое сборная бетонная свая?

Сборные железобетонные сваи являются наиболее распространенным типом глубоких фундаментов, используемых для передачи нагрузок через верхние зоны плохого грунта на глубину, где грунт способен обеспечить адекватную опору.Сборная бетонная свая — это железобетонная свая, которая может быть круглой, прямоугольной, квадратной или восьмиугольной. Стальная арматура в сборной бетонной свае предназначена для противостояния нагрузкам, возникающим при ее перемещении, забивке и нагрузке, которые, как ожидается, в конечном итоге получит свая.

Эти сваи сооружаются путем обычного армирования бетона внутренним арматурным каркасом, состоящим из нескольких продольных и поперечных стальных стержней в виде отдельных стяжек или спирали.

Сборные сваи устанавливаются на литейном дворе до определенной длины, выдерживаются и затем транспортируются на строительную площадку. Если имеется место и требуется большое количество свай, на месте предусматривается литейный двор для снижения транспортных расходов. Сборные сваи забиваются так же, как деревянные сваи, с помощью сваебойных машин.

Типы сборных железобетонных свай

Существует два типа сборных железобетонных свай, например,

01.Забивные сборные железобетонные сваи

• Забивные сборные железобетонные сваи сооружаются из железобетона на литейном дворе, и когда они набирают достаточную прочность, они забиваются в землю на глубину более 40 метров с помощью молотка.

02. Буронабивные сборные железобетонные сваи

• Буронабивные сборные железобетонные сваи — это тип сборных железобетонных свай, которые сооружаются из железобетона на литейной площадке и затем опускаются в предварительно просверленные отверстия.Затем заделывают пространство между предварительно просверленными отверстиями и сваями.

Буронабивные сваи из сборного железобетона имеют преимущество перед забивными сваями из сборного железобетона в следующих местах и ​​ситуациях:

• Там, где необходимо избегать вибраций и шума, вызванных забиванием свай.
• Отложения с достаточной несущей способностью настолько глубоки, что их трудно достичь забивными сваями.

Преимущества сборных железобетонных свай

• Сборные железобетонные сваи уплотняют почву.Поэтому главное преимущество использования этих свай — повышение несущей способности грунта.
• Эти сваи могут быть изготовлены различных размеров, формы и длины и использоваться на стройплощадке. В результате работа над проектом будет продвигаться быстрее.
• Положение арматуры в этих сваях не нарушено по сравнению с исходным положением.
• Строительство этих свай можно хорошо контролировать, и любой обнаруженный дефект можно исправить перед использованием.
• Сборные железобетонные сваи можно также забивать под водой .
• Сборные сваи можно загружать сразу после забивки.
• Забивка соседней сваи не оказывает отрицательного воздействия на уже забитые сваи.
• Эти сваи обладают высокой устойчивостью к биологическому и химическому воздействию грунта.
• На объекте не образуются отходы.
• Не подвержен влиянию грунтовых вод.
• Наиболее экономичная форма глубокого фундамента
• Сборные железобетонные сваи могут выдерживать вертикальные нагрузки высокого давления, а также высокие растягивающие нагрузки.

Недостаток Сборные сваи

• Сборные бетонные сваи тяжелые. Поэтому они требуют специального оборудования для погрузочно-разгрузочных работ, транспортировки и вождения.
• Если не принять надлежащие меры, эти сваи могут сломаться во время транспортировки или движения.
• Сборные сваи требуют для установки тяжелых сваебойных машин.
• Требуется дополнительное усиление, чтобы выдерживать нагрузки при движении и движении, которые в противном случае не нужны.Следовательно, эти сваи дороги.
• Длину сваи необходимо ограничить, так как она зависит от транспортных средств.
• Трудно увеличить длину сваи на основании ранее оцененных скважинных данных.
• Если во время забивки свая окажется слишком длинной, разрезать сваю будет сложно и неэкономично.
• Эти сваи не доступны в короткие сроки. Следовательно, в случае аварийных проектов и при необходимости внесения изменений в работу будут отложены работы.

Необходимая информация о сборных железобетонных сваях

По словам «Свами Саран» (Автор анализа и проектирования проектирования предельных состояний несущих конструкций), эти вещи следует учитывать при выборе сборных железобетонных свай.

• Сваи из сборного железобетона используются длиной до 20 м. Длина сваи зависит от состояния почвы и положения уровня грунтовых вод. Для увеличения длины сборных свай две сваи соединяются с помощью рыбных пластин и болтов.
• Сваи забиваются молотком сверху. Следовательно, максимальные напряжения развиваются вверху из-за прямых ударов и в точке преодоления сопротивления проникновению, поэтому необходимо обеспечить дополнительное усиление.
• Минимальная марка бетона, используемого для строительства сборной железобетонной сваи, — M25.

Читайте также: Идеальное расстояние между сваями!

В соответствии с Индийским стандартным кодексом для удовлетворительного проектирования и строительства сборных железобетонных свай потребуется следующая информация. ,

• Данные исследования площадки должны быть выполнены в соответствии с индийским стандартным кодексом (IS — 1892).
• На основе соответствующих испытаний на прочность, сжимаемость и т. Д. Следует оценить характер грунта вокруг и под предлагаемой сваей.
• Также необходимо упомянуть уровень грунтовых вод и артезианские условия.
• Необходимо оценить и изучить химические свойства грунта, чтобы не было потерь после их строительства.
• Все нагрузки, включая сейсмические, ветровые, силы, вызываемые течением воды и т. Д., Следует указывать отдельно.
• В случае фундамента моста — данные о высоком уровне паводка, максимальной глубине размыва, нормальном уровне воды в течение рабочего сезона и т. Д.вместе с другими гидрологическими данными должны быть предоставлены.
• Необходимо получить достаточную информацию о близлежащей существующей конструкции и опыт установки свай в районе, близком к предполагаемому участку, для определения уровня фундамента.
• Проектирование забивных сборных железобетонных свай должно соответствовать Индийскому стандартному коду -2911 — часть -I / Sec-III, а конструкция буронабивных сборных железобетонных свай должна соответствовать индийскому стандартному коду -2911 — часть -I / Sec-IV, включая последовательность работ.
• Подготовить полные рабочие чертежи к выполнению работ.

Порядок заливки сборных железобетонных свай

• Подготовьте опалубку для сваи.
• Арматурный каркас подготавливается в соответствии с проектом, который затем помещается в опалубку.
• Приготовьте марку бетона, указанную в проекте.
• Бетон уложен в опалубку и хорошо утрамбован с помощью вибраторов.
• Затем сваи перемещаются в резервуар для отверждения, и после отверждения они становятся готовыми к использованию.

Установка сваи из сборного железобетона

Операция забивки сваи в землю известна как забивка сваи или установка сваи. Сваебойный молоток — это устройство, используемое для подъема молота и его падения на головку сваи.

Сваи забиваются в землю с помощью молотков или вибропогружателей. В определенных ситуациях сваи также можно вставлять струйным или частичным шнековым способом. Тип молотка, используемого для забивки сваи:

• Drop Hammer
• Молоток одностороннего действия
• Молоток двустороннего действия
• Дизельный молот
• Вибромолот

Во время забивки сваи на верхнюю часть сваи помещается заглушка.Основная функция свайного цоколя — поддерживать надстройку здания. Колпачок должен быть сконструирован с осторожностью, чтобы не допустить разрушения конструкции.

