Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Составные сваи расположение стыка


«Технологическая карта на забивку составных железобетонных свай»

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформация

изделия по ГОСТу производства России, расчет стыка преднапряженных металлических продуктов, цанговое соединение и крепление с помощью штифта

Под составными сваями принято понимать конструкции из железобетона, оснащенные большим количеством секций и элементов, соединенных друг с другом. С их помощью создается опора, длина которой может достигать 36 м. Нормы и требования, в соответствии с которыми изготавливаются подобные изделия, прописаны в ГОСТ 19804-2012. Этот набор стандартов действует в 6 государствах бывшего СССР, а в России вступил в силу с 2014 г.

 

 

Применение

ЖБ сваи вне зависимости от их вида и типа используются в целях обеспечения опоры фундамента. Их углубление происходит до уровня грунта высокой плотности. Если расположение подошвы в нем не очень хорошее, добиться устойчивости фундаментального основания невозможно. Поэтому почва под давлением постройки просядет.

 

Сваи составного типа применяются в том случае, если верхний слой грунта является неустойчивым. Недопустимым также является опирание основания на заторфованную почву и торфяники, а также на ил и глину. Ведь во всех этих ситуациях нужет только свайный фундамент.

 

 

Наряду с этим сваи широко применяются в процессе восстановления основ, что приводит к усилению фундамента.

Железобетонные изделия для организации свай используются практически на любых объектах.

В классическом представлении длина сваи – 12 м. Составные конструкции используются в том случае, если невозможно применить обычные сваи по причине геологических препятствий. Например, при строительстве в Москве, для возведения жилых построек, зданий, относящихся к промышленному и гражданскому сектору.

 

Основная цель, с которой применяется ЖБ свая, заключается в обеспечении передачи нагрузок вертикального типа. Такой подход способствует предотвращению усадки сооружения при его возведении и дальнейшем эксплуатировании.

 

В грунте может использоваться сразу несколько видов, однако нужно соблюдать условие, при котором на глубине располагается слабый слой породы. Прежде чем строитель приступит к работе, необходимо сделать так, чтобы сваи прошли испытание на предмет выдерживаемой нагрузки.

 

 

 

Конструкция

Производство свай составного типа происходит на основании нормативов ГОСТ. В их составе присутствует верхний и нижний элемент стыкующего типа. Есть следующие типы сечений:

  • 30×30 с длиной до 24 м;
  • 35×35 с длиной до 28 м;
  • 40×40 с аналогичным параметром длины.

 

Что касается стыкующих деталей, их длина может быть различной. В первом случае она, как правило, начинается от 7 метров, а затем подлежит увеличению с каждым шагом. Во второй ситуации она равна до 14 м. В третьем случае она равна от 6 до 14.

 

 

Существует несколько вариантов организации стыковки:

  • Сварка закладного стакана.
  • Объединение между собой накладок.
  • Болтовой вариант.
  • Применение замка откидного типа.
  • Штифт.

 

Армирование составных свай осуществляется с применением специального каркаса, он делается из стержня, относящегося к классу A2, A3. Поперечное укрепление, в свою очередь, организуется с применением сетки из металла. В ходе изготовления тела свай применяется бетонный материал М200 и более. В качестве заполнения используется щебень мелкой фракции. Работы по армированию проводятся с использованием техники предварительного натяжения.

 

 

Отличительные черты

Такие сваи имеют основную особенность. Она заключается в возможности наращивания длины ствола до необходимой отметки с использованием удлиняющих элементов. Узел, в котором наблюдается состыковка двух частей, представляет собой жесткое присоединение к сварочному креплению.

 

В случае полного соблюдения техники производства процесс, в рамках которого происходит удлинение, не окажет никакого воздействия на несущие способности сырья. Также оно сохранит свою прочность, устойчивость и срок полезного использования.

 

Технические характеристики

Они представлены в таблице вместе с итогами некоторых проведенных расчетов:

 

Сваи 30×30 см, длина 13-24 метров

 

Сечение секции 300 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1

 

Название

Длина (мм)

Ширина (мм)

Высота (мм)

Вес (тн)

Объем (куб. м)

Секция

Вес (т)

Объем (куб. м)

С130-СВ

13,000

300

300

3

1,2

С50.30-ВСв. 1 / 6

1,13

0,45

С140-СВ

14,000

3,2

1,3

С60.30-ВСв. 1 / 6

1,4

0,54

 

 

С150-СВ

15000

3,4

1,4

С70.30-ВСв. 1 / 6

1,6

0,6

 

 

С160-СВ

16000

4

1,44

С80.30-ВСв 1 / 6

2

0,72

 

 

С170-СВ

17000

3,8

1,5

С80.30-НСв-3

0,73

 

 

 

С180-СВ

18000

4,1

1,6

С90.30-ВСв. 2,3 / 6

2,03

0,8

 

 

С190-СВ

19000

4,3

1,7

С100.30-ВСв. 2 / 6

2,3

0,9

 

 

С200-СВ

20000

4,5

1,8

С110.30-ВСв. 3 / 6

2,5

0,99

 

 

С210-СВ

21000

4,7

1,9

С120.30-ВСв. 3 / 6

3

1,08

 

 

С220-СВ

22000

5

2

С80.30-НСв. 1 / 6

2

0,73

 

 

С230-СВ

23000

5,2

2,07

С120.30-НСв. 3 / 6

2,7

1,09

 

 

С240-СВ

24000

5,4

2,2

 

 

 

 

 

Сваи 35×35 см, длина 13-28 метров

Сечение секции 350 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1

 

 

 

 

 

 

 

С130-СВ

13000

350

4,03

1,6

С50.35-ВСв. 2 / 6

1,6

0,6

 

С140-СВ

14000

4,34

1,7

С60.35-ВСв. 2 / 6

1,9

0,7

 

 

С150-СВ

15000

4,64

1,9

С60.35-ВСв-4

 

 

 

 

С160-СВ

16000

4,96

2

С70.35-ВСв. 2 / 6

2,2

0,9

 

 

С170-СВ

17000

5,3

2,11

С80.35-ВСв. 2,4 / 6

2,5

1

 

 

С180-СВ

18000

5,6

2,23

С90.35-ВСв. 2 / 6

2,8

1,1

 

 

С190-СВ

19000

5,9

2,4

С100.35-ВСв. 2 / 6

3,08

1,23

 

 

С200-СВ

20000

6,2

2,5

С110.35-ВСв. 3 / 6

3,4

1,4

 

 

С210-СВ

21000

6,5

2,6

С120.35-ВСв. 3 / 6

3,7

1,5

 

 

С220-СВ

22000

6,82

2,7

С130.35-ВСв. 3 / 6

4

1,6

 

 

С230-СВ

23000

7,13

2,9

С140.35-ВСв. 4 / 6

4,3

1,7

 

 

С240-СВ

24000

7,44

3

С80.35-НСв. 2,4 / 6

2,5

1

 

 

С250-СВ

25000

7,75

3,1

С120.35-НСв. 3 / 6

4

1,5

 

 

С260-СВ

26000

8,06

3,2

С120.35-НСв-4

3,7

1,47

 

 

С270. -СВ

27000

8,4

3,4

С140.35-ВСв. 4 / 6

4,3

1,7

 

 

С280-СВ

28000

8,7

3,5

 

 

 

 

 

Сваи 40×40 см, длина 13-28 метров

Сечение секции 400 мм, серия 1.011.1-10, выпуск 1

 

 

 

 

 

 

 

С130-СВ

13000

400

5,2

2,08

С50.40-ВСв. 2 / 6

2

0,8

 

С140-СВ

14000

5,6

2,24

С60.40-ВСв. 2 / 6

2,4

1

 

 

С150-СВ

15000

6

2,4

С70.40-ВСв. 2 / 6

2,8

1,12

 

 

С160-СВ

16000

6,4

2,6

С80.40-ВСв. 2 / 6

3,2

1,3

 

 

С170-СВ

17000

6,8

2,7

С90.40-ВСв. 3 / 6

3,6

1,44

 

 

С180-СВ

18000

7,2

2,9

С100.40-ВСв. 3 / 6

4

1,6

 

 

С190-СВ

19000

7,6

3,04

С110.40-ВСв. 4 / 6

4,4

1,8

 

 

С200-СВ

20000

8

3,2

С120.40-ВСв. 4 / 6

4,8

2

 

 

С210-СВ

21000

8,4

3,4

С130.40-ВСв. 4 / 6

5,2

2,08

 

 

С220-СВ

22000

8,8

3,5

С140.40-ВСв. 5 / 6

6

2,24

 

 

С230-СВ

23000

9

3,7

С80.40-НСв. 2 / 6

3,3

1,3

 

 

С240-СВ

24000

9,6

3,8

С120.40-НСв. 4 / 6

4,9

1,94

 

 

С250-СВ

25000

10

4

С140.40-НСв. 5 / 6

5,7

2,3

 

 

С260-СВ

26000

10,4

4,2

 

 

 

 

 

С270-СВ

27000

11

4,3

 

 

 

 

 

С280-СВ

28000

11,2

4,5

 

 

 

 

 

Виды и маркировка

В соответствии с разработанными нормами и стандартами ГОСТ выделяют несколько вариаций готовых изделий:

  • Те, которые оснащены квадратичным сечением сплошного типа.
  • Те, что являются полыми, имеют круглое сечение.
  • Оболочки.

 

Маркировка таких изделий является унифицированной и содержит данные об описании, длине, сечении, типе крепления.

 

Техника погружения

Погружение составных свай в грунт осуществляется с применением методики ударной забивки. Для этого используется молот, функционирующий по дизельному или гидравлическому принципу. Недопустимо использование погружателей вибрационного характера. Связано это, в первую очередь, с тем, что стыкующиеся элементы под таким влиянием подвергаются деформации, и эксплуатировать их нельзя.

 

Порядок забивки выглядит следующим образом:

  • Строповка в нижней области.
  • Монтирование ствола вертикально в районе забивки.
  • Подведение головной части в область наголовника, который, в свою очередь, оборудован подставкой.
  • Сверка положения.
  • Проведение работ по центрированию оси, а также ее отношению к ударной области.
  • Организация ударов, мощность которых равна порядка 25%, это необходимо для того, чтобы грамотно создать позиционирование на самом первом этапе действий.
  • Забивка на полной мощности, делается это, когда свая достигает 1,5-5 м.
  • Присоединение второй секции к той части, которая уже забита в грунт (важную роль при этом играет точность перемещения).
  • Проверка стыка закладных стаканов.
  • Забивка непосредственно самой составной сваи.

Когда все работы подошли к концу, требуется обеспечение защиты сварного шва. Для этих целей принято использовать кузбасслак против коррозии.

 

Следует также отметить, что фундаменты, изготавливаемые из свай забивного типа, требуют внушительных затрат сырья. Тем не менее, этот минус можно легко устранить и даже предотвратить, если задействовать большее количество свай с отсутствующим поперечным армированием.

Если работать предстоит в грунтах повышенной плотности и прочности, стоит применять сваи с цанговым соединением. Дело в том, что в области их нижнего стыка наблюдается бетонирование гильзы в самом конце. В итоге прочность и устойчивость повышается. Однако стоит также учитывать некоторые ограничения:

  • Поднимаемая масса не должна быть более 60 т;
  • Использование свай такого плана доступно исключительно в «висячем» положении;
  • Условия грунта должны быть особыми.

 

Таким образом, составные сваи пользуются популярностью, и это неудивительно, ведь они обладают большим количеством преимуществ. Важную роль играет принятие во внимание их особенностей и характеристик.

 

Если вам необходимо заказать сваи, то следует обратиться в IS GROUP. Мы готовы предоставить различные конструкции, в любой регион страны. У нас вы сможете найти различные дорожные плиты, аэродромные плиты блоки ФБС, СВАИ, плиты перекрытия и многие другие плиты ЖБИ. Доставка осуществляется железнодорожным транспортом. Если в вашем городе нет компании, которая может обеспечить вас строительными материалами, то обязательно обратитесь к нам по телефону +7 (495) 175 23 21.

Составные сваи: технология железнения и составления

Составные столбы позволяют упростить процесс возведения постройки.

Составные сваи крайне часто используются при создании многих фундаментов. Возведение зданий на сложной почве или в застроенных районах требует установку качественного и прочного базиса. Оптимальных показателей прочности можно добиться путем углубления опор. Для этого необходимо использовать сваи, которые состоят из несколько частей. Глубина их монтажа может варьироваться от 12 до 30 м. В данной статье будут рассмотрены составные сваи, их характеристики и область применения, а также изучена процедура погружения в грунт.

