Расстояние между сваями тисэ: Как рассчитать расстояние между сваями?

Как рассчитать расстояние между сваями?

Дата публикации: 17.09.2019 16:31

Правильный расчет расстояния между опорами свайного фундамента обеспечивает гарантированную устойчивость основания к осадочным процессам. Комплексные расчеты, используемые для расчета оптимального интервала, производятся с учетом габаритных размеров и веса возводимой конструкции, типа устанавливаемых опор и технических характеристик грунта в месте строительства.

Последовательность вычислений

В начале расчетов определяется несущая способность грунта. При инженерно-геологических исследованиях производится анализ проб грунта и несущей способности контрольной сваи. Специальные таблицы позволяют определить несущую способность определенного типа грунта согласно стандартной классификации.

На следующем этапе определяется общий вес возводимой конструкции. Итоговая нагрузка на каждую сваю зависит от совокупной массы стройматериалов, мебели, бытовых приборов и снежного покрова, формирующегося в зимнее время на крыше здания.

Для расчета необходимой площади подошвы фундамента применяется формула S=M/N, в которой:

• S – площадь подошвы, измеряемая в см²;
• М – общая масса конструкции в кг;
• N – несущая способность грунта (определяемая в кг/см²).

После определения общей площади подошвы несложно рассчитать необходимое количество винтовых опор или буронабивных свай. К примеру, при массе здания около 150 тонн и несущей способности грунта 15 кг/см² величина площади подошвы должна составлять 10 000 см².

После выбора типоразмера опор определяется количество свай с учетом площади их основания. У цилиндрической буронабивной сваи диаметром 40 см опорная площадь составляет 1256 см

2. Площадь подошвы опоры ВС 108 – 706 см². Площадь основания опоры ТИСЭ с расширением нижней части в 0,5 метра составляет 1960 см².

В итоге, для здания массой 150 тонн потребуется 5 опор ТИСЭ с диметром придонной части 0,5 м, или 15 опор стандарта ВС108, или 8 цилиндрических буронабивных опор диаметром 40 см.

Определение расстояния между свайными опорами

Величина оптимального расстояния между свайными опорами находится в диапазоне между минимально допустимым и максимально возможным значениями. Для понимания принципа расчета оптимального шага свай необходимо обратиться к методам определения минимальных и максимальных величин.

Минимальное расстояние

Монтаж буронабивных свай, ввинчивание опоры или бурение цилиндрической шахты способствует значительному уплотнению грунта вблизи места погружения. Уплотнение грунта приводит к необходимости соблюдения интервала, превышающего тройной диаметр монтируемых опор. Фактически минимально допустимое расстояние при монтаже опорных элементов составляет 3 диаметра свай. Отклонения от правила допускаются по монтаже наклонных свай, устанавливаемых с интервалом 1,5 диаметра погружаемых опорных элементов.

Максимальное расстояние

Несущая способность ростверка, обеспечивающая стабильное положение горизонтальных элементов здания (плит и балок), определяет максимально допустимый интервал между сваями. Общепринятая классификация устанавливает величину максимального шага в 5-6 диаметров погружаемых опор. С учетом действующих нормативов, диапазон расстояний между свайными опорами ВС108 составляет от 1 метра до 2 метров. Интервал между 40-сантиметровыми опорами, используемыми при монтаже буронабивных фундаментов, может составлять от 1,2 метра до 2,4 метров.

 

Фундамент по технологии ТИСЭ — «ТИСЭ»

Буронабивные сваи — технология, используемая при возведении зданий и сооружений с глубокими фундаментами — многоэтажные промышленные и жилые здания, дорожные развязки, опоры под мосты, эстакады и др., когда существуют большие сосредоточенные горизонтальные и вертикальные нагрузки, а также при сложных условиях строительства.

Буронабивные сваи – это скважины, в которые могут опускаться различные типы металлокаркасов. В скважины под давлением закачивается   бетон, песчано-цементная смесь или водоцементный раствор.

Буронабивные сваи устраивают без использования обсадных труб в маловлажных породах. В таком случае бурение можно осуществлять без крепления стенок скважин. В насыщенных водой породах устройство буронабивных свай проводят только под защитой обсадных труб или полимерного или глинистого бурового раствора. 

Буронабивные сваи формируются из цемента, срок схватывания которого должен быть не менее 2 ч. Подвижность бетонной смеси обеспечивается подбором ее состава и введением в смесь поверхностно-активных пластифицирующих добавок.

Ленточный и столбчатый фундамент более традиционны и понятны для строительства бань в России, однако более современный буронабивной фундамент имеет целый ряд преимуществ перед ними. А для участков на склонах и с проблемным грунтом это и вовсе – идеальный вариант. И для тех мест, где застройка ведется особо плотная, фундамент на буронабивных сваях позволяет построить даже двухэтажную баню или дом без последствий для грунта и находящихся рядом зданий.

Буронабивные сваи, изготовленные без применения обсадных труб, делаются это следующим способом: в грунте бурят скважину, используя установку вращательного или ударного способа бурения. В процессе бурения используется глинистый раствор, который будет сдавливать стенки скважины, предотвращая тем самым возможность обвала. Также при помощи восходящего потока этого раствора, выносятся частицы разбуренного грунта на поверхность. После этого в нее опускают арматурный каркас, который может устанавливаться либо по всей длине сваи, либо по части длины, либо у самого верха, чтобы связать ее с ростверком.

После этого скважину бетонируют при помощи трубы, которую перемещают постепенно вверх. Поднимая бетонолитную трубу в процессе бетонирования, всегда необходимо помнить и следить, чтобы ее нижний конец был углублен в бетонную смесь минимум на метр. Бетонная смесь, поданная в трубу, уплотняется при помощи вибратора, который закреплен на бетонолитной трубе. Еще один метод бетонирования предполагает использование миксера с бетононасосом. Насос закачивает бетон в скважину, а бетоновод всегда остается в одном и том же положении и извлекается только после окончания бетонирования. Эта методика бетонирования исключает возможность пережима сваи грунтом, обеспечивая при этом высокое качество бетонного покрытия.

Буронабивные сваи, изготовленные с помощью применения обсадных труб, делаются таким способом: бурится скважина, в которую устанавливают свайный каркас-трубу. При этом обсадная труба позволяет перекрыть горизонты плывунных грунтов, а также обеспечивает безопасность при ведении свайных работ, помогает контролировать основные параметры буровой скважины и обеспечивает качественное заполнение скважины бетоном.

Строительство подразумевает четкое следование технологиям. Даже небольшие просчеты приведут к последствиям, в первую очередь пострадает прочность будущего строения. Для того, чтобы избежать такого по истине печального события требуется знать последовательность действий.

Расчет фундамента:

Ширина фундамента должна исходить из толщины будущих стен. Это значит, что каркасное строение не должно обладать мощным нулевым уровнем, потому что стены будут легкими и тонкими. Если собираетесь строить настоящую русскую парную из бруса, то для того ,чтобы сделать фундамент своими руками придется делать его больше на 40 мм, ведь самое главное – равномерно распределить нагрузку по всей площади фундамента.

 

Разметка:

Необходимо понимать, что сваи могут располагаться практически в любом порядке, самое главное, что необходимо обеспечить – равномерность нагрузки. Если собираетесь сделать равномерную нагрузку, то расположение свай может происходить сплошной стеной, в шахматном порядке, либо под определенными участками бани. 

Бурение:

Одна скважина выполняется примерно за несколько часов. Это означает, чтобы пробурить несколько скважин для свай, потребуется достаточно долгое время, но как же сэкономить драгоценные часы? Все достаточно просто, необходимо использовать наиболее производительные ямобуры. Считается, что модели японских и корейских производителей самые надежные и быстрые. Поэтому, если вы решили экономить время, то пожертвуйте деньгами и все будет сделано в самые краткие сроки.

Опалубка:

Чтобы продолжать строительство фундамента потребуется создать опалубку, которая необходима для создания скважины. Опалубка необходима в тех регионах, где грунт не плотен, а значит, велика вероятность осыпания. Если же геологические условия нормальные, то можно спокойно обойтись и без создания опалубки, то есть бетон следует лить прямо в скважину, что облегчает процесс в разы. Главное, что необходимо запомнить так это то, что вам потребуется небольшой опалубок на поверхности, именно он будет служить оголовком сваи. В качестве такой опалубки может статья рубероид, свернутый в трубу. 

Выбор свай:

Сваи необходимо выбирать так, чтобы они служили еще много лет. Несущая способность должна быть намного лучше и надежнее, чем та, которой обладают забивные сваи. Именно простота конструкций буронабивных свай может ограничить земляные работы, соответственно не необходимо изготавливать большое количество свай, устанавливать можно даже не на каждом квадратном метре.

Изготовление свай процесс довольно легкий, а значит, все можно сделать своими руками. Для этого не требуется особо ничего. Самый главный плюс при изготовлении свай самому это то, что не необходимо думать о том, где складировать сваи. В строительстве очень популярны буронабивные сваи, основание которых имеет диаметр 50 см, это позволяет удерживать примерно пять тонн веса (каждая свая удерживает 5 тонн веса). Такой фундамент может выдержать солидную баню, сделанную из кирпича, которая будет содержать разнообразные архитектурные изыски.

То, что касается изготовления свай, то можно использовать практически любой материал, все зависит только от качества грунта, которое преобладает на участке. Например, если почва состоит из глины и в ней очень много воды, то для того, чтобы установить сваи придется укрепить скважины специальными обсадными трубами, но если бюджет не позволяет, то можно ограничиться глинистым раствором. Благодаря такому способу будут перекрыты горизонты грунтов, и фундамент станет безопасным. Необходимо учитывать, что глубина и ширина скважин подвергается деформациям. А значит, для того, чтобы обеспечить долговечность фундаменту, необходимо серьезно подумать над тем, как противостоять деформациям.

«Подушка»:

«Подушка» для фундамента из буронабивных свай строго обязательно для конструкций такого типа. Чаще всего, выполнение подушки происходит при использовании песка, щебня или бетонной смеси. Подушку необходимо хорошо утрамбовать, а после этого заполнить скважину основным материалом, который обеспечит жесткость конструкции.

Армирование фундамента:

Для того, чтобы придать дополнительную прочность сваям, чаще всего используют арматура, которая при помощи ростверка крепко вливается в единую конструкцию. Чтобы сваи были прочные, необходимо заранее продумать изготовление арматурных каркасов. Для того, чтобы сделать это, понадобиться несколько прутьев диаметром примерно 12 мм, которые связанны особым образом. Применить их можно в качестве готового каркаса, но, если нет времени заморачиваться с изготовлением. То можно использовать треугольные каркасы, которые обычно используются для перекрытий.

Монтаж:

На этом этапе подготавливают сваи. Необходимо понимать, что толщина и расположение зависит только от проката бани. Чтобы определить длину, необходимо использовать либо ручной бур, либо мотобур.

Глубина свай не может быть менее 1.5 метра и больше глубины промерзания грунта. Однако требуется знать, что свая должна обязательно заходить на 15 см больше, чем позволяет глубина промерзания грунта на том или ином участке. Именно для этих целей и нужен расчет фундамента. Глубину промерзания можно определить по геологическим картам, а если нет такой возможности, то придется консультироваться со специалистами. Очень важно соблюдать все расчеты, если сваи будут ниже глубины промерзания, то фундамент не «выдавится» как только выпадет снег.

Очень важный момент: над поверхностью должно остаться около полуметра свай. Они будут заполнены бетоном, а после того, как он остынет, сваи необходимо отделать рубероидом и соединить при помощи обвязки.

Заливка бетона:

На этом шаге происходит завершение монтажа свай. Все, что вам необходимо это залить бетон. Чаще всего используют заливку бетона из смесителя. Таким способом можно очень быстро залить большое количество бетона, так что останется много времени на остальные работы.

Заливка должна производиться только быстротвердеющим цементом, который разводится небольшими порциями и каждый раз происходит точно такая же утрамбовка, как и в предыдущий раз.

Идея этого чуда-фундамента в том, что сваи не забиваются с силой в землю и не повреждают слои – они как бы «вырастают» из земли. Говоря более простым языком, в почве пробуравливается скважина, в нее ставится труба или формируется съемная опалубка и все это заполняется строительным раствором. А для слабых грунтов буронабивной фундамент с ростверком бывает и вовсе единственно возможным вариантом. Ведь главная задача любых свай и столбов – опереться на самый твердый слой почвы – на несжимаемый, тот, что всегда находится ниже уровня промерзания грунтовых вод. А он может находиться в силу геологии некоторых регионов достаточно глубоко. Вот как раз буронабивные сваи и достигают такой линии – держа на ней всю нововозведенное сооружение. Сегодня практикуется также и такой более дорогой, но надежный нулевой уровень, как свайный фундамент на буронабивных свай с утеплителем. Для этого используется пенополистирол, который, как известно, имеет жесткую структуру. Фиксируется он прямо на гидроизоляцию и засыпается грунтом. К тому же пенополистирол сам по себе – отличный амортизатор для сил пучения почвы. Главное – даже ленточный фундамент на буронабивных сваях не нарушает коммуникации, которые были установлены на участке ранее. А то, что подвал в таком здании потом не сделать – нельзя считать проблемо. Радует и срок эксплуатации такого фундамента 70-100 лет.

 

строим своими руками, технология, работа буром

Одним из видов свайного или свайно-ростверкового фундамента является фундамент ТИСЭ. Основное отличие его в том, что на конце сваи есть полусферическое (куполообразное) утолщение. Такая форма позволяет использовать свайные фундаменты на пучнистых грунтах, при этом объем земельных работ остается очень небольшим.

Содержание статьи

Сваи ТИСЭ

Основной недостаток классического свайного фундамента состоит в том, что при сильном пучении опору может просто вытолкнуть. Но так как сама идея очень привлекательна — строится быстро при минимуме затрат — на сложных грунтах стали делать внизу сваи подошву — прямоугольную армированную пластину. Но при таком варианте сразу в разы возрастал объем земельных работ: под каждую сваю необходимо копать котлован размерами больше планируемой подошвы. Зато здание стоит нормально даже на грунтах с сильным морозным пучением.

Свайный фундамент по технологии ТИСЭ имеет куполообразное утолщение в основании каждой опоры

Под сваи, сделанные по технологии ТИСЭ создают похожее утолщение. Но рыть котлованы не нужно. Это расширение формируется при помощи специального ножа, который крепится к фирменному буру. Этот нож и формирует расширенный купол. Далее вся технология почти в точности повторяет процесс возведения свайного или свайно-ростверкового фундамента.

Ранее расширения тоже практиковались, но делать их пытались при помощи микровзрывов или поковыряв лезвием на длинном шесте. Основное новшество в технологии ТИСЭ — это бур с открывающимся регулируемым лезвием. С его помощью сделать расширение подошвы намного легче.

Как работать буром ТИСЭ

Достоинства и недостатки

Фундаменты ТИСЭ быстро набирают популярность: при минимальных дополнительных затратах получается более надежный фундамент. Итак, его достоинства:

Если для вашего дома рекомендован свайный или свайно-ростверковый фундамент, есть смысл сделать сваи ТИСЭ. При небольшом увеличении объема работ вы получаете значительное повышение надежности. Ведь свайные фундаменты не любят проектировщики за то, что узнать, что за грунт находится под каждой опорой невозможно. Потому и спрогнозировать, насколько надежным и стабильным будет фундамент, не получится. А фундамент ТИСЭ имеет более широкую опору, что снижает риски. Предсказать по прежнему ничего нельзя, но большая площадь распределения нагрузки  — это всегда хорошо.

Тем не менее, есть и недостатки. Главный: пятку сваи ТИСЭ нельзя хорошо армировать. Можно опустить арматурный каркас до самого низа, но расширение армированию не поддается. Потому остается возможность того, что это утолщение разрушится.

Сваи ТИСЭ — основа свайно-ростверкового фундамента ТИСЭ

Есть еще один недостаток, но уже из практики применения бура: им работать нелегко. Сама конструкция интересна. Это не лопасть, обернутая вокруг стержня, а некоторая емкость, с составным дном. На пластинах, которые формируют дно, приварены четыре лезвия, поставленные под углом. Когда вы вращаете бур, они взрыхляют землю. Так как дно не сплошное, грунт попадает в корпус, откуда его нужно вынимать.

Порядок работ такой: покрутили несколько раз бур вокруг своей оси, вынули, вытряхнули грунт. Снова опустили в ямку, провернули несколько раз, и т.д. Технология несложна, но работа утомительная. Сам аппарат весит 7-9 кг, плюс грунт. Поднимать, опускать его нужно часто. В общем, утомительно. Плюс — не нужны механизмы. Минус — работа в физическом плане нелегкая. Особенно если грунт каменистый или из плотной глины.

Где можно использовать

Ограничения по типам и материалам зданий нет: можно делать фундамент ТИСЭ под деревянные, каркасные, кирпичные и блочные здания. Этажность — до трех.

По грунтам ограничения такие же, как и при использовании свайных фундаментов: необходимо чтобы сваи передавали нагрузку на грунт с нормальной несущей способность. Чтобы решить, можно или нет использовать ТИСЭ, необходимо геологическое исследование участка в том месте, где планируется строительство.

Из чего состоит свая ТИСЭ

Так как основание сваи расширено и сопротивление силам выталкивания больше, эту технологию можно использовать на пучнистых грунтах. Но при этом нужно считать: ближе, чем на 1,5 метра ставить сваи нет смысла. Если поставить ближе, одно расширение подошвы будет перекрывать другое. С другой стороны, диаметр сваи больше 30 см тоже не сделаешь — бура такого нет. Если несущей площади при таких параметрах не хватает,  использовать нужно другой тип фундамента.

Отзывы о фирменном буре

Основные вопросы застройщиков связаны с тем, насколько реально можно бурить скважины вручную, используя фирменный бур. Глядя на видео, кажется, что задача эта нелегкая. Но вот несколько отзывов.

У меня на участке грунт разный получается: где суглинок, где плотная глина, причем такая, что только топором и рубить. Я сначала думал взять мотобур в аренду, но решил попробовать сразу буром. И ничего, не очень тяжело. В результате решил, что мотобур несильно ускорит процесс, потому все 40 штук и сделал руками.  За день получалось 5-6 2-х метровых скважин. Они бурились легко, а вот с расширением приходилось тяжко: там уже плотный грунт у меня, проворачивал с открытым лезвием с трудом.

Олег, Харьков

Я купленный бур ТИСЭ доработал: приварил дополнительные зубья, вместо веревки, что раскрывает лезвие, приспособил прут — теперь на него давить можно, а не только тянуть. И самое главное — удлинил ручку, чтобы можно было вдвоем его крутить. Пока бурили расширения, скрутили его на 90°, но зато работать стало не в пример легче. В общем-то я доволен.

Николай, Красноярск

Расчет фундамента ТИСЭ

Методика расчета ничем не отличается от расчета в общем случае. Рассчитывается нагрузка от дома, а затем сравнивается с общей несущей способностью планируемого количества и диаметра свай.

Сначала на плане дома расставляете сваи. Они обязательно должны быть в углах и в местах примыкания простенков. Если расстояние между сваями получается больше 3 метров, между ними ставят промежуточные. Так расставляете на плане все опоры, придерживаясь правила:

• минимальное расстояние — 1,5 метра;
• максимальное 3 м.

Затем рассчитываете нагрузку от дома. Для этого сначала необходимо посчитать вес дома (все стройматериалы + мебель, сантехника, тяжелая бытовая техника).

Усредненные нагрузки от разных типов узлов дома

Если говорить усреднено, то для зданий из кирпича или ракушняка на каждый квадрат площади можно брать 2400 кг,  из легких строительных блоков (пенобетон, газобетон и т.п.) — 2000 кг, из древесины  и каркасники — 1800 кг. По этим усредненным нормам можно предварительно ориентироваться. Если же вы решите все считать серьезно, нужно будет соблюдать всю методику: считать, материалы стен,  перекрытий, кровли, отделки и т.д. Так как технологии и материалы  могут использоваться разные, расхождения тоже могут быть значительными.

Полученное значение умножаем на поправочный коэффициент — 1,3 или 1,4. Это запас прочности. Полученная цифра — это нагрузка, которую нужно будет передать через сваи.