Чтобы узнать больше об установке сваи из сборного железобетона, посмотрите этот онлайн-документальный фильм Макдоннелла. (Это компания, которая предоставляет широкий спектр геотехнических решений для любых условий грунта в Ирландии и изучает, анализирует и рекомендует, а затем дает практические и реалистичные советы.) ворсовый материал.Однако все они в основном состоят из тяжелого груза, помещенного между направляющими, чтобы он мог двигаться вверх и вниз по прямой. Движущая сила возникает из-за повторяющегося удара молотком, когда груз опускается на головку сваи, поднимается и снова опускается с использованием гидравлики или сжатого воздуха для операции.

Final Thought

Свайный фундамент — самый старый метод обеспечения безопасного, прочного и надежного фундамента. Свая — это элемент конструкции, состоящий из дерева, бетона, стали или их комбинации.Он либо забивается в почву, либо формируется на месте путем выкапывания ямы и заливки раствора бетоном.

Свайный фундамент обычно состоит из нескольких свай, которые вместе поддерживают конструкцию. Выбор типа сваи зависит от характера конструкции, условий нагрузки, типа грунта и его свойств, уровня грунтовых вод, имеющихся средств для забивки свай, затрат на техническое обслуживание и т. Д.

По данным Майкла Томлинсона и Джона Вудворда (Автор книги Практика проектирования и строительства свай), Сборные железобетонные сваи в основном используются в морских сооружениях, т.е.е. в ситуациях, когда использование монолитных бетонных свай или предварительно напряженных бетонных свай нецелесообразно или неэкономично. Кроме того, сборные железобетонные сваи подходят для мест, где деревянные сваи могут быть ослаблены термитами или другими насекомыми.

Обязательно прочтите:

Микросваи: система глубокого фундамента для вашего дома!

Вы можете читать другие электронные книги, связанные с сваями и фундаментами свай, журналы, журналы и блоги на Amazon Kindle.

( Мы получаем комиссию за продукты, приобретенные по некоторым ссылкам в этой статье )

Заявление об ограничении ответственности
Продукты, показанные / рекомендованные выше в статье, предназначены только для ознакомления / понимания.Из-за Covid-19 все сторонние партнерские программы были остановлены, поэтому продукт может быть недоступен для покупки. Мы в Gharpedia не продаем эти предметы напрямую. Следовательно, Гарпедия не несет ответственности за доставку этих предметов. В этот период мы просим вас сотрудничать с нами до дальнейшего уведомления.

Джанви Десаи — инженер-строитель. Она окончила Государственный инженерный колледж — Бхарух в 2017 году. Она инженер (гражданский) в SDCPL — Гарпедия. Она увлечена исследованиями и изучением последних разработок.Вы можете легко связаться с ней через LinkedIn, Facebook, Twitter, Instagram, Pinterest. Помимо того, что она блоггер, она также участвует в количественном опросе, управлении сайтом, дизайне и детализации.

Продемонстрируйте свои лучшие разработки

Навигация по сообщениям

Еще из тем

Используйте фильтры ниже для поиска конкретных тем

Производство забивных свай

Высококачественные забивные сваи в качестве сборных железобетонных элементов можно эффективно производить как на установке циркуляции поддонов, так и на стационарном оборудовании.

Забивные сваи помогают создавать несущие основания при неблагоприятных грунтовых условиях. Для этого они используются в качестве фундаментных опор для зданий, возводимых на основаниях с недостаточной несущей способностью, и утрамбовываются / забиваются в землю с помощью тяжелой техники до тех пор, пока не будет достигнута достаточная общая несущая способность.

До конца 19 века для этой цели использовались конические деревянные сваи или стволы деревьев, которые вбивали в землю.Деревянные сваи чрезвычайно прочные и долговечные, но они гниют, если не стоят постоянно в воде. Венеция — крупнейший образец свайного фундамента, где весь город на протяжении веков располагался на сотнях тысяч стволов деревьев. На деревянных сваях стоят и старые склады складского района в Гамбурге.

Сегодня во всем мире используются в основном сборные забивные сваи из железобетона или предварительно напряженного бетона квадратного сечения. Диапазон применения очень широк: от простых залов, промышленных и жилых зданий до ветряных турбин.Эти сваи либо имеют стандартную арматуру, либо предварительно напряжены. В случае производства в формах арматура может быть адаптирована к различным требованиям к нагрузке на головку и наконечник по мере необходимости. Они имеют спиралевидное усиление, чтобы воспринимать нагрузки, возникающие в процессе движения. Головка стопки плоская, ступня заостренная. Производство забивных свай — серьезная проблема во многих странах. Weckenmann Anlagentechnik GmbH & Co. KG также недавно успешно завершила проекты по производству забивных свай с различными требованиями, такими как модернизация завода в России, описанная ниже.

ТДСК Томск, Россия, модернизирует производство забивных свай

В 2013 году компания TDSK в Томске, одна из крупнейших строительных компаний в России, в сотрудничестве с Weckenmann Anlagentechnik GmbH & Co. KG модернизировала производство крупногабаритных сборных железобетонных элементов для соответствия современным требованиям. Благодаря положительному опыту, компания при поддержке специалистов Weckenmann модернизировала производство забивных свай на основных заводах.

«Благодаря положительному опыту, полученному в ходе модернизации в 2013 году, нам стало ясно, что мы хотим, чтобы технический ремонт производства забивных свай выполняла компания Weckenmann», — поясняет генеральный директор TDSK Томск Александр Карлович Шпетер. Этот проект стартовал летом 2014 года; Модернизированное производство работает с февраля 2015 года. Стандартные сваи имеют длину от 6 до 18 м и сечение 300 х 300 мм. С помощью новой формы для забивных свай длиной 72 м от Weckenmann компания TDSK Tomsk теперь может производить сваи в 28 смежных формах параллельно с желаемой длиной, что составляет общее расстояние между сваями более 2 км в день.

Новое оборудование также включает разбрасыватель бетона и ковшовый конвейер емкостью 2 м². Бункер-распределитель с распределительным шнеком позволяет быстро и одновременно заполнять семь форм. If оснащен выравнивающей полосой и вибраторами, которые позволяют добиться равномерного качества со всех сторон свай. Опускаемые внутренние вибраторы помогают оптимальному уплотнению бетона. Weckenmann разработала систему управления ковшовым конвейером, с помощью которой бетон — по запросу оператора — автоматически забирается на смесительной установке.Ковшовый конвейер и разбрасыватель бетона взаимосвязаны, поэтому бетон можно транспортировать в любой момент.

Команда Weckenmann также разработала новую переборку для типичных забивных наконечников свай. Это позволяет изготавливать удлинительные сваи с тупым или заостренным концом. Переборку можно полностью открыть для снятия, так что готовые сваи можно поднимать вертикально. Результат: снижение риска несчастных случаев для сотрудников и отсутствие риска повреждения конечной продукции.Также экономится время за счет возможности снятия сразу 3 свай. Благодаря гладким поверхностям и накладкам перегородки легко чистятся. Формы дополнительно оснащены калорифером для быстрого затвердевания свай. Вся форма покрыта брезентом для ограничения потерь тепла. Завод работает в одну смену, на нем работают всего 3 человека, и он рассчитан на производство до 180 м³ бетона в смену.