Характеристики составных свай

Составные сваи – это конструкция, особенностью которой является наличие деталей, предназначенных для сцепления. Они уже давно применяются в строительстве и получили множество положительных рекомендаций от новичков и специалистов в строительном деле. Их использование позволяет усилить почву, состоящую в основном из гравия или глины. Глубина их монтажа может составлять до 30 м, что позволяет возводить высотные постройки даже в густозаселенном районе. Помимо этого, к их преимуществам относятся:

  • Увеличенная прочность возводимой конструкции.
  • Возможность строительства на мягкой или склонной к движению почве, а также на застроенной другими зданиями местности.
  • Сокращение материальных затрат на возведение постройки. Благодаря небольшим затратам при производстве свай, стоят они недорого, а для их забивки используется дешевая спецтехника, поэтому их применение позволяет неплохо сэкономить.
  • Снижение времени, которое необходимо для постройки здания. Это может неплохо помочь, если имеются ограничения по срокам.
  • Увеличение несущей способности уплотненного основания, что позволит повысить прочность и надежность фундамента.

Производятся такие изделия на основе тяжелого бетона М 200. В качестве заполнителя применяется щебень с размером до 40 мм. Первая часть конструкции обладает заостренным концом, что позволяет облегчить процесс погружения в почву. После чего к ней присоединяется следующий элемент, и длина конструкции возрастает. Таким образом, путем присоединения новых элементов, можно создать прочную и качественную опору, погруженную в почву на необходимую глубину. Также важной особенностью является свободная транспортировка свай, так как не всегда получается доставить конструкцию нужной длины до строительного участка. Для этого нужны дополнительные затраты на транспортировку.

Подобные сваи производятся согласно ГОСТу. Их сечение может варьироваться, существуют такие варианты: 30х30 см, 35х35 см или 40х40 см. Выбор изделия зависит от глубины, на которой в строительном участке залегает твердая почва. Первая часть сваи должна надежно опираться на такой случай, в противном случае постройка не получит необходимую опору.

В случае если твердый грунт залегает на глубине выше 12 м, понадобится применять конструкцию, состоящую из нескольких частей. Каждая из деталей может иметь разные элементы стыковки. Может использоваться и клеевой способ, сварочный или болтовый.

Область использования составных свай

Использовать составные конструкции можно практически на любом рельефе.

Данные изделия используются не только на слабых или сложных грунтах. Зачастую составные сваи применяются в следующих случаях:

  • Если верхний слой почвы имеет большую толщину.
  • Если нужно усилить свайный фундамент под построенными высотными зданиями, но из-за их кучного расположения свободное пространство отсутствует.
  • Когда изготовить цельную сваю необходимой длины не представляется возможным.

При создании базиса необходимо учитывать, что свая не должна опираться на:

  • торф;
  • заторфованную почву;
  • слабую или сжимаемую почву.

Нагрузка, оказываемая на изделие должна быть максимально статичной. Каждая часть сваи перед установкой должна пройти проверку статической и динамической несущей способности. Также должно быть проверено качественные характеристики изделия.

Продольное армирование составных свай осуществляется при помощи прутьев арматуры с длиной до 2 см. Поперечное укрепление изделия производится с применением металлической сетки, толщина прута которой соответствует первому классу, а интервал размещения ячеек не превышает отметки в 5 мм.

Согласно технологии изготовления железобетонных опор из нескольких элементов, нужно растянуть конструкцию из армирующих стержней при помощи специальных домкратов. После высыхания бетона, домкраты демонтируются. Каркас начинает сжиматься, что позволяет бетону уплотниться. Рассматриваемые железобетонные изделия считаются одними из самых качественных и прочных и заработали призвание многих профессионалов. Их использование позволяет возвести постройку с продолжительным сроком эксплуатации. Их часто применяют при возведении стадионов, супермаркетов и других общественных построек.

Разновидности составных свай

Маркировка позволяет быстро определить разновидность изделия.

Существует несколько видов таких изделий:

  • сплошного сечения квадратной формы;
  • круглого сечения;
  • сваи, изготавливающие в виде оболочки.

Технология изготовления всех этих разновидностей соответствует нормам и правилам, прописанных в ГОСТе. По маркировке на конструкции можно определить разновидность:

  • С – сплошное квадратное сечение.
  • СП – внутри сваи имеется полость.
  • СК – круглая пустая внутри свая.
  • СО – изделие в виде оболочки.

Дополнительно в маркировке указывается часть изделия, способ соединения и армирования конструкции. При покупке таких изделий всегда нужно обращать внимание на маркировку, а в случае возникновения осложнений лучше проконсультироваться с продавцом.

Закладные элементы конструкции производятся на основе углеродной стали, а их соединение может осуществляться при помощи: сварки, шлифтов, болтов, замков и прочих соединяющих элементов.

Процедура погружения составной конструкции

Для забивки таких изделий будет вполне достаточно аренды недорогой спецтехники.

Данные изделия погружаются в почву по методике ударной забивки, для которой необходимо использовать дизельные или гидравлические молоты. Применение погружателей на основе вибрации противопоказано, так как соединения стыкующихся элементов конструкции могут деформироваться, что приведет к нарушению целостности сваи и ее непригодности.

С целью облегчить проход через высокоплотный грунт или при погружении свай на местности с большим содержанием песка в почве, специалисты рекомендуют использовать технологию лидерного бурения. Такой способ значительно снижает сопротивление грунта забиваемым изделиям, что является важным фактором при погружении на большую глубину.

Каждая партия свай, которая доставляется на строительный участок, должна проходить тщательную проверку на качество. Также они должны иметь сопроводительные документы. Погружение изделий можно выполнить при помощи следующих типов молотов:

  • подвесных;
  • трубчатых;
  • штанговых;
  • паровоздушных.
Выполнить все процедуры по забивке составных столбов можно без привлечения специалистов.

При забивке составных ЖБ свай оптимальным решением станет использование дополнительного экскаватора с крановой стрелой, который переместит конструкцию к месту погружения. Такое решение позволит значительно ускорить и облегчить работу. Всю технику и инструменты понадобится взять в аренду. Создание свайного поля обычно не занимает много времени, так что большого материального вложения не потребуется.

Процесс забивки составных свай состоит из следующих этапов:

  • Осуществляется строповка нижней части конструкции, после чего изделие поднимается специальной техникой и направляется для вертикального монтажа в место забивки.
  • Верхушка столба направляется под ударную часть молота, который оснащается подбабком и проставочным элементом, он позволяет защитить закладной стакан сваи от повреждений во время погружения. После чего дизель молот опускается по направляющим копровой мачты и крепится на свайном столбе.
  • Осуществляется проверка вертикального размещения сваи, и центральность расположения относительно ударной части забивающего молота.
  • Первые удары по изделию забивной молот наносит с неполной мощностью, это позволяет правильно позиционировать сваю для дальнейшего погружения.
  • После забивки столба на 1,5-2 м молот начинает работать в полную мощность до тех пор, пока верхняя часть конструкции не будет возвышаться над почвой на уровне 30-50 см.
  • Второй элемент сваи присоединяется к погруженному изделию. Здесь крайне важно точно контролировать перемещение столба, чтобы облегчить процедуру, лучше выполнять этот этап с помощником.
  • Стыки элементов фиксируются с помощью электродуговой сварки, после чего забивка сваи составной железобетонной продолжается до достижения необходимой глубины. После погружения одного изделия, необходимо переходить к следующему. Порядок действий будет аналогичным. Процедура повторяется до тех пор, пока не будет создано свайное поле необходимого размера.

Необходимо учитывать, что сварной шов изделия должен обрабатываться грунтовочной смесью, это позволит избежать разрушения соединения под влиянием грунтовых вод.

Следующее видео поможет более подробно узнать о процессе создания свайного поля разных размеров.

Составные сваи являются важной составляющей для возведения прочной и качественной постройки. Их использование позволяет построить здание даже на застроенной местности и некачественном грунте. Работа с такими забивными конструкциями не отличается высокой сложностью, и все процедуры можно будет выполнить без привлечения специалистов, что позволит неплохо сэкономить. Удобная маркировка материала упрощает его приобретение и использование.

Технологическая карта Технологическая карта на забивку составных железобетонных свай

На главную | База 1 | База 2 | База 3
Поиск по реквизитамПоиск по номеру документаПоиск по названию документаПоиск по тексту документа
Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭПУГПУЭПЦСНПЭУРР ГазпромР НОПРИЗР НОСТРОЙР НОСТРОЙ/НОПР РСКР СМНР-НП СРО ССКРазъяснениеРаспоряжениеРАФРБРГРДРД БГЕИРД БТРД ГМРД НИИКраностроенияРД РОСЭКРД РСКРД РТМРД СМАРД СМНРД ЭОРД-АПКРДИРДМРДМУРДПРДСРДТПРегламентРекомендацииРекомендацияРешениеРешение коллегииРКРМРМГРМДРМКРНДРНиПРПРРТОП ТЭРС ГАРСНРСТ РСФСРРСТ РСФСР ЭД1РТРТМРТПРУРуководствоРУЭСТОП ГАРЭГА РФРЭСНрСАСанитарные нормыСанитарные правилаСанПиНСборникСборник НТД к СНиПСборники ПВРСборники РСН МОСборники РСН ПНРСборники РСН ССРСборники ценСБЦПСДАСДАЭСДОССерияСЗКСНСН-РФСНиПСНиРСНККСНОРСНПСОСоглашениеСПСП АССП АЭССправочникСправочное пособие к ВСНСправочное пособие к СНиПСправочное пособие к СПСправочное пособие к ТЕРСправочное пособие к ТЕРрСРПССНССЦСТ ССФЖТСТ СЭВСТ ЦКБАСТ-НП СРОСТАСТКСТМСТНСТН ЦЭСТОСТО 030 НОСТРОЙСТО АСЧМСТО БДПСТО ВНИИСТСТО ГазпромСТО Газпром РДСТО ГГИСТО ГУ ГГИСТО ДД ХМАОСТО ДОКТОР БЕТОНСТО МАДИСТО МВИСТО МИСТО НААГСТО НАКССТО НКССТО НОПСТО НОСТРОЙСТО НОСТРОЙ/НОПСТО РЖДСТО РосГеоСТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗАСТО САСТО СМКСТО ФЦССТО ЦКТИСТО-ГК "Трансстрой"СТО-НСОПБСТПСТП ВНИИГСТП НИИЭССтП РМПСУПСССУРСУСНСЦНПРТВТЕТелеграммаТелетайпограммаТематическая подборкаТЕРТЕР Алтайский крайТЕР Белгородская областьТЕР Калининградской областиТЕР Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕР Краснодарского краяТЕР Мурманская областьТЕР Новосибирской областиТЕР Орловской областиТЕР Республика ДагестанТЕР Республика КарелияТЕР Ростовской областиТЕР Самарской областиТЕР Смоленской обл.ТЕР Ямало-Ненецкий автономный округТЕР Ярославской областиТЕРмТЕРм Алтайский крайТЕРм Белгородская областьТЕРм Воронежской областиТЕРм Калининградской областиТЕРм Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРм Мурманская областьТЕРм Республика ДагестанТЕРм Республика КарелияТЕРм Ямало-Ненецкий автономный округТЕРмрТЕРмр Алтайский крайТЕРмр Белгородская областьТЕРмр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРмр Краснодарского краяТЕРмр Республика ДагестанТЕРмр Республика КарелияТЕРмр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРпТЕРп Алтайский крайТЕРп Белгородская областьТЕРп Калининградской областиТЕРп Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРп Краснодарского краяТЕРп Республика КарелияТЕРп Ямало-Ненецкий автономный округТЕРп Ярославской областиТЕРрТЕРр Алтайский крайТЕРр Белгородская областьТЕРр Калининградской областиТЕРр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРр Краснодарского краяТЕРр Новосибирской областиТЕРр Омской областиТЕРр Орловской областиТЕРр Республика ДагестанТЕРр Республика КарелияТЕРр Ростовской областиТЕРр Рязанской областиТЕРр Самарской областиТЕРр Смоленской областиТЕРр Удмуртской РеспубликиТЕРр Ульяновской областиТЕРр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРррТЕРрр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРс Ямало-Ненецкий автономный округТЕРтр Ямало-Ненецкий автономный округТехнический каталогТехнический регламентТехнический регламент Таможенного союзаТехнический циркулярТехнологическая инструкцияТехнологическая картаТехнологические картыТехнологический регламентТИТИ РТИ РОТиповая инструкцияТиповая технологическая инструкцияТиповое положениеТиповой проектТиповые конструкцииТиповые материалы для проектированияТиповые проектные решенияТКТКБЯТМД Санкт-ПетербургТНПБТОИТОИ-РДТПТПРТРТР АВОКТР ЕАЭСТР ТСТРДТСНТСН МУТСН ПМСТСН РКТСН ЭКТСН ЭОТСНэ и ТЕРэТССЦТССЦ Алтайский крайТССЦ Белгородская областьТССЦ Воронежской областиТССЦ Карачаево-Черкесская РеспубликаТССЦ Ямало-Ненецкий автономный округТССЦпгТССЦпг Белгородская областьТСЦТСЦ Белгородская областьТСЦ Краснодарского краяТСЦ Орловской областиТСЦ Республика ДагестанТСЦ Республика КарелияТСЦ Ростовской областиТСЦ Ульяновской областиТСЦмТСЦО Ямало-Ненецкий автономный округТСЦп Калининградской областиТСЦПГ Ямало-Ненецкий автономный округТСЦэ Калининградской областиТСЭМТСЭМ Алтайский крайТСЭМ Белгородская областьТСЭМ Карачаево-Черкесская РеспубликаТСЭМ Ямало-Ненецкий автономный округТТТТКТТПТУТУ-газТУКТЭСНиЕР Воронежской областиТЭСНиЕРм Воронежской областиТЭСНиЕРрТЭСНиТЕРэУУ-СТУказУказаниеУказанияУКНУНУОУРврУРкрУРррУРСНУСНУТП БГЕИФАПФедеральный законФедеральный стандарт оценкиФЕРФЕРмФЕРмрФЕРпФЕРрФормаФорма ИГАСНФРФСНФССЦФССЦпгФСЭМФТС ЖТЦВЦенникЦИРВЦиркулярЦПИШифрЭксплуатационный циркулярЭРД
Показать все найденныеПоказать действующиеПоказать частично действующиеПоказать не действующиеПоказать проектыПоказать документы с неизвестным статусом
Упорядочить по номеру документаУпорядочить по дате введения