Теперь по таблице подбираете, какой диаметр должна иметь свая, чтобы она смогла передать необходимый вес.

Несущая способность свай разных диаметров в различных грунтах

 

Если планируемое количество колонн с расширением выбранного диаметра может передать требуемую нагрузку, вам переделывать ничего не нужно. Если передаваемая масса слишком мала, необходимо или увеличить количество свай или сделать «пятку» большего диаметра.

Фундамент ТИСЭ: порядок работ

В самой методике ТИСЭ есть некоторые рекомендации:

1. Сваи заглублять примерно на 20 см ниже уровня промерзания для региона.
2. Для армирования сваи используют четыре прута ребристой арматуры диаметром 10-12 мм. Располагать прутья нужно не ближе, чем 4 см от края.
3. Если уклон участка больше 10%, выпуск арматуры необходимо связать с ростверком.
4. Ростверк использовать или высокий — приподнятый на 150 мм над грунтом, или делать свайно-ленточный фундамент с мелкозаглубленной лентой. Второй вариант используют для тяжелых зданий, передать вес которых посредством свай невозможно, тогда делают ленту, которая увеличивает площадь передачи.

   Схема армирования свайно-ростверкового фундамента с железобетонным ростверком (свайно-ленточного)

5. Не стоит делать на дне скважины песчаную подсыпку: она не будет иметь нормальной плотности и работать не будет.
6. Чтобы опора была надежной, применяйте вибраторы для бетона. Ручное вибрирование при помощи стержня арматуры неэффективно. Если в хозяйстве такого устройства нет, возьмите в аренду на время заливки фундамента: прочность повышается значительно.
7. Опалубку для сваи делаете из толя, рубероида или пергамина, свернутого в трубку. Лучше чтобы она имела несколько слоев (2-3). Их скреплять ничем не нужно: скрутили чуть меньше, чем диаметр, вставили. Высота этой опалубки — на 15 см выше уровня грунта независимо от того есть уклон на участке или нет. Этот торчащий кусок желательно присыпать песком или грунтом, и уплотнить его вокруг. Это не даст развалить толь при заливке бетона.

Фундамента ТИСЭ — подвид  свайно-ростверкового фундамента. И технолоигя его изготовления ничем не отличается. Вся разница в процессе бурения. Других нет. Порядок работ и технология изготовления свайно-росветкового фундамента описаны тут. А в этой статье лучше дадим несколько практических советов.

Сложности при бурении

Если грунт сильно сыпучий — мелкий песок —  стенки скважины могут осыпаться. Чтобы этого не произошло, налейте воды. Песок уплотнится и будет держать форму. Вода поможет и в том случае, если грунт очень сухой и плотный. Пробурив несколько десятков сантиметров, залейте в скважину воду. Она размягчит грунт, его можно будет порубить лопатой или другим приспособлением, а потом вынуть при помощи бура.

Пробурить скважины под фундамент ТИСЭ своими руками нелегко, но возможно даже в одиночку

Сложности создают мощные корни деревьев и кустов. Их нужно порубить. Для этого топорище приваривают (прикрепляют) к рукоятке. Резко опуская его в лунку, измельчают корни.

Как формировать расширение

После достижения проектной глубины скважины к буру прикрепляют плуг. Он может фиксироваться в двух положениях: для формирования пятки в 50 или 60 см. Плуг привязывается к веревке.

Это плуг, за счет которого формируется куполообразное расширение

Опускаете бур вниз, веревка натянута, плуг прижат. Веревку отпустили, он под собственным весом опускается вниз. Начинаете вращать (идет тяжело — режущая поверхность большая), лезвие разрезает грунт, формируя утолщение.

Вращать можно и по часовой стрелке и против. Если по часовой, то старайтесь вниз не давить: углубляться не нужно. При вращении против часовой происходит только разрезание грунта без углубления, но возникает другая проблема: грунт ссыпается под бур, выталкивая его вверх.

Оптимально порядок работ такой: прокрутили несколько раз против часовой стрелки. Как почувствовали, что лезвие уперлось в свод, делаете несколько обороть по часовой стрелке, набирая в корпус бура срезанный грунт. Вытаскиваете бур, высыпаете грунт. Повторяете несколько раз, пока не сформуется расширение (грунт перестанет набираться).

На твердых грунтах работа с раскрытым плугом может быть проблематичной. Тогда можно формировать расширение поэтапно. Сначала выставить плуг на самое маленькое расстояние, потом его увеличить до нужного размера.

Заполнение бетоном

Если уровень грунтовых вод невысокий, никаких проблем не возникает: заливаете, обрабатываете вибратором. Все.

Если уровень грунтовых вод высокий, пятку можно заливать сразу после того, как ее сформировали. Нужно будет только вставить арматуру. Ее тогда вяжете до начала бурения. Заливку основной части скважины можно оставить «на потом».

Выставив арматуру и опалубку начинают заливать бетон

Если воды много и прибывает она быстро, понадобится большой мешок из плотной пленки  с дыркой внизу. Вставляете его в скважину и льете бетон. Так как он плотнее, он вытесняет воду. Залив пятку, вытаскиваете мешок. Он пригодится для следующих свай.

В видео ниже продемонстрирована технология строительства фундамента со сваями ТИСЭ и высоким ростверком.

Фундамент ТИСЭ. Технология ТИСЭ – описание, строительство. Фундамент ТИСЭ цена

Сегодня самый знаменитый и известный столбчатый фундамент – это фундамент по технологии ТИСЭ.

Немного об истории создания технологии ТИСЭ:
Индивидуальное строительство очень быстро развивается. Существует огромное количество строительных технологий, но они как стоят недешево. Что же делать, если доход не позволяет такой возможности? Дать ответ на этот вопрос может технология, которая обходится дешевле в три, а то и четыре раза. Кроме этого, она должна быть экологически безопасной и обеспечивать хороший комфорт.

В 90-х годах появилась на рынке строительства новая технология – Технология Индивидуального Строительства и Экологии (ТИСЭ). Для данной технологии разработан специальный бур. Благодаря этому буру, стало возможным пробурить сваи, имеющие нижнее расширение, у основания сваи, при небольших затратах. С этого и началось бурное развитее данной технологии. По результатам исследований, у свай, имеющих нижнее расширение, многократно увеличивается несущая способность. При промерзании и пучении зимой, грунт не выталкивает сваи ТИСЭ, в отличие от обычных свай. Также автору-разработчику технологии ТИСЭ, пришла очень хорошая идея, ростверк, который связывает свай, приподнять над землей на 10-15 см. Благодаря этому, ростверк не испытывает нагрузки, которые возникают при пучении грунта зимой.

Все это, позволило фундаменту, построенному по технологии ТИСЭ, стать самым доступным и при этом очень надежным. Он обеспечивает зданиям надежную опору, подходит ко многим грунтам (суглинок, глина, песок, супесь). Но если на вашем участке плывун, лучше отдать предпочтение другому фундаменту, в таких условиях сложно будет пробурить и качественно сформировать сваи ТИСЭ.

Технология ТИСЭ в 1997 году награждена Золотой медалью ВВЦ.

Фундамент по технологии ТИСЭ подходит для любых строений – дом, сарай или гараж. Строения могут быть выполнены как из дерева, бруса, так и из пеноблока, кирпича.

Фундамент ТИСЭ — особенности

Главная особенность фундамента по технологии ТИСЭ, это расширение основания столба диаметром 60 см. Расширение увеличивает и улучшает площадь опоры, а также способствует сопротивлению выпучивания сваи силами грунта. Раньше фундамент с расширением основания столбов строили очень редко, поскольку процесс расширения был сложен и трудоемок. Но благодаря появившемуся буру ТИСЭ ситуация весьма упростилась, и задача по расширению была запросто решена.

Преимущества фундамента по технологии ТИСЭ – это быстрое построение и надежность. И еще один важный плюс в пользу фундамента ТИСЭ, является его привлекательная цена.

Бывают такие ситуации, когда данный фундамент построить просто невозможно. Но это бывает крайне редко.

Бурение свай ТИСЭ

Бурение осуществляется специальным буром ТИСЭ на глубину промерзания. Если в грунте встречаются камни больших размеров, то могут возникнуть некоторые проблемы. Бур с ними справиться не сможет, и придется доставать из скважины вручную. При высоком уровне грунтовых вод надо выбуренную скважину тут же заливать бетоном. В противном случае, вода может вызвать обрушение грунта. Бурение на песчаном грунте выполняется значительно быстрее, в отличии от суглинках или глине.

Расширение основания скважины зависит от грунта – чем жесте грунт, тем сложнее сделать расширение. На жестком грунте большое расширение основания делать необязательно, ведь несущая способность столба и так велика.

Армирование фундамента по технологии ТИСЭ

Армирование свай ТИСЭ

Это важная обязательная работа. Ее главное назначение – предотвратить разрыв расширенной опоры от самого столба в результате действия на них пучинистого грунта. Обычно используют арматуру диаметром 10-12 мм. Армирование выполняется прутами, согнутыми «буквой П». наверху они связываются проволокой.

Арматуру можно заменить любым длинномерным материалом. Но использовать в этом деле трубы совсем не приветствуется. Вода может попасть внутрь трубы и, когда ударят морозы, образовать трещину, а в дальнейшем разрушит структуру столба.

Очень важно использовать в строительстве чистую арматуру. Ржавчина, грязь, краска помешает сцеплению арматуры с бетоном. Поэтому перед постройкой лучше очистить ее с помощью стальной щетки.

Когда дом помещается на фундамент, то арматура выпадает из работы. Это происходит потому, что растяжение исчезает. Только вот совсем игнорировать арматуру не надо. Она незаменима, чтобы столб не соскочил от сжатия. Еще важно, чтобы при армировании столбов арматура находилась в центре бетона, как можно дальше от боковой поверхности.

Для ростверка используют арматуру диаметром — 10-14 см.

Армирование ростверка ТИСЭ

Армирование ростверка ТИСЭ выполняют арматурой 10-14 мм диаметра. Слишком большого диаметра использовать не целесообразно, так как она хуже включается с бетоном в работу. Количество прутьев арматуры на фундамент зависит от ее диаметра.

Таким образом:

10мм – 8шт

12мм – 6шт

14мм – 4шт

При армировании рассчитывают длину арматуры так, чтобы она в углах до поперечных стен опалубки не доходила на пару сантиметров. В «Т»- образных соединениях и углах арматура при пересечении между собой не крепится между собой. Если не хватает длины арматуры на всю стену фундамента, то делается перехлест одного прутка арматуры на другой.

При армировании нижний слой арматуры выкладывается на небольшие лепешки 5-6см бетона, которые набрасываются на гидроизоляцию опалубки. Бетонные лепешки набрасываются через расстояние 1-1,5 метра.

После укладки нижнего слоя арматуры все заливается бетоном. В самом завершении заливки бетона, сверху на раствор кладутся верхние прутья арматуры и завершается под края все бетоном.

Бетонирование свай ТИСЭ

Трудности бетонирования столбов появляются при высоком уровне грунтовых вод. Как мы уже говорили, тут надо заливать бетон сразу после бурения. Если же все-таки залить сразу не получилось или вода очень быстро подступила, то воду можно вычерпать или выкачать насосом. Сначала в пробуренную скважину устанавливают арматуру и заливают расширение. Только потом рубашку и заливку самого столба.

Строительство ростверка фундамента ТИСЭ

Ростверк – это последний этап в строительстве фундамента ТИСЭ. Под ростверком должен зазор 10-15 см. Если такого зазора нет, то при морозах пучинистый грунт может приподнять ленту и даже разорвать саму ленту или опору, так как опора будет препятствовать.

Для деревянного или щитового дома подойдет высота ростверка 40 см. этого будет достаточно для изгибной жесткости. Ширина же определятся по стенам. Каменному дому высота – 20 см, ширина – по толщине стен.

Если на участке большой уклон, то ростверк примет ступенчатый вид. При небольшом уклоне – ростверк переменной высоты.

Опалубку делают из обрезных досок и кольев.

Бетонируют не более двух дней. Но желательно ростверк залить за один день. Чтобы бока фундамента получились более гладкими, можно опалубку закрыть толем или пергамином. При отрицательной температуре бетонировать крайне не рекомендуется.

Вы сделаете правильный выбор, если выберете технологию ТИСЭ. Она позволит сэкономить ваши деньги и время. А гарантию качества технология ТИСЭ обеспечит.

Наши фундаменты ТИСЭ в деталях

РАБОТА	ФОТОГРАФИЯ	ОПИСАНИЕ
Исследо-вание грунта		Данная процедура выполняется на всех объектах. Исключение составляют клиенты, имеющие геологию по ГОСТу или в случае выполнения фундаментов под малые формы. В ходе этой операции мы выезжаем на участок, смотрим перепад и подъезд к пятну застройки, даём рекомендации. Далее разбуриваем скважину и смотрим устойчивость её стенок, скорость заполнения водой и её уровень, производим нагружение грунта на дне скважины, смотрим осадку пресса, выходим на примерные показатели грунтов. По завершению — завинчиваем до упора винтовую сваю рядом; смысл завинчивания сваи в выявлении более слабых грунтов ниже дна сваи. Результат исследования — это не конкрентные характеристики грунта. Смысл один — своевременная подстраховка. Если по окончанию мы видим сомнительный результат — мы с Вами сможем вовремя принять меры для избегания серьёзных проблем с Вашим фундаментом!
Заезд бригады		Под общей фразой «заезд бригады» мы имеем ввиду следующие работы: — приезд людей на объект, разгрузка инструмента — закупка материалов, вынесение разметки, подпись с Заказчиком акта расположения строения на участке — необходимое дооснащение участка строительства для работ (установка туалета, сборка кроватей для сна, изготовление верстака и т.д.) Как правило, заезд происходит в первой половине дня и все эти работы выполняются в течение одного дня.
Бурение скважин		Бурение скважин для столбчатого фундамента ТИСЭ делится на два этапа: 1) Бурение стволов свай. Мы выполняем с помощью тяжёлой техники, в случае малого количества скважин мотобуром. Бурение выполняется до проектной отметки — в нашей компании это минимум 1,7 м, чтобы уширение полностью расположилось ниже границы промерзания в глинистом грунте. Диаметр стволов свай составляет: 200 мм — для малых форм, 250 мм — для домов средней массы, 300 мм — для домов из блоков, с железобетонными перекрытиями. 2) Бурение уширения свай. Их мы чаще разрабатываем ручным буром для свай ТИСЭ, иногда привлечённой техникой. Нашей компанией выполняется уширение диаметром 600 мм, другие диаметры уширений применяются в частных случаях.
Опалубка и гидроизо-ляция свай ТИСЭ		Нашей компанией выполняемая гидроизоляция свай фундаментов ТИСЭ одновременно является опалубкой. Выполняется гидроизоляция из рубероида или стеклоизола (второй предпочтительнее, т.к. имеет больший срок службы, прочнее и удобнее при монтаже, разница в цене незначительна). Чтобы скрутить материал в рулон нужного диаметра мы используем специальные заготовки, а для закрепления формы рулона мы используем деревянные короба, скотч и саморезы. Часть рулона, которая погружается в сваю (на глубину 1,3-1,4 м) может закрепляться послабее, т.к. там её от распирания при бетонировании предохраняют стенки скважины. Деревянные короба имеют стойки и мы их так же используем для выведения верха свай на необходимый уровень по высоте.
Армирование свай		Армирование свай нашей организацией выполняется заранее изготовленными каркасами, погружаемыми в скважину в процессе бетонирования. Каркасы, применяемые нашими специалистами, бывают двух видов: 4 стержня диаметром арматуры 10 мм и 4 стержня  диаметром 12 мм. Каркас из арматуры 10 мм используется для малых форм и строений средней массы; каркасы из арматуры 12 мм применяются, когда ствол сваи имеет диаметр 300 мм, при строительтсве строений с каменными стенами и железобетонными перекрытиями. Стержни скрепляются между собой хомутами из гладкой арматуры диаметром 6 мм. Хомуты выполняются с шагом 400-500 мм.  Само уширение свай не армируется. Во-первых прочности бетона на срез в уширении более чем достаточно, здесь важно купить хороший бетон и его провибрировать, во-вторых чтобы заармировать уширение придётся устанавливать каркас в скважину до заливки, а это сделает невозможной откачку воды из скважины (если она начнёт поступать).
Бетонирова-ние свай		Если в скважинах перед заливкой есть вода — мы её откачиваем и по возможности зачищаем дно сваи от ила. Заливка свай производится партиями до 5 кубов, бетон подвозится к пятну застройки и разносится по скважинам из отвала на тачках. Если подъезд миксера к строению не возможен, то используется трактор-погрузчик, резже бетононасос. Скважину заполняют бетоном наполовину, затем бетон уплотняется вибратором. Далее, аккуратно погружаем каркас (очень важно погрузить каркас центрально, чтобы не порвать гидроизоляцию и не уйти каркасом ниже границы бетона). Затем, заливаем вторую половину скважины и снова бетон уплотняем вибратором уже на всю высоту сваи. Как правило, заливка 5 м.куб. длится в течение 1,5-2 часов. Сразу после заливки необходимо протереть арматурные выпуски от цементного молочка, а при высокой температуре летом не мешает периодически увлажнять верх сваи.
Монтаж опалубки ростверка		Сперва мы выполняем обноску. Обноска — это проще говоря разметка, стойки с натянутой шнуркой, отображающей внутреннюю границу опалубки ростверка. Далее собирается опалубка. Вбиваются крайние колья (колья выполняются из брусков) и к ним с внутренней стороны крепится доска. Для крепления используются саморезы. Доска для стенок используется толщиной 25 и 40 мм.  Доска 40 мм предпочтительнее, т.к. обеспечивает более правильную геометрию, а доску 25 мм может выгинать при заливке. В ростверках, где ширина или высота более 40 см мы обязательно используем доску 40 мм. После закрепления досок к крайним кольям забиваются промежуточные колья с шагом 40-60 см. Если участок ровный — днище ростверка выполняется либо из песчаной подушки, если по фундаменту перепад более 30 см — днище ростверка выполняется из доски 50 мм. После монтажа опалубки ростверка делаем проверку на наличие неровностей по верхней плоскости фундамента (это делается сперва гидроуровнем, затем уточняется нивелиром), перепад должен составлять до 10 мм. После проверки к внутренней поверхности опалубки крепится клеёнка или рубероид. Это нужно, чтобы было проще снять опалубку и сохранить доску в годном состоянии.
Армирование ростверка		В нашей компании применяется два типа вязки армокаркса ростверка фундамента ТИСЭ. 1) Стандартная вязка. Она изображена на картинке слева. Используется для малых форм и строений средней массы, в случаях когда сваи расположены по центру ростверка. В сечении чаще 8, иногда 6 стержней арматуры D10 мм. Резже армирование выполняется стержнями D12 мм.   2) Усиленная вязка. Выполняем с поперечными хомутами из гладкой арматуры D6 мм, второе отличие в том, что выпуски из свай делаем длинее и их концы загинаем вдоль верхних стержней. Этот вариант немного дороже, но прочнее, используется для строений со стенами из каменных материалов и ЖБ перекрытиями. Арматурные стержни минимиум D12 мм. Независимо от типа вязки углы, крестообразные и Т-образные перекрестия дополнительно уисиваются Г-образными элементами из арматуры. Защитный слой арматуры не менее 30 мм, расстояние между стержнями минимум 3 диаметра. Используем фиксаторы для точности.
Подготовка ростверка к заливке		Сперва устанавливаем продухи. У фундаментов ТИСЭ хорошо проветриваемое подпольное пространство, поэтому в большом количестве продухов нужды нет. Располагаем продухи в одном направлении, на 1/4 пролёта между сваями, делаем по одному продуху на секцию на каждую ось. Обязательно снаружи указываем на опалубке расположение продуха. Подрезаем выпуски из свай таким образом, чтобы до верхнего края опалубки оставалось 30 мм (это выполлняется если армирование — стандартная вязка). Далее подчищаем днище отчищаем от мусора либо проливкой воды, либо пылесосом.
Заливка ростверка		Привлекать ли на заливку тяжёлую технику зависит от конкретной ситуации. Если миксер подъезжает к фундаменту, а объём заливки до 15 м.куб., то мы технику не привлекаем. Если перечисленные условия не выполняются, то возможна заливка с трактором с ковшом, бетононасосом или краном с бадьёй. С какого края заливаться — решаем по месту. Ростверк высотой до 40 см заливается в 1 слой, после чего сразу уплотняется вибратором. После того как ростверк залит и провибрирован мы проходим поверхность рейкой или мастерком для её выравнивания и гладкости. Сразу после заливки всегда полезно накрыть фундамент плёнкой. Если погода жаркая, то периодически необходимо проливать фундамент для его равномерного высыхания. Если температура стоит ниже -10 зимой, то стоит укрыть верхнюю поверхность тёплыми матами или пенопластом, а лучше всего соорудить тепляк.
Распалубка, уход за фундаментом		Сперва снимаем боковую опалубку, там где возможно отдираем налипшие остатки рубероида. Вреда от них нет, поэтому их 100% удаление не обязательно. Удаляем нижнюю опалубку и ОБЯЗАТЕЛЬНО выбиваем песчаную подушку, если она есть. Зазор между фундаментом и землёй должен остаться не менее 100, заполнять его ничем нельзя (песок, пенопласт, ЭППС — все эти материалы совершенно не годятся!). В конце распалубки пробиваем продухи. Далее фундамент можно улучшить следующим образом: 1) Обмазать ростверк битумной мастикой для гидроизоляции. Если бетон залит качественный — нужды в этом нет. 2) Прошлейфовать верхнюю поверхность алмазным кругом для достижения гладкой поверхности.