Преимущества и недостатки свайного фундамента [Полное руководство]

Что такое свайный фундамент?

Свайный фундамент — это очень глубокий фундамент.Эти сваи изготавливаются из стали, бетона и дерева. Длина ворса в 4 раза больше его ширины. Сваи вертикально находятся внутри земли. Основные преимущества свайного фундамента — высокая несущая способность и коррозионная стойкость. Недостатком свайных оснований являются кислоты, которые могут повредить бетон и вызвать реакции с соленой водой.

Использование свайного фундамента

источник: civildigital.com

• Передача нагрузки на свайный фундамент от надстроек
• Если на нем есть грунт, мы не можем держать здание вакцинированным, поэтому используется свайный фундамент.
• Свайный фундамент экономичнее других предлагаемых.
• Если под конструкцией имеется высокий уровень грунтовых вод.
• Если состояние почвы очень плохое и невозможно выкопать почву на необходимую глубину.

Типы свайного фундамента

источник: onlinecivilforum.com

1. Приводной
2. Монолитный
3. Забивной и монолитный

Забивной свайный фундамент = бетон + сталь + древесина
Монолитный = только из бетона
Забивной и монолитный = преимущества свайного фундамента
Как используются сваи?

Свайный фундамент несет большую нагрузку, поэтому его тщательно изготавливают рабочие.Инженер сначала изучит грунт, может ли сваи легко вбиваться в нее или нет. Каждая куча имеет эффект почвы вокруг нее. Инженеры составляют группу из свай и закрывают их с помощью заглушки. Заглушка сваи — это очень толстая крышка, сделанная из бетона, которая обрабатывает небольшую группу сваи и работает как основание. Вся нагрузка распределяется на этот столбец крышки.

Как сооружаются сваи?

источник: dbm.in

Монтируемые сваи

• Забивание тонкостенной стали в земле
• Центр трубы удаляет всю оставшуюся почву.
• Уменьшить прочность стали в трубе.
• Насыпьте мокрую бетонную сваю в трубу.

Забивные сваи

• Сваю изготавливают на первом уровне земли, после чего забивают в землю.
• Свая забивается в землю с помощью копра.
• Эта машина удерживает сваи в вертикальном положении и после этого забивает землю молотком.
• Сваю вводят в землю продолжающим ударом.
• Свая накрыта стальным колпаком.
• Этот колпачок предотвращает его рассыпание.

Вам также может понравиться 22+ лучших программного обеспечения для управления строительством для оптимизации рабочего процесса

Преимущества и недостатки свайного фундамента

источник: civilsnapshot.com

Свайный фундамент имеет некоторые преимущества и недостатки: —
Преимущества свайного фундамента

1. В соответствии со спецификацией мы предварительно заказываем сваю
2. Сваю можно предварительно изготовить по длине, ширине и размеру в зависимости от использования на строительной площадке
3. Сборный железобетон — это процесс, благодаря которому сокращается время завершения
4. Может быть установлен на очень большой площади.
5. Может устанавливаться на очень большую длину.
6. Мы можем использовать сваи там, где не делается бурение и отверстия.
7. Работа с ворсом очень аккуратная и чистая.

Недостатки свайного фундамента

1. Сваю можно быстро повредить, забив камни и валуны.
2. Сваи могут быть поражены морскими бурильщиками в соленой воде.
3. Сваи не могут быть выше уровня земли.
4. Очень сложно заранее узнать фактическую требуемую длину.
5. При забивании свай возникают вибрации, которые влияют на соседние конструкции.
6. Требуется тяжелое оборудование для забивки свай.
7. Свая не удерживается для низкого дренажа.

Преимущества и недостатки различных типов свай
Теперь мы подробно ознакомимся с преимуществами и недостатками различных типов свай. Теперь мы прочитаем о 5 типах свай. Всего 3 типа свай, но в нем есть два типа свай.Вот эти 5 свай: —

• Деревянная свая
• Бетонные сваи: —
• Забивные и монолитные бетонные сваи
• Буронабивные и монолитные (несмещаемые сваи)
• Стальные сваи ( стальной прокат)

1. Деревянные сваи: —

источник: eastcoastpiles.com

Advantage

• Деревянные сваи очень просты в обращении.
• Это очень дешево по сравнению с другими, потому что древесины много.
• Секции можно комбинировать, а длину упражнения можно легко уменьшить.

Недостатки

• Сваи не выше уровня грунтовых вод.
• При движении о камни и валуны сломается.

2. Бетонные сваи: —

источник: contextcompany.com

Преимущества

• Это не соскабливание.
• Доступнее других.
• Качество бетона проверяется перед проездом.
• Может работать на большой длине.
• Можно перемещать над уровнем земли.

Недостатки

• Больше других резать очень сложно.
• Может сломаться во время движения.
• Может потребоваться замена сваи.
• Иногда возникают проблемы со звуком и вибрацией.
• Невозможно проехать с большим диаметром.

3. Забивные и монолитные бетонные сваи

источник: thebalancesmb.com

Преимущества

• Осмотр отливки может быть выполнен легко или может быть легко увеличен до минимальной длины.
• Доступнее других.
• Слишком низкий уровень шума.
• Вы можете легко отрегулировать длину.
• Усиление водителя не влияет на преодоление стресса.

Недостатки

• Дорого.
• Там, где высота потолка ограничена, движение невозможно.
• Легкий стальной профиль или бетон, предварительно заказанный по предварительному заказу, могут быть повреждены из-за жесткого вождения.
• Смещение тесных подпорных стенок.
• Утрата использованной зеленой бетонной формы из-за первых сил, установленных в почве.

4. Буронабивные и монолитные (несмещающие сваи): —

источник: skanska.co.uk

Достоинства

• Так же можем поставить с большим диаметром.
• Можно поставить и большой длины.
• Риска при посадке нет.
• Может также использоваться в условиях небольшой высоты над головой.
• Сваи материала не работают при погрузочно-разгрузочных работах и ​​забивке.

Недостатки

• Бетон не в идиллическом состоянии.
• Над уровнем земли нельзя расширить.
• Метод бурения требует заполнения цементным раствором основания для достижения экономической устойчивости основного блестящего песчаного или серверного грунта.
• Увеличенный конец невозможно изготовить из безвредных материалов без специальной техники.

5. Стальные сваи (стальной прокат)

источник: mlioncorp.com

Преимущества

• Сваи удобны в обращении и режут столько, сколько вы хотите.
• Очень тяжелое вождение можно выполнять на большой длине.
• Эта свая легко может нести тяжелый груз.
• Можно успешно поставить якорь в скалы с наклонными краями.
• Сваи малого смещения особенно полезны, если важны смещения земли и волнения.

Недостатки

• Дорого.
• Куча будет царапаться.
• Легко передвигается во время вождения.

Проектирование свайного фундамента | Как это работает?

11 сен. Как работают сваи?

Отправлено в 08:00 в новостях от админа

Укладка свай не новая техника для фундаментов, но она традиционно использовалась для больших зданий, где они выдерживают необычно большую нагрузку.Однако с 1980-х годов строительная индустрия стала использовать его для всего, от домашних зимних садов до оффшорных ветряных электростанций. Узнайте больше о конструкции свайного фундамента и принципах его работы

Что такое сваи?