ГОСТ и серия забивных ЖБ свай

Составные забивные сваи – железобетонные конструкции, состоящие из нескольких элементов, используются для создания опор значительной длины – до 36 м. Применение цельных свай в этих случаях затруднительно или невозможно из-за ограниченных возможностей забивных установок.

Особенности конструкции

До процесса монтажа свайная конструкция представляет собой верхнюю и нижнюю секции. В некоторых случаях необходимо использовать более двух частей. Нижний элемент заканчивается заостренным концом. В единую опору секции между собой соединяются с помощью закладных деталей, расположенных на торцах частей.Стальные закладные элементы соединяются: сваркой, свободным опиранием через кондуктор, замковым, клеевым стыком, на болтах, шарнирах стаканного типа.

Геометрические характеристики составных частей сваи:

  • верхняя и нижняя части могут иметь одинаковую или разную длину;
  • длина верхней секции – от 5 м;
  • длина нижней части – 8-14 м;
  • форма сечения сваи – круглая или квадратная.

Продольное армирование осуществляется арматурными стальными стержнями классов AII-AIII. Для поперечного усиления востребована арматурная проволока Вр-1. При использовании ненапрягаемых арматурных стержней класс прочности бетона – не ниже В25. Фракция крупного заполнителя бетонной смеси не должна превышать 40 мм.

Изготовленные изделия подвергаются испытаниям на различные виды нагрузок. Установленная свайная конструкция способна воспринимать значительные сжимающие усилия, направленные по вертикальной оси. Нагрузка должна быть максимально статичной и не иметь выраженной динамической составляющей.

Особенности применения составных железобетонных свай

Составные сваи, изготавливаемые в соответствии с требованиями ГОСТа 19804-2012, позволяют углубиться до уровня грунтов достаточной плотности и расположить подошву фундамента на поверхности с высокой несущей способностью.

Работы могут проводиться на почвах любой структуры, но подошва нижней секции не должна опираться на грунт:

  • торфянистый;
  • илистый;
  • глинистый.

Применение этих ЖБИ эффективно при:

  • большой толщине слабого грунтового слоя;
  • необходимости усиления фундамента под эксплуатируемым зданием, работы могут проводиться в стесненных условиях;
  • невозможности изготовления сваи необходимой длины;
  • отсутствии забивного оборудования с мощностью, достаточной для установки цельной свайной конструкции необходимой длины.

Составные железобетонные сваи применяются при строительстве зданий жилого и производственного назначения, монтаже опор ЛЭП, мачт мобильной связи.

Технология установки составной железобетонной сваи

Для забивки применяются подвесные, паровоздушные, штанговые, трубчатые молоты. Спецтехника передвигается на шасси колесного или гусеничного типа. Вибропогружатели использовать запрещено, поскольку вибрационные нагрузки могут разрушить соединения между свайными секциями.

Технология забивки

  • Ствол устанавливают вертикально на место монтажа.
  • Подводка молота к голове сваи.
  • Выверка вертикального положения ствола, центрирование осей секции и забивного молота.
  • Присоединение второй секции к уже забитой.
  • Крепление стыков закладных элементов.
  • Защита сварного шва антикоррозионными составами.
Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

Составные сваи – устройство, применение и монтаж

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

Фундаменты от А до Я.
  • Монтаж фундамента
    • ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Заливка фундамента под дом

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление

      Устранение трещин в стенах фундамента

      Как армировать ростверк

      Необходимость устройства опалубки

      Как сделать гидроизоляцию цоколя

  • Цоколь

% PDF-1.5 % 2466 0 obj> endobj xref 2466 55 0000000016 00000 н. 0000013188 00000 п. 0000013424 00000 п. 0000013469 00000 п. 0000013601 00000 п. 0000013635 00000 п. 0000013876 00000 п. 0000013904 00000 п. 0000014418 00000 п. 0000014822 00000 п. 0000015228 00000 п. 0000015266 00000 п. 0000015374 00000 п. 0000018044 00000 п. 0000122480 00000 н. 0000122559 00000 н. 0000122633 00000 н. 0000122714 00000 н. 0000122798 00000 н. 0000122843 00000 н. 0000122938 00000 н. 0000122983 00000 н. 0000123101 00000 п. 0000123146 00000 н. 0000123277 00000 н. 0000123322 00000 н. 0000123446 00000 н. 0000123491 00000 н. 0000123614 00000 н. 0000123659 00000 н. 0000123816 00000 н. 0000123861 00000 н. 0000124024 00000 н. 0000124069 00000 н. 0000124201 00000 н. 0000124245 00000 н. 0000124396 00000 н. 0000124440 00000 н. 0000124563 00000 н. 0000124607 00000 н. 0000124715 00000 н. 0000124759 00000 н. 0000124886 00000 н. 0000124930 00000 н. 0000125039 00000 н. 0000125083 00000 н. 0000125192 00000 н. 0000125236 00000 н. 0000125329 00000 н. 0000125372 00000 н. 0000125466 00000 н. 0000125508 00000 н. 0000125598 00000 п. 0000125640 00000 н. 0000001396 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 2520 0 obj> поток х | [S

.

Композитные сваи | Строительство Гражданское

Композитные сваи - это сваи из двух разных материалов, которые забиваются друг над другом, чтобы они могли действовать вместе и выполнять функцию одной сваи. В такой комбинации используются преимущества обоих материалов. Они оказываются экономичными, поскольку позволяют использовать высокую коррозионную стойкость одного материала при дешевизне или прочности другого.

Различные этапы строительства составной сваи , имеющей деревянную сваю в ее нижней части и сборную железобетонную сваю вверху, показаны ниже. Этот тип композитной сваи используется с целью экономии затрат на свайные работы.

Композитные сваи

Другой тип обычно используемых композитных свай состоит из стальной трубы или двутавровой сваи внизу и монолитной бетонной сваи вверху. Этот тип композитной сваи рекомендуется в тех случаях, когда расчетная длина сваи оказывается больше, чем имеющаяся для сваи монолитного типа.

.

На набережной: судовые композитные сваи - успех

Несмотря на то, что полимеры, армированные стекловолокном (GFRP), использовались для строительства лодок в течение десятилетий, аналогичные материалы медленно применялись при производстве других морских конструкций. Это сложно представить: композитные несущие сваи идеально подходят для причалов, доков, дамб и отбойных ограждений. В отличие от традиционных материалов для свай - дерева и стали - композиты противостоят гниению, нашествию насекомых и коррозии - трем самым большим проблемам, с которыми сталкиваются обычные конструкции.

На самом деле пионеры композитных свай ожидают, что рыночные силы, связанные с этими тремя факторами, вскоре вызовут больший интерес к композитам. Значительный рост популяции морских бурильщиков (которые делают с древесиной в воде то же, что термиты делают с древесиной на суше) и строгие ограничения использование токсичных гидроизоляционных материалов сделало деревянные сваи менее желательными. Точно так же запреты на грунтовки на основе свинца, пескоструйную очистку и краски на основе растворителей все более затрудняют защиту прибрежной стали от ржавчины, особенно в условиях морской воды.По данным Армейского корпуса, затраты на техническое обслуживание и замену изношенных деревянных, бетонных и стальных систем свай в настоящее время оцениваются в более чем 1 миллиард долларов в год только в США. инженеров (UACE) - фактор, который, как ожидается, поставит композиты в более выгодное положение в качестве материала выбора для тех, кто достаточно дальновиден, чтобы избежать длительного обслуживания.

Действительно, варианты композитных шпунтовых свай - гофрированные панели или панели с другим профилем, часто с вертикально пересекающимися краями, используемыми для сборки стеноподобных конструкций - открывают новые возможности для применений, в которых ранее преобладала сталь.Точно так же композитные круглые сваи (заполненные или полые цилиндрические трубы) начали занимать значительную нишу в отбойных сооружениях и продолжают заменять традиционные материалы в проектах восстановления береговой линии. (Кроме того, обертки из стеклопластика становятся обычным способом ремонта на месте бетонных, деревянных и стальных свай. См. Вторую боковую панель внизу этой страницы.)

Кристофер Гримнес, менеджер по развитию компании Harbour Technologies (Брансуик, штат Мэн), производителя круглых свай, армированных стекловолокном, прогнозирует хорошую погоду.«Это займет время», - отмечает он. И, как и многие его коллеги, Гримнес полагается на слухи о нынешних успехах, чтобы прояснить любые неправильные представления о композитных сваях и помочь поставщикам свайных свай ориентироваться в будущих конкурентных водах в этой морской нише. «С каждым успехом, - говорит он, - появляются новые возможности».

Информационный бюллетень по шпунтованию

Когда на рынке прибрежных конструкций появились композитные шпунтовые сваи из стеклопластика, они были классифицированы как «в лучшем случае самые легкие из света», - говорит Бен Браун, технический менеджер Crane Materials International (CMI, Атланта, Джорджия.). «Применения были ограничены переборками высотой менее 10 футов [3 м], и именно здесь композиты оставались на долгие годы», - добавляет он.

«Меньшие коммерческие применения - это место, где композитные шпунтовые сваи получили наибольшее распространение», - подтверждает Дастин Траутман, директор по маркетингу и разработке продуктов Creative Pultrusions Inc. (Alum Bank, Pa.). «Более экономично использовать композиты между стенами высотой от 6 до 10 футов», - объясняет он. «При этом трудно конкурировать с винилом.С другой стороны, со сталью трудно конкурировать из-за дисбаланса в Минэкономики ".
MOE (модуль упругости) - один из основных инструментов, используемых инженерами для измерения степени прогиба шпунтовой системы в зависимости от высоты стены, нагрузок на грунт и других факторов. Винил имеет MOE ~ 380 000 фунтов на квадратный дюйм; древесина составляет примерно ~ 1,5 миллиона фунтов на квадратный дюйм. «При использовании композитных шпунтовых свай мы наблюдаем MOE от 4,2 до 4,5 миллионов фунтов на квадратный дюйм», - говорит Джефф Моро, разработчик продукции в Gulf Synthetics (Сувани, Джорджия.), которая возникла из пепла ныне несуществующей Northstar Vinyl Products (Картерсвилл, Джорджия).

Между тем, MOE стальной шпунтовой сваи обычно составляет от 24 до 30 миллионов фунтов на квадратный дюйм. По словам Брауна, USACE классифицирует шпунтовые сваи по шести категориям на основе жесткости на изгиб, как это определено Министерством экологии: две малые, две средней толщины и две толстые. Несмотря на достижения в дизайне, большинство современных композитных шпунтовых свай конкурируют в нижней половине диапазона прочности USACE.

Текущие продукты включают ShoreGuard GG-20 и GG-30 от CMI, шпунт Polaris от Gulf Synthetics, CompositeZ 100 от Composite Components Inc.(CCI; Норт-Палм-Бич, Флорида), шпунт EverComp от Everlast Synthetic Products (Вудсток, Джорджия) и система SuperLoc от Creative Pultrusions.