Фундамент ТИСЭ с деревянным ростверком. Пошаговая инструкция

Использование технологии ТИСЭ позволяет построить экономичный, надежный фундамент без привлечения спецтехники и большого количества работников. В статье рассказывается об особенностях строительства фундамента с деревянным ростверком в Московской области на участке с глинистой пучинистой почвой и высоким уровнем грунтовых вод. Фундамент строился администратором vparnike.ru с одним помощником в свободное от работы время.

После того, как было решено делать свайно-ростверковый фундамент, в мкр. «Жулебино» был приобретен фундаментный бур ТИСЭ с откидным плугом и книга Яковлева Р.Н. «Универсальный фундамент». В книге дана информация, которая поможет вам рассчитать количество опор, глубину их заложения. 

Рисунок: А — Фундаментный бур ТИСЭ, Б — схема фундамента;
1 — бур, 2 — свая с расширением внизу, 3 — ростверк.

1. Обноска

Для разбивки опор фундамента использовался шнур, натянутый между вбитыми в землю колышками и гидроуровень.

Столбы фундамента должны быть выше уровня земли не менее, чем на 15 см. Мы делали столбы выше из-за перепада высот на участке, также в будущем планировалась небольшая отсыпка участка. Высота нашего деревянного ростверка 15 см. Взяв за нулевую отметку высоту столба в самом высоком месте участка, начали делать обноску с углов дома. По углам будущего дома забили колышки с помощью уровня на нужную высоту. Обязательно проверяем диагонали получившегося прямоугольника,  диагонали должны быть равны.

Далее, отступив от намеченных углов наружу 1-1,5 м, устанавливаем обноску. Для обноски к двум кольям прибиваем короткую доску. К доске по оси линии опор прибиваем гвоздь, к которому цепляем шнур. Шнур лучше не привязывать, а сделать петли, чтобы при необходимости его можно было легко снять. Проверяем горизонт и диагонали. Таким образом отмечаем линии осей внешних и внутренних стен. 

Рисунок: 1 — короткая доска; 2 — шнур обноски; 3 -скважины для столбов фундамента.

Подготовительный этап закончен, приступаем к работе.

2. Бурение

Бурим скважины ниже глубины промерзания. Для Москвы и области — это 1400 мм, бурим на глубину 1500 мм. Грунтовая вода у нас на участке стоит высоко, в скважине начинает копиться вода, осложняя опустошение бура от глины.

Для того, чтобы вычерпывать воду из скважины используем ковш, сделанный их 5-ти литровой пластиковой бутылки и 2х метровой палки, скрепленных между собой на шурупы через металлическую пластину.

Пройдя нужную глубину, делаем внизу каждой скважины расширение плугом, закрепляющимся на буре. Эта работа уже сложнее. В жестком глинистом грунте расширение делают в два этапа: сначала с меньшим расширением в 40 см, затем с окончательным расширением в 60 см. 

Веревка от плуга для опрокидывания срезанной со стенок расширения породы в бур, шедшая в комплекте, оборвалась на второй скважине. Для удобства и надёжности она была заменена на 2-х метровый пруток арматуры восьмерка. Теперь можно было не только поднимать расширительную полость, но и придавливать её, позволяя делать меньше оборотов буром.

Скважины в глине не обсыпаются, поэтому в один день неспешно бурились две-три скважины, а на второй день бетонировались:

3. Бетонирование

Перед началом бетонных работ готовим арматуру. На один столб используем 4 прутка десятки. Сгибаем нижние концы арматуры, они впоследствии вводятся в расширение скважины. Немного сгибаем и верхний конец, так прутки легче связать между собой проволокой. Для сгиба используем забитую в землю трубу.

Схема армирования и бетонирования скважины по ТИСЭ

Делаем еще одно приспособление для скручивания гильзы из рубероида. Расправлять рубероид в скважине, не заломив и не порвав его, достаточно трудно. Поэтому было придумано следующее: разрезаны три 19-ти литровых бутылки от воды и скручены 3-мя палками с диаметром скважины. На приспособление накручивался рубероид и скреплялся скотчем.

Также подготавливаем опалубку для столбов, так как рубероида недостаточно, чтобы удержать бетон.

Скорость заполнения скважины водой не позволяет лить бетон сверху. Поэтому весь бетон заливался через трубу ПВХ диаметром 110мм. Воронкой выступила верхняя часть 19-ти литровой бутылки.

Мы бетонировали столбы пескобетоном, использовали небольшую бетономешалку. На один столб у нас ушло, примерно, 1-1,5 мешка цемента, две тачки речного песка, 2-3 ведра воды. Сначала в бетономешалку заливают воду, затем добавляют цемент и немного перемешивают, затем добавляют песок и перемешивают до однородной массы. Нужно смотреть за тем, чтобы не мешать смесь слишком долго, это может привести к расслоению бетона.

Вычерпав воду, вводим арматуру в скважину, связываем проволокой. Арматура должна быть в теле бетона не ближе 4 см от края столба. После установки арматуры, расширение скважины заполняем бетоном. Льем бетон прямо на земляное дно скважины, подушку из песка или щебня в скважине делать нельзя.

После заполнения расширения бетоном, вводим в скважину скрученную рубашку из рубероида. Ставим опалубку. Далее льем бетон через трубу. Бетон, заполняя скважину снизу, выталкивает воду вверх. По мере заполнения скважины бетоном, трубу поднимаем вверх.

Ориентируясь на выставленный уровень обвязки, заполняем рубероидную рубашку бетоном. Далее тщательно штыкуем бетон арматурой: вводим пруток арматуры в бетон, поднимаем вверх, вынимаем. Штыкование позволяет выйти из бетона лишнему воздуху. Через несколько минут бетон немного осядет, доливаем его до уровня. После бетонирования свай, сливаем остатки раствора в приготовленную емкость.

В угловые сваи, когда бетон немного схватится, вводим шпильки для последующего крепления сваи с деревянным ростверком.

Бетонируем все сваи. 

4. Деревянный ростверк

Через три недели, когда бетон достаточно окреп, приступили к работе над ростверком. Ростверк делали из трех срощенных досок, сечением 50 х 150мм. В итоге получился ростверк 150 х 150мм.

Подготовительный этап. Обрабатываем доски два раза антисептиком. На сваи укладываем рубероид в два слоя. Шпильки в угловых сваях тоже оборачиваем рубероидом, чтобы при контакте с деревом, последнее не начало гнить.

На каждую сваю под ростверк кладем обработанную антисептиком подкладочную, ее еще называют  «гнилую» доску. Она примет на себя влагу и неблагоприятные условия, защищая ростверк. Когда подкладочная доска сгниет, ее можно будет заменить. В угловых сваях в «гнилой» доске сразу сделан запил, чтобы шпилька потом не мешала ее достать. Доски ростверка укладываем на ребро в шахматном порядке. Доски ростверка сколачиваем между собой по всей длине с внешней и внутренней стороны гвоздями (можно крепить шурупами).

Врезаем обвязку из досок для черного пола. 

На обвязку уложены доски черного пола, сверху утепляем пенопластом, запенив стыки.

Весной фундамент показал себя очень хорошо,  пучение морозного грунта на нем не сказалось. Нужно напомнить, что для правильной работы фундамента по технологии ТИСЭ между ростверком и грунтом должно быть расстояние не менее 150 мм.

www.vparnike.ru

 

Сваи ТИСЭ своими руками с подробным описанием

Почему я решил делать фундамент ТИСЭ, я как-нибудь напишу в отдельной статье, а пока изложу как строились сваи ТИСЭ своими руками.

В середине апреля растаял снег, вот и началась основная стройка. Даже не верилось, что наконец настал этот момент. До мая почти ничего не делали т.к. было слишком сыро, техника бы не прошла. В мае начали закупку первой партии стройматериалов.

Закупка материалов для свай.

Позвонил на ближайшие бетонные заводы. Хотелось ведь купить самых лучших ингредиентов для бетона, но в дальнейшем оказалось не все так просто.

На первом заводе мне сказали, что песка мне они не привезут, впрочем как и щебня. Вернее они конечно могут, но шаландой в 30м3. Зато узнал все о их бетоне.

Выходные прошли без толку и я подумал, что если я и дальше буду так тормозить то строиться придется долго. С утра на следующих выходных позвонил в другое место и договорился, что через час мне уже привезут и песок сеяный и щебень гранитный фракция 5–20 по 10 кубов.

Я едва дошел до участка, как позвонил водитель, привез щебень. Выгрузил в указанном месте без проблем и уехал за песком. Щебень отличный не то, что мой предыдущий с кучей пыли и с плохой геометрией (сильно лещадный).

У нового щебня еще и геометрия близкая к кубической форме.

С песком было все гораздо хуже. Песок тяжелее и Камаз застрял намертво, причем упершись в кучу с щебнем. Какого черта водитель вообще туда заехал, не понятно. Пришлось выгружать прямо там. На песок накинули полиэтиленовую пленку, чтобы отделяла его от щебня и водила выгрузил кузов.

Пустой грузовик кое–как смог выползти из образовавшейся колеи и уполз.

Не знаю где водила взял этот песок. Менеджер уверял меня, что они делают из него бетон и песок просеянный. Не знаю через, что они его там просеяли, но песок оказался не сеяный и содержал множество камней размером до апельсина.

Сделал свой анализ песка. То бишь набрал пол литровой банки песка. Залил доверху водой. Взболтал и оставил на 15 минут. Содержимое банки четко разделилось по фракциям.

Далее берем линейку и измеряем толщину слоев. Потом переводим в проценты. Анализ конечно очень приблизительный, но представление о песке дает. У моего песка получилось около 4-6% глины (в зависимости от места пробы).

Хреновато для хорошего бетона. Буду просеивать. Должен получиться нормальный песок, так как в остальном он хорош. Довольно крупный. Предстоит лишняя работа, но сам виноват. Чистого (совсем без примеси глины) песка мне и не обещали, а то что не сеяный так сам лоханулся, покупал без документов.

Далее была закупка арматуры. Вот тут я офигел. Заказал арматурную сетку и шести метровую арматуру разного диаметра сразу на сваи, ростверк и цокольное перекрытие. А да еще 48 метров полосы на забор, чтобы сетка не провисала, хотя она и так не провисала вопреки предсказаниям всех.

Получилось около трех тонн. Я офигел ее разгружать, хорошо помог водила. Покидав арматуру и сетку, как попало, мы распрощались. Потом я еще три часа укладывал это все в ровные стопки, разделяя арматуру по диаметру.

На очередные выходные решил закупить цемент М500д0 20 мешков для начала, рубероид и по мелочи.

В субботу лил дождь, а в воскресение с утра прошел дождик, потом было сыро для грузовика и поздновато для заказа. Не хотелось мочить цемент и планы пришлось пересмотреть. Надо в отпуск.

Разметка и обноска под фундамент.

после закидывания цемента и всего остального в бытовку, начали ставить обноску для разметки свай. Использовали для этого дедовский способ с шланговым уровнем и колбочками, это для определения перепада высот, иначе разметка будет не верной.

При разметке прямоугольных частей дома, проще всего оказался метод подгонки. Измеряем все тупо рулеткой и вычислив заранее гипотенузу (диагональ фундамента) прямоугольного треугольника, подгоняем, чтобы все длины сошлись с планом.

Начинать лучше с базовой линии, точно отходящей от границы участка на нужное расстояние.

Обязательно проверяем диагонали, они должны быть равны в прямоугольнике. Равны они также и у равнобедренной трапеции:) Но мы же меряем и стороны тоже.

Мы делали специфичную обноску, не как обычно делают для ленты, а заточенную под ТИСЭ. Думаю так будет удобнее. В общем наши линии разметки проходили через будущие центры свай. Затем по натянутым бечевкам омерялись расстояния между центрами свай и с помощью отвеса центр свай переносился на землю.

Кстати если вы еще не знакомы с технологией ТИСЭ, в конце статьи по этой ссылке немного, а лучше начните с изучения книг Яковлева Р.Н «Универсальный фундамент — технология ТИСЭ» и «Новые методы строительства — технология ТИСЭ«.

На земле центры будущих свай помечал вбитым гвоздем 150 с ярким флажком из цветной изоленты.

Далее мне ни как не удавалось попасть на стройку после работы и я понял, что пора в отпуск. Взяв две недели отпуска и закупившись провиантом, я заселился в бытовку по схеме ночь в бытовке, ночь дома.

Классный фонарик на фото сверху. Очень яркий.  Заказал его как-то у китайцев. С тех пор постоянно выручает меня на стройке.

Отмерив от гвоздя (гвоздями размечались будущие сваи) по 12см «во все четыре стороны» капнул лопатой. Получилась квадратная ямка со стороной около 24см. С ямки гораздо удобнее начинать бурение. Особенно когда грунт пересох на солнце и превратился в «бетон».

Бурим грунт под сваи ТИСЭ.

Вертикальность бурения контролировал периодически опуская в лунку отвес. Если лунка вертикальная, то центр дна лунки должен сходиться с центром лунки у поверхности.

Грунт во всех лунках оказался разным. После 10–40 см плодородки шла супесь или суглинок с большим содержанием булыжников размером от апельсина до дыни и больше. Из–за чего многие лунки имели весьма неровные стенки.

Для подкопки булыжников сделал черпалку.

У каждого тисэшника собирается свой набор различных инструментов и приспособ. Мешок на фото тоже не просто так, он с камнями и подвешивался на бур, когда шла особо плотная глина.

Рекорд составил более 15 камней в лунке. Они просто лежали друг на друге, а между ними суглинок.

[ads_1]

На следующей фото булыжники из двух скважен.

Благо глубже метра булыжники обычно не встречались, но там появлялась очень плотная глиняная прослойка сантиметров на 10–30 везде по разному и иногда приходилось подвешивать на бур мешок с камнями плюс давить сверху иначе бур просто скользил по грунту.

Ящерки живущие неподалеку за это время привыкли ко мне и уже не убегали.

После плотной глины обычно шел песок или супесь. Это что касается одной стены дома, с которой я начал бурение. Чем дальше от этой стены тем меньше камней и грунт становиться однороднее, все больше приближаясь к суглинку.

Весь отпуск я ковырялся с бурением. На выковыривания одного булыжника порой уходило пол дня. В первой лунке оказался вообще здоровый валун, который было ни как не достать через шахту лунки.

Когда батя вернулся из отпуска ему было поручено рыть яму в десяти сантиметров от этой лунки с валуном.

В последствии валун был извлечен боковым подкопом с глубины 130 см.

Через подкоп можно посмотреть на скважину ТИСЭ изнутри. На следующей фото мы забегаем вперед и можем рассмотреть уширение.

Сделал за отпуск 20 лунок без уширения. Эти лунки бурились глубже остальных 170–185см, так как я решил снивелировать немного перепад в 1м 15см, убрав 15см грунта с этой самой верхней части пятна застройки в нижнюю. При бурении так же было много грунта, который свозился в нижнюю часть пятна застройки.

Продолжение на следующей странице (жмем 2).

Страницы: 1 2 3 4

Friction Pile — обзор

9.2 Обзор быстрого строительства каркаса

В США мосты расположены в одной из следующих сетей и классифицируются как таковые:

•

Interstate

•

Артериальная

•

Коллектор

•

Местная

ABC и быстрое строительство основания будут особенно полезны для замены мостов, расположенных на наиболее важных межгосударственных и магистральных дорогах, несущих среднесуточную высокую трафик (ADT).Это необычная ситуация, если необходимо заменить каркас, пока он находится в удовлетворительном состоянии. В некоторых случаях надстройки можно снять с подшипников и использовать повторно. В большинстве случаев заменяется весь мост, за исключением случаев использования техники бокового вдвигания или выкатывания, которые могут сохранить надстройку.

Основными компонентами каркаса являются следующие:

Сборные консольные настенные абатменты

•

Абатмент полной высоты

•

Средневысотный абатмент

• Stub полуступенчатые абатменты

•

Прочные абатменты

Современные типы включают:

•

Интегральные абатменты (Рисунок 9.1)

РИСУНОК 9.1. Интегральный абатмент авторского дизайна на шоссе 46 на реке Пекман в Нью-Джерси.

•

Полуинтегральные абатменты

•

Стеновые абатменты с механической стабилизацией земли (MSE) (Рисунок 9.2)

РИСУНОК 9.2. Строящаяся земляная стена с механической стабилизацией из сборных сегментов.

Сборные подпорные стены могут быть построены вместо традиционной монолитной конструкции (Рисунок 9.2).

Типы сваи из сборного железобетона

Множественные изгибы и раструбные заглушки эстетичны. Вот некоторые распространенные формы:

•

Сплошная стена

•

Hammerhead

•

Множественные изгибы колонн (пустотелый или сплошной бетон, сегментированный, предварительно напряженный и армированный) (Рисунок 9.3 )

РИСУНОК 9.3. Использование сборной многоколонной опоры, изогнутой автором для моста США Route 50, расположенного на юге Нью-Джерси.

Современные типы включают:

•

Множественные изгибы свай

•

Интегральная опора

Автор спроектировал сборный многоколонный изгиб для моста США Route 50, расположенного на юге Нью-Джерси ( Рисунок 9.3).

Использование сборных элементов опоры и опоры может потребовать дополнительного напряжения для обеспечения композитного и водонепроницаемого соединения. В последнее время арматурные соединители с цементным раствором, которые используются в строительстве около 40 лет, рассматриваются как более быстрая и менее дорогостоящая альтернатива для соединения компонентов.

Высота мостов редко превышает 20 футов, а ширина для двухполосного моста составляет менее 40 футов по сравнению с гораздо большей длиной пролетов балок, переносимых SPMT. Поэтому транспортировка сборных компонентов каркаса для сборных изгибов опор не так распространена, как транспортировка компонентов надстройки.

Типы фундаментов

•

Мелкие опоры : сборные опорные плиты

•

Глубокие фундаменты : сваи, свайные заглушки и просверленные валы или стенка кессона

900 выполнен в виде концевой опоры или фрикционной сваи.Обычно используются следующие формы поперечного сечения:

•

Стальная H-свая или W-профили

•

Стальная трубная свая

•

Бетонная или стальная свая

•

Труба из предварительно напряженного бетона

•

Стальные шпунтовые сваи

Для выбора фундамента необходимо использовать опыт инженера-геолога.

Сборные опоры : Грунт под сборными плитами фундамента должен быть хорошо уплотнен и выровнен для размещения тяжелых сборных железобетонных плит подошвы толщиной 3–4 фута; в противном случае может произойти дифференцированный расчет. Из-за допусков при отливке плиты фундамента нижняя сторона плит основания вряд ли будет выровнена. До сих пор не было получено достаточного опыта в отношении поведения грунта по отношению к сборным плитам фундамента.