Сваи — это тип глубокого фундамента, используемый для передачи нагрузки на более глубокий уровень, чем это возможно при использовании традиционного неглубокого фундамента. Вертикальные колонны из бетона, стали или дерева или их комбинации вбиваются глубоко в землю, чтобы обеспечить дополнительную поддержку зданию, которое находится наверху.

Традиционно сваи делались из дерева, но теперь они обычно бетонные, часто армированные или обшитые сталью. Расположенные через равные промежутки времени, например, в местах пересечения стен, они опускаются до более плотных и прочных уровней, предотвращая подъем или обрушение, и часто соединяются железобетонными грунтовыми балками, свайными насадками или плитами плота.

Когда нужны сваи?

Традиционной конструкции свайного фундамента достаточно, когда грунт подходит и нагрузка, которую он должен выдерживать, умеренная, но есть много способов сделать грунт непригодным, поэтому настоятельно рекомендуется укладывать сваи.

• Уровень грунтовых вод высокий.
• Это почва, устойчивость которой зависит от воды.
• Удаление фундамента траншеи от предыдущего здания было бы слишком дорого.
• Существующие котлованы нестабильны.
• Земля непригодна для более чем двух метров.

Забивка свай прямо внутрь, в отличие от шахт, которые выкапывают в первую очередь, имеет то преимущество, что процесс забивки уплотняет почву вокруг сваи, укрепляет ее и увеличивает ее несущую способность.

Какие типы свай используются?

Используется много различных типов свай, но некоторые из них предназначены для специального использования, например, для фундаментов на морском дне. Типы, обычно используемые для жилищного строительства:

• Секционные мини-сваи Augur — Этот универсальный тип с полым или сплошным центром подходит для использования на площадках с ограниченным доступом.
• Шнек непрерывного действия с закачкой раствора — Заливка заливается по центру полости, образуя постоянный столб, и большим преимуществом является то, что она вызывает низкий уровень шума или вибрации.
• Стальные забивные сваи с нижней забивкой — Забивка сваи снизу, а не сверху, означает, что они не требуют тяжелой техники и могут нести грузы от 5 до 85 тонн.
• Забивные сваи Grundomat со стальным корпусом — Приводимые внутренним двигателем сжатого воздуха, они идеально подходят для легких нагрузок, таких как зимний сад в ограниченных зонах, и вызывают очень небольшую вибрацию.
• Непрерывные сваи — Идеально подходят для создания подпорных стен, особенно при строительстве подвалов.

Все они идеально подходят для конкретных условий. Если вы не уверены, что вам может понадобиться, свяжитесь с нашими специалистами по сваи, и мы будем рады проконсультировать вас.

Испытания модели

и численное моделирование

Для решения проблемы недостаточной несущей способности существующих бетонных свай разработан тип бетонной сваи с дополнительным удлиненным укрепляющим сердечником, путем вставки стальной трубы через направляющее отверстие и заливки стержневого бетона.Для выявления механических характеристик усиленных свай были проведены испытания на масштабной модели и моделирование методом конечных элементов. Результаты показали, что как вертикальная, так и горизонтальная несущая способность увеличиваются с увеличением длины стержня жесткости. Осевое усилие усиленного сердечника также меньше, чем у обычных бетонных свай, а расширенное ядро ​​может разделять осевое усилие фундаментной сваи для улучшения распределения напряжений в теле сваи. Эти результаты указывают на полезный и общий метод увеличения несущей способности существующих бетонных свай.

1. Введение

Благодаря характеристикам высокой несущей способности, надежному качеству строительства и широкому спектру применения бетонные сваи широко используются во всех видах проектов нового строительства и реконструкции. Однако из-за множества неконтролируемых факторов (таких как мягкий грунт вокруг сваи, сегрегация бетона и отложения на дне сваи) неизбежны инженерные проблемы, такие как дефекты сваи, недостаточная несущая способность и даже поломка сваи, которые имеют отрицательное влияние на несущую способность и эффективность строительства фундаментной сваи в определенной степени.

Для бетонных свай с неадекватными характеристиками (например, свай с небольшими дефектами, такими как сегрегация бетона и местное образование шейки; сваи с очевидными дефектами, такими как трещины и чрезмерный осадок) академические и инженерные круги приложили много усилий для методов обнаружения дефектов. , теории и технологии армирования. Psychas et al. [1] объединили метод конечных элементов (МКЭ), МКЭ с масштабированной границей и алгоритм классификации колоний муравьев для выявления дефектов в сваях.Wu et al. [2–4] теоретически исследовали реакцию протяженной дефектной опорной конструкции свайного вала. Kim et al. В работах [5, 6] была получена необходимая осевая жесткость армирующей сваи при ремоделировании вертикального удлинения для усиления существующих дефектных свай с помощью 3D МКЭ. Нето и др. [7] сообщили о несущей способности буронабивных свай с дефектом конструкции в глубоком фундаменте с помощью экспериментального и численного подходов. Wang et al. [8] рассмотрели боковую монотонную и циклическую работу монолитных свай с усилением струйным цементным раствором в мягких грунтах в ходе полевых исследований.Ли и др. [9] проверили боковую несущую способность сверхдлинных буронабивных свай после бурения с помощью испытаний на месте. Дай и Ван [10] аналитически представили особенности передачи нагрузки и метод расчета осадки свай после укладки. Lin et al. [11, 12] проверили осевое сжатие и отклик на отрыв свай из усиленного проницаемого бетона с биогрэйтингом. Ren et al. [13] исследовали вертикальную несущую способность свай, усиленных струйным цементным раствором, с увеличенным поперечным сечением. Озден и Акдаг [14, 15] выполнили модельные испытания обычных железобетонных свай, усиленных стальным фибробетоном.Sen et al. [16, 17] выполнили экспериментальное исследование для анализа влияния армированных волокном полимеров (FRP) при ремонте корродированных свай. Али и др. [18] использовали нелинейный метод конечных элементов и экспериментальный метод для оценки прочности на сдвиг железобетонных свай, армированных сталью и стержнями из стеклопластика. Chaallal et al. [19] сосредоточены на разработке и применении полимеров, армированных углеродным волокном (углепластик) при ремонте и армировании предварительно напряженных свай с недостатком в морской среде. Lin et al. [20] изучали поведение предварительно напряженных бетонных свай, отремонтированных из углепластика, в конструкциях дебаркадера с помощью испытаний в уменьшенном масштабе и моделирования методом конечных элементов.Рэмбо-Родденберри и др. [21] протестировали механическое поведение предварительно напряженных бетонных свай из углепластика для фундаментов мостов. Zhuang et al. [22] исследовали поведение армированных армированных армированных железобетонных свай в результате коррозии при растрескивании в морской среде. Wu et al. [23] предложили и экспериментально исследовали поведение гибридных стекловолоконных полимеров (GFRP) и стальных стержней, армированных предварительно напряженными высокопрочными бетонными сваями. Муруган и др. [24, 25] провели экспериментальные исследования свойств усиленных железобетонных свай из углепластика и стеклопластика при статических и циклических боковых нагрузках.