«Когда речь идет о замене металлических конструкций на композитные шпунтовые сваи, главным ограничивающим фактором является прочность конструкции», - говорит Моро. Тем не менее, вместо того, чтобы смотреть на прочность стальной конструкции, которая потребуется для конкретного применения дамбы, и сравнивать ее с альтернативными материалами, Моро говорит, что инженеры должны сосредоточиться на том, что действительно требуется для работы.В качестве иллюстрации Моро отмечает, что PZ-27, популярная стальная конструкция, используемая в шпунтовых системах, весит 27 фунтов / фут². «Было бы практически невозможно создать композитный лист, который бы напрямую конкурировал с PZ-27», - признает Моро. «Однако, если вы посмотрите на приложения, в которых указан PZ-27, только в небольшой части из них действительно требуется сила PZ-27». Он утверждает, что в центре внимания должен быть срок службы. «Каждый год стальная стена теряет несколько милов толщины стенки из-за коррозии, и эти потери должны учитываться в системе стальных шпунтовых свай», - объясняет он.В стальной конструкции, например, «инженер может указать изделие толщиной 0,38 дюйма / 9,7 мм, но если толщина стенки будет указана на основе того, что будет выполнять работу с точки зрения прочности», - отмечает он, - « фактические требования к толщине стенок были бы больше в пределах одной стотысячной - структурное требование больше в диапазоне композитов ».

Встреча с тяжелой сталью

Соответственно, CMI представила несколько новых композитных профилей шпунтовых свай, предназначенных для использования в сегменте более толстых.Первые два представляют собой коробчатые профили: ShoreGuard GG-50 имеет ширину 36 дюймов / 91 см и толщину 0,355 дюйма / 0,9 см; GG-70 имеет ширину 48 дюймов / 122 см и толщину 0,470 дюйма / 1,2 см. Ранее самый большой композитный лист из стеклопластика CMI имел ширину 18 дюймов / 46 см и толщину 0,26 дюйма / 0,27 см.

Еще больше - пара, разработанная специально для замены стальных шпунтовых свай AZ-13 и PZ-22: сваи GG-75 от CMI имеют Z-образный профиль шириной 24 дюйма / 61 см, а Z-профиль GG-95 имеет размеры 30 дюймов / 76,2 см шириной и 0,54 дюйма / 13.Толщина 7 см, модуль упругости по Z-сечению составляет 3145 см3 / м (58,5 дюйма3 / фут). Два Z-профиля объединяются, чтобы создать коробчатый профиль шириной 60 дюймов / 1,5 м, ориентированный, по консервативным оценкам, на переборки шириной 20 футов / 6,1 м, в зависимости от почвы и других аспектов, говорит Браун.

Компания Gulf Synthetics применила другой подход к сваям большой толщины. Система AquaTerra объединяет арматуру GeoGrid компании Tensar International Corp. в Атланте, штат Джорджия, с композитным шпунтом Polaris от Gulf. Системы
GeoGrid, напоминающие большие сети, обычно используются с подпорными стенками.Усиление обратной засыпки стены системой GeoGrid предотвращает воздействие грунтовой нагрузки на подпорную стену. Однако до сих пор не существовало способа прикрепления GeoGrid к шпунту. Решение компании Gulf основано на использовании вертикального шпиля GridSpine, который соединяет две шпунтовые сваи вместе, и композитных стержней, которые проходят горизонтально через отверстия в GridSpine. Компания предлагает соединитель Tensar Bodkin для механического соединения GeoGrid и шпунтовой стены вдоль композитного стержня.GeoGrid устраняет необходимость во внешних стенках (горизонтальных опорах), торцевых сваях и анкерах (анкеры) и, следовательно, по сообщениям, позволяет использовать композитные листы в более высоких стенах, но также делает это по сниженной цене.

«Система AquaTerra снимает нагрузку с шпунта», - говорит Моро. Следовательно, подпорные стены, которые когда-то предназначались для толстостенных стальных свай, теперь могут быть построены из легкого композитного листа. «Когда речь идет уже не о прочности конструкции, а об экономике, - добавляет Моро, - мы значительно снижаем стоимость металлической конструкции, особенно если учитывать срок службы.”

Траутман из компании

Creative Pultrusions считает, что система AquaTerra позволит выйти на новый рынок для композитных шпунтовых свай. Департамент качества окружающей среды (DEQ) Нью-Йорка уже определил систему AquaTerra для проекта восстановления береговой линии на Лонг-Айленде. И система также обеспечивает 100-летнюю стену урагана, построенную вокруг Capella de Pedregal, эксклюзивного курорта, выходящего прямо к Тихому океану в Кабо-Сан-Лукас, Мексика. Хотя первоначальный дизайн дамбы предусматривал 6 м / 19.Бетонная стена высотой 7 футов, частично засыпанная песком в эстетических целях, подъем уровня грунтовых вод и тот факт, что доступ тяжелого оборудования к удаленной рабочей площадке был ограничен, сделали использование бетона, стали и камня невозможным. Несмотря на высоту стен, AquaTerra соответствовала желаемым характеристикам, а инженеры удовлетворили эстетические требования, разработав метод крепления камня, гранита или лепнины к поверхности шпунта.

Моро сейчас работает над более прочной композитной шпунтовой сваей.В соответствии с соглашением о совместном сотрудничестве компании Gulf Synthetics и Bayer MaterialScience (Леверкузен, Германия) разрабатывают новые «сверхпрочные составы смол морского качества», - говорит Моро. «Мы собираемся создать ... композитный продукт, который ... будет конкурировать с нынешними композитными шпунтовыми сваями по цене», - утверждает он. Сообщается, что новая смола будет иметь вдвое большую прочность на сдвиг, чем обычный уретан.

Изготовление прочного шпунтового профиля

Учитывая характерные непрерывные профили, композитные шпунтовые сваи из стеклопластика изготавливаются методом пултрузии.Gulf Synthetics заключает контракт с Creative Pultrusions на производство профилей Polaris, которые пултрузируются с использованием уретан-модифицированной винилэфирной смолы от Reichhold LLC2 (Research Triangle Park, Северная Каролина) в традиционной открытой системе ванн. Профили набиты ровницей и требуют трех слоев двунаправленной тканой волокнистой ткани, которая увеличивает прочность в продольном (0 °) направлении и в поперечном (90 °) направлении. Также доступно дополнительное углеродное армирование длинноволокнистой системой блокировки шпунтовых свай.Покрывающая вуаль используется для предотвращения поседения волокон и разрушения УФ-лучей.

«Мы тесно сотрудничали с Reichhold, чтобы разработать систему смол морского качества, которая была бы гидрофобной, чтобы уменьшить водопоглощение», - говорит Моро. По словам Траутмана, водопоглощение - это явление, которое учитывается при проектировании всех систем шпунтовых свай, отмечая, что «уретановые системы обычно демонстрируют 15-процентное снижение прочности на сжатие в течение 50-летнего срока службы».

«Основная задача пултрузии шпунтовых свай заключается в том, чтобы армировать стеклом соединения, используемые для соединения профилей свай», - говорит Гленн Бэрфут, менеджер по корпоративному маркетингу пултрудерной компании Strongwell (Бристоль, Вирджиния.). Без хорошего наполнения волокном вы рискуете потрескаться в поле ». «При больших профилях, подобных тем, которые недавно представила CMI, также критически важно иметь адекватную тяговую способность и правильно управлять процессом отверждения», - добавляет Бэрфут. Кроме того, продукты CMI производятся методом пултрузии с использованием запатентованной полиэфирной смолы, разработанной для морских применений.
«Это тщательно спроектированные продукты», - подчеркивает Браун из CMI. «У вас нет однородной смеси материалов. Он несовместим по дизайну, и самое главное, что он изготовлен хорошо и с хорошим контролем качества », - добавляет он.

Creative Pultrusions также производит собственные системы свай SuperLoc из полиэстера или двухкомпонентной полиуретановой смолы. Для последнего компания использует технологию прямого впрыска, а не открытую ванну для нанесения смолы на волокно при производстве более тяжелых листов 1610 SuperLoc толщиной 10 дюймов / 245 мм и шириной 24 дюйма / 610 мм. «Мы используем технологию впрыска под высоким давлением, чтобы придать детали более высокую объемную долю стекловолокна и очень низкий коэффициент вариации с точки зрения воспроизводимости прочности материала», - объясняет Траутман.В изделиях SuperLoc используются прошитые ткани, маты из непрерывной нити, ровницы из Е-стекла и плотная вуаль. Полностью композитная система включает композитные угловые соединители, верхние заглушки, ригели, тяги и крепеж.

Округление круглых свай

В отличие от производителей шпунтовых свай, производители круглых композитных свай не все придерживаются определенного производственного процесса. Круглый ворс можно сделать несколькими способами. «Яблоки не всегда сравнивают с яблоками, - признает Гримнс из Harbour Tech.«И хотя мы все можем соответствовать спецификациям, не всегда ясно, где наши продукты лучше или хуже, чем другие».

Первые круглые сваи, оказавшие влияние на рынок марин и набережных, были прочными конструкциями. Круглая свая Composite Pile 40 (CP40), заполненная бетоном трубка с волокнистой намоткой от Lancaster Composites (Ланкастер, Пенсильвания), была представлена ​​на рынке более 10 лет назад. По прочности на изгиб она должна быть равна стальной трубе сортамента 40 того же диаметра.

Без твердого бетонного сердечника сваю, намотанную волокном, невозможно забить во что-либо, что оказывает большое сопротивление. Бетон удваивает прочность на изгиб сваи с намотанной нитью и сопротивляется раздавливанию и короблению, утверждает президент компании Роберт Грин, объясняя, что даже если бетон треснет внутри трубы, он все равно будет поддерживать, позволяя, например, изгибать заполненную трубу. дюймов / 508 мм, прежде чем он выйдет из строя, когда без заполнения он выйдет из строя на 10 дюймах / 254 мм. Между тем, трубка из стеклопластика обеспечивает прочность на сжатие, в три раза превышающую испытанное psi бетонного сердечника, и защищает сердечник от коррозии.«Наши сваи примерно на 40 процентов прочнее дерева того же диаметра», - добавляет он. Эта прочность позволяет CP40 работать не только в тяжелых отбойных устройствах, но и при строительстве пирсов.

Трубка CP40 FRP изготовлена ​​из ровницы из Е-стекла и структурной эпоксидной смолы. В процессе намотки нити наматываются чередующиеся слои богатого смолой волокна, сначала в окружном направлении, а затем в продольной ориентации. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута заданная толщина стенки.Чтобы предотвратить ослабление волокон, которые мешают достижению полной прочности на разрыв, ровницы оборачивают под давлением 10 фунтов на квадратный дюйм.
Lancaster использует изготовленную на заказ машину для непрерывной намотки нити, которая позволяет компании производить сваи любой длины. Однако при транспортировке по дороге длина сваи обычно ограничивается до 27–29 м (90–95 футов). Средняя толщина стенки трубы FRP составляет 0,2 дюйма / 5 мм. Заливку бетоном можно выполнять на строительной площадке или рядом с ней, чтобы снизить транспортные расходы.

В одном из таких приложений для базы ВМС США в Порт-Хэдлоке (Индиан-Айленд, Вашингтон) компания Lancaster отправила полые сваи длиной 93 фута / 28,4 м и диаметром 16,5 дюйма / 419 мм в Беллингхэм, штат Вашингтон, и получила их заполнены бетоном местной компанией.

«Мы заполняем трубы безусадочным бетоном», - добавляет Грин, отмечая, что добавляется небольшое количество расширительного агента, чтобы сердцевина расширялась и застывала, создавая постоянное положительное напряжение на внутренней стенке трубы из стеклопластика. Это предотвращает проскальзывание между двумя элементами, которое может привести к потере прочности и преждевременному выходу из строя.

Полые сваи имеют свое дело

Полые композитные сваи, которые для прочности основаны на армировании волокном, а не на заполнении, подобном бетону, не были так легко приняты на рынке, как их сплошные собратья. Гримнес указывает на ранние неудачи, с которыми столкнулись те, кто пытался забивать трубы с филаментной намоткой, изначально предназначенные для дренажных операций. «Намотанная нитью труба имеет небольшую продольную опору для волокна, поэтому она не передает нагрузку от приводного механизма вниз через сваи и в землю», - объясняет Гримнес.«Вместо этого он будет поглощать нагрузку за счет деформации, расширения и, возможно, разрушения».

Однако пустотелые композитные сваи, производимые сегодня такими компаниями, как Harbour Tech и Pearson Pilings (Фолл-Ривер, Массачусетс), представляют собой новое поколение круглых свай. Обе компании используют вакуумную инфузию для производства круглых свай, которые, как сообщается, не имеют проблем с проходимостью. «Мы успешно проехали по самым твердым из ледниковых отложений в штате Мэн, коралловым щебням во Флориде и лавовым камням на Гавайях», - говорит Гримнес. (Компания Harbour Tech недавно добавила возможности для пултрузии и планирует производить пултрузию меньших, более стандартных размеров, но продолжит вакуумную инфузию своих больших свай, изготовленных по индивидуальному заказу.)