Любые поврежденные монолитные опоры можно укрепить забиванием микросвай, но это дорогостоящая операция.С другой стороны, обычный монолитный бетон будет течь по неровной поверхности почвы, не оставляя воздушных карманов, и не будет недостатка контакта между основанием и почвой.

Фундаменты мостов, расположенных на водных путях :

•

Предварительные или общие проверки, которые включают в себя проверку изгибов мостов, расположенных в воде, с возможным размывом, должны также включать проверку изогнутых свай на предмет разрушения изгиба. Кроме того, требуется проверка изгибов на случай разрушения поперечного сечения осевой линии моста (из-за комбинированной силы тяжести и дополнительных нагрузок паводковой водой).

•

Хорошей практикой является установка ответвлений или водосливов изгиба на изгибе, который смещается в сторону опоры моста. Шпоры перенаправляют поток от абатмента.

•

Гидравлические контрмеры : Сюда входит размещение арматуры, например, каменной наброски, вокруг любого открытого фундамента.

•

Структурные контрмеры : Это включает подкрепление опор, которые были подорваны с помощью цементного раствора или мешков для раствора.

Типы подшипников

Подшипники можно классифицировать как компоненты каркаса. Обычно используются следующие типы современных подшипников:

•

Тип 1: Многонаправленный

•

Многонаправленный (подшипник качения)

•

Многоступенчатый подшипник неуправляемый

•

Многовращающийся (дисковый подшипник) с направляющими

•

Многовращающийся (дисковый подшипник) неуправляемый

•

Тип 2:

• Эластомерный

8

Эластомерный с политетрафторэтиленом (ПТФЭ) (напр.g., тефлон)

•

Эластомерный, тканевый с ПТФЭ (например, тефлон)

•

Эластомер, ламинированный сталью

•

Эластомер,

8

, ламинированный тканью

Эластомер, ламинированный сталью с внешней нагрузочной пластиной

•

Эластомер, ламинированный сталью со свинцовым сердечником

•

Эластомер, ламинированный PTFE (e.g., тефлон)

9.2.1 Замена каркаса

Требуется обследование структурных недостатков, чтобы установить необходимость замены (см. учебник Khan, MA, 2010. Реконструкция мостов и автодорог и Ремонт . McGraw-Hill, страницы 54 и 363). В прошлом часто возникали чрезмерные расчеты с использованием гравитационных и массивных стеновых опор, опор и фундаментов. Это имело встроенное преимущество в том, что при замене заменялась только надстройка.

Меры по предотвращению размыва грунта основания и разрушения свай после строительства включают следующее:

1.

Конструкция свай : Для мостов, расположенных на реках, подверженных наводнениям, предельная несущая способность свай с осевой нагрузкой должна быть ограничена. к сжимающим и / или растягивающим нагрузкам, определенным для снижения пропускной способности при любом прогнозируемом размыве.

2.

Вместимость сваи : Это должно быть ограничено до конечного предела, установленного анализом L-образной сваи.Необходимо учитывать групповые эффекты свай.

3.

Использование инструмента динамического скрининга изгибов свай : Можно использовать процедуру оценки, разработанную Департаментом транспорта Алабамы и Обернским университетом. Это инструмент скрининга, описанный в картах макро- и микрофлода.

(См. Ramey, GE, Brown, DA, Hughes, ML, Hughes, D., Daniels, J., май 2007 г. Инструмент проверки для оценки адекватности изгибов сваи моста во время экстремальных наводнений / размывов, ASCE, Практическое издание по структурному проектированию и строительству, т.12, № 2).

Консольные створки : Требуются сборные стеновые панели одинаковой высоты и расширенные панели различной высоты. Значительный объем работ проделан по сборным стеновым панелям. Примеры запатентованных систем стен включают следующее:

Системы подпорных стен Mesa : сегментные бетонные облицовочные блоки Mesa используются в сочетании со структурными георешетками Tensar. Для блоков Mesa не требуется строительный раствор, что исключает необходимость значительного времени, труда и материалов для монолитного строительства.Возможна высота до 50 футов. Высокий уровень структурной целостности может быть достигнут с помощью типового соединения типа ТРО. (См. Руководство по проектированию систем подпорных стенок Mesa, Tensar Earth Technologies Inc., Атланта, Джорджия).

Сегментные подпорные стены из блоков Аллана : построены высокопрочные профессиональные подпорные стены. Различные типы строительства включают гравитационные стены и стены, армированные различными вариантами армирования грунта, такими как георешетки и анкеры для грунта.

Этот тип сегментной подпорной стены был рассмотрен автором при проектировании стен группой RBA для проекта New Jersey Oak Tree Road Project, расположенного в Эдисоне, Нью-Джерси.(См. Руководство по установке сегментных подпорных стенок Allan Block, Allan Block Corporation, Эдина, Миннесота).

Подпорные стены MSE: Механически стабилизированная земля или MSE, которая представляет собой грунт, построенный с искусственным армированием, может использоваться для подпорных стен и опор мостов. Хотя основные принципы MSE использовались на протяжении всей истории, MSE была разработана в ее нынешнем виде в 1960-х годах. Используемые армирующие элементы могут быть разными, но включают сталь и геосинтетические материалы.MSE — это термин, обычно используемый в США для обозначения «армированной земли». Этот тип модульной стены автор использовал в проектах мостов. (Для получения дополнительной информации см. «Механически стабилизированные земляные стены и укрепленные грунтовые откосы: рекомендации по проектированию и строительству», март 2001 г.). ¹

Консольные подпорные стены с парапетами: Стеновые панели из сборного железобетона могут использоваться на подходах к мосту для удержания насыпей по обе стороны от шоссе, при этом парапеты служат тротуарами.Конструкция стен одинаковой высоты как второстепенных элементов проекта моста и шоссе аналогична описанным выше частным стенам.

О влиянии свайного фундамента существующих многоэтажных домов на окружающие постройки

Свайный фундамент является своеобразной формой фундамента. В последние годы из-за роста населения и экономического развития в Китае высотные здания стали появляться в поле зрения людей. В связи с развитием инженерного строительства значительно улучшились тип и технология свайного фундамента, а также контроль и обнаружение одиночной свайно-свайной группы.В связи с влиянием осадки свайного фундамента на окружающую среду высотных зданий, в данной работе в основном исследуются с точки зрения осадки одиночной сваи и осадки свайной группы. В соответствии с методом строительства свайного фундамента, монолитная свая с погружной трубой под статическим давлением может создавать эффект сдавливания грунта при строительстве свайного фундамента. Проведен экспериментальный анализ. Согласно инженерному примеру, численное моделирование методом конечных элементов используется для анализа степени влияния осадки свайного фундамента на соседние здания с плотом и без него, а возможность и правильность численного моделирования анализируются путем сравнения результатов моделирования с измеренными значениями.В данной статье в основном исследуется влияние осадки свайного фундамента высотных зданий на окружающие здания с точки зрения проблем и решений.

1. Введение

После реформ и открытости, наряду с постоянным развитием экономической ситуации в Китае, масштабы урбанизированной жизни постоянно увеличивались. Однако из-за ограниченной площади земельных ресурсов Китая это также приводит к нехватке городских построек, что требует повышения коэффициента использования городских земель.Люди начали диверсифицировать ограниченные земли для городского строительства, что привело к появлению высотных зданий, трехмерных транспортных линий, трехмерной прокладки городских трубопроводов и других объектов. Для строительства многоэтажных и многоэтажных зданий с целью повышения эффективности землепользования требуется фундамент с хорошей устойчивостью и высокой несущей способностью. Поскольку естественный грунт не может соответствовать требованиям этой конструкции, свайный фундамент обладает такими преимуществами, как хорошая устойчивость, высокая несущая способность и сильное сопротивление выдергиванию, что широко используется при строительстве фундаментов высотных зданий.Однако в сложных ситуациях, таких как подземные туннели в высотных зданиях, это плохо скажется на конструкции свайного фундамента или окружающих зданиях. И существующих справочных материалов о влиянии конструкции и осадки свайного фундамента на соседние здания относительно мало, но в практической инженерии все больше внимания уделяется влиянию конструкции и осадки свайного фундамента на соседние здания. Таким образом, влияние осадки свайного фундамента на соседние здания, изученное в данной статье, окажет большую помощь при строительстве свайного фундамента в будущем.В данной работе метод конечных элементов и метод численного моделирования используются для исследования влияния осадки свайного фундамента на окружающую среду существующих высотных зданий. Поэтому изучение осадки свайных фундаментов высотных зданий неизбежно и имеет очень важное теоретическое и практическое значение. Поле смещения окружающего грунта получается с помощью теории осадки свайного фундамента на основе метода сдвигового смещения, а затем рассчитываются значения осадки и смещения окружающих зданий, которые проверяются численным моделированием и инженерными примерами.

В наше время общество постоянно меняется в сторону урбанизации и модернизации. Возникновение многоэтажек — это еще и социальная потребность. Рост высоты отражает не только растущую стоимость земли и потребность в использовании площадей, но и демонстрацию силы капитала и символа экономического процветания. Существование высотных зданий повлияет на малоэтажные здания и многие прилегающие районы. Воздействие новых высотных зданий на окружающую среду в основном проявляется на этапе выемки котлована под фундамент здания и этапе строительства фундамента здания.Есть несколько исследований, посвященных стадии нагрузки основной конструкции нового здания и стадии использования здания после герметизации крыши, и в большинстве ограниченных исследований не учитывается влияние надстройки. Этот метод рассматривает только нагрузку надстройки как равномерно распределенную нагрузку на основании здания. Этот метод не может полностью отразить дополнительное влияние нагрузки здания на окружающую среду. На этапе эксплуатации здания после герметизации кровли, когда здание подвергается ветровой нагрузке, будет происходить дополнительная деформация окружающей среды под действием ветровой нагрузки.В настоящее время нет однозначного вывода о дополнительной деформации окружающей среды, вызванной ветровой нагрузкой в ​​Китае. Свайный фундамент состоит из свай и крышек, соединенных с вершиной свай. Широко применяется при строительстве многоэтажных домов. Большое значение имеет обеспечение безопасности и устойчивости высотных зданий. В случае стихийных бедствий, таких как землетрясения или тайфуны, свайные фундаменты могут противостоять горизонтальным и моментным нагрузкам, вызванным землетрясениями или тайфунами, благодаря своей поперечной жесткости и общей устойчивости к опрокидыванию, чтобы избежать опрокидывания высотных зданий и обеспечить устойчивость высотных зданий.Разработка концепции зеленого архитектурного дизайна высотных зданий — новая концепция последних лет. Зеленые энергосберегающие технологии — основная техническая основа зеленого архитектурного дизайна. Применительно к проектированию высотных зданий это в основном относится к необходимости максимально сочетать характеристики самого высотного здания с помощью окружающих природных условий и окружающей среды. Дизайн экологичных зданий — это метод архитектурного проектирования, основанный на навыках защиты окружающей среды с использованием передовых достижений науки, технологий и оборудования.К основным характеристикам интеллектуального здания относятся комфорт, эффективность, адаптируемость, безопасность, удобство и надежность. Применение современных технологий может всесторонне улучшить психологический и физиологический опыт людей и создать комфортные условия для людей с точки зрения освещения, озеленения, освещения, вентиляции и других аспектов. В то же время применение интеллектуальной системы значительно сокращает потребление и расход ресурсов, энергии и расходов, снимает ограничения по времени и пространству, повышает эффективность использования ресурсов и обеспечивает более эффективное управление и услуги для люди.В процессе архитектурного проектирования мы должны уделять внимание гуманизации архитектурного пространства и учитывать множество факторов, включая художественные факторы, технические факторы и научные факторы. Если персонал сможет работать в комфортных условиях здания, люди не только будут испытывать чувство удовлетворения, но и смогут эффективно улучшать новаторство и эффективность работы. Ценность архитектуры в значительной степени зависит от комфорта архитектурной среды, которая включает в себя многие аспекты, такие как экологическая психология, архитектурная акустика и архитектурная оптика.При разработке архитектурных схем следует учитывать особые группы людей, включая инвалидов, пожилых людей, женщин и детей, чтобы создать разумную и научную безбарьерную среду, полностью отражающую гуманизацию. При исследовании эффекта уплотнения грунта свайного фундамента он применил теорию кругового расширения отверстия, предложенную предшественниками, для анализа упругопластического поведения трубных свай и получил аналитические выражения радиуса пластической зоны и смещения тела грунта. .Он проанализировал поле смещения, создаваемое сваей, находящейся под статическим давлением, методом конечных элементов и дало влияние отношения модулей сваи к грунту и характеристик трения на границе раздела свая-грунт на поле смещения при забивке сваи. Донг [1], основываясь на теории средней объемной пластической деформации песка, предложил упрощенный метод прогнозирования размеров пластической зоны вокруг свай статического давления, а также проанализировано влияние параметров сваи на пластическую зону.Есть много достижений о влиянии котлована на окружающую среду. Ван и Сюй [2], основываясь на большом количестве инженерных данных в Шанхае, предложили прогнозирующую кривую осадки поверхности, а также предложили метод прогнозирования дополнительной деформации зданий, вызванной выемкой котлована под фундамент. Проанализировано, что деформации прилегающих зданий котлованов соответствуют разным формам деформации подпорных конструкций. Результаты показали, что при возникновении ударов и выпуклой деформации на поверхности подпорных конструкций здания, прилегающие к котлованам, будут претерпевать заметный вогнутый прогиб.В нем были применены тесты физической модели и методы численного моделирования для анализа влияния смещения грунта на деформацию, трещины и жесткость стен существующих каменных зданий. Тан Юн и другие измерили влияние глубокого котлована на поселение близлежащих зданий. Результаты анализа показывают, что расстояние между зданием и котлованом, тип конструкции здания и тип фундамента здания существенно влияют на окончательную расчетную величину.

Теория осадки свайного фундамента включает теорию осадки одиночной сваи и теорию осадки группы свай. Теория осадки одинарной сваи очень важна для анализа влияния конструкции и осадки свайного фундамента на соседние здания. По осадке одиночной сваи его можно расширить до расчета осадки группы свай. В настоящее время методы расчета осадки одиночной сваи в основном включают метод передачи нагрузки, метод теории упругости, метод сдвигового смещения, метод численного анализа и его упрощенный метод.Метод сдвигового смещения был первоначально установлен Куком [3] на основе экспериментального и теоретического анализа. Метод сдвигового смещения предполагает, что окружающее тело сваи в основном испытывает сдвиговую деформацию, а относительное смещение между сваей и грунтом отсутствует. Сопротивление трения со стороны сваи передается на окружающую область через кольцевой элемент. Деформация окружающего грунта вокруг стороны сваи идеально упрощается в виде концентрического цилиндра.Согласно методу сдвигового смещения Ma et al. [4, 5] обобщили его с упругой стадии на пластическую и получили анализ поля нелинейных перемещений грунта вокруг сваи. С быстрым развитием технологии численного анализа и компьютерных технологий и их широким применением в инженерной практике, метод численного моделирования также быстро развивался и улучшался, а метод конечных элементов широко использовался при расчете свайных фундаментов. При анализе свай именно из-за зрелости и мощной функции метода конечных элементов, который может хорошо учитывать нелинейность и неоднородность грунта, а также характеристики границы раздела сваи и грунта, метод конечных элементов является наиболее важным. метод численного моделирования в инженерной практике и проектировании.Но на самом деле, из-за сложности расчета осадки свайного фундамента и многих соображений, метод конечных элементов все еще ограничивается анализом одной сваи и группы свай с небольшим количеством свай, и есть также ограничения. Однако некоторые результаты анализа методом конечных элементов для одиночной сваи и группы свай были точно измерены с помощью инженерных и модельных испытаний [6]. Напряжение в фундаменте свайной группы формируется нагрузкой, действующей на одинарную сваю, распространяющуюся в фундамент, поэтому ее напряжение больше, чем у односвайного фундамента.Модуль упругости фундамента такой же, поэтому осадка фундамента свайной группы обычно больше, чем у односвайного фундамента. В инженерной практике обычно используемые методы расчета группы свай включают метод эквивалентного многослойного суммирования, метод коэффициента осадки и метод конечных элементов. Модель твердого фундамента является эквивалентным методом снятия фундамента. Он рассматривает свайный фундамент как твердый фундамент и рассчитывает осадку группы свай по неглубокому фундаменту без учета эффекта деформации сжатия между сваями.Из-за повреждения окружающего грунта уплотнительными сваями во время строительства теория кругового расширения отверстий и метод конечных элементов широко используются в практических инженерных расчетах. В данном исследовании в основном используются эти два метода для изучения влияния уплотнения при забивании свай на окружающую среду здания. В строительстве свайных фундаментов высотных зданий используются сваи двух видов: сборные свайные и монолитные. В данной статье в основном анализируются методы формирования сваи сборных железобетонных и монолитных свай.Бетонная свая — это свая из обычного железобетона или предварительно напряженного бетона. Сборные железобетонные сваи бывают двух типов: трубчатые и квадратные. Например, сборные бетонные трубные сваи обычно производятся центробежным методом на сборных заводах. Когда сборные длинные сваи, как правило, собираются рядом со строительной площадкой, обычно используется метод перекрытия. При изготовлении сборных железобетонных свай необходимо обеспечить ровность сборного участка и не допускать неравномерной осадки бетонных свай.Следует принять меры по изоляции между сваями, чтобы избежать склеивания между сваями или между сваями и нижними формами. Только когда прочность основной сваи или смежной сваи превышает 30%, можно заливать верхнюю сваю и прилегающую сваю. При заливке сборных железобетонных свай их следует заливать от верха сваи до конца сваи, чтобы избежать прерывания. Свая из сборных железобетонных труб . Как правило, монолитные сваи образуются в результате погружения трубы или эксплуатации. Арматурные каркасы закладываются в отверстия для свай, завершенные строительством, после чего производится заливка бетона.По окончании заливки бетон твердеет, после чего выполняется заливка конструкции свайного фундамента. Проходка свай обычно осуществляется ударным или вибрационным методом. Поскольку эти два метода при использовании вызывают огромную вибрацию, перед строительством необходимо хорошо поработать с защитой. Обычно для просверливания отверстий используется ручное или механическое сверление, но при обнаружении глины механическое сверление не подходит. При использовании ручного сверления следует обратить внимание на дренажные работы. Подготовка к строительству . Перед началом строительства все виды мусора и мусора на строительной площадке необходимо вычистить и привести в порядок, чтобы строительная площадка оставалась чистой и ровной, обеспечивала благоприятные условия для возведения свайного фундамента многоэтажных домов, избегала На качество строительства влияет неупорядоченность и неровность площадки в процессе строительства, а также обеспечение устойчивости и вертикальности свайного фундамента многоэтажных домов. После выравнивания площадки следует провести конструкцию планировки и строго проверить оси строительной площадки.Строительный персонал должен точно определить местонахождение линии управления в соответствии со строительными чертежами и неоднократно проверять правильность положения каждой сваи в соответствии с требованиями чертежей, чтобы избежать смещения. Кроме того, нам также необходимо подготовить машину и оборудование, необходимые для строительства, разместить или установить машину и оборудование в разумном положении и закрепить буровую машину, необходимую для этого проекта, в разумном положении, чтобы обеспечить разумное положение сваи.Ствол охранника закопан. После того, как подготовительные работы будут выполнены, следует провести заглубленный защитный ствол. Только хорошо проведя строительство на этом этапе, можно избежать обрушения стенки отверстия в процессе бурения. Для обеспечения качества конструкции в этом проекте применен стальной защитный ствол. Производство грязи. При бурении раствор можно использовать для охлаждения буровых долот и смазки бурового инструмента, а также для предотвращения обрушения свайных отверстий.Грязь обычно состоит из воды, глины и добавок. После определенной пропорции грязь можно полностью перемешать для достижения желаемых результатов. Буровая конструкция. Строительство сверления должно выполняться в соответствии с заранее установленной последовательностью и строго в соответствии со строительными стандартами, чтобы обеспечить правильную осевую линию и вертикальность и избежать явления отклонения отверстия. Кроме того, следует также отметить, что при бурении предварительно приготовленная суспензия должна добавляться непрерывно, а строительство выгрузки шлака должно выполняться вовремя.Очистка строительства. При сверлении следует вовремя контролировать диаметр, глубину и расположение отверстия. Когда отверстие для сваи достигает указанного стандарта параметра, его следует немедленно очистить, чтобы избежать явления осаждения жидкого навоза из-за длительного времени. Это не только повлияет на качество строительства, но и может вызвать обрушение свайной ямы. В этом проекте для очистки отверстия используется вакуумный отсос. После завершения расчистки ямы должна быть проведена приемка качества строительства набивных свай на вышеуказанном этапе.Только когда качество каждого строительства будет соответствовать требованиям, можно будет продолжить строительство следующего этапа. Установка арматурного каркаса в отверстие. После завершения очистных работ сборный стальной сепаратор вставляется в отверстие для позиционирования и фиксации. В процессе установки и установки стального каркаса в отверстие необходимо принять соответствующие меры для предотвращения деформации стального каркаса. Стальная клетка должна располагаться вертикально в отверстии для сваи, чтобы избежать повреждения стенки отверстия в процессе подъема стального каркаса.Длину подвесных стержней также следует разумно рассчитать, чтобы обеспечить плавную установку и установку стальных каркасов в отверстия. Когда установка арматурного каркаса в отверстие будет завершена, следует измерить глубину отверстия и толщину осадка в отверстии. Если он не соответствует требованиям, очистку скважины следует провести заново. Заливка бетона . Во избежание обрыва сваи и других явлений заливку бетона нельзя прерывать.Кроме того, следует отметить, что перед заливкой бетона необходимо хорошо провести перемешивание и перемешивание, чтобы водоцементное соотношение, осадка, удобоукладываемость и время начального схватывания бетона находились в предписанном диапазоне. Только обеспечив качество бетона, можно гарантировать качество монолитной сваи.