Вышеуказанные исследовательские работы или лечебные мероприятия полезны для улучшения несущей способности железобетонных свай и могут быть использованы для решения проблем качества слегка дефектных свай и некоторых явно дефектных свай. Тем не менее, для очевидных дефектных свай и серьезно дефектных свай (например, полное разрушение тела сваи и недостаточная длина сваи) в инженерных проектах со строгими требованиями к качеству (например, в проектах дорогостоящих дорог), а также старых дефектных свай при реконструкции и В рамках проектов расширения применимость существующих технологий будет в определенной степени ограничена.В настоящее время эти сильно дефектные сваи обычно обрабатываются путем доработки на месте или дополнительной укладки свай, что не только увеличивает стоимость строительства фундаментных свай, но также повышает риск инженерного строительства и даже вызывает изменения конструкции, что серьезно влияет на прогресс, выгоду, и строительная среда связанных инженерных проектов.

В связи с этим, для улучшения удерживаемости бетонных свай с явными и серьезными дефектами в новых проектах, а также старых бетонных свай в проектах реконструкции и расширения, необходимо провести дальнейшие исследования технологии обработки , чтобы решить две ключевые проблемы, т.е.е., сохранение существующих бетонных свай и улучшение несущей способности тела сваи. Учитывая ключевые факторы этих двух проблем, в данной статье предлагается новый тип бетонной свайной конструкции с удлиненным укрепляющим ядром. В отличие от существующих технологий, благодаря пилотному отверстию в сердечнике сваи, эта новая конструкция свайного фундамента образована бетонной сваей и удлиненным укрепляющим сердечником, длина которого больше, чем длина сваи. На основе описания основной формы конструкции в данной статье исследуется несущая способность предлагаемой свайной конструкции с помощью модельных испытаний в уменьшенном масштабе и численного моделирования.

Остальная часть этого документа организована следующим образом. В Разделе 2 представлена ​​вводная информация о новой фундаментной свае. Далее подробности об испытаниях масштабной модели представлены в Разделе 3. Далее в Разделе 4 проводится моделирование методом конечных элементов в точном соответствии с экспериментальной работой для дальнейшего выявления характеристик предлагаемой сваи. Наконец, выводы сделаны в Разделе 5.

2. Конструктивное проектирование бетонной сваи с усиленной сердцевиной

Учитывая, что несущая способность бетонной сваи, очевидно, зависит от длины сваи, диаметр сваи обычно большой, и нет Усиление сердцевины сваи, в этой статье предлагается своего рода структура сваи с удлиненным стержнем для улучшения несущей способности обычных свай.Как показано на Рисунке 1, эта новая конструкция в основном состоит из бетонной сваи и удлиненной стальной трубы, заполненной бетоном. Как правило, при проектировании и изготовлении этой конструкции необходимо решить три основных вопроса, а именно: продвижение отверстий в бетонной свае, подготовка стальной трубы и заливка стержневого бетона в стальную трубу.

2.1. Направляющие отверстия

Поскольку диаметр существующей сваи обычно превышает 600 мм на практике, можно просверлить отверстие диаметром не менее 300 мм в соответствии с требованиями к опоре.Оборудование для направления отверстий должно быть размещено вертикально, а глубина сверления должна достигать длины стальной трубы. Кроме того, в процессе прокладки отверстий (см. Рисунок 2 для эскиза) следует минимизировать нарушение существующей бетонной сваи и почвы вокруг сваи.

2.2. Стальная труба

Стальная труба, являющаяся опорой существующей сваи для достижения повышенной способности, должна быть спроектирована так, чтобы облегчить заливку основного бетона и гарантировать, что новые и старые границы раздела бетона не имеют относительного смещения.Исходя из этих соображений, длина стальной трубы должна равняться общей длине армированной сваи, а диаметр трубы должен быть немного меньше диаметра направляющего отверстия. Кроме того, на боковой стенке стальной трубы должно быть несколько отверстий для просачивания, чтобы гарантировать прочное соединение между новым и старым бетоном. Соответственно, принята круглая стальная труба общей длиной L + l , внешним диаметром D и толщиной t , как показано на Рисунке 1.

2.3. Бетон сердечника в стальной трубе

Бетон с усиленным сердечником в стальной трубе не должен быть слабее существующей сваи. Кроме того, он должен обладать большей текучестью. Можно использовать самоуплотняющийся бетон или бетон для затирки. Для заливки бетона снизу вверх по стальной трубе используется заливная труба. После завершения заливки бетона в стальную трубу следует залить цементным раствором снаружи стальной трубы, чтобы улучшить целостность конструкции.

3. Модельное испытание усиленной сваи

В этом разделе мы в основном сосредотачиваемся на вертикальном и горизонтальном механическом поведении (например, несущей способности) предлагаемой усиленной сваи, описанном в разделе 2, посредством модельных испытаний.

3.1. Упрощение тестовой модели

Чтобы облегчить модельное испытание, конструкция сваи с усиленным сердечником упрощается следующим образом: (1) Длина и диаметр модельной сваи уменьшены, учитывая состояние испытательной площадки и оборудование.(2) Наружная бетонная свая сооружается одновременно со стальной трубой, заполненной бетоном, без последующей цементации. Кроме того, не учитывается фильтрующее отверстие в стальной трубе. (3) Сваи для отбора проб изготавливаются заранее, а затем закладываются в почву.

3.2. Детали эксперимента

3.2.1. Подготовка свай для отбора проб

Было построено шесть тестовых свай, пронумерованных соответственно 0 #, 1 #, 2 #, 3 #, 4 # и 4 ’#. Свая 0 # (также называемая базовой сваей), с размерами длины и поперечного сечения (см. Рисунок 3), была изготовлена ​​из бетона C30, параметры материала которого указаны в таблице 1.Все сваи 1 # ~ 4 # (см. Рисунок 4) были снабжены удлиненной стальной трубой (константы материала также указаны в таблице 1) через зарезервированные отверстия в обычной свае того же размера с сваей 0 # и удлиненным размером л. (см. Рисунок 1) составляет соответственно 200 мм, 300 мм, 400 мм и 500 мм. Размеры поперечного сечения стальной трубы равны, и все стальные трубы также были заполнены бетоном C30. Причем для дальнейшего сравнения другая обычная свая (без стального куба), т.е.е., сваи 4 ’# той же длины, что и свая 4 #, и того же поперечного сечения и материала, что и свая 0 #, были добавлены специально (см. также рисунок 4). Что касается зазора, в таблице 2 перечислены основные геометрические параметры всех испытательных свай.

Материал Плотность (кг / м 3 ) Модуль Юнга (МПа) Коэффициент Пуассона 9080 3 3.0 × 10 4 0,2 Стальная труба 7,85 × 10 3 2,1 × 10 5 0,3 800 Номер сваи 0 # 1 # 2 # 3 # 4 # 4 ‘# 800 800 800 800 1300 l (мм) 0 200 300 400 500

3.2.2. Погрузочные устройства

Вертикальная нагрузка создавалась сучей веса, создаваемой бетонными блоками со средним весом 7,9 кг каждый, и передавалась на сваю через стальную пластину, закрепленную на свае с помощью распорных винтов диаметром 8 мм (см. Рис. 5). (а)) для обеспечения равномерного приложения нагрузки вдоль оси сваи. Горизонтальная нагрузка осуществлялась с помощью 10-тонного гидравлического домкрата, как показано на рисунке 5 (б).