В большинстве случаев, - объясняет Гримнес, - мы просто приспосабливаемся к условиям почвы, увеличивая толщину стенок для более твердых почв, - добавляет он. В крайних случаях можно добавить стальной или бетонный забивной наконечник или башмак или просверлить отверстия в земле перед забивкой сваи.

Последний потребовался для установки отбойных свай в плотной лавовой породе на базе подводных лодок ВМС США в Беконинг-Пойнт, Гавайи. Компания Harbour Tech поставила 16-дюймовые / 406-миллиметровые сверхпрочные сваи с защитным кожухом из полиэтилена высокой плотности, специально разработанным для того, чтобы выдерживать износ, вызываемый трением от подводных лодок, пришвартованных к причалу.HDPE используется для самых тяжелых абразивных работ. Другие варианты отделки включают легкую вуаль для применения в условиях слабой видимости и малой видимости, а также трехкомпонентное износостойкое покрытие для использования в маринах с повышенной видимостью и высокой проходимостью.

«Основным преимуществом композитных свай в настоящее время являются отбойные устройства», - говорит Гримнес. «Фендеринг составляет примерно 90 процентов рынка композитных свай». Более пластичные композитные сваи поглощают до 15 раз больше энергии, чем дерево аналогичного поперечного сечения, а низкий коэффициент трения композитов позволяет кораблям легче скользить по крылу после удара.

Ключ к созданию хорошей сваи с полым отбойником - это найти правильный баланс между силой и гибкостью. «Мы хотим, чтобы свая была достаточно жесткой, чтобы вонзиться прямо в землю, но тогда, если ее ударит корабль, свая должна прогнуться», - объясняет он. «Мы приравниваем его к трамплину из стекловолокна, у которого есть восстанавливаемый прогиб - он может сгибаться и возвращаться обратно».

Для отбойных работ компания Harbour Tech рекомендует использовать HarborPile диаметром 18 дюймов / 457 мм со стенкой толщиной 0,75 дюйма / 19 мм, предназначенную для восприятия как несущих, так и поперечных нагрузок, обеспечивая при этом способность поглощать удары.Это HarborPile может быть нестандартного размера от 8 дюймов / 203 мм в диаметре с секцией стены 0,25 дюйма / 6,25 мм или до 2 футов / 0,6 м в диаметре с толщиной 2 дюйма / 51 мм. стена длиной 100 футов / 30,5 м. Смола на основе сложного винилового эфира используется для обеспечения прочности, гибкости и низкого водопоглощения.

«Мы армируем тяжелыми четырехосными материалами, поэтому волокна проходят во всех четырех направлениях», - поясняет Гримнес. «Примерно 50 процентов работает в продольном направлении [0 °], что улучшает управляемость.Остальная часть волокна сбалансирована между +/- 45 ° и 90 ° ».

Хотя Harbour Tech решительно продвигает использование композитных свай без наполнителя с точки зрения проходимости, Grimnes допускает необходимость заливки бетоном или другим плотным материалом при несущих нагрузках. Согласно Pearson Piling, заполнение сваи бетоном «несколько увеличит жесткость, но не увеличит боковую нагрузочную способность, потому что бетон потрескается задолго до того, как композит начнет воспринимать нагрузку.”

Но Гримнес отмечает, что полая свая, изготовленная по индивидуальному заказу, с более толстыми стеновыми ламинатами также может соответствовать требованиям по несущей способности. «Наша свая не требует бетонной заливки, - настаивает он, - если стена достаточно толстая».

Накапливая возможности

Ожидается, что продолжение исследований и разработок по обе стороны арены для морских свай из композитных материалов, как листовых, так и круглых, будет стимулировать использование композитов в прибрежных зонах на долгие годы. Гримнес прогнозирует большее количество структурных применений для композитных круглых свай в ближайшем будущем - уверенность, которая подкрепляется объемом работ, выполняемых по указанию федеральных агентств, агентств штата и университетов, где жизнеспособность композитных свай из стеклопластика изучается в приложениях, которые включая мостовые опоры.Что касается шпунтовых свай, Моро убежден, что композиты могут и будут успешно конкурировать с алюминием, бетоном и стальными шпунтами. «Наступит время, когда композитные шпунты вытеснят сталь», - прогнозирует он. «И это время не так уж и далеко».

НА ВЕРСИИ: БОКОВЫЕ БАРАБАНЫ


Основываясь на прочности дерева Инженеры

Waterfront, которые предпочитают использовать деревянные сваи, могли бы рассмотреть композитную сваю Strong-Seal, прочную конструкцию, которая сочетает в себе оболочку из армированного волокном полимера (FRP) с намотанной нитью и 2.Дерево, обработанное 50 CCA (хромированный арсенат меди). Wood Preservers Inc. (Варшава, Вирджиния), поставщик деревянных свай для судов более 50 лет, представила продукт Strong-Seal, который соответствует строительным нормам, в качестве альтернативы обработанной древесине в чувствительной водной среде.

Заключив обработанную древесину в оболочку из стеклопластика (см. Первые две фотографии справа), Wood Preservers не только устранил любые проблемы выщелачивания, но также добавил коррозионную стойкость, сохранил непроводящие свойства древесины и, как сообщается, улучшил структурную прочность составляющая древесины не менее чем на 50 процентов.По словам президента компании Моргана Райта, сваи Strong-Seal используются в качестве опорных конструкций для причалов, доков и дамб. «Мы рассматриваем наш продукт как недорогую и высокопрочную альтернативу цельнокомпозитным, бетонным или стальным сваям», - добавляет он.

Кроме того, свойства древесины основаны на конструкции шпунтовых свай из древесно-пластикового композита (WPC), которая в настоящее время разрабатывается в Центре передовых инженерных древесных композитов Университета штата Мэн (AEWC, Ороно, штат Мэн). При спонсорской поддержке Управления федеральных автомобильных дорог США.(Маклин, Вирджиния), AEWC произвела шпунтовые сваи Z-образного сечения как с пустотами, так и с перемычкой, подходящие для системы подпорных стен из WPC. WPC состоит из 50 процентов сосновой древесной муки (по весу), полипропилена и добавок.

Испытания исходных свойств материала привели к значению среднего модуля упругости (MOE) 435 000 фунтов на квадратный дюйм, что выше, чем у стандартной виниловой шпунтовой сваи. Текущая и будущая работа будет включать испытания на ползучесть и долговечность для определения воздействия влаги, циклов замораживания-оттаивания и воздействия ультрафиолета (УФ).AEWC планирует разработать проектные таблицы, которые позволят пользователям легко определять сваи из WPC-листов для различных высот грунта и стен.


Композиты восстанавливают опоры Нью-Йорка

Ухудшение инфраструктуры - проблема, с которой сталкиваются во всем мире, и экономически эффективные решения стали критически важной потребностью. Во многих случаях восстановление существующих структур, а не замена, может сэкономить деньги и время и оказаться менее разрушительным для работы инфраструктуры.

Армированные волокном полимерные композиты

уже давно используются для ремонта бетонных конструктивных элементов и завоевали все большую популярность в различных системах, подверженных коррозии, особенно в нефтегазовой промышленности (нажмите «Композиты сокращают затраты на ремонт систем, подверженных коррозии», под «Выбором редактора» справа), поэтому неудивительно, что композитные сваи из стеклопластика становятся популярным выбором для ремонта на месте стареющих морских свай, используемых в опорах и мостах. В сочетании с правильной связью между эпоксидной смолой и бетоном, ремонтная куртка из стеклопластика покрывает существующую деревянную, стальную или бетонную сваю, чтобы восстановить, а иногда и улучшить ее первоначальную прочность.В качестве дополнительного преимущества подводный ремонт с использованием ремонтной куртки обычно может выполняться без необходимости закрывать пирс или мост для публики.

Так было недавно в Нью-Йорке, где композитные свайные куртки использовались в двух крупных реставрационных проектах - на пирсе 1 на Стейтен-Айленде высотой 845 футов / 258 м и на пассажирском терминале Нью-Йорка (PST). Морские бурильщики (водяные насекомые, похожие на термитов) заразили и впоследствии ослабили сваи древесины, поддерживающие опоры на обоих объектах.Чтобы восстановить сваи и повысить их прочность и защиту, инженеры-проектировщики выбрали одношовные, несъемные куртки для свай из стеклопластика, произведенные MFG Construction Products Co. (MFG-CP, Independence, Kan.), Подразделением компании Molded Fiber Glass Companies. . Оболочки функционировали как формы для бетона, залитого вокруг деревянных свай, чтобы укрепить их, а затем функционировать для защиты бетона.

«Наши куртки с ворсом изготовлены из комбинации мата из рубленых прядей и тканого ровинга», - объясняет Джим Уильямс, директор завода / руководитель проекта, MFG-CP.Он отмечает, что без тканого ровинга куртке не хватает необходимой прочности на разрыв (примерно 16 000 фунтов или 7,25 метрических тонн), добавляя: «Без использования тканого ровинга сильная волна может оторвать ворсовую куртку сразу от ворса или во время установки. . »

«Поскольку формы простираются на высоту более 20 футов и изначально будут содержать жидкий бетон, они должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать операции по перекачиванию бетона и предотвращать выброс», - добавляет Джон Пенсьеро, главный владелец Pennmax Engineering (Паунд-Ридж, штат Нью-Йорк). .Y.), которая предоставила подводную инспекцию и тендерную документацию на ремонт в Статен-Айленде. Пирс 1 требовал «толщины опалубки 0,25 дюйма / 6,4 мм, чтобы выдерживать удары льда / обломков и предотвращать эрозию бетона в результате воздействия приливов», - говорит Пенсьеро.

Для облегчения сборки под водой в втулках MFG используется язычок и паз. Куртки с ворсом также предлагали гибкий шов с отрываемым вкладышем и отделку полимерной связкой для куртки, что устраняло необходимость пескоструйной обработки для химической адгезии для работы в сочетании с легким каменным бетоном.Компания Trevcon Construction Co. (Liberty Corner, штат Нью-Джерси) выполнила подводное строительство на обоих проектах (см. Фотографии с третьего по шестой справа, где подробно описан процесс установки свайной рубашки на пирсе 1).

.

Типы свай в зависимости от передачи нагрузки, функции, материала и грунта

Типы свай для свайного основания в зависимости от передачи нагрузки и функции

Классификация свай по передаче нагрузки и функциональному поведению:

  • Концевые несущие сваи (точечные несущие сваи)
  • Сваи фрикционные (сцепные)
  • Сваи фрикционные и сцепные

Концевые опорные сваи

Эти сваи переносят свою нагрузку на твердый слой , расположенный на значительной глубине ниже основания конструкции, и они получают большую часть своей несущей способности за счет сопротивления грунта проникновению на носке сваи (см. Рисунок 1) .

Свая ведет себя как обычная колонна и должна быть спроектирована соответствующим образом. Даже в слабом грунте свая не разрушится из-за продольного изгиба, и этот эффект необходимо учитывать только в том случае, если часть сваи не имеет опоры, то есть находится в воздухе или в воде.

Нагрузка на почву передается через трение или сцепление. Но иногда почва, окружающая сваю, может прилипать к ее поверхности и вызывать «отрицательное трение кожи» на свае. Иногда это существенно влияет на вместимость сваи.

Отрицательное трение кожи вызвано дренажом грунтовых вод и уплотнением почвы. На глубину заложения сваи влияют результаты исследования площадки и испытания грунта.

Сваи фрикционные или сцепные

Несущая способность определяется главным образом за счет сцепления или трения почвы при контакте с валом сваи (см. Рис. 2).

Рисунок 1: Концевые несущие сваи

Рисунок 2: Фрикционная или когезионная свая

Эти сваи передают большую часть своей нагрузки на почву за счет поверхностного трения.Этот процесс забивки таких свай близко друг к другу группами значительно снижает пористость и сжимаемость почвы внутри и вокруг групп. Поэтому сваи этой категории иногда называют уплотнительными.

В процессе забивания сваи в землю грунт формуется и в результате теряет часть своей прочности. Таким образом, свая не может передавать точную нагрузку, на которую она рассчитана, сразу после забивки.

Обычно почва частично восстанавливает свою прочность через три-пять месяцев после забоя. Сваи сцепные

Сваи фрикционные

Эти сваи также передают свою нагрузку на землю за счет поверхностного трения. Процесс забивки таких свай не приводит к заметному уплотнению почвы. Эти типы свайных фундаментов широко известны как плавающие свайные фундаменты.