На основе фактического инженерного опыта создается трехмерная конечно-элементная модель и выполняется расчет выемки котлована под фундамент.Сравнивая результаты расчета модели с результатами измерений, можно увидеть, что численные результаты близки к результатам измерений, что показывает, что назначение геотехнических параметров является разумным в настоящее время. Проанализировано влияние осадки свайного фундамента на окружающие постройки. Результаты показывают, что в процессе строительства окружающие здания будут трескаться и разрушаться в близлежащих туннелях. Для собственно строительной инженерии монтажная нагрузка надстройки — это просто долгий процесс.Кроме того, форма фундамента нового здания в этом документе является единой и фиксированной, а в фактическом проекте необходимо определить форму фундамента в соответствии с отчетом геологической разведки, поэтому в документе не рассматривается влияние различных форм фундамента. В инженерном строительстве здания меньше подвержены воздействию выемки котлована и давления свай статического давления. Текущее состояние зданий в основном связано с неравномерной осадкой, вызванной соседними зданиями.В подобных проектах в будущем следует в полной мере учитывать различные факторы, влияющие на использование зданий. Во время строительства следует своевременно и точно наблюдать за трещинами в окружающих зданиях, чтобы иметь актуальное состояние существующих построек. Разумное и точное суждение, а не просто вера в то, что оседание сваи или строительство неизбежно приведет к повреждению окружающих зданий.

2. Метод

2.1. Монолитная труба под статическим давлением

Метод строительства свайного фундамента заключается в том, что при строительстве свайного фундамента создается эффект уплотнения, а при строительстве свайного фундамента возникает эффект вибрации. небольшой.Это не учитывается при анализе. В основном анализируется влияние эффекта уплотнения на близлежащие здания. Данные смещения и осадки могут быть измерены в соответствии с контрольными точками, проложенными на участке, и правилами измерения. Основным объектом исследования является комплекс Цзиньцзя на территории строительства. Поэтому данные измерений соединения Jinjia выбраны для анализа в этом исследовании. Из-за ущерба, нанесенного уплотнительными сваями окружающему грунту во время строительства, можно нанести ущерб соседним зданиям, когда строительство ведется в городах или соседних зданиях, например, растрескивание грунта в соседних зданиях, обрушение туннелей и другие последствия [7 ].Таким образом, в этом исследовании необходимо понять механизм и режим повреждения в процессе строительства и предложить некоторые меры по уменьшению ущерба близлежащим зданиям. Существующие методы исследования эффекта уплотнения грунта включают теорию кругового расширения отверстий, метод конечных элементов, метод траектории деформации, теорию линий скольжения и испытание на модели:

Геометрическое уравнение

Условие текучести грунта

граничное условие

Согласно формулам (1) — (3), радиус пластической зоны может быть получен следующим образом:

Граничное радиальное смещение пластической зоны

Дифференциальное уравнение равновесия и геометрическое уравнение тело элемента может быть получено.В сочетании с условием текучести и граничным условием тела грунта максимальное растягивающее напряжение на границе сваи и грунта может быть получено следующим образом.

где — радиус расширительного отверстия, Rp — радиус пластической зоны, а — расстояние от центра цилиндрического расширительного отверстия.

2.2. Метод конечных элементов

Метод конечных элементов — это технология компьютерного моделирования, которая, по сути, представляет собой численный метод решения математических и физических уравнений.Он сочетает в себе теорию упругости и пластичности с информатикой. Рождение метода конечных элементов обеспечивает мощный инструмент численных расчетов для решения практических инженерных задач. Суть метода конечных элементов состоит в том, чтобы разделить сложный континуум на конечное число простых единиц, превратить проблему беспроводной степени свободы в проблему с приоритетной степенью свободы и преобразовать задачу решения дифференциального уравнения (в частных производных) непрерывную функцию поля в задачу решения алгебраических уравнений с конечными параметрами.Основная идея метода конечных элементов состоит в том, чтобы разделить континуум на конечные элементы, то есть взять структуру в целом, состоящую из нескольких элементов, соединенных узлами, сначала провести анализ элементов, а затем объединить эти элементы. для представления исходной структуры для общего анализа. С математической точки зрения метод конечных элементов — это метод, который преобразует уравнение в частных производных в алгебраическую систему уравнений, а затем решает их с помощью компьютера.Проведение анализа методом численного моделирования методом конечных элементов можно разделить на три этапа. На первом этапе (предварительная обработка), в соответствии с фактическим инженерным опытом, вся конструкция или часть моделируемого проекта преобразуется в математическую и физическую модель в идеальных условиях, а затем используется дискретизированный элемент конструкции из конечных элементов. для замены преобразованной модели сплошной твердой структуры или конкретной решаемой области; на втором этапе (расчет и анализ) для их объединения используется метод конечных элементов.На третьем этапе (постобработка) выводятся результаты расчетов с помощью программного обеспечения конечных элементов, и результаты сортируются, анализируются и суммируются. MIDAS / GTSNX (Система геотехнического и туннельного анализа) — это программное обеспечение для визуального и интуитивно понятного моделирования сложных геометрических моделей, таких как геотехнические и туннельные. Его уникальный многофронтальный решатель может обеспечить максимальную скорость вычислений. Программное обеспечение сочетает в себе ядро ​​общего анализа методом конечных элементов с профессиональными требованиями к геотехнической конструкции туннеля и сочетает в себе преимущества текущего программного обеспечения для геотехнического анализа туннелей.Программное обеспечение в основном включает нелинейный упругопластический анализ, анализ нестабильной фильтрации, анализ стадии строительства, анализ связи между фильтрацией и напряжением, анализ консолидации, сейсмический анализ и динамический анализ. На этапе постобработки он может автоматически выводить краткие книги расчетов в виде таблиц, графиков и диаграмм. Программное обеспечение MIDAS / GTSNX применялось во многих крупномасштабных геотехнических и туннельных проектах по всему миру с его полностью китайским культурным операционным интерфейсом, интуитивно понятной и удобной предварительной обработкой, разнообразными функциями анализа, многочисленными базовыми моделями материалов, а также краткой и всеобъемлющей постобработкой.

2.3. Моделирование эксперимента

Метод проверки модели — это метод исследования, очень похожий на метод эксперимента гипотез. Но эта недоказанная теория была построена исследователями в качестве модели. Затем каждая часть модели проверяется экспериментами один за другим. Модельный эксперимент относится к эксперименту с сущностью, который получает соответствующие данные и проверяет конструктивные дефекты путем проведения соответствующих экспериментов на уменьшенных или равноправных моделях. Это метод исследования, очень похожий на метод гипотезы эксперимента.Но эта недоказанная теория была построена исследователями в качестве модели. Затем каждая часть модели проверяется экспериментами один за другим, что называется методом тестирования модели.

3. Эксперимент

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

Согласно данным таблицы 1, эти два метода используются для изучения воздействия забивки свай и уплотнения почвы на окружающую среду здания. Основные допущения теоретической модели кругового расширения отверстия следующие: (1) грунт представляет собой однородный и изотропный идеальный упругопластический материал; (2) насыщенный мягкий грунт несжимаем; (3) эффективное напряжение почвы одинаково во всех направлениях до небольшого расширения отверстия.Дифференциальное уравнение равновесия, геометрическое уравнение, условие текучести грунта, граничное условие, радиус пластической зоны и радиальное смещение пластической зоны могут быть получены в соответствии с вышеуказанными условиями. Можно получить сбалансированное дифференциальное уравнение и геометрическое уравнение агрегата. Комбинируя условия текучести грунта и граничные условия, можно получить максимальное напряжение расширения на границе раздела сваи и грунта. Результаты показаны на рисунке 1.

9047 Silvel 9048 9048 9048 9048 9048 9048 9048 .0 Номер слоя почвы Название почвы Средняя толщина слоя почвы (м) Модуль упругости (МПа) Коэффициент Пуассона Угол трения (градусы) Сцепление (кПа) 1 Разное заполнение 0.5 2 илистая глина 1,3 23,7 0,30 22 24,2 0,18 25 12 4 Гравий 2,5 104,0 0,23 38 27,3 0,35 13 25 6 Остаточный грунт 5,2 20,6 0,30 9048 диорит 13,8 50,0 0,25 10–50 53–55 8 Диорит сильно выветренный 5,6 147.0

Из рисунка 1 видно, что исходя из теории кругового расширения отверстия, параметры и начальные условия грунта, диапазон повреждения грунта вокруг свай, а также можно получить закон изменения уплотнения грунта с помощью обычного испытания на трехосное сжатие [8, 9]. Среди них учитываются избыточное давление поровой воды, создаваемое мгновенным процессом уплотнения при забивке сваи, и приращение напряжения уплотнения.Когда предполагается, что объем сжат, его можно получить. Для разных грунтов может принимать разные значения, глина может принимать 0,98, а илистая глина может принимать 0,90, что может быть подставлено в формулу, упомянутую выше, и строится кривая изменения напряжения в радиальном направлении забивки сваи, как показано на Рисунок 2.

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

4. Результаты и обсуждение

В многоэтажных домах с свайным фундаментом в качестве фундамента не все свайные фундаменты многоэтажных зданий являются свайными фундаментами на плотах, и широко используются свайные фундаменты без плотины. Основываясь на приведенных выше примерах, в данном исследовании проводится расчет и анализ моделирования.

По упрощенной формуле поля смещения грунта вокруг свай, полученной из теории оседания свайных групп, можно получить величину оседания древних построек.В этом исследовании группа свай рассматривается как одна свая, а древние постройки рассматриваются как «множественные точки» выравнивания. Согласно теории расчета и формуле группы свай рассчитываются значения осадки трех точек с одинаковым диаметром сваи L = 16, 18, 20 и 22 м, и строится график, как показано на рисунке 3. Из рисунка 3 видно, что при одинаковом диаметре сваи многоэтажного дома, чем больше длина сваи, тем меньше осадка.С увеличением расстояния между старинным зданием и свайным фундаментом многоэтажки величина осадки имеет тенденцию к уменьшению, но величина осадки между расчетными точками A7-A8 больше, чем с обеих сторон. Это связано с тем, что при расчете учитывается влияние свайного фундамента на южной стороне древнего здания, а значение осадки для каждой расчетной точки основывается на величине наложения осадки, вызванной свайным фундаментом с северной и южной стороны здания. Здание Чжаогу.

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

Согласно численному моделированию, можно получить не только кривую оседания древних зданий, вызванную оседанием свайного фундамента высотных зданий, но и смещение древних зданий с разной длиной свай при одинаковом диаметре свай.На рисунках 5 и 6 видно, что с увеличением длины сваи смещение древних построек постепенно уменьшается. При длине сваи L = 22 м осадка свайного фундамента высотных зданий мало влияет на старинные постройки.

Согласно кривой данных на Рисунке 6, когда длина сваи составляет 14 м, смещение верха, очевидно, больше, чем смещение низа, и тенденция к снижению верха также очень быстрая.

5.Заключение

Существующие многоэтажные дома в нашей стране достигли определенных успехов в ситуации непрерывного развития, но с постоянным повышением уровня жизни людей анализ различных факторов, влияющих на смещение фундамента здания, показывает, что здание менее подвержено влиянию при выемке котлована и опрессовке свай статического давления в инженерном строительстве. Основная причина его нынешнего состояния — разница, вызванная заселением соседних построек.Согласно полевым наблюдениям, во временной строительной стене, которая находится ближе к месту раскопок и имеет низкую жесткость, трещин не произошло, что также убедительно подтверждает этот вывод. В подобных проектах в будущем следует в полной мере учитывать различные факторы, влияющие на использование зданий, и следует уделять внимание своевременному и точному наблюдению за трещинами в окружающих зданиях до начала строительства, чтобы иметь разумную и точную оценку текущего состояния. существующих зданий и оценивать влияние окружающих зданий, а не просто предполагать, что строительство высотных зданий неизбежно.

Доступность данных

Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что конфликта интересов нет.

Стены свайные солдатские | GGU Software

Стены из свайных свай представляют собой развитие бревенчатых траншей и могут использоваться в качестве подпорных стен даже для котлованов большой глубины практически в любом типе почвы над уровнем грунтовых вод. На следующем рисунке показаны компоненты стен из солдатских свай.

Конструктивными элементами стены из солдатских свай являются, как показано на рисунке:

• солдатские сваи (HE-A, HE-B, HE-M, U-образные профили)
• заполнение (обычно дерево) с деревянными клиньями
• стальные ограждения и стальные распорки
• возможно залитые анкеры (для систем, закрепленных обратно в землю)

Стены из солдатских свай используются в качестве подпорных стен для временного закрепления стен котлована над уровнем грунтовых вод.

Фотография: Glabisch

Вертикальные солдатские сваи — эл.грамм. HE-A, HE-B, HE-M или композитные U-образные профили — забиваются в землю с помощью вибропогружателя или молотка. Их расстояние обычно составляет ок. 1 — 3 м друг от друга. Во избежание сильных вибраций и шума, а также в случае грунта, который нельзя подвергнуть вибрации или утрамбовке, солдатские сваи могут быть вставлены в предварительно просверленные отверстия. Скважина может быть обсаженной или подвесной. Композитные профили, такие как двойные U-образные профили, также могут быть вставлены в скважины. После установки оставшееся пространство заполняется песчаным материалом, тощим бетоном или даже известковым раствором.

После установки стопок припоя можно начинать выемку котлована. Согласно DIN 4124 монтаж деревянной засыпки должен начинаться не позднее, чем будет достигнута глубина выемки 1,25 м. Неблагоприятные почвенные условия также могут уменьшить возможную глубину выемки грунта. После выемки деревянное заполнение вставляется между полками стальных балок и плотно и неподвижно прижимается к грунту позади них с помощью деревянных клиньев. В качестве альтернативы древесине в качестве заполнителя можно использовать стальные элементы, торкретбетон, сборные железобетонные элементы.Отдельные части заполнения должны быть достаточно длинными, чтобы они составляли не менее одной пятой ширины полки балки с каждой стороны.

Установка дополнительной засыпки может отставать от выемки не более чем на 1 м в случае жестких или полутвердых связных грунтов и максимум на 0,5 м в случае только временно устойчивых несвязных грунтов. .

Для обеспечения вертикальной способности (передачи вертикальных сил) солдатские сваи должны закладываться в грунт. Проверка вертикальной грузоподъемности должна выполняться для нагрузок, вертикальной составляющей давления грунта, вертикальных составляющих силы от анкеров и т. Д..

Если солдатские сваи были размещены в скважинах, на следующем рисунке показаны три возможности передачи вертикальных нагрузок в грунт.

Для небольших вертикальных сил, стальных пластин, прикрепленных скобами к основанию солдатской сваи, достаточно для передачи нагрузки, и они остаются в земле, когда солдатская свае вытаскивается в процессе разборки. Если необходимо передать большие силы в грунт, на дне скважины можно разместить опорную плиту, чтобы солдатская свая в сочетании со стальной пластиной у ее основания распределяла нагрузку на большую площадь.При очень больших вертикальных силах солдатская свая может быть залита бетоном в скважине. Однако в этом случае восстановление груды солдатиков становится невозможным.

Стены из солдатских свай различаются между так называемыми «Берлинер вербау», «гамбургер вербау» и «эссенер вербау». Эти названия в основном известны в Германии и связаны, в частности, с различными почвенными условиями в разных регионах.

«Берлинер вербау» был разработан в начале 20 века при строительстве берлинского метро.Поскольку преобладающие почвы в районе Берлина, песок и гравий, легко забивают сваи, сваи-солдаты могут быть размещены очень точно в их запланированном положении в земле. Если рабочее пространство не требуется, стенку котлована можно использовать в качестве опалубки, например, для строительство тоннеля. Это устраняет необходимость в большем рабочем пространстве между строящейся конструкцией и подпорной стеной. Для разборки солдатские сваи можно снова вытащить, однако деревянная засыпка останется в земле.

«Essener Verbau» похож на «Berliner Verbau», но вместо свай HE-A, HE-B или HE-M используются два U-образных профиля, расположенных рядом. Для анкерных подпорных стен анкерные анкеры могут быть размещены непосредственно между этими U-образными профилями.

«Гамбургский вербау» также известен как стена из солдатских свай с навесными досками. Сторона котлована фланцев солдатских свай представляет собой предел выемки. Это исключает необходимость трудоемкого формирования грунта для заделки деревянного заполнителя.Доски кладут перед стальными балками и фиксируют зажимами. В случае «Hamburger Verbau» требуется рабочее пространство между стеной из солдатских свай и строящимся зданием, что также позволяет снимать доски после завершения строительных работ. Этот вид строительства сейчас используется редко.

Как правило, для солдатских свай используются профили HE-A, HE-B, HE-M и U, в зависимости от требований к конструкции.

Для заполнения стен из солдатских свай обычно используются деревянные прямоугольные доски с размерами в соответствии с требованиями статики.Также возможно использование торкретбетона, сборных железобетонных элементов или стальных профилей.

Статические системы используются для расчета внутренних сил и переменных состояния, которые зависят от выбранной глубины заделки и анкеров или распорок в одной или нескольких плоскостях:

• стена без опоры, полностью фиксированная земляная опора
• стена с одной или несколькими опорами со свободной земляная опора
• стена с одной / несколькими опорами, полностью неподвижная опора для земли
• стена с одной или несколькими опорами, частично закрепленная опора земли

Расчет стен из солдатских свай можно выполнить в соответствии с несколькими процедурами.Классические методы относятся к теории давления грунта и, таким образом, варьируются в зависимости от статической системы в отношении величины и распределения давления грунта и сил реакции в грунте. Базовые системы представляют собой одну или несколько опорных балок, которые свободно поддерживаются или имеют фиксированную опору заземления. Также возможна частично закрепленная земляная опора. Более подробная информация о методах расчета, подходе к давлению на грунт и т. Д., Среди прочего, представлена ​​в EAB (Empfehlungen des Arbeitskreises «Baugruben»).Компьютерные методы также позволяют учитывать залегание балки.

Для полностью закрепленной земной опоры необходимо вращение стены вокруг низко расположенной точки поворота. Положение точки поворота немного выше основания стены. Внизу возникают деформации, которые направлены в сторону земли и вызывают там обратное пассивное давление земли. Для упрощения расчета к теоретической точке поворота применяется эквивалентная сила C BLUM, которая заменяет пассивное давление грунта ниже точки поворота и дополнительно корректирует упрощенное предполагаемое пассивное давление грунта на стороне выемки грунта.Вместе с равнодействующей пассивного давления грунта эта эквивалентная сила C образует пару сил, которые представляют собой опору солдатской сваи.