3.2.3. Устройство для измерения деформации

Вертикальное оседание испытательной сваи измерялось двумя электронными цифровыми циферблатными индикаторами (см. Рисунок 5 (а)) с диапазоном измерения 0 ~ 20 мм и точностью 0.01 мм, симметрично по обеим сторонам ворса. Горизонтальное смещение регистрировалось одним циферблатным индикатором того же типа, что и при испытаниях на вертикальную осадку, и расположенным на 5 см выше поверхности действия горизонтальной силы. Для фиксации циферблатных индикаторов была спроектирована стальная рама, частично погруженная в почву (см. Также рисунок 5 (а)).

Для определения деформации сваи фольговые тензодатчики типа BX120-10AA наклеивались четвертьмостом в продольном направлении тела сваи и соединялись через проводник с тензодатчиком Dh4818 (см. Рисунок 6).

Соответственно, возьмите сваи 0 # и 3 #, например, точки измерения показаны на рисунке 7. Точки A1 и A2 находятся на вершине сваи для регистрации вертикального смещения, а точка A находится на 50 мм ниже вершины сваи. для фиксации бокового смещения. Кроме того, для измерения деформации устанавливаются точки B∼E, где расстояния от точек B, C и D до уровня земли составляют соответственно 0 мм, 300 мм и 600 мм; Что касается точки Е, то она располагалась в центре удлиненного отрезка.

3.2.4. План тестирования

(1) Подготовка к тесту . Испытательные сваи с приклеенным тензодатчиком сначала закапывались так, чтобы их верхушка находилась на высоте 200 мм над землей, а затем зазор между сваями и вокруг грунта был заполнен и уплотнен; Затем была закреплена стальная рама (см. Рисунок 5 (а)). Чтобы сделать грунт более плотным, через 15 дней после принятия соответствующих мер укрытия были проведены нагрузочные испытания.

(2) Геотехнические испытания . Чтобы получить физико-механический индекс почвы (например,g., содержание воды, плотность, угол трения и сцепление) вокруг трубы следует провести геотехнические испытания. Образцы были взяты из почвы вокруг сваи на глубине 500 мм от земли. Следуя [26], содержание воды было измерено методом сушки, плотность была определена методом кольцевого ножа, угол трения и когезия были получены путем испытания на прямой сдвиг, а предельное содержание воды было получено посредством комбинированного испытания жидкости и пластика. Для простоты мы игнорируем подробные процедуры тестирования.

(3) Испытание на вертикальное сжатие под статической нагрузкой . Один уровень нагрузки (9 бетонных блоков для каждого уровня нагрузки) добавлялся каждый час к каждой свае в соответствии с методом быстрой поддерживающей нагрузки, как требуется в [27]. После каждого уровня нагрузки осадки и деформация тела сваи регистрировались каждые 30 минут. Когда оседание верха сваи под определенной нагрузкой превышало предыдущий уровень более чем в 5 раз и общее оседание сваи превышало 40 мм, испытание под нагрузкой прекращали [27].Также были собраны окончательные результаты деформирования. На рисунке 8 показаны две стадии (уровень нагрузки 1 и 5) вертикально нагруженной сваи.

(4) Горизонтальное испытание под статической нагрузкой . При испытании на горизонтальную статическую нагрузку (см. Рис. 9) был принят метод медленной поддерживающей нагрузки [27] с шагом нагрузки 0,05 МПа / мин. Расстояние между линией действия горизонтальной нагрузки и вершиной сваи — 100 мм. Горизонтальное смещение и величина деформации сваи регистрировались каждую минуту.Когда горизонтальное смещение в верхней части сваи превышало 40 мм, испытание на нагрузку сваи было остановлено [27], а также были собраны окончательные значения деформации.

3.3. Результаты тестирования

3.3.1. Результаты геотехнических испытаний

(1) Результаты испытаний на содержание воды . Результаты испытаний метода сушки для двух образцов почвы перечислены в таблице 3. Поскольку разница в содержании воды в двух образцах составляет менее 1% [26], мы принимаем среднее из двух образцов в качестве окончательного содержания воды, т.е.е., = 25,3%.