Комбинация фрикционных и связных свай

Расширение концевой несущей сваи, когда несущий слой не твердый, например, твердая глина.Свая забивается достаточно глубоко в нижний материал, чтобы выработать соответствующее сопротивление трения.

Еще одна разновидность концевой несущей сваи - сваи с увеличенной несущей поверхностью. Это достигается путем вдавливания шарика бетона в мягкий слой непосредственно над твердым слоем, чтобы получить увеличенное основание.

Аналогичный эффект достигается при использовании буронабивных свай за счет формирования на дне большого конуса или раструба с помощью специального расширителя. Буронабивные сваи, снабженные раструбом, обладают высокой прочностью на растяжение и могут использоваться как сваи на растяжение (см. Рис.3)

Рис. 3. Расширение основания под расширенным основанием до буронабивной сваи

Классификация свай по типу материала

Сваи обычно изготавливаются из дерева, бетона или стали. Древесина может использоваться для изготовления временных свай, а также когда древесина доступна по экономичной цене.

Бетон используется для изготовления сборных железобетонных свай, монолитных и предварительно напряженных бетонных свай, а стальные сваи используются для постоянных или временных работ.

  • Древесина
  • Бетон
  • Сталь
  • Сваи композитные.

Сваи деревянные

Используется с самых ранних лет и до сих пор используется для постоянных работ в регионах, где много древесины. Древесина лучше всего подходит для длинных связных свай и свай под насыпями. Древесина должна быть в хорошем состоянии и не должна подвергаться нападению насекомых.

Для деревянных свай длиной менее 14 метров диаметр наконечника должен быть более 150 мм.Если длина превышает 18 метров, допускается наконечник диаметром 125 мм. Важно, чтобы брус двигался в правильном направлении и не попадал в твердую почву. Так как это может легко повредить ворс.

Сохранение древесины ниже уровня грунтовых вод защитит древесину от гниения и гниения. Чтобы защитить и укрепить верхушку сваи, деревянные сваи могут быть снабжены подноском. Креозирование под давлением - обычный метод защиты деревянных свай.

Преимущества и недостатки деревянных свай

+ Сваи удобные в обращении

+ Относительно недорого там, где много древесины.

+ Секции можно соединить, а лишнюю длину легко удалить.

- Сваи будут гнить над уровнем грунтовых вод. Имеют ограниченную несущую способность.

- Легко повреждается при движении о камни и валуны.

- Сваи трудно сращивать и подвергаются нападению морских бурильщиков в соленой воде

Бетонные сваи

Бетонные сваи можно разделить на сборные и монолитные:

Сборные бетонные сваи или сборные бетонные сваи

формируется и армируется из высококачественного контролируемого бетона. Обычно используется квадратного (см. Рис. 1-4 b), треугольного, кругового или восьмиугольного сечения, они изготавливаются короткой длины с интервалом в один метр от 3 до 13 метров.Они являются сборными, поэтому их можно легко соединить друг с другом для получения необходимой длины (рис. 1-4 a). Это не снизит расчетную нагрузочную способность.

Усиление необходимо внутри сваи, чтобы выдерживать нагрузки при перемещении и забивании. Также используются предварительно напряженные бетонные сваи, которые становятся более популярными, чем обычные сборные железобетонные конструкции, поскольку требуется меньше армирования.

Рисунок 4: а) Деталь соединения бетонной сваи. б) свая сборная прямоугольная

Свайный шов типа Hercules (рис. 5) легко и точно заливается в сваю и быстро и безопасно соединяется на месте.Они изготавливаются с точными допусками на размеры из высококачественной стали.

Рисунок 5: Тип свайного соединения Hercules

Преимущества и недостатки сборных железобетонных свай

+ Устойчивый в сдавливающем грунте, например, мягкие глины, ил и торфяной материал груды можно проверить перед укладкой.

+ Легко соединяются. Относительно недорогой.

+ Можно забивать большие длины.

+ Может увеличить относительную плотность зернистого слоя основания.

- Смещение, вспучивание и нарушение почвы во время движения.

- Возможны повреждения во время движения. Может потребоваться замена свай.

- Невозможно двигаться с очень большими диаметрами или в условиях ограниченной высоты над головой.

Забивные Бетонные сваи

Монолитные бетонные сваи являются наиболее часто используемым типом для фундаментов из-за большого разнообразия способов заливки бетона и введения сваи в грунт.Забивные и буровые сваи - это два типа монолитных бетонных свай; однако установка этих свай на месте может сопровождаться некоторыми проблемами, такими как выгибание, сдавливание и сегрегация.

Эти сваи делятся на:

Сваи засыпаются в трубы нижней пяткой и оставляются при подъеме труб. некоторые из этих типов:

  • Симплексная свая : представляет собой отлитую трубу диаметром 40 см, имеет нижнюю пятку, она ударяется под землей автоматическим молотком до тех пор, пока не достигнет пахотной земли для предприятия, затем в нее заливается бетон и ударяется другим молоток.А пока труба приподнимается на определенную величину, чтобы не попасть внутрь грунта. Эта свая может выдержать около 40-50 тонн.
  • Куча Фрэнки : это ряд труб, входящих друг в друга, чтобы легко получить доступ к большим глубинам земли. Каблук из железобетона можно использовать и оставить в земле, чтобы предотвратить попадание в трубы холодной воды. Эта свая может нести нагрузку от 50 до 80 тонн.
  • Виброува : представляет собой стальную трубу диаметром 40 см, имеет коническую пятку с отдельным фланцем, она забивается под землей автоматическим молотком до достижения пахотной земли для установки, затем пятка снимается и помещается в труба, после чего заливается бетон.Трубка перемещается вверх и вниз (около 80 раз в минуту) для уплотнения бетона. Эта свая может выдержать около 60 тонн.
  • Сильная свая : эта свая во многом похожа на сваю Simplex, за исключением того, что нижняя пятка сделана из железобетона, покрытого литой пяткой. Эта свая может выдерживать нагрузку от 25 до 30 тонн.
  • Свая под гребенку : эта свая используется на черных глинистых почвах и на землях без остаточного грунта, поэтому на них очень опасно закладывать этот грунт.
  • Сваи с открытыми трубами без пятки, затем внутрь трубы заливается бетон. Диаметр трубы составляет 40 см, а средний бетонный колодец - от 12 до 15 метров, в зависимости от уровня земли, которую предстоит построить. Вот таких стопок:
  • Стопка Штрауса : очень похожа на ворс Simplex, но без каблука. С помощью специальных приспособлений из трубок можно удалить грунт, а вместо грунта залить бетон. Максимальная нагрузка на эти сваи составляет от 20 до 25 тонн.
  • Куча Кимберсол : Делается колодец диаметром около 80 см до достижения пахотной земли для строительства, затем дно колодца уплотняется с помощью закругленного молотка и заполняется бетоном в соотношении 1: 5 (цемент : песок). Эта свая может выдерживать нагрузку от 80 до 120 тонн.
  • Welfchaulzer pile : труба диаметром 30-40 см протыкается до достижения пахотной земли для учреждения, и внутренняя почва удаляется, затем помещаются стальные стержни и открытое верхнее отверстие плотно закрывается, оставляя отверстия для подключения сжатый воздух, чтобы можно было удалить фильтрат, затем бетон заливается в соотношении 1: 4.
  • Куча Раймонда : Состоит из цилиндрических сколов, расположенных друг в друге, диаметром 40–60 см в верхней части ворса и 20–28 см в нижней части. Он ударяется изнутри с помощью мандрила, и цилиндрические стружки оставляются в почве и заполняются бетоном.
Преимущества и недостатки монолитных бетонных свай

+ Можно проверить перед отливкой, легко разрезать или удлинить до нужной длины.

+ Относительно недорого.

+ Сваи можно забросать перед выемкой грунта.

+ Длина ворса легко регулируется.

+ Может быть сформировано увеличенное основание, которое может увеличить относительную плотность гранулированного слоя основания, что приведет к гораздо более высокой несущей способности конца.

+ Армирование не определяется воздействием нагрузок при перемещении или движении.

- Возвышение прилегающей поверхности грунта, которое может привести к повторному уплотнению и развитию отрицательных сил поверхностного трения на сваях..

- Повреждение при растяжении неармированных свай или свай, состоящих из сырого бетона, когда силы на носке были достаточными для сопротивления движению вверх.

- Поврежденные сваи, состоящие из необсаженного или тонкослойного зеленого бетона из-за боковых сил, создаваемых в грунте. Бетон может быть ослаблен, если артезианская труба поднимается вверх по стволу свай при извлечении трубы.

- Легкие стальные профили или корпуса из сборного железобетона могут быть повреждены или деформированы при резком движении.

- Невозможно двигаться, если высота над головой ограничена.

- Требуется много времени; нельзя использовать сразу после установки.

- Ограниченная длина.

Буронабивные и монолитные (несмещающие сваи)

+ Длина может быть легко изменена в зависимости от условий почвы.

+ Возможна установка на очень большие диаметры.

+ В глинах возможно расширение концов до двух или трех диаметров.

+ Материал свай не зависит от условий обращения или движения.

+ Возможна установка очень большой длины.

- Бетон не находится в идеальных условиях и не может быть подвергнут последующей проверке.

- Вода под артезианским давлением может подниматься по трубопроводу ствола сваи, вымывая цемент.

- Нельзя легко поднимать над уровнем земли, особенно в речных и морских сооружениях.

- Методы бурения могут разрыхлить песчаные или тяжелые почвы, требующие заливки цементным раствором для достижения экономичного сопротивления основания.

Стальные сваи

Изготавливается из секторов H, X или из толстых трубок (см. Рис. 6). Они подходят для обработки и движения на большие расстояния. Их относительно небольшая площадь поперечного сечения в сочетании с высокой прочностью облегчает проникновение в твердую почву.

Их легко отрезать или соединять сваркой.Если сваю забить в грунт с низким значением pH, то есть риск коррозии, но риск коррозии не так велик, как можно было бы подумать. Хотя гудрон или катод

.

Типы свай и классификация свай при строительстве фундамента

Перейти к основному содержанию

Дополнительное меню

  • Насчет нас
  • Контактная информация
  • Дом

О гражданском строительстве

  • Дом
  • Гражданские ноты
    • Банкноты

      • Строительные материалы
      • Строительство зданий
      • Механика грунта
      • Геодезия и выравнивание
      • Ирригационная техника
      • Инженерия окружающей среды
      • Дорожное строительство
      • Инфраструктура
      • Строительная инженерия
    • Лабораторные заметки

      • Инженерная механика
      • Механика жидкости
      • Почвенные лабораторные эксперименты
      • Экологические эксперименты
      • Материалы Испытания
      • Гидравлические эксперименты
      • Дорожные / шоссе тесты
      • Стальные испытания
      • Практика геодезии
  • Загрузки
  • Исследование
  • Учебники
    • Учебные пособия

      • Primavera P3
      • Primavera P6
      • SAP2000
      • AutoCAD
      • VICO Constructor
      • MS Project
  • Разное
  • Q / Ответы
  • Дом
  • Гражданские ноты
    • Строительство зданий
    • Строительные материалы
    • Механика грунта
    • Геодезия и выравнивание
    • Ирригационная техника
  • Учебники
    • Primavera P6
    • SAP2000
    • AutoCAD
  • Загрузки
  • Исследование
  • Q / Ответы
  • Глоссарий
.

Анализ характеристик деформации композитного фундамента с длинными и короткими сваями в районе Соленого озера, Иран

Для изучения характеристик осадки и деформации композитного фундамента с длинными и короткими сваями и их влияющих факторов были проведены испытания модели внутренней центрифуги и численное моделирование в реальных условиях работы для обработки засоленного фундамента из мягкого грунта в районе соленого озера Солтан в Иране. Во-первых, оседание длинно-короткого свайного композитного фундамента и закон изменения отношения напряжений сваи к грунту во времени были изучены с помощью модельных испытаний центрифуги.Кроме того, FLAC3D использовался для моделирования условий испытаний, и было замечено, что численные и экспериментальные результаты хорошо согласуются. На основе численной модели было проанализировано влияние скорости замены длинных и коротких свай, модуля упругости и длины сваи на осадку композитного основания и соотношение напряжений длинных и коротких свай. Результаты показывают, что композитный фундамент с длинными и короткими сваями может эффективно контролировать осадку. По сравнению с необработанным фундаментом общая осадка длинно-короткосвайного композитного фундамента уменьшилась на 67%, а осадка после строительства - на 47.7%. По сравнению с окончательной осадкой композитного основания, полученной с помощью испытания модели центрифуги, диапазон ошибок результатов численного моделирования составлял от 2,4% до 8%. Влияние расстояния между сваями на характеристики осадки и напряжений длинно-короткого композитного фундамента больше, чем влияние расположения свай. В этих геологических условиях разумно выбрать расстояние между сваями ∼. Когда длинная свая достигает несущего слоя, длина короткой сваи не должна превышать 0.В 6 раз длиннее длинного ворса. Установочная подушка не только уменьшает неравномерность усадки композитного фундамента, но также улучшает несущую способность сваи и грунта между сваями.