Расчет, проектирование и строительство котлованов подробно описаны в «Empfehlungen des Arbeitskreises Baugruben», EAB. Для стен из солдатских свай необходимы следующие индивидуальные проверки для предельных состояний, указанных в EAB, в DIN EN 1997-1 и DIN 1054. Указанные проверки могут быть выполнены с помощью компьютерной программы GGU-RETAIN:

Анализ несущей способности элементов конструкции (предельное состояние STR и GEO-2):

• Несущая способность солдатские сваи
• Несущая способность деревянной засыпки
• Несущая способность ригелей
• Несущая способность подпорок
• Несущая способность натяжных свай и анкеров грунта

Подходы к анализу стен солдатских свай (GEO-2):

• Реакции грунта и пассивное давление грунта для стен из солдатских свай
• Равновесие горизонтальных сил для стен из солдатских свай
• Анализ передачи вертикальных сил в подповерхностный слой
• Проверка устойчивости в нижней плоскости разрушения (глубинная устойчивость)

Анализ общей устойчивости раскосной выработки (GEO-3)

Проверка общей стабильность должна быть проведена.Этот анализ можно выполнить с помощью компьютерной программы GGU-STABILITY.

Предельное состояние эксплуатационной пригодности (SLS)

Предельное состояние эксплуатационной пригодности относится к проверке против больших деформаций подпорной стенки. Не допускать неблагоприятных деформаций конструкции в результате нагружения солдатской сваи. Также не может быть нарушен внешний вид, неограниченное использование конструкции, прилегающих структур и т. Д. Предельные значения деформаций или прогибов определяются для конкретного проекта и не определяются на более высоком уровне.

Как правило, подпорные стены относятся к геотехнической категории GK 2. Однако более сложные условия оправдывают отнесение к геотехнической категории GK 3. К ним относятся внутригородские котлованы с прилегающими чувствительными к оседанию зданиями, наклонные анкеры с цементным раствором, которые являются возможность использования в качестве постоянных анкеров и наличие замкнутого зеркала грунтовых вод.

Для примера, показанного ниже, одиночной опорной стены из солдатских свай с полностью закрепленной земной опорой, следующее видео показывает, как необходимые проверки (проектная ситуация DS-T) могут быть выполнены с помощью компьютерной программы GGU-RETAIN:

Все перечисленные здесь тексты, изображения и мультимедийные материалы защищены авторским правом и являются интеллектуальной собственностью Civilserve GmbH.Использование разрешено только при наличии соответствующей ссылки и ссылки на этот источник.

(PDF) Закрытие до «Допустимого расстояния от забивки сваи для предотвращения структурных повреждений с учетом пределов в различных стандартах»

Обсуждение и закрытие

Закрытие на «Допустимое расстояние от забивки сваи до

Предотвращение структурных повреждений с учетом различных пределов.

Стандарты »Амир Хамиди, Абтин Фарши Хомаюн Руз,

и Маджид Пурдженаби

Амир Хамиди, А.M.ASCE

Профессор инженерной школы Университета Харазми, Тегеран 15719-14911,

Иран (автор-корреспондент). Электронная почта: hamidi@khu.ac.ir

Абтин Фарши Хомаюн Руз, M.ASCE

Старший инженер-геотехник, Школа инженерии, Университет Харазми,

Тегеран 15719-14911, Иран. Электронная почта: std_abtinfhr@khu.ac.ir

Маджид Пурдженаби, S.M.ASCE

Аспирант инженерной школы Университета Харазми, Тегеран

15719-14911, Иран.Электронная почта: std_pourjenabi@khu.ac.ir

https://doi.org/10.1061/(ASCE)SC.1943-5576.0000354

Во-первых, авторы хотели бы выразить искреннюю благодарность

и признательность Discusser за привлечение внимания к статье

per и за любезные рекомендации. Также большое значение имеет

, чтобы признать, что документ был в основном предоставлен из-за отсутствия

исчерпывающего справочного документа, применимого для практикующих инженеров

, чтобы придерживаться максимальных безопасных вибраций грунта, генерируемых

в результате строительных работ, которые достигаются до различные около

строений.Поэтому для меня большая честь, что статья была серьезно изучена так рано после публикации.

Кроме того, существуют серьезные рекомендации стандартов

и исследователей для прогнозирования колебаний грунта до начала

каждого проекта, связанного с генерацией вибрации грунта. Более

, что важно, в таких стандартах и ​​в большинстве предыдущих исследований

подчеркивается, что вибрацию грунта следует прогнозировать в терминах

скорости [пиковая скорость частиц (PPV)], а не смещения

[пиковое смещение частиц (PPD) ] или ускорение [пиковое ускорение частиц

(PPA)] из-за его гораздо лучшей связи с порогом инициирования повреждений

структур, прилегающих к источникам, генерирующим вибрацию

.Однако нет общего правила, согласно которому

включает в себя различные структуры. Таким образом, исходный документ был направлен на создание подробного руководства, учитывающего авторитетные стандарты

и отчеты об ограничениях PPV для различных конструкций, чтобы избежать повреждения конструкции

. Таким образом, фиг. 1 (a и b) представлены минимально допустимое значение

PPV (безопасный уровень) и максимальное допустимое значение

PPV (уровень структурных повреждений) с единицами измерения как мм / с, так и дюймы./ с,

соответственно, для конструкций с разной степенью чувствительности к

колебаниям грунта: 1 = высокая; 2 = выше среднего; 3 = промежуточный

посредник; 4 = низкий. Чтобы уточнить, степень высокой чувствительности (1) включает

исторических мест, музеев, больниц, библиотек, ядерных объектов и

морских сооружений. Уровень чувствительности выше среднего (2)

включает жилые дома, гостиницы, мотели, церкви, мечети,

и синагоги.Степень промежуточной чувствительности (3) состоит из

торгово-промышленных сооружений, заводов, подземных тоннелей,

тоннелей и мостов. В категорию низкой чувствительности (4) входят газовые, нефтяные,

и водопроводные трубопроводы, а также электрические и телекоммуникационные кабели

. Однако для прогнозирования колебаний грунта, возникающих в результате

различных строительных работ, применение численной модели

вместо мелкомасштабного или полномасштабного физического моделирования на

более экономично и является более быстрым способом, аналогичным тому, что было выполнено для

, численное моделирование ударной забивки свай в исследованиях

Rezaei et al.(2016) и Фарши Хомаюн Руз и Хамиди (2017).

В качестве подходящего примера Linehan et al. (1992) описали кон-

о повреждении существующего газопровода под давлением 2 МПа (300 фунтов на кв. Дюйм)

во время строительства проекта установки свай с использованием ударной забивки двутавровых свай

для железнодорожного моста. Стальной газопровод

диаметром 0,9 м (3 фута) и толщиной стенок 8,4 мм

(0,329 дюйма) был проложен под мостом и заглублен примерно в

маты 1.2 м (4 фута) ниже поверхности земли. Были предложены Н-образные сваи

для установки в рыхлый песок и рыхлые речные отложения с использованием дизельных ударных молотов

, а их окончательная глубина установки составила

1

10

100

1000

1234

Пиковая скорость частиц (PPV): мм / с

Степень чувствительности

Макс. Максимально допустимое значение PPV

Мин. Пиковая допустимая PPV

0,01

0,1

1

10

100

1234

Пиковая скорость частиц (PPV): дюймы/ с

Степень чувствительности

Макс. Максимально допустимое значение PPV

Мин. Максимально допустимый PPV

(a)

(b)

Рис. 1. Максимально и минимально допустимые пиковые уровни PPV (безопасный и

уровней структурных повреждений) для различных степеней чувствительности конструкций —

tions: (a) PPV в мм / с; и (b) PPV в дюймах / с. Степень чувствительности: 1 =

высокая; 2 = выше среднего; 3 = средний; and4 = низкий.

© ASCE 07018002-1 Pract. Период.Struct. Des. Констр.

Прак. Период. Struct. Des. Констр., 2019, 24 (1): 07018002

Загружено с ascelibrary.org Амиром Хамиди 18.11.18. Авторское право ASCE. Только для личного пользования; все права защищены.

Границы | Мониторинг и анализ порового давления и давления грунта на поверхности сваи с использованием пьезорезистивных кремниевых датчиков давления

Введение

В связи с быстрым развитием экономики в городах было построено много высотных и сверхвысоких зданий, а также неглубоких зданий. фундаменты больше не могут соответствовать требованиям несущей способности и деформации этих зданий.Поэтому сборные сваи, состоящие из цемента (Ghahari et al., 2018; Hou et al., 2018; Liang et al., 2020), песчано-гравийных заполнителей и стальных стержней, широко используются в машиностроении. Распространенный метод установки свай — метод динамической забивки и метод гидравлического подъема. Гидравлический домкрат — это метод строительства, в котором для забивания сборных свай в грунт используется статическое давление (Kou et al., 2018). По сравнению с методом динамической забивки метод гидравлического подъема имеет много преимуществ, таких как отсутствие шума, вибрации, высокая скорость строительства и небольшое повреждение тела сваи (Wang et al., 2017а; Wang et al., 2019) и очень популярен во многих инженерных областях.

Однако сваи не только подвергаются сложным нагрузкам во время подъема, но также создают избыточное поровое давление и радиальное давление грунта, отрицательно влияя на несущую способность свай и прилегающих зданий. Еще в 1932 году Casagrande. (1932) обнаружили, что подъем сваи вызывает возмущение глины вокруг сваи, и указал, что глина в определенном диапазоне вокруг сваи была полностью или в значительной степени реконструирована, чтобы максимизировать несущую способность сваи.Сид и Риз. (1957) подтвердил наблюдения Касагранде с помощью полевых испытаний на проникновение свай. Полевые испытания показывают, что давление, создаваемое свайной установкой, в основном передается на почву вокруг сваи с увеличением давления поровой воды. В последующих исследованиях эти результаты, указывающие на ограничения метода гидравлических домкратов, были поддержаны Бьеррумом. (1967) и объяснено Роем и др. (1981). Совсем недавно Маккаб и Лехан. (2006), Igoe et al. (2011) и Kou et al.(2015) подтвердили важность мониторинга и изучения механизма избыточного порового давления и радиального давления грунта в процессе подъема свай.

По мере того, как человечество вступает в информационную эпоху, вся социальная деятельность людей сосредоточена на сборе информации и ее преобразовании. В качестве важного средства сбора и преобразования информации датчики находятся на переднем крае информатики и служат основой для информатизации (Chen et al., 2020; Huang et al., 2020; Su et al., 2020). Обычным методом измерения порового давления и давления грунта в процессе подъема сваи является установка датчиков порового давления и давления грунта на разных глубинах в определенном диапазоне диаметров сваи. В 1958 году Bjerrum et al. (1958) впервые успешно измерили поровое давление грунта вокруг сваи в ходе полевых испытаний. Эти наблюдения, указывающие на то, что поровое давление достигает максимального значения в конце подъема сваи, а поровое давление связано с весом перекрывающей породы, были поддержаны Оррье и Бромсом.(1967) и контролировались Airhart et al. (1969) с помощью этого метода измерения. Randolph et al. (1979) и Steenfelt et al. (1981) установили датчики давления грунта вокруг сваи и контролировали радиальное давление грунта во время подъема. В последующих исследованиях Pestana et al. (2002) и Ли и др. (2018) этим методом успешно измерили распределение и изменение давления грунта вокруг сваи. Однако Ло и Стермак. (1965) и Джардин и Бонд. (1989) обнаружили, что поровое давление и давление грунта быстро уменьшаются с увеличением расстояния от сваи и сильно отличаются на поверхности сваи от давления вокруг сваи.Следовательно, использование порового давления и давления грунта вокруг сваи в качестве давления пор и грунта на поверхности сваи приведет к ошибке, ограничивая изучение характеристик порового давления и давления грунта на поверхности сваи. Имеется несколько отчетов о мониторинге порового давления и давления грунта на поверхности сваи (Lehane, Jardine, 1994; Liu et al., 2019), а датчики, используемые в экспериментах, представляют собой традиционные датчики давления, которые не могут соответствовать требованиям тестовые требования хорошо. По сравнению с традиционными датчиками давления принцип работы, характеристики материалов и процесс производства пьезорезистивных кремниевых датчиков давления отличаются.По сравнению с пьезорезистивными кремниевыми датчиками, традиционные ячейки давления земли и гидравлический манометр имеют низкую чувствительность, узкий диапазон измерения, низкую динамическую частоту сбора данных, большой размер и недостаточную стабильность линейности, что затрудняет выполнение требований долгосрочного мониторинга состояния здоровья в реальных условиях. проекты (Vaughan, Walbancke, 1973; Lyne and Jack, 2004; Chen et al., 2019). Пьезорезистивные кремниевые преобразователи давления с высокой чувствительностью, хорошей линейностью, хорошей стабильностью, небольшими размерами и другими преимуществами успешно используются для мониторинга состояния конструкций (Li et al., 2010; Moslehy et al., 2010), прочность бетона (Dumoulin et al., 2012), образование микротрещин (Xu et al., 2013; Jiang et al., 2017) и межфазное расслоение (Feng et al., 2016). Однако нет сообщений об использовании пьезорезистивных кремниевых датчиков давления для контроля порового давления и давления грунта на поверхности сваи во время подъема сваи в модельных испытаниях.

В данном исследовании пьезорезистивные кремниевые датчики порового давления и датчики давления грунта были установлены в отверстиях двух самодельных модельных свай: 1) сваи с открытым концом и 2) сваи с закрытым концом.Давление поровой воды и давление грунта на поверхности сваи были проверены во время подъема сваи. Были проанализированы распределение и изменение порового давления, избыточного порового давления, радиального давления грунта и эффективного радиального давления грунта на поверхности сваи в процессе подъема. Кроме того, было рассмотрено влияние формы торца сваи на изменение порового давления и давления грунта. Это исследование является эталоном для последующих исследований метода измерения порового давления и давления грунта на поверхности сваи.

Принцип пьезорезистивного кремниевого датчика давления

Основной принцип

Пьезорезистивный кремниевый датчик давления работает по принципу пьезорезистивного эффекта монокристаллического кремния. Четыре эквивалентных полупроводниковых резистора установлены в определенном направлении кремниевой диафрагмы и подключены к мосту Уитстона. Когда на диафрагму преобразователя воздействует внешнее давление и мост Уитстона не сбалансирован, выходное напряжение, пропорциональное измеренному давлению, было получено путем добавления источника питания возбуждения к мосту Уитстона.

Выходное напряжение моста V0 можно выразить следующим образом (Li et al., 2010):

V0 = [(R1 + ΔR1) (R3 + ΔR3) — (R2 − ΔR2) (R4 − ΔR4)] ( R1 + R2 + ΔR1 − ΔR2) (R3 + R4 + ΔR3 − ΔR4) × V1, (1)

где VB — напряжение питания, Ri — сопротивление полупроводниковых резисторов, i = 1,2,3,4, и ΔRi — изменение сопротивления полупроводниковых резисторов, i = 1,2,3,4.

Сопротивления полупроводниковых резисторов равны, R1 = R3 = R2 = R4 = R, и ΔRi = R⋅G⋅εi, i = 1,2,3,4; Уравнение 5 можно записать следующим образом (Feng et al., 2016):

V0 = 14G⋅ε1 + ε3 − ε2 − ε4 [1 + 12 (ε1 + ε2 + ε3 + ε4)] VB, (2)

где G — коэффициент деформации, а εi — величина деформации сопротивление полупроводника i, i = 1,2,3,4.

Величина деформации сопротивления полупроводника удовлетворяется, ε1 = ε3 = −ε2 = −ε4; следовательно, величина деформации диафрагмы ε может быть выражена следующим образом (Wang et al., 2017b):

Принцип работы пьезорезистивного кремниевого датчика заземления и датчика порового давления

Пьезорезистивный кремниевый датчик заземления и датчик порового давления, используемые в этом Тесты выполнены из поликремния в качестве варистора и интегрированы с помощью микроэлектромеханической системы.Резисторы на интегральной кремниевой диафрагме преобразователя соединены трафаретной печатной схемой, а преобразователь заключен в металлический корпус. Два датчика отличаются друг от друга, поскольку конец датчика порового давления установлен на проницаемом камне, а вода поступает в датчик через пористый камень и изменяет сопротивление поликремния. На рисунке 1 показана структурная схема пьезорезистивного кремниевого датчика давления грунта и датчика порового давления.

РИСУНОК 1 . Структурная схема пьезорезистивного кремниевого датчика давления грунта и порового давления: (A) Датчик давления грунта , датчик давления грунта (B) .

Экспериментальная установка и процедуры

Коробка для модели

Коробка для модели, используемая в этом испытании, имеет размеры 3000 × 3000 × 2000 мм ³ (длина × ширина × высота) и была сварена стальной пластиной. Наблюдение за процессом опускания модельной сваи осуществлялось через окно из закаленного стекла (500 × 500 мм ² ), установленное на передней части модельного бокса.Система загрузки модельного ящика в основном состоит из реактивной рамы, поперечной балки, гидравлического домкрата, электрической системы управления и системы контроля статической нагрузки для обеспечения статического давления на модельные сваи.

The Model Pile

Tang et al. (2002) изучали влияющие факторы бокового трения сваи путем установки тензодатчиков на алюминиевом теле сваи. Дуань. (2016) смоделировали силовые характеристики свайного фундамента морской ветряной турбины при вертикальной нагрузке с помощью внутреннего испытания алюминиевых свай и сравнили результаты с результатами численного моделирования.Исследования вышеперечисленных ученых показывают возможность проведения испытания алюминиевой сваи на внутренней модели для анализа свайного фундамента. В данной статье параметры модельной сваи определяются согласно теории подобия (Чуй, 1990; Ян, 2005), а процесс расчета выглядит следующим образом:

1) Коэффициент геометрического подобия

Между размер и форма модели и прототипа. Геометрическое подобие — один из важных показателей, обеспечивающих определенную практическую значимость модельного теста.Геометрическое подобие показано в формуле. 1.

, где mb — это соотношение размеров сваи для испытания модели, Ly и Dy представляют размер сваи прототипа, а Ls и Ds представляют размер сваи для испытания модели.

2) Аналогичный модуль упругости

где mE — коэффициент подобия модулей упругости при испытании модели, Ey — модуль упругости прототипа, а Es — модуль упругости сваи при испытании модели.

3) Коэффициент подобия нагрузки

где mP — коэффициент подобия модельной испытательной нагрузки, Py — прототипная нагрузка, а Ps — модельная испытательная нагрузка сваи.

Полностью удовлетворить теорему подобия при проведении модельных испытаний очень сложно. Появляются приблизительные методы подобия. Метод приблизительного подобия сохраняет только условия подобия основных факторов, влияющих на результаты испытаний, чтобы получить достаточно точное подобие (Liu, 2015).

Обычно диаметр сваи одиночной сваи большого диаметра составляет 3–6 м, а длина сваи составляет 30–50 м (Yu et al., 2016). Исходя из прототипа сваи длиной 40 м, диаметром сваи 5.6 м, модуль упругости 210 ГПа и коэффициент Пуассона 0,3, чтобы соответствовать коэффициенту подобия нагрузок, коэффициент геометрического сходства определен равным 40, а коэффициент подобия модулей упругости равен 2,9. Коэффициент подобия неплотного отношения равен 1, испытательные сваи изготовлены из алюминиевого материала, модуль упругости 72 ГПа, коэффициент Пуассона 0,3, диаметр и длина 140 и 1000 мм для алюминиевых трубных свай TP1 и TP2. , соответственно. Толщина внутренней и внешней трубы сваи модели составляет 3 мм.Для облегчения установки датчиков зазор между внутренней и внешней трубками составляет 20 мм. Модельная свая TP1 представляет собой трубную сваю с закрытым концом, а TP2 — трубную сваю с открытым концом. Параметры модели сваи приведены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1 . Параметр типовой сваи трубы.