0 0 Результатов .Результаты испытаний методом кольцевого ножа для двух образцов грунта представлены в таблице 4. Поскольку разница в плотности в сухом состоянии двух образцов составляет менее 0,03 г / см 3 [26], мы принимаем среднее значение двух образцов как конечная плотность в сухом состоянии, т. е. ρ d = 1,51 г / см 3 . Образец Вес влажной почвы (г) Вес сухой почвы (г) Содержание воды (%) Среднее содержание воды (%) A 50 39,97 25,1 25,3 B 50 39,84 25,5 3) Результаты испытаний на прямой сдвиг . Кривая зависимости между прочностью на сдвиг и вертикальным давлением [26] показана на рисунке 10, где угол наклона аппроксимированной линии дает угол трения, т.е.е.,, а точка пересечения оси ординат представляет когезию, а именно, c = 11 кПа. (4) Результаты тестирования предельного содержания воды . Кривая двойного логарифма-координаты между глубиной проникновения конуса и содержанием воды [27] построена на рисунке 11. Из этого рисунка предел жидкости (содержание воды при глубине проникновения конуса 17 мм [27]) составляет 37,0, а предел пластичности (содержание воды при глубине заглубления конуса 2 мм [27]) равен 18.6. Соответственно пластиковый индекс. Согласно [28], отобранный грунт попадает в глину с низким пределом текучести. 3.3.2. Результаты испытаний на вертикальное сжатие (1) Допустимая нагрузка на вертикальное сжатие . Кривые нагрузки-смещения всех испытательных свай показаны на рисунке 12 (смещение принимает средние значения точек A1 и A2 на рисунке 7), из которых мы можем найти, что соответствующая кривая каждой сваи имеет очевидную точку перегиба и общая осадка каждой сваи более 40 мм. Согласно [27], максимальная вертикальная несущая способность каждой сваи на сжатие равна величине нагрузки в соответствующей точке перегиба. Исходя из этого, распределение максимальной несущей способности шести свай показано на рисунке 13. Как видно на рисунке 13, максимальная вертикальная несущая способность свай 1 # ∼4 # увеличена, соответственно, на 18,3%, 37,4%, 55,7% и 77,3% по сравнению с сваей 0 #; а из таблицы 2 удлиненная часть соответствующей сваи увеличивается соответственно на 25.0%, 37,5%, 50% и 62,5%. Такой результат предполагает, что введение прочного удлиненного сердечника может значительно улучшить вертикальную несущую способность, а несущая способность увеличивается с увеличением длины усиленного сердечника (заполненной стальной трубы). Кроме того, по сравнению с сваей 4 # максимальная вертикальная несущая способность сваи 4 ’# увеличена только на 6,3%, хотя ее площадь контакта с грунтом на 28,8% больше, чем у сваи 4 #. Это демонстрирует, что, хотя в нижней части сваи 4 # имеется секция сужения, которая может уменьшить площадь трения со стороны сваи и повлиять на характеристики несущей способности вертикального сжатия, это неочевидно по сравнению с традиционной конструкцией сваи (скажем, свая 4 ‘#), что указывает на разумность данной конструкции. (2) Осевое усилие . При малой нагрузке деформация тела сваи примерно упругая. Соответственно, осевое усилие в свае рассчитывается по формуле: где — модуль Юнга, — площадь поперечного сечения и — деформация, зарегистрированная тензодатчиком, описанным в разделе 3.2. Принимая во внимание переменное поперечное сечение и влияние стальной трубы, для свай 1 # ∼4 # жесткость на сжатие EA в уравнении (1) дополнительно рассчитывается с помощью [29], где и — соответственно модуль Юнга из бетона и стальных труб.и обозначают, соответственно, площадь поперечного сечения бетона и стальной трубы. С помощью уравнения (1) были рассчитаны осевые силы каждой испытательной сваи на различных глубинах под землей, и результаты представлены на Рисунке 14, который показывает, что осевое усилие уменьшается на большей глубине. Эти результаты подтверждаются результатами испытания максимальной вертикальной несущей способности (показано на рисунке 13), где максимальная вертикальная несущая способность свай 1 # ~ 4 # увеличивается с увеличением размера (т.е., l на рисунке 1). Кроме того, правила изменения осевых сил свай 1 # ∼ 4 # с увеличением глубины очень похожи, а разница значений примерно равна разнице максимальной вертикальной несущей способности. Поведение свай 4 # и 4 ’# существенно различается, в основном из-за изменения площади поперечного сечения, которое изменяет распределение сопротивления конца сваи и бокового сопротивления. Кроме того, осевая сила сваи 0 # аналогична осевой силе сваи 2 # на той же глубине. Это связано с тем, что длина первых меньше, чем у других, и поэтому сопротивление боковому трению ограничено. (3) Сопротивление боковому трению . Из статического равновесия сопротивление боковому трению выражается как где и представляет собой, соответственно, осевую силу верхнего и нижнего поперечных сечений соответствующего сегмента сваи. и представляют собой, соответственно, длину и периметр самого сегмента. С помощью уравнения (3) получены результаты среднего сопротивления боковому трению на разной глубине, которые показаны на Рисунке 15, который показывает, что сопротивление боковому трению всех свай изменяется по глубине.Значения свай 0 # и 4 ’# меняются незначительно, тогда как значения свай 1 # ∼4 # сильно различаются. Это связано с тем, что соответствующие точки измерения были расположены на поверхности сваи, и влияние концентрации напряжений в поперечном сечении внезапного изменения не было полностью учтено. В то же время в удлиненной части боковое трение быстро уменьшается из-за резко уменьшенного поперечного сечения; однако разница в трении между усиленной и обычной сваями не была значительной. Например, боковая площадь сваи 4 # была 28.На 8% меньше, чем у сваи 4 ’#, но разница в трении составила всего 17,8%. 3.3.3. Результаты горизонтальных испытаний (1) Горизонтальная несущая способность . Градиенты бокового смещения [27] в точке A (см. Рисунок 7) при различных горизонтальных силах показаны на рисунке 16. Из рисунка 16 мы можем заметить, что точка перегиба сваи 0 # не видна, а наклон большой, предполагая разрушение жесткого короткого ворса. Свая 4 ’# имеет отчетливую точку перегиба, сначала с небольшим наклоном, а затем с резким увеличением, что указывает на упругое разрушение длинной сваи.Для свай 1 # ~ 4 # градиент смещения быстро увеличивается после того, как нагрузка достигает максимальной горизонтальной несущей способности. Это быстрое увеличение связано с тем, что жесткость сваи намного больше, чем у почвы вокруг сваи, и почва сначала была повреждена под действием большой горизонтальной силы. Кроме того, согласно [27], вторая точка перегиба соответствующей кривой на рисунке 16 дает горизонтальную предельную несущую способность, которая проиллюстрирована на рисунке 17.Можно видеть, что предельная горизонтальная несущая способность не имеет той же тенденции линейного роста, что и несущая способность вертикального сжатия на Рисунке 13. На сваях 3 # и 4 # наклон кривой уменьшается, и появляется точка перегиба. Это явление можно использовать для определения диапазона увеличенного размера. Изгибающий момент. Изгибающий момент сваи рассчитывается через: где — напряжение, вычисленное по уравнению (1), — это момент инерции для нейтральной оси, а y — вертикальное расстояние до нейтральной оси. На основе уравнения (4) изгибающие моменты на разных глубинах для каждой испытательной сваи показаны на рисунке 18, который показывает, что изгибающий момент сваи постепенно уменьшается с увеличением глубины и стремится к нулю в средней точке отрезка длины, предполагая, что сегмент сваи ниже этой точки не подвержен боковой нагрузке. 4. Численное моделирование усиленной сваи Для дальнейшего выявления механических характеристик (например, распределения смещения и напряжения во всей конструкции) предлагаемых усиленных свай в этом разделе представлено соответствующее моделирование методом конечных элементов на основе тесты режима масштабирования в разделе 3 на платформе программного обеспечения PLAXIS 2D. 4.1. Создание имитационной модели Для построения имитационной модели приняты следующие гипотезы: (1) Экспериментальная модель упрощена как задача плоской деформации без учета влияния грунтовых вод. (2) Почва, бетон и стальная труба были представлены, соответственно, идеальной пластической моделью Мора – Кулона, идеальной непористой линейной упругой моделью и традиционной пластинчатой ​​моделью. (3) Между сваей и грунтом устанавливаются элементы интерфейса, а параметр прочности на уменьшение границы раздела берется равным быть 0.67. Кроме того, отсутствует относительное смещение между сваей и стальной трубой. (4) Вертикальная нагрузка действует на вершину сваи в виде равномерной силы, а сосредоточенная горизонтальная нагрузка прикладывается на 100 мм ниже вершины сваи. На основе сделанных выше предположений структура моделирования проиллюстрирована на рисунке 19, где отмечены все граничные условия и размеры. При моделировании физико-геометрические параметры грунта и тела сваи такие же, как и при лабораторных испытаниях.