1. Введение

Высокоскоростная железная дорога DY (Тегеран - Исфахан) в Иране начинается в Тегеране и заканчивается в Исфахане и имеет общую протяженность около 405 км. Глубокая мягкая почва, содержащая соль, широко распространена в районе соленого озера Солтан, где проходит высокоскоростная железная дорога.Геологическое расположение проекта показано на Рисунке 1. Фундамент в районе соленого озера имеет характеристики высокого уровня грунтовых вод, большого содержания соли и низкой несущей способности. Изменение температуры окружающей среды вызывает миграцию, накопление, кристаллизацию и растворение воды и соли в почве, что приводит к расширению солей, морозному пучению и повышенному риску обрушения фундаментов шоссе и железных дорог [1]. Чтобы избежать этих проблем, необходимо укрепить фундамент с помощью соответствующей обработки грунта.При армировании фундамента прочность грунта можно повысить за счет предварительного сжатия и замены. Более того, свайная технология может быть использована для усиления фундамента из мягкого грунта с целью формирования композитного фундамента, который выдерживает нагрузку через сваю с высокой жесткостью в дополнение к окружающей почве. Это улучшает несущую способность фундамента и контролирует его осадку [2]. Хотя технология композитного фундамента широко используется в регионах с мягким грунтом в Китае, в Иране она применяется впервые.


При обработке фундамента с мягким грунтом Ян [3] определил, что использование свай имеет очевидное влияние на уменьшение осадки фундамента. В таком виде он широко используется в строительстве. Lv et al. [2] использовали монолитные бетонные сваи X-образного сечения для усиления фундамента из мягкого грунта, что значительно улучшило несущую способность фундамента и уменьшило осадку. Роджерс и Глендиннинг [4] проанализировали обработку фундамента из мягкого грунта с помощью известковых свай и сообщили, что она в основном зависит от снижения содержания влаги в почве для уплотнения почвы и увеличения ее прочности и жесткости для улучшения несущей способности.Xu et al. [5] проанализировали проблемы, связанные с устройством трубных свай в фундаменте из мягкого грунта. Чандрасекаран и др. [6] провели испытания на статическую боковую нагрузку групп свай в мягком грунте и изучили влияние расстояния между сваями, количества свай, длины заделки и структуры группы свай на взаимодействие групп свай. Лю и др. [7] отметили, что когда сваи из монолитных бетонных труб большого диаметра используются для обработки фундаментов из мягкого грунта, скорость строительства возрастает, и это экономично и эффективно.Некоторые ученые также исследовали электроосмотическое армирование фундаментов из мягких грунтов [8–10]. Для различных оснований из засоленных грунтов также применялись многие методы обработки грунта. Юэ и др. [11] провели лабораторные испытания по обработке фундамента из сульфатно-засоленной песчаной почвы с помощью техники замены толстого покрытия и обсудили удельную толщину замены тяжелого покрытия. В ходе испытаний на месте Zhang et al. [12] пришли к выводу, что замена динамического уплотнения имеет хороший эффект при укреплении фундаментов хлорированных засоленных грунтов.С учетом насыщенного засоленного грунта предложены каменные колонны динамического уплотнения и дренажа и проведены соответствующие экспериментальные исследования [13, 14]. Было проведено несколько исследований по обработке мягких грунтов и оснований из засоленных грунтов, и применение методов обработки грунта относительно хорошо изучено. Однако исследований по обработке фундаментов из мягких и засоленных грунтов с использованием длинных и коротких свай сравнительно мало.

Длинно-короткий свайный фундамент - это композитный фундамент, образованный из длинно-коротких свай, состоящих из жестких и гибких свай.Этот композитный фундамент эффективно использует преимущества обеих свай. Это не только улучшает участие грунта между сваями, но также эффективно улучшает прочность фундамента, уменьшает осадку, ускоряет строительство и снижает общую стоимость. Жесткая свая используется как длинная свая, что не только улучшает несущую способность композитного фундамента, но и снижает его осадку. Короткие сваи могут быть выбраны из жестких, полужестких или гибких свай и в основном используются для повышения несущей способности композитных фундаментов [15].Это похоже на концепции композитного свайного плотного фундамента и многоэлементного композитного фундамента, предложенные учеными [16–20].

Liang et al. [16] изучили механическое поведение композитного свайного плотного фундамента при вертикальной нагрузке с помощью метода конечных элементов и подтвердили надежность результатов испытаний на инженерном примере. Аналогичным образом Zheng et al. [17] исследовали поведение композитных свайных фундаментов CFG-извести при различных распределениях нагрузки с использованием программного обеспечения конечных элементов.Wang et al. [18] спроектировал и провел серию модельных испытаний многоэлементных композитных фундаментов с различными комбинациями вертикальных арматурных колонн и свай. Результаты показали, что многоэлементные композитные фундаменты (например, комбинация стальных трубных свай и песчаной колонны или комбинация бетонной сваи и известковой колонны) имеют более высокую несущую способность, чем композитный фундамент только с песчаными колоннами при тех же условиях. С помощью трехмерного программного обеспечения конечных элементов Саманта и Бховмик [19, 20] изучали эффективность улучшения мягкого грунта каменными колоннами на реакцию свайного фундамента на плоту.Исследования показали, что укрепление неглубокого мягкого грунта каменными колоннами может эффективно улучшить несущую способность плота. Zhao et al. В [21] рассмотрен механизм длинно-короткого композитного свайно-плотного фундамента. С учетом влияния подушки определены коэффициенты гибкости взаимодействия и предложена методика расчета осадки длинно-короткого композитного свайно-плотного фундамента. Lou et al. [22] протестировали и проанализировали эффект свода грунта с длинными и короткими сваями на основе полевых испытаний.Результаты показали, что увеличение коэффициента замены сваи может эффективно увеличить ее несущую способность. Ли и др. [23] провели полевые испытания и численное моделирование длинно-коротких композитных фундаментов под нагрузками насыпи. Результаты подтвердили, что когда сумма длин всех длинных и коротких свай равна сумме длин всех свай одинаковой длины, эффект армирования длинно-коротких композитных свай лучше, чем у равных свайный композитный фундамент, а наличие несущего слоя благоприятно сказывается на его характеристиках.Lin et al. [24] опирались на инженерные примеры для анализа причин отказов длинных и короткосвайных композитных фундаментов на основе исследований, мониторинга и теоретической корректировки на месте и предлагали соответствующие профилактические меры. Кроме того, был проведен анализ несущей способности, деформационных характеристик и факторов влияния длинно-коротких свайных армированных лессовых фундаментов [25–28].

Эти исследования в основном проводились на мягком грунте или лессовом основании без соли.Теоретические расчеты, полевые испытания и методы численного моделирования были использованы для анализа осадки и несущей способности длинно-коротких композитных фундаментов. Однако анализ характеристик осадки и влияющих факторов этих оснований не является исчерпывающим, и было проведено несколько исследований с использованием модельных испытаний центрифуг в помещении. Тест модели центрифуги может смоделировать истинный размер конструкции в поле с высокой центробежной силой, используя мелкомасштабную модель. Он имеет преимущества, заключающиеся в простом управлении процессом испытаний, повторяемости испытаний и легкой настройке характеристик грунта основания [29, 30].Кроме того, когда содержание соли в мягком грунте велико, при выборе типа сваи следует учитывать коррозию сваи из-за соли, которая сильно отличается от обычного мягкого грунта и лессового основания.

В этом отчете, основанном на проекте высокоскоростной железной дороги DY, испытание модели внутренней центрифуги было проведено в соответствии с фактическими условиями обработки длинно-коротких свай фундамента из соленого мягкого грунта в районе соленого озера. Систематически проанализированы расчетные характеристики жестко-гибкого длинно-короткого свайного композитного фундамента и изменение соотношения напряжений сваи и грунта во времени.Кроме того, численное моделирование проводилось с использованием программного обеспечения конечных разностей FLAC3D 5.0 ​​и сравнивалось с результатами центробежных испытаний. После проверки обоснованности и надежности численной модели, были проанализированы коэффициенты влияния коэффициента замены (формы компоновки и расстояния между сваями), модуля упругости и отношения длины сваи для длинно-коротких свайных композитных фундаментов. Результаты не только предоставляют техническую справочную информацию для обработки фундамента проекта высокоскоростной железной дороги, но также расширяют имеющиеся знания о длинно-коротких свайных композитных фундаментах для облегчения их широкого применения.

2. Обзор проекта

Засоленная почва в районе соленого озера Солтан представляет собой среднюю и сильную засоленную почву. Типы солей в почве - в основном хлориды и хлориты, за которыми следуют сульфиты и сульфаты. Согласно типичному геологическому профилю участка, верхний слой представляет собой соленую мягкую почву, а нижний слой - соленую глину, как показано на рисунках 2 (a) и 2 (b). Засоленный мягкий слой почвы серо-коричневый, мягко-пластичный. Часть тонкого слоя находится в твердопластичном состоянии и содержит тонкий слой ила с 5–10% мелкого песка и низкой вязкостью.Максимальная толщина этого слоя 19,6 м. Слой соленой глины серо-коричневый, серо-желтый и светло-желтый в твердопластичном локально твердом состоянии с содержанием мелкого песка 5–10%. В местном слое почвы присутствует тонкий слой ила и прослойка мелкого песка. Слой грунта имеет среднюю вязкость и высокую прочность в сухом состоянии и обычно имеет толщину 2–13 м и частичную толщину 37 м. Пиковое ускорение движения грунта в районе исследования составляет 0,30 g, что является сейсмической зоной высокой интенсивности. Насыщенные пески с плохой сортировкой обладают способностью к разжижению.Подземные воды в этом районе глубоко залегают, а почва и грунтовые воды очень агрессивны.

Длинные и короткие сваи используются для обработки фундамента из-за плохих геологических условий участка соленого озера и строгих требований к допустимой осадке и деформации высокоскоростной железной дороги. При выборе типа сваи учитывается коррозионная активность засоленного грунта. Поэтому длинные сваи изготавливают из сборных железобетонных свай. Длина свай 22 м, размер сечения 0.45 м × 0,45 м. Короткие сваи изготовлены из гравийной сваи длиной 10 м и диаметром 0,5 м. Кроме того, вспомогательные меры, такие как подушка и георешетка, используются для изоляции миграции воды и солей, оптимизации соотношения напряжений сваи и грунта и для эффективного использования несущей способности композитной арматуры фундамента. Участок насыпи, свай и фундамента показан на Рисунке 2 (c). Среди них высота дорожного полотна составляет 5 метров, а ширина дороги - 13,6 метра.

3.Испытания модели центрифуги
3.1. Дизайн теста
3.1.1. Материалы

Учитывая сложность отбора проб ненарушенного грунта, в этом эксперименте повторно сформированный грунт был подготовлен вручную. В соответствии с геологическими условиями участка тестовый грунт фундамента был разделен на два слоя. Основные физико-механические показатели приведены в Таблице 1. Чтобы убедиться, что прочность грунта основания, использованного в испытании модели центрифуги, была такой же, как у грунта in situ , были проведены многочисленные исследовательские испытания.Результаты показали, что прочность смоделированного грунта соответствовала прочности природного грунта после отверждения на центрифуге в течение 3 часов. Лесс был выбран в качестве материала для заполнения насыпи, и соответствующая модель насыпи была изготовлена ​​путем контроля плотности грунта.


Название Содержание влаги (%) Плотность (г / см 3 ) Когезия (кПа) Угол внутреннего трения (°)

Засоленный мягкий грунт 24.2 1,61 11,5 14,4
Соляная глина 8,6 1,78 20,1 23,6

Для точного моделирования бетонного материала марка 6061 Алюминиевый сплав был использован для моделирования сборной бетонной квадратной сваи. Его предел текучести при растяжении, модуль упругости, коэффициент Пуассона и плотность составляют 55,2 МПа, 68,9 ГПа, 0,3 и 2,7 г / см 3 соответственно.В качестве материала для моделирования гравийных свай использовался песок с различными размерами частиц, а размер частиц определялся коэффициентом подобия модели и условиями испытаний. Степень компактности контролировалась качеством засыпки песком.