Пьезорезистивные кремниевые датчики давления грунта и датчики порового давления были установлены в одном и том же поперечном сечении тела модели сваи. Избыточное давление поровой воды на границе сваи и грунта, вызванное опусканием сваи, линейно увеличивается с глубиной проникновения грунта.Средний градиент роста избыточного порового давления воды у основания сваи больше, чем у середины и вершины сваи. Таким образом, датчик имеет разреженную верхнюю часть и плотную нижнюю часть. Расстояния датчика от конца сваи составляют 50, 100, 200, 400, 600 и 900 мм, а номера мест установки датчика от конца сваи до вершины сваи — от 1 # до 6 #. На рисунке 2 показана конструкция модельной сваи и место установки датчиков.

РИСУНОК 2 .Конструкция сваи модели и место установки датчиков.

Установка датчиков

Оба датчика были установлены на модельную сваю одинаково с использованием следующего основного процесса:

1) В корпусе сваи были вырезаны отверстия в местах расположения датчиков, а металлические гильзы были того же диаметра, что и преобразователи приваривались к внутренней стенке модельной сваи в месте установки преобразователя. Отверстия сваи показаны на рисунке 3А.

2) Эпоксидная смола была равномерно нанесена вокруг преобразователя, который затем был помещен в соответствующее отверстие, и силовая поверхность преобразователя должна быть заподлицо с поверхностью тела ворса.После того, как эпоксидная смола застыла, на периметр датчика был нанесен клей 704, чтобы изолировать его от воды, и кабель данных был прикреплен лентой к внутренней стенке сваи, как показано на рисунке 3B.

3) Линия передачи датчиков была пропущена через зарезервированное отверстие в верхней части сваи модели, чтобы предотвратить повреждение, вызванное прямым контактом между домкратом и линией передачи во время забивки.

РИСУНОК 3 . Способ установки преобразователей: (A) Отверстия сваи, (B) Нанесение эпоксидной смолы.

Подготовка почвы для испытаний

Иловая глина, использованная в испытании, была взята с инженерной площадки. Илистая глина была высушена, измельчена и просеяна в соответствии с литературными спецификациями (Министерство жилищного строительства и городского и сельского строительства Китайской Народной Республики, 2019), а затем наслоена и уплотнена с помощью машины для уплотнения в модельном ящике. Затем почву опрыскали водой, накрыли пленкой и оставили на 30 дней. Процесс подготовки тестового грунта показан на рисунке 4.Перед испытанием из почвы был взят образец, и его физические и механические параметры были получены в результате серии лабораторных испытаний, как указано в Таблице 2.

ТАБЛИЦА 2 . Физико-механические параметры почвы.

РИСУНОК 4 . Процесс подготовки почвы: (A) Заполнение почвы, (B) Уплотнение почвы.

Забивка сваи и сбор данных

Модельные сваи TP1 и TP2 были расположены на расстоянии 1000 мм друг от друга ( d ₁ ), а стенки коробки модели были ближе и разнесены на 900 мм друг от друга ( d ₂ ) (где D — диаметр сваи).Егян и Райт. (1973), используя анализ методом конечных элементов, и Rao et al. (1996) с помощью модельных испытаний продемонстрировали, что граничным эффектом можно пренебречь, когда расстояние сваи от границы в 6–8 раз больше диаметра сваи. В этом испытании можно не учитывать граничный эффект сваи.

Модель сваи вдавливалась в исследуемый грунт с помощью гидравлического домкрата, а скорость погружения и глубина погружения сваи контролировались с помощью электрической системы управления. В этом испытании скорость погружения и глубина погружения сваи составляли 300 мм / мин и 900 мм соответственно.Поровое давление и давление грунта на поверхности сваи во время забивки были измерены с помощью высокоскоростного анализатора статических сигналов CF3820. Состав тестовой системы показан на Рисунке 5.

РИСУНОК 5 . Состав тестовой системы.

Результаты испытаний и анализ

Анализ результатов порового давления на поверхности сваи

Поровое давление на поверхности сваи при гидравлическом подъеме контролировалось с помощью пьезорезистивных кремниевых датчиков порового давления.Результаты испытаний модельных свай TP1 и TP2 показаны на Рисунке 6A, B соответственно.

РИСУНОК 6 . Кривые порового давления на поверхности сваи с глубиной: (A) TP1 и (B) TP2.

Как показано на Рисунке 6, датчики порового давления на модельных сваях выдержали весь период испытаний. Датчик наверху тестовой сваи не измерял эффективное значение из-за его небольшой глубины проникновения в тестовый грунт; поэтому кривая порового давления не показана на рисунке 6.Поровое давление, измеренное каждым датчиком, постепенно и приблизительно линейно увеличивается с увеличением глубины. Это связано с тем, что грунт, используемый в этом испытании, является однородным, а слои грунта вверх и вниз однородны, что приводит к более регулярному распределению порового давления, отличному от распределения порового давления в полевом испытании. Поровое давление вызвано сдвигающим усилием сваи на почву, из-за чего поры вокруг сваи слишком поздно рассасываются. Когда глубина проникновения сваи мала, вес покрывающей породы и горизонтальное давление малы, поры быстро растворяются и поровое давление на поверхности сваи невелико.С увеличением глубины проникновения вес покрывающей породы и горизонтальное давление постепенно увеличиваются, а поровое давление на поверхности сваи линейно увеличивается, и этот результат согласуется с результатами, представленными Randolph et al. (1979).

В процессе забивки сваи изменение порового давления на одной и той же глубине грунта показано на рисунке 7. При проникновении сваи поровое давление на той же глубине несколько уменьшается из-за большего проникновения. глубина, и слой почвы на той же глубине подвергается непрерывному трению модели сваи, вызывая повышение порового давления.Однако постоянное возмущение грунта вокруг сваи также создает канал для рассеивания пор, немного снижая поровое давление. При той же глубине проникновения и в том же месте поровое давление для модельной сваи TP1 больше, чем для модельной сваи TP2, что указывает на то, что эффект уплотнения сваи с закрытым концом больше, чем у сваи с открытым концом, и больше произносится в конце сваи, потому что грунт в конце сваи попадает во внутреннюю трубу сваи с открытым концом, образуя заземляющую пробку.

РИСУНОК 7 . Поровое давление на поверхности сваи в том же слое грунта: (A) TP1, (B) TP2.

Анализ результатов избыточного порового давления на поверхности сваи

Кривая избыточного порового давления модельных свай TP1 и TP2 в зависимости от глубины показана на рис. 8A, B, соответственно. В конце забивки сваи избыточное поровое давление с глубиной модельной сваи TP1, измеренное датчиками, составляет 4,21, 3,20, 2,35, 1,66 и 0.79 кПа, а TP2 модели сваи, измеренное датчиками, составляет 3,58, 2,68, 2,24, 1,56 и 0,87 кПа. Сравнение рисунков 8A, B показывает, что избыточное поровое давление сваи с закрытым концом все еще больше, чем у сваи с открытым концом, а максимальная разница между двумя сваями составляет 0,63 кПа. Избыточное поровое давление на поверхности сваи имеет нелинейную тенденцию к увеличению с увеличением глубины и согласуется с избыточным поровым давлением, наблюдаемым на поверхности сваи, как сообщает Tang et al.(2002) и Даш и Бхаттачарья. (2015). Это связано с тем, что распределение избыточного порового давления на поверхности сваи связано с эффективным весом покрывающей породы. Анализ избыточного порового давления и эффективного веса вскрыши представлен в следующем разделе.

РИСУНОК 8 . Кривые превышения порового давления на поверхности сваи с глубиной: (A) TP1 и (B) TP2.

В конце забивки сваи зависимость между избыточным поровым давлением на разных глубинах модельной сваи и эффективным весом покрывающих пород показана на Рисунке 9A, B.Как показано на Рисунке 9, в конце забивки сваи избыточное поровое давление с глубиной модельной сваи TP1, измеренное датчиками, составляет 0,79, 1,66, 2,35, 3,2 и 4,21 кПа, а давление в модельной свае TP2 составляет 0,87, 1,56, 2,24, 2,68 и 3,58 кПа. Отношение избыточного порового давления на поверхности сваи к эффективному весу вскрыши на глубинах 20, 40, 60, 80 и 85 см модельной сваи ТР1 составляет 32,9, 47,2, 50,6, 55,6 и 61,2%, а также модельная свая TP2 составляет 36,3, 44,3, 48,3, 46,5 и 52,1%.Соотношение избыточного порового давления на поверхности сваи и эффективного веса покрывающей породы двух модельных свай постепенно увеличивается с глубиной и согласуется с данными, указанными Сидом и Ризом. (1957) и Рой и др. (1982). На глубине 20 см избыточное поровое давление быстро рассеивается из-за поднятия поверхности грунта, и соотношение модельных свай TP1 и TP2 составляет 32,9 и 36,3% соответственно. На глубине 85 см отношение модельной сваи ТР1 к ТР2 достигло максимального значения 61.2 и 52,1% соответственно, а разница в соотношении составляет 9,1%, что указывает на то, что во время забивки сваи избыточное давление воды велико, что отрицательно сказывается на несущей способности свайного фундамента. Поэтому такие меры, как вертикальные дренажные каналы вблизи свай, необходимы для снижения избыточного давления воды во время забивки свай в инженерном деле.

РИСУНОК 9 . Избыточное поровое давление на поверхности сваи и вес вскрыши с глубиной: (A) TP1, (B) TP2.

Анализ радиального давления грунта на поверхности сваи

Радиальное давление грунта на поверхность свай при гидравлических домкратах контролировалось с помощью пьезорезистивных кремниевых датчиков давления грунта. Результаты испытаний модельных свай TP1 и TP2 показаны на рис. 9A, B соответственно.

Как показано на Рисунке 10, радиальное давление грунта модельных свай TP1 и TP2 в основном показало ту же картину в процессе забивки сваи, постепенно увеличиваясь с глубиной и согласуясь с результатами испытаний Lehane и Jardine.(1994) и Бонд и Джардин. (1991). В конце забивки сваи радиальное давление грунта на глубинах 40, 60, 80, 90 и 95 мм модельной сваи TP1, измеренное датчиками, составляет 5,10, 8,42, 13,23, 16,68 и 20,03 кПа, а также модельной сваи. TP2, измеренное датчиками, составляет 4,54, 9,05, 13,83, 16,67 и 19,59 кПа. На радиальное давление грунта на поверхность сваи меньше влияет форма конца сваи, и увеличение радиального давления грунта на удалении от конца сваи меньше из-за веса покрывающей породы.При той же глубине грунта радиальное давление грунта модельных свай уменьшается с увеличением глубины проникновения. Это связано с тем, что увеличение глубины проникновения модельной сваи постепенно снижает адгезию между сваей и грунтом и увеличивает зазор между сваей и грунтом, что приводит к уменьшению радиального давления грунта на границе сваи, и уменьшение радиального давления грунта увеличивается с увеличением увеличение глубины проникновения.

РИСУНОК 10 . Кривые радиального давления грунта на поверхность сваи с глубиной: (A) TP1, (B) TP2.

Анализ эффективного радиального давления грунта на поверхности сваи

Кривая эффективного радиального давления грунта на поверхности сваи модельных свай TP1 и TP2 в зависимости от глубины показана на рис. 11A, B, соответственно. Эффективное радиальное давление грунта и радиальное давление грунта на поверхности сваи изменяются одинаково, оба увеличиваются с увеличением глубины проникновения, а также наблюдается значительная деградация на той же глубине грунта. В конце забивки сваи эффективное радиальное давление грунта с глубиной модельной сваи TP1 равно 4.31, 6,76, 10,88, 13,48 и 15,82, что составляет 84,5, 80,3, 82,2, 80,8 и 78,9% радиального давления грунта на границе сваи, соответственно. Кроме того, эффективное радиальное давление грунта модельной сваи TP2 составляет 16,01, 13,99, 11,59, 7,49 и 3,67 кПа, что составляет 80,8, 82,8, 83,8, 83,9 и 81,7% радиального давления грунта, соответственно. Это указывает на то, что эффективное радиальное давление грунта как в закрытой, так и в открытой свае является основным компонентом радиального давления грунта.

РИСУНОК 11 .Кривые эффективного радиального давления грунта на поверхности сваи с глубиной: (A) TP1 и (B) TP2.

Для дальнейшего исследования состояния контакта сваи и грунта во время подъема сваи, как показано на рисунке 11, коэффициент контакта был получен из рисунка 11 в следующем уравнении:

где tc — коэффициент контакта, p ′ — эффективное радиальное давление грунта на поверхность сваи, а σcx — напряжение собственного веса.

В процессе забивки сваи изменение коэффициента контакта на одной и той же глубине грунта показано на рисунке 12.На определенной глубине проникновения коэффициент контакта модельных свай сначала увеличивается, а затем уменьшается с увеличением глубины грунта и больше 1 на большой глубине. Это свидетельствует об очевидном эффекте уплотнения в процессе подъема сваи: эффективное радиальное давление грунта на поверхность сваи выше, чем напряжение собственного веса, зазор между сваей и грунтом небольшой, а свая и грунт находятся в тесном контакте. На более поздних стадиях подъема свай коэффициент контакта уменьшается из-за более быстрого роста избыточного давления поровой воды в глубоком слое грунта и меньшего увеличения эффективного радиального давления грунта на поверхности сваи.При одинаковой глубине залегания грунта коэффициент постепенно снижается по мере продвижения поддомкрачивания сваи. Это указывает на то, что при подъеме свай эффект уплотнения на той же глубине уменьшается, а зазор между сваей и грунтом увеличивается, что приводит к постепенному снижению сопротивления валов свай, и этот результат согласуется с результатами, сообщенными Kou и другие. (2019). Мелкие грунты имеют меньший коэффициент, поскольку на них влияют такие факторы, как раскачивание тела сваи во время подъема сваи, а контакт сваи с грунтом не является плотным, что снижает эффективное радиальное давление грунта.

РИСУНОК 12 . Коэффициент контакта свай в одном слое грунта: (A) TP1, (B) TP2.

Численное моделирование

После того, как внутреннее испытательное оборудование и испытательные сваи уменьшены в десять раз, выполняется численное моделирование потока частиц. После уменьшения гравитационное поле будет уменьшено, что отличает результаты моделирования от результатов испытаний. Чтобы преодолеть этот недостаток, ускорение свободного падения было увеличено в 10 раз по сравнению с исходным.Каркас модели состоит из стены размером 300 мм × 200 мм (длина × высота).

Peng et al. (2017) считают, что для таких материалов, как бетон и более прочные породы, контактные отношения между частицами соответствуют модели параллельного связывания; для мягких грунтов с более низкой прочностью контактные отношения между частицами основаны на модели контактного связывания. Смоделированный грунт фундамента представляет собой однородный глинистый грунт, поэтому контактные отношения частиц соответствуют модели контактного связывания, максимальный радиус частиц равен 0.51 мм, а минимальный радиус частицы — 0,3 мм. Начальная пористость грунта основания — 0,3, а общее количество частиц — 45000. Микроскопические параметры слоя почвы показаны в Таблице 3. Слой почвы создается и окрашивается в цвет, как показано на Рисунке 13, для лучшего наблюдения за движением почвы во время процесса забивки сваи. Из рисунка видно, что после образования десяти слоев грунта испытательный резервуар заполнен не полностью.

ТАБЛИЦА 3 .Мезоскопические параметры почвенного слоя.

РИСУНОК 13 . Формируется грунт фундамента.

Модельная свая состоит из частиц радиусом 0,5 мм, включая верхнюю часть сваи, стенку сваи и конец сваи. Частицы перекрывают друг друга. Расстояние между двумя соседними частицами 0,1 мм. Масштаб модельного теста — 10 раз. В данной статье для погружения сваи моделируются две модели: закрытые сваи диаметром 14 мм и открытые сваи диаметром 14 мм.Обе длины сваи равны 100 мм, а числа — M1 и M2 соответственно.

Рисунок 14 представляет собой нормализованное сравнение экспериментального и моделированного радиального давления земли.

РИСУНОК 14 . Нормализованное сравнение экспериментального и модельного радиального давления земли. (А) M1 и TP1. (В) M2 и TP2.

Из рисунка 14 видно, что форма нормализованной кривой экспериментальных и смоделированных радиальных давлений грунта в основном одинакова, что указывает на то, что экспериментальные и смоделированные радиальные давления грунта в основном согласуются с глубиной проникновения, что также объясняет использование кремний.Пьезорезистивные кремниевые датчики давления могут контролировать радиальное давление грунта на поверхность сваи, но две кривые все же имеют определенные различия. Причины следующие: 1) Во время теста существует множество внешних факторов помех; 2) смоделированные параметры грунта основания не могут быть полностью эквивалентны параметрам грунта основания при испытании, а грунт основания состоит из частиц. В процессе забивки сваи взаимодействие между частицами грунта и сваей, а также взаимодействие между частицами и частицами не может быть полностью согласовано с испытанием в помещении.3) Во время испытания грунт фундамента может иметь неровности где-то во времени слоистой вибрации. Вышеупомянутые причины приводят к различию между симуляцией и экспериментами в помещении.

Заключение

В заключение, новый метод был разработан для мониторинга порового давления и давления грунта на поверхности сваи с использованием пьезорезистивных кремниевых преобразователей заземления, представляющих собой преобразователи порового давления. Две модельные сваи были оснащены пьезорезистивными кремниевыми датчиками давления и установлены с помощью гидравлического домкрата в модельном боксе.Экспериментальные результаты этого исследования позволяют сделать следующие выводы:

1) Пьезорезистивные кремниевые датчики давления оказались пригодными для измерения порового давления и давления грунта на поверхности сваи во время подъема сваи, что указывает на то, что поровое давление и давление грунта на поверхность сваи. С помощью этих датчиков можно успешно измерить стенку сваи.

2) Метод установки датчиков, использованный в этом испытании, осуществим, и 12 датчиков давления земли и 12 датчиков порового давления выжили в ходе испытания.Небольшой размер преобразователей, используемых в тесте, упрощает их установку.

3) Самодельная свая, использованная в этом эксперименте, представляет собой двухтрубную конструкцию. Зазор между внутренней и внешней трубками сваи может не только обеспечить пространство для установки датчиков, но также обеспечить защиту кабелей датчиков.

4) Поровое давление, избыточное поровое давление, радиальное давление грунта и эффективное радиальное давление грунта в одном и том же положении сваи возрастают с увеличением глубины проникновения.При той же глубине проникновения и одинаковом положении сваи поровое давление и избыточное поровое давление на поверхности сваи с закрытым концом больше, чем у сваи с открытым концом.

5) Радиальное давление грунта и эффективное радиальное давление грунта на одной и той же глубине грунта уменьшаются с увеличением глубины проникновения, уменьшение значения увеличивается с увеличением глубины проникновения. Кроме того, эффективное радиальное давление грунта является основной составляющей давления грунта на поверхность сваи.

6) Экспериментальные и моделируемые изменения радиального давления грунта в зависимости от глубины проникновения в основном одинаковы. Кремниевый пьезорезистивный датчик давления может использоваться для контроля радиального давления грунта на поверхность сваи, особенно сваи с открытым концом.

7) В практических применениях, после того, как канавка вырезана на теле сваи, нижняя поверхность канавки выравнивается клеем, а затем устанавливается датчик так, чтобы поверхность датчика была параллельна нижней поверхности канавки.Кроме того, пьезорезистивный кремниевый датчик давления должен быть встроен в канавку, чтобы избежать воздействия за пределы канавки. Следует избегать ударов по датчику во время процесса прессования сваи, что может повлиять на выживаемость датчика.

Заявление о доступности данных

Исходные материалы, представленные в исследовании, включены в статью / дополнительные материалы; дальнейшие запросы можно направить автору-корреспонденту.

Вклад авторов

JM и YH: курирование данных; YW: Формальный анализ; MZ: Финансирование; YH: Методология; YW: Надзор; YH: проверка; YW: Написание — оригинальный черновик; YH: Написание — просмотр и редактирование; Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (51708316, 51778312 и 51809146).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Эйрхарт, Т. П., Койл, Х. М., Хирш, Т. Дж., И Бьюкенен, С. Дж. (1969). Реакция системы сваи-грунт в связном грунте. Производительность Deep Foundations , Пенсильвания. 444, 264–294. doi: 10.1520 / STP47289S

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bjerrum, L., Brinch Hansen, J., and Sevaldson, R. (1958). Геотехнические исследования набережной в Хортене. Норвежский геотехнический институт, Publ. Норвегия. 28, 1–18.