Соответственно, на Рисунке 19,,,, и (для свай 0 # и 4 ‘# и стальную трубу следует игнорировать), значение указано в Таблице 2 и обобщено в Таблице 5. Образец Вес влажной почвы (г) Объем почвы (см 3 ) Плотность во влажном состоянии (г / см 3 ) %) Плотность в сухом состоянии (г / см 3 ) Средняя плотность в сухом состоянии (%) A 114.12 60 1,90 25,4 1,52 1,51 B 112,20 60 1,87 25,0 1,508 9 Свая 0 # Свая 1 # Свая 2 # Свая 3 # Свая 4 # Свая 4 ‘# 1900 2000 2100 2100 Треугольный элемент с 15 узлами используется для дискретизации домена.Возьмем, к примеру, сваю 3 #, конечно-элементная модель показана на рисунке 20. Для сравнения с лабораторными испытаниями, когда вертикальное оседание (при вертикальной нагрузке) или горизонтальное смещение (при горизонтальной нагрузке) верхней части сваи превышает 40 мм. , загрузка прекращается. Кроме того, расположение точек наблюдения за деформациями такое же, как на рисунке 7. Соответственно, создается поле начальных напряжений свай. 4.2. Результаты моделирования 4.2.1. Несущая способность Согласно моделированию методом конечных элементов, результаты вертикальной и горизонтальной предельной несущей способности свай получены и нанесены на графики, соответственно, на рисунках 21 и 22, вместе со значениями испытаний в режиме масштабирования для сравнения.Из рисунка 21 видно, что тенденция и значения двух кривых очень согласованы, что свидетельствует о хорошем подтверждении экспериментальных и имитационных исследований. Кроме того, как показано на рисунке 22, хотя в большинстве случаев результат проверки модели выше, чем результат численного моделирования, изменяющиеся законы также очень похожи, что снова показывает согласие этих двух подходов с учетом идеализации численной модели (например, при моделировании реальная трехмерная задача упрощается до двухмерного случая, а практический неоднородный грунт вокруг тела сваи предполагается однородным). 4.2.2. Распределение смещения и напряжения при вертикальной нагрузке Распределение смещения и напряжения модели на стадии завершения вертикального нагружения показано на рисунках 23 и 24. Мы можем обнаружить, что грунт у основания свай 0 # и # 4 имеет большая степень сжатия, в то время как со стороны сваи грунта меньше и диапазон воздействия ограничен. Распределение напряжений в грунте в основном сосредоточено на дне сваи, и напряжение со стороны сваи также очень мало.Это говорит о том, что при вертикальной нагрузке обычная бетонная свая передает большую часть верхней нагрузки на дно сваи, а сторона грунтовой сваи скользит в небольшом диапазоне вокруг сваи. Верхний грунт свай 1 # ~ 4 # явно перемещается вместе с положением сваи, и диапазон воздействия очень велик. Напряжение грунта имеет очевидные изменения вокруг тела сваи, что указывает на сильное трение между сваей и почвой. Переменное поперечное сечение сваи несет часть давления на конце сваи.Сжатие грунта увеличивает смещение грунта вокруг сваи в удлиненном участке, а также снижает сжатие и напряжение грунта в конце сваи. 4.2.3. Распределение смещения и напряжения при горизонтальной нагрузке Распределение смещения и напряжения модели на этапе завершения горизонтального нагружения показано на рисунках 25 и 26. Из этих рисунков мы можем видеть, что свая 0 # демонстрирует общую боковую деформацию, в то время как поперечная деформация свай 1 # ~ 4 # и 4 ‘# сваи сосредоточены в определенном диапазоне под землей, и чем длиннее свая, тем очевиднее этот эффект.Это связано с тем, что с увеличением длины сваи уменьшается диапазон воздействия нагрузки и увеличивается встроенный механизм наконечника сваи. Однако мы можем видеть, что длина сваи 1 # ненамного больше длины сваи 0 #, но контур смещения грунта имеет явную усадку. Контур напряжений модели не симметричен, что в основном отражается в большем напряжении в пассивной зоне грунта. Распределение напряжений в пассивной зоне свай 0 # и 4 # более равномерное, а точка максимума сосредоточена в нижней части сваи, в то время как напряжение грунта в нарастающем участке свай 1 # ∼4 # больше, что может более эффективно противостоять опрокидывающему моменту.Таким образом, предлагаемый усиленный стиль усиливает окклюзию сваи и грунта. 5. Выводы В этой статье была предложена бетонная свая, армированная усиленной стальной трубой. Испытания на масштабной модели и численное моделирование были проведены для изучения механического поведения представленной сваи (например, вертикальной и горизонтальной несущей способности, осевой силы, сопротивления боковому трению и изгибающего момента). На основании проведенных выше исследований можно сделать следующие выводы: (1) Спроектированная свая с удлиненным сердечником прочности соответствует требованиям по удержанию и повышению несущей способности существующей сваи.(2) Несущая способность сваи при вертикальном сжатии линейно увеличивается с увеличением длины прочного сердечника. Осевая сила сваи меньше, чем у обычной бетонной сваи, и удлиненная часть может разделить осевую силу фундаментной сваи и улучшить распределение напряжений в теле сваи. (3) Боковая несущая способность сваи с Удлиненная сердцевина, очевидно, выше, чем у обычной сваи, но когда удлиняемая часть превышает 50% длины исходной сваи, увеличение боковой несущей способности замедляется.(4) Результаты моделирования показывают, что сила трения между сваей и грунтом может лучше проявляться сваей с удлиненным прочным сердечником. При переносе горизонтальной нагрузки на верхнюю часть сваи напряжение в пассивной зоне сваи концентрируется в нижней части сваи и в переменном поперечном сечении, и наблюдается явное явление распространения напряжений в удлиненной части. Доступность данных Необработанные / обработанные данные, необходимые для воспроизведения этих результатов, можно получить, связавшись с первым автором по электронной почте: hshyu @ nchu.edu.cn. Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Благодарности Работа поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 52068054). ИНЖЕНЕР-СТРОИТЕЛЬ: Забивные сваи: достоинства и недостатки. Сваи могут быть деревянными, стальными или бетонными. Если сваи бетонные, они должны быть сборными. Они могут двигаться как вертикально, так и под углом к ​​вертикали.Забивают сваи с помощью свайного молота. Когда свая забивается в зернистый грунт, вытесненный таким образом грунт, равный объему забиваемой сваи, уплотняет грунт по бокам, поскольку перемещенные частицы грунта попадают в почвенные пространства прилегающей массы, что приводит к уплотнению массы. Сваю, уплотняющую прилегающую к ней почву, иногда называют уплотняющей сваей . Уплотнение грунтовой массы вокруг сваи увеличивает ее несущую способность. Если сваю забивают в насыщенный илистый или связный грунт, почва вокруг сваи не может уплотняться из-за ее плохих дренажных качеств.Вытесненные частицы почвы не могут попасть в пустое пространство, если вода в порах не вытеснена. Напряжения, возникающие в грунтовом массиве, прилегающем к свае из-за забивки сваи, должны восприниматься только поровой водой. Это приводит к развитию порового давления воды и, как следствие, снижению несущей способности почвы. Грунт, прилегающий к сваям, переформован и в определенной степени теряет свою структурную прочность. Таким образом, непосредственным эффектом забивки сваи в грунт с плохими дренажными качествами является снижение ее несущей способности.Однако со временем восстановленный грунт восстанавливает часть своей утраченной прочности из-за переориентации нарушенных частиц (что называется тиксотрофией) и из-за консолидации массы. Преимущества и недостатки забивных свай: Преимущества 1. Сваи могут быть собраны в соответствии с требуемыми характеристиками. 2. Сваи любого размера, длины и формы могут быть изготовлены заранее и использованы на объекте. будет быстрым. 3. Свая, забитая в зернистый грунт, уплотняет прилегающий массив грунта, в результате чего повышается несущая способность сваи. 4. Работа аккуратная и чистая. Надзор за работой на объекте можно свести к минимуму. Требуемое пространство для хранения намного меньше. 5. Забивные сваи могут удобно использоваться в местах, где не рекомендуется бурить скважины из-за опасения встретить грунтовые воды под давлением. 6. Забивные сваи наиболее подходят для работ над водой, таких как сваи в сооружениях причалов или пристанях. Недостатки 1. Сборные или предварительно напряженные бетонные сваи должны быть надлежащим образом усилены, чтобы выдерживать нагрузки при транспортировке и забивке. 2. Предварительное планирование необходимо для обработки и вождения. 3. Требуется тяжелое оборудование для погрузочно-разгрузочных работ и вождения. 4. Поскольку точную длину, требуемую на месте, нельзя определить заранее, метод включает отрезание лишних или добавление длин.Это увеличивает стоимость проекта. 5. Забивные сваи не подходят для грунтов с плохим дренажем. Если забивка свай не организована и не организована должным образом, существует вероятность вспучивания почвы или подъема забитых свай во время забивки новой сваи. 6. Там, где существует вероятность воздействия на фундамент соседних конструкций из-за вибраций, создаваемых забиванием свай, забивные сваи не должны использоваться.