Google Scholar

Бьеррум, Л. (1967). Инженерная геология норвежских нормально консолидированных морских глин в связи с поселениями зданий. Géotechnique 17 (2), 83–118. doi: 10.1680 / geot.1967.17.2.83

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bond, A.J. и Jardine, R.J. (1991). Эффекты установки сваи смещения в глине с высоким OCR. Géotechnique 41 (3), 341–363. doi: 10.1680 / geot.1991.41.3.341

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Casagrande, A. (1932). Структура глины и ее значение в фундаментостроении. J. Boston Soc. Civil Eng. 19 (4), 168–209.

Google Scholar

Chen, F., Xu, Q., and Zhang, J. (2019). Долгосрочные рабочие характеристики пьезометров с вибрирующей проволокой в ​​технике предварительного нагружения в вакууме. Port Waterway Eng. 01, 185–190. DOI: 10.16233 / j.cnki.issn1002-4972.201

.009

Google Scholar

Чен, Дж. У., Чжу, Ю. Т., Го, З. Х. и Насибулин, А. Г. (2020). Последние достижения в области термоэлектрических свойств проводящих полимерных композитов и их применения в датчиках температуры. Engineered Sci. 12, 13–22. doi: 10.30919 / es8d1129

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чуй, Г. Т. (1990). Теория подобия и модельный тест . Сюйчжоу, Китай: China University of Mining and Technology Press.

Даш, С. Р., Бхаттачарья, С. (2015). Создание и рассеяние давления поровой воды вблизи сваи и в дальней зоне в разжиженных грунтах. Inter. J. Geom. 9 (2), 1454–1459. DOI: 10.21660 / 2015.18.4253

Google Scholar

Duan, N.(2016). Механические характеристики монопольного фундамента из песка для морской ветряной турбины . Лондон, Великобритания: Университетский колледж Лондона).

Дюмулен, К., Караискос, Г., Каретт, Дж., Стаке, С., и Дераэмекер, А. (2012). Мониторинг скорости ультразвуковой продольной волны в бетоне раннего возраста с помощью встроенных пьезоэлектрических преобразователей. Smart Mater. Struct. 21, 047001. doi: 10.1088 / 0964-1726 / 21/4/047001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Feng, Q., Конг, К., и Сонг, Г. (2016). Обнаружение повреждений бетонных свай, подверженных типичным типам повреждений, на основе измерения волн напряжений с использованием встроенных интеллектуальных преобразователей агрегатов. Измерение 88, 345–352. doi: 10.1016 / j.measurement.2016.01.042

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ghahari, S., Ghafari, E., Hou, P.K., and Lu, N. (2018). Гидратационные свойства цементных паст с наночастицами оксида алюминия и цинка. ES Mater. Производство 2, 51–59.doi: 10.30919 / esmm5f172

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hou, P. K., Li, R., Li, Q. F., Lu, N., Wang, K. J., Liu, M. L., et al. (2018). Новые супергидрофобные материалы на основе цемента, полученные путем построения иерархической структуры поверхности с помощью гибридных нанокомпозитов FAS / SiO ₂ . ES Mater. Производство 1, 57–66. doi: 10.30919 / esmm5f125

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Huang, H. L., Lu, H., Wang, Y. L., Yang, Z. L., Zhu, F., и Сюй, М. (2020). Фон датчиков необходимо усилить. Следующие статьи являются полезными и нуждаются в цитировании: Регулируемые биополимерные гидрогели с памятью формы с памятью теплового отклика в качестве датчиков движения тела. Engineered Sci. 9, 60–67.

Google Scholar

Иго, Д. Дж. П., Гэвин, К. Г., и О’Келли, Б. К. (2011). Валовая вместимость открытых свай в песках. J. Geotech. Geoenviron. Англ. 137, 903–913. doi: 10.1061 / (asce) gt.1943-5606.0000511

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jardine, R.Дж. И Бонд А. Дж. (1989). Поведение вытесняющих свай в сильно переуплотненной глине. Proc. 12-е межд. Конф. Soil Mech. Фонды англ. Рио-де-Жанейро, Бразилия, 2, 1147–1151.

Google Scholar

Цзян, Т., Конг, К., Патил, Д., Ло, З., Хо, Л., и Сун, Г. (2017). Обнаружение нарушения сцепления между армированным волокном полимерным стержнем и бетонной структурой с помощью пьезокерамических преобразователей и анализа вейвлет-пакетов. Датчики IEEE J. 17 (7), 1992–1998.doi: 10.1109 / jsen.2017.2660301

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kou, H.-L., Diao, W.-Z., Liu, T., Yang, D.-L., and Horpibulsuk, S. (2018). Полевые испытания предварительно напряженных высокопрочных бетонных труб с открытым концом, забитых домкратом в глину. Датчики 18 (12), 4216. doi: 10.3390 / s18124216

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коу, Х. Л., Чу, Дж., Го, В., и Чжан, М. Ю. (2015). Полевые исследования остаточных сил, возникающих в трубных сваях из предварительно напряженного высокопрочного бетона (PHC). Кан. Геотех. J. 53, 696–707. doi: 10.1139 / cgj-2017-0120

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kou, H. L., Yu, F., and Liu, T. (2019). Мониторинг деформации трубных свай PHC на основе датчиков с волоконной решеткой Брэгга [J]. J. Perform. Констр. Facil. 33 (2), 04019003. doi: 10.1061 / (asce) cf.1943-5509.0001266

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lehane, B.M., и Jardine, R.J. (1994). Поведение ворса смещения в мягкой морской глине. Кан. Геотех. J. 31 (1), 181–191. doi: 10.1139 / t94-024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, L., Huang, J., and Han, B. (2018). Центробежное исследование котлована рядом с существующим композитным фундаментом. J. Perfor. Констр. Facil. 32 (4), 04018044. doi: 10.1061 / (asce) cf.1943-5509.0001188

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, P., Gu, H., Song, G., Zheng, R., and Mo, Y. L. (2010). Мониторинг состояния бетонных конструкций с использованием сетей беспроводных датчиков на основе пьезокерамики. Smart Structures Syst. 6, 731–748. doi: 10.12989 / sss.2010.6.5_6.731

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Liang, C., Zhao, P.Q., Hou, P.K., Wang, S.D., Strokova, V., Lu, L.C., et al. (2020). Исследование совместимости фтор-акриловой эмульсии и сульфоалюминатного цемента в конструкции композиционного покрытия: действие сорбита и его механизм. ES Mater. Производство 8, 36–45. DOI: 10.30919 / esmm5f707

Google Scholar

Лю, Дж.В., Цуй, Л., Чжу, Н., Хань, Б., и Лю, Дж. (2019). Исследование механизма ослабления циклической границы раздела сваи и песка на основе крупномасштабных испытаний на циклический прямой сдвиг ЦНС. Ocean Eng. 194, 106650. doi: 10.1016 / j.oceaneng.2019.106650

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, X. (2015). Исследование подгонки тангенциальной жесткости в контактную поверхность свайного грунта . Ляонин, Китай: Технологический университет Ляонин.

Ло, К. Ю., Стермак, А.Г. (1965). Вызванное поровое давление во время забивки свай. Proc. 6-й Int. Конф. Soil Mech. Нашел. Англ. MontrCal, Кан. 11, 285–289.

Google Scholar

Лайн Д. и Джек К. З. (2004). Влияние температуры на показания датчика давления земли. Кан. Геотех. 41, 551–559. doi: 10.1139 / t04-004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mccabe, B.A., and Lehane, B.M. (2006). Поведение аксиально нагруженных свайных групп, забиваемых в глинистый ил. J. Geotech. Geoenviron. Англ. 132 (3), 401–410. doi: 10.1061 / (asce) 1090-0241 (2006) 132: 3 (401)

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Министерство жилищного строительства и городского и сельского строительства Китайской Народной Республики (2019). Министерство жилищного строительства и городского и сельского строительства Китайской Народной Республики. ГБ / Т 50123-2019 . Пекин, Китай: China Planning Press.

Мослехи Ю., Гу Х., Беларби А., Мо, Ю. Л. и Сонг, Г. (2010). Интеллектуальное обнаружение повреждений круглых колонн RC при циклической комбинированной нагрузке на основе агрегатов. Smart Mater. Struct. 19, 065021. doi: 10.1088 / 0964-1726 / 19/6/065021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Оррье, О., и Бромс, Б. (1967). Влияние забивки свай на свойства грунта. J. Soil Mech. Нашел. Div., Am. Soc. Civ. Англ. 93 (SM5), 59–73. doi: 10.1061 / jsfeaq.0001044

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Peng, Y., Zhou, H.Q., and Zhou, S. L. (2017). Моделирование мезоскопических механических свойств красной глины с использованием кода потока частиц. J. Chongqing Univ. Технология (естественные науки) 31 (1), 41–45. DOI: 10.3969 / j.issn.1674-8425 (z) .2017.01.007

Google Scholar

Пестана, Дж. М., Хант, К. Э. и Брей, Дж. Д. (2002). Поле деформации грунта и избыточного порового давления вокруг сваи с закрытым концом. J. Geotech. Geoenviron. Англ. 128 (1), 1–12. doi: 10.1061 / (asce) 1090-0241 (2002) 128: 1 (1)

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Randolph, M. F., Carter, J. P., and Wroth, C. P.(1979). Забивные сваи в глине — эффекты монтажа и последующего закрепления. Géotechnique 29 (4), 361–393. doi: 10.1680 / geot.1979.29.4.361

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рао, С. Н., Рамакришна, В. Г. С. Т. и Раджу, Г. Б. (1996). Поведение свайных дельфинов в морской глине при боковой нагрузке. J. Geotechnical Eng. 122 (8), 607–612. doi: 10.1061 / (asce) 0733-9410 (1996) 122: 8 (607)

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рой, М., Бланше, Р., Тавенас, Ф., и Ла-Рошель, П. (1981). Поведение чувствительной глины при забивании свай. Кан. Геотех. J. 18 (2), 67–85. doi: 10.1139 / t81-007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рой М., Тремблей М., Тавенас Ф. и Рошель П. Л. (1982). Развитие порового давления при квазистатических испытаниях на пенетрацию в чувствительной глине. Кан. Геотех. J. 19 (2), 124–138. doi: 10.1139 / t82-015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сид, H.Б. и Риз, Л.С. (1957). Действие мягкой глины по сваям трения. T. Am. Soc. Civ. Англ. 122, 731–754. doi: 10.1061 / taceat.0007501

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Steenfelt, J. S., Randolph, M. F., and Wroth, C. P. (1981). Инструментальная модель сваи вбита в глину. Proc. 10-й Int. Конф. Soil Mech. Фонды англ. 2, 857–864.

Google Scholar

Су, Ю. Ф., Хан, Г. С., Конг, З. Х., Нантунг, Т., и Лу, Н. (2020).Встраиваемые пьезоэлектрические датчики для контроля увеличения прочности вяжущих материалов: влияние материалов покрытия. Engineered Sci. 11, 66–75. DOI: 10.30919 / es8d1114

Google Scholar

Тан, С. Д., Хе, Л. С. и Фу, З. (2002). Избыточное давление поровой воды из-за установки сваи в мягкий фундамент. Rock Soil Mech. 23 (6), 725–732. DOI: 10.2753 / CSH0009-4633350347

Google Scholar

Воан, П. Р. и Вальбанке, Х.Дж. (1973). Изменения порового давления и замедленное разрушение откосов в переуплотненной глине. Géotechnique 23 (4), 531–539. doi: 10.1680 / geot.1973.23.4.531

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, Y. X., Guo, P. P., Ren, W. X., Yuan, B. X., Yuan, H. P., and Cao, P. (2017a). Лабораторные исследования прочностных характеристик экспансивного грунта, обработанного армирующим джутовым волокном. Внутр. J. Geomech. 17 (11), 0401710. DOI: 10.1061 / (asce) gm.1943-5622.0000998

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, Y.H., Zhang, M.Y., Gao, Q., and Wang, P. (2017b). Исследование и изготовление микрокремниевого пьезорезистивного датчика давления. Transducer Microsystem Tech. 36, 106–108. DOI: 10.13873 / J.1000-9787 (2017) 11-0106-03

Google Scholar

Wang, YX, Guo, PP, Lin, H., Li, X., Zhao, YL, Yuan, BX, et al. (2019). Численный анализ армированных волокном грунтов на основе концепции эквивалентного дополнительного напряжения. Внутр. J. Geomech. 19 (11), 04019122. doi: 10.1061 / (asce) gm.1943-5622.0001504

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xu, B., Zhang, T., Song, G., and Gu, H. (2013). Активное обнаружение разрыва границы раздела стальной трубы, заполненной бетоном, с использованием пьезоэлектрических технологий с использованием анализа вейвлет-пакетов. мех. Syst. Сигнальный процесс. 36, 7–17. doi: 10.1016 / j.ymssp.2011.07.029

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг, Дж. Дж. (2005). Теория подобия и проверка структурной модели .Ухань, Китай: Wuhan University of Technology Press.

Егян М. и Райт С. Г. (1973). Зависимость поперечного смещения сопротивления грунта для свайного фундамента в мягких глинах . Хьюстон, Техас, Соединенные Штаты: Конференция оффшорных технологий., 893.

Ю. Дж., Хуанг М. С. и Чжан К. Р. (2016). Модельные испытания и анализ одиночных свай двух разных диаметров, подверженных циклическим боковым нагрузкам в глине. Rock Soil Mech. 37 (4), 973–980. DOI: 10.16285 / j.rsm.2016.04.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Micropiles — Williams Form Engineering Corp.

Микросваи

Микросваи — это сваи большой емкости, небольшого диаметра (от 5 до 12 дюймов), пробуренные и залитые на месте, разработанные со стальной арматурой, чтобы в первую очередь противостоять структурным нагрузкам. Микросваи быстро завоевали популярность для фундаментов в урбанизированных районах или в местах с небольшой высотой потолка и ограниченным доступом. Они являются идеальным выбором для фундамента или для аварийного ремонта, поскольку их можно установить практически на любом грунте с минимальной вибрацией и нарушением существующих конструкций.Резьбовой арматурный стержень Williams большего диаметра является популярным выбором для микросвайного армирования.

Williams предлагает арматурный стержень классов 75 и 80 с правой резьбой в №14 — №32, а также набор переходных муфт, которые можно адаптировать для соединения стержней любого большего размера с любым меньшим размером. По запросу Williams также предлагает арматурный стержень с цельной резьбой класса 90 и цельный резьбовой пруток 150 KSI в качестве альтернативы для проектирования микросваи.

Преимущества экономии затрат на микросваи с увеличенным стержнем

В больших конструкциях микросваи диаметр обсадной колонны минимизирован, поскольку эффективная полезная площадь, доступная для армирования, оптимизирована с помощью одного стержня большего размера по сравнению с стержнями меньшего размера, собранными в пучки (см. Пример).Также увеличивается скорость производства при установке одного стержня большего размера по сравнению с меньшими связанными стержнями.

Стержень # 28
Площадь поперечного сечения
9,61 дюйма2
(6200 мм2) Связанные 20 стержней
Площадь поперечного сечения
9,82 дюйма2
(6336 мм2)

Микросваи с полыми стержнями

Принято FHWA в Руководстве по проектированию и изготовлению микросваи, полые стержни все чаще используются для применения в микросваях. Благодаря повышенному напряжению сцепления, возникающему в результате одновременного бурения и заливки цементным раствором, полые стержни являются выбором арматурных стержней в условиях обрушения грунта.

Используя размеры от 32 мм до 130 мм, эти полые стержни обеспечивают прочность до 1785 тысяч фунтов, площадь армирования поперечного сечения до 16,2 дюйма2, а их модуль упругости обеспечивает значительное сопротивление изгибу. Разнообразные буровые коронки обещают эффективную установку, и Williams предлагает полную линейку адаптационного оборудования и арендуемых установок для затирки раствора, необходимых для установки анкера с полым стержнем. См. Страницы 24-29 для получения информации о полых стержнях.

Микросвайная система с одним стержнем

Многостержневые элементы часто используются для достижения сверхвысокой грузоподъемности в микросваях.Высотные офисные здания и высотные кондоминиумы являются примерами, где используются такие высоконагруженные микросваи (или иногда называемые мини-кессонами). Каждый проект многоструйной микросваи уникально разработан Williams в соответствии с требованиями конкретного подрядчика и доставляется на стройплощадку в прочных каркасах для быстрой установки. Williams стоит особняком в том, чтобы быть индивидуализированным производителем, и поэтому предлагает отрасли нишевых аксессуаров преимущество для оптимизации эффективности и затрат.

Микросваи часто испытываются на сжатие и растяжение для проверки и контрольных испытаний. Микросваи чаще проектируются так, чтобы выдерживать большие боковые нагрузки, поэтому необходимо проводить предварительные испытания на боковую нагрузку на одиночных сваях или группах свай. Williams производит всю продукцию, необходимую для реактивных свай, и предлагает полную линейку испытательного оборудования. Испытания на сжатие выполняются путем воздействия на нижнюю часть испытательной балки, которая крепится к земле с помощью реактивных свай.Реакционные сваи устанавливаются от тестовой сваи на минимальном расстоянии, поэтому реактивные сваи не влияют на нагрузку тестовой сваи. При типичном испытании на сжатие реактивная балка фиксируется на расстоянии от земли, чтобы разместить испытательный домкрат и датчик нагрузки между испытательной сваей и нижней частью испытательной балки. Затем к свае прилагается сжимающая нагрузка через испытательный домкрат, воздействующий на нижнюю часть балки. Сила предварительного напряжения на реактивных сваях удерживает балку от качения.

Прилив | Национальное географическое общество

Попеременное наступление и отступление морской воды вдоль береговой линии называется приливом. Прилив — это когда вода максимально приближается к береговой линии. Отлив — это когда он отступает до самого конца. В некоторых пресноводных реках и озерах также могут быть приливы. Прилив, который значительно выше обычного, называется королевским приливом. Это часто сопровождает новолуние и когда Луна находится ближе всего к Земле.

Гравитационное притяжение Луны и вращательная сила Земли — два основных фактора, вызывающих приливы и отливы.Сторона Земли, ближайшая к Луне, испытывает самое сильное притяжение Луны, и это заставляет моря подниматься, создавая приливы. На стороне, обращенной от Луны, вращательная сила Земли сильнее гравитационного притяжения Луны. Вращательная сила заставляет воду накапливаться, поскольку вода пытается противостоять этой силе, поэтому на этой стороне также образуются приливы. В других местах на Земле океан отступает, вызывая отливы. Гравитационное притяжение Солнца также играет небольшую роль в формировании приливов.Приливы движутся вокруг Земли, как выпуклости в океане.

Большинство береговых линий испытывают два прилива и два отлива в течение 24 часов, хотя в некоторых областях бывает только по одному каждому из них. Физические особенности береговой линии, такие как широкий песчаный пляж или каменистая бухта, а также глубина воды в непосредственной близости от берега влияют на высоту приливов.

Приливы влияют на морские экосистемы, влияя на виды растений и животных, которые процветают в так называемой приливной зоне — зоне между приливом и отливом.Поскольку в течение дня местность попеременно покрывается и не покрывается океаном, растения и животные должны иметь возможность выжить как под водой, так и на воздухе и на солнце. Они также должны выдерживать удары волн.

Например, растения и животные, которые могут прикрепиться к камням вдоль береговой линии, могут пережить удары волн и менее резкие движения меняющихся приливов. На песчаных пляжах выживание означает возможность плавать на мелководье или закапываться под песком, когда волны прибывают и уходят над головой.Песчаные крабы не только зарываются, чтобы выжить, они фактически следят за приливами, чтобы поддерживать нужную глубину во влажном песке.

Вдоль многих береговых линий приливы образуют водоемы. Эти небольшие водоемы часто остаются среди скал во время отлива. Они могут включать разнообразную популяцию крошечных растений и животных, которые могут служить пищей для более крупных видов.

Повышение уровня моря повлияет на приливы и их воздействие не только на морские экосистемы, но и на прибрежные районы, где проживают миллионы людей и животных.

No related posts.