3.1.2. Аппаратура и инструмент для испытаний

В эксперименте использовалась геотехническая центрифуга TLJ-3 Университета Чанъань. Ее основные рабочие показатели - эффективный радиус центрифуги 2 м, объем ящика опытной модели 700 мм × 360 мм × 500 мм, емкость центрифуги 60 гт.В эксперименте был установлен пружинный самовосстанавливающийся датчик линейных перемещений КТР11-25 с точностью 0,01 мм, применявшийся с самодельной меткой осадки. Кроме того, был установлен микродатчик давления земли TY1005 с диапазоном измерения 0–500 кПа, точностью ± 1% полной шкалы и диаметром круглой индукционной поверхности 8 мм, как показано на рисунке 3.

3.1.3 . Процедура испытания

В соответствии с теорией подобия испытания модели центрифуги в этом испытании определяется коэффициент подобия n = 80 с учетом таких факторов, как размер модели, выполнимость процесса испытания и эффекты испытания.Отношения сходства физических величин между центрифугой и масштабом прототипа показаны в таблице 2. Кроме того, половина участка земляного полотна была выбрана для испытания модели центрифуги. Таким образом, к модели была приложена центробежная сила инерции 80 g через центрифугу с высокой скоростью вращения. Потеря напряжения собственного веса, вызванная уменьшением размера модели до 1/80 от исходного размера, может быть компенсирована, и модель может достичь того же уровня напряжения, что и исходная модель.Таким образом, в модели могут быть воспроизведены свойства исходных геотехнических сооружений [31].

Аналогичное соотношение (прототип / модель)

Физическая величина Размер модели Плотность Осадка Деформация Напряжение Сила Ускорение силы тяжести Время консолидации

n 1 n 1 1 n 2 1/ n n 2

Чтобы избежать этой ситуации, количество используемых свай слишком велико, а диаметр свай слишком мал для размещения датчиков на поверхности свай, диаметре и расстоянии между сваями корректируются при условии, что коэффициент замены композитного фундамента такой же, а номинальная Окончательно определены размеры модельной сваи.Длина длинной сваи - 275 мм, размер сечения сваи - 8 мм. Длина и диаметр короткого ворса 125 мм и 9 мм соответственно. Сваи расположены на расстоянии 32 мм друг от друга и расположены в виде квадрата. Конкретная тестовая модель и расположение инструментов показаны на Рисунке 4. Для облегчения сравнительного анализа создается контрольная группа, которая отличается от тестовой группы, в которой на основании не проводилось никакой обработки. Согласно JGJ79-2012 [32], диаметр заполнителя гравийной сваи составляет от 20 мм до 150 мм.Принимая во внимание коэффициент подобия модели и условия испытаний, песок с размером частиц 0,5 ~ 2 мм был использован в качестве материала для моделирования гравийных свай.

При тестировании сначала изготавливается модель фундамента. В зависимости от объема, пересчитанного на вес грунта, подготовленный грунт для фундамента взвешивается и добавляется в коробку модели в несколько слоев. Обычно в каждый слой засыпали грунт толщиной 4-5 см до заполнения всех образцов грунта. Учитывая, что существуют разные типы грунтов основания, необходимо их рассортировать и засыпать по порядку.Верхняя часть заполняется после завершения нижнего слоя.

При укладке свай для проверки качества гравийных свай сначала в фундамент вбивались квадратные сваи, а затем были сделаны гравийные сваи. Бетонный процесс формирования гравийной сваи был следующим: сначала бесшовная тонкостенная стальная труба вдавливалась на заданную глубину в грунт фундамента. Грунт в стальной трубе был извлечен спиральным почвосборником, а отверстие было тщательно очищено. Затем стальную трубу медленно повернули и вытащили, чтобы не повредить стенку отверстия.Наконец, определенное количество песка проникало в скважину с помощью воронки и слой за слоем уплотнялось. После того, как все модельные сваи были забиты в фундамент, уложены подушка и георешетка. Тогда датчик давления грунта и расчетные отметки были установлены в заданных положениях. Наконец, насыпь была засыпана послойно. Фундамент контрольной группы не обрабатывали, насыпь засыпалась непосредственно на фундамент и послойно уплотнялась. Физическая структура модели показана на рисунке 5.

В соответствии с коэффициентом временного сходства время работы модели центрифуги было преобразовано, и был разработан процесс ускорения. Ускорение может быть применено к трем категориям: предварительное нагружение модели грунта основания, моделирование различной высоты насыпи (2 м, 4 м и 5 м) и время после строительства. Общее время работы центрифуги 8,09 ч. Чтобы обеспечить тесный контакт между датчиком, объектом измерения и деталями модели, центрифугу включили на 10 минут, а затем разогнали до 10 g, чтобы начать формальное тестирование.Кроме того, была запущена система сбора данных для записи данных датчиков. Удельное время работы показано на Рисунке 6.


3.2. Результаты и обсуждение
3.2.1. Закон об оседании

На рисунках 7 и 8 представлены графики, показывающие изменение накопленной осадки фундамента во времени в тестовой и контрольной группах. Расчет на рисунке был преобразован в фактическое значение расчета для облегчения анализа.



Из рисунка 7 видно, что осадка необработанного фундамента и длинно-короткого свайного композитного фундамента увеличивается с увеличением высоты заполнения за 90 дней моделирования насыпи.Осадка фундамента постепенно стабилизировалась примерно через 1000 дней. Максимальная суммарная осадка необработанного фундамента составила 256,7 мм, а осадка после строительства - 86,4 мм, что превышает 72,8% от проектной нормы (50 мм). При реальном строительстве скорость заполнения насыпи может быть выше экспериментальной проектной скорости. Кроме того, грунт фундамента вызывает длительную деформацию уплотнения, поэтому осадка после строительства еще больше увеличивается. Из рисунка также очевидно, что осадки, возникающие в процессе насыпи насыпи, составляют большую часть совокупной общей осадки.В частности, осадка необработанного фундамента после завершения насыпи составила 170,3 мм, что составляет 66,3% от общей осадки. Для длинно-короткосвайного композитного фундамента после завершения насыпи совокупная осадка в верхней части длинной сваи, в верхней части короткой сваи и в грунте между сваями составила 25,4 мм, 37,2 мм и 43,4 мм. соответственно. На их долю пришлось 52,4%, 49,5% и 48,7% от общей накопленной осадки соответственно, а соответствующие осадки после строительства составили 28 мм, 36.5 мм и 41,2 мм соответственно.

Из рисунка 8 видно, что осадка обработанного основания значительно снижается. По сравнению с необработанным фундаментом общая осадка длинно-короткосвайного композитного фундамента уменьшилась на 67%, а осадка после строительства - на 47,7%. Осадка длинно-короткосвайного композитного фундамента после строительства составила примерно половину его общей накопленной осадки. Это показывает, что использование длинных и коротких свай способствует более стабильному процессу развития осадки фундамента, а доля осадки после строительства относительно велика.Однако несущая способность фундамента быстро увеличивается, и, как следствие, оседание фундамента уменьшается, поскольку длинные и короткие сваи укрепляют грунт между сваями. Более того, гравийная свая увеличивает дренаж канала грунта фундамента, что способствует долгосрочному укреплению этого грунта, что приводит к относительно большой доле осадки после строительства.

3.2.2. Закон изменения отношения напряжений сваи к грунту

Кривая зависимости отношения напряжений сваи к грунту для длинно-коротких свайных композитных фундаментов, меняющаяся во времени, показана на рисунке 9.С увеличением высоты насыпи отношение напряжений сваи к грунту для каждой сваи непрерывно увеличивается. После завершения строительства насыпи отношение напряжений сваи к грунту достигает пика, а затем немного уменьшается. Коэффициент вариации отношения напряжений сваи к грунту постепенно уменьшается со временем, и композитный фундамент становится более устойчивым. Это связано с тем, что сжимаемость сваи меньше сжимаемости грунта между сваями. В процессе насыпи насыпи осадка грунта между сваями больше, чем у верхушки сваи.По мере увеличения нагрузки на фундамент давление на вершину сваи увеличивается и постепенно достигает своего максимального значения. После завершения насыпи прочность грунта между сваями со временем увеличивается из-за оседания уплотнения. Поэтому нагрузка, которую несет грунт между сваями, постепенно увеличивается, а распределение напряжений между сваями и грунтом улучшается и имеет тенденцию постепенно становиться стабильным. Как показано на Рисунке 9, когда заполнение земляного полотна завершено и постепенно стабилизируется, отношение напряжений сваи к грунту для длинной сваи равно 2.В 2 раза больше, чем у короткого ворса.


4. Численное моделирование
4.1. Создание числовой модели
Программное обеспечение

FLAC3D использовалось для моделирования длинно-коротких свайных композитных фундаментов. Чтобы уменьшить вычислительную нагрузку, для моделирования была выбрана половина насыпи, так как насыпь была двусторонне симметричной. Модель (называемая исходной моделью) показана на рисунке 10. Пять рядов свай были отсечены от модели длинно-короткого композитного фундамента в направлении трассы.Расчетная глубина и ширина модели составляли 40 м и 40 м соответственно. Длина и расстояние между сваями были такими же, как в поле. Модель Друкера – Прагера использовалась для насыпи насыпей, грунтов основания, подушек и гравийных свай. Для сборной квадратной сваи была принята линейно-упругая модель. Кроме того, на поверхности сваи была установлена ​​контактная поверхность для имитации взаимодействия сваи с грунтом.

4.2. Граничные условия и установка параметров материала

Параметры расчета для грунта и сваи были скорректированы на основании отчета инженерно-геологоразведочных работ.Окончательные параметры показаны в таблицах 3 и 4. Граничные условия заключаются в том, что левая и правая стороны фиксируются в направлении x , передняя и задняя стороны фиксируются в направлении y , нижняя поверхность - фиксированная, а верхняя поверхность - свободная граница. Конкретный процесс анализа выглядит следующим образом: перед нагружением насыпи начальное поле геонапряжений формируется самобалансировкой, затем активируется модель, и устойчивость смещения принимается за основу для завершения расчета.


Название Плотность (г / см 3 ) Когезия (кПа) Угол внутреннего трения (°) Коэффициент Пуассона Модуль Юнга (МПа)

Соленая мягкая почва 1,6 13 15 0,32 3
Соленая глина 1,7 28 23 0.3 8
Подушка 2,1 5 30 0,23 30
Земляное покрытие 2,1 15 27 0,33 25


Типы свай Плотность (г / см 3 ) Когезия (кПа) Угол внутреннего трения (°) Коэффициент Пуассона Модуль упругости (МПа)

Длинная свая 2.1 - - 0,3 3,5 × 10 4
Короткая стопка 2,0 0 38 0,25 70

4.3. Сравнение результатов численного моделирования и центробежных испытаний

В таблице 5 показаны результаты для окончательного расчета испытательной группы и контрольной группы, полученные посредством численного моделирования и центробежных испытаний.Из таблицы видно, что результаты испытаний модели центрифуги, как правило, меньше результатов численного моделирования. В процессе создания центробежной модели происходит уплотнение грунта, что увеличивает прочность грунта, что приводит к несколько меньшей окончательной осадочной деформации. Однако точка осадки, зафиксированная при численном моделировании, находится близко к центру дна насыпи. При испытаниях модели центрифуги, чтобы исключить влияние граничных эффектов, измеренное значение осадки представляет собой составляющую около уступа в нижней части насыпи.Поэтому значения тестовых расчетов немного меньше.


Наименование Контрольная группа Испытательная группа
Необработанный фундамент Длинно-короткий свайный композитный фундамент
Осадка фундамента (мм) Грунт между сваями ( мм) Верх длинной сваи (мм) Верх короткой сваи (мм)

Численное моделирование 272.1 91,4 54,7 78,7
Тест модели центрифуги 256,7 84,6 53,4 73,7

По сравнению с тестом модели центрифуги, совокупное Расчетная погрешность численного моделирования составляет 2,4% ∼8%. Эти два результата хорошо согласуются. Это указывает на то, что параметры, выбранные с помощью численного моделирования и построенной композитной модели фундамента, являются разумными.Более того, его можно в дальнейшем использовать для анализа факторов влияния длинно-короткосвайного композитного фундамента.

4.4. Факторный анализ
4.4.1. Влияние скорости замены

Скорость замены композитного фундамента является важным показателем при определении его вертикальной несущей способности и влияет на передачу вышележащих нагрузок, а также на поля напряжений и смещений композитных фундаментов [33]. Однако расстояние между сваями, диаметр и расположение свай напрямую влияют на частоту замены композитного фундамента.Поэтому на основе численного моделирования был проведен дальнейший анализ моделирования путем изменения расстояния между сваями и формы расположения свай. Использовались два типа длинных и коротких свай, которые располагались в квадрате, как показано на рисунке 11. Кроме того, согласно JGJ79-2012 [32], расстояние между сваями композитного фундамента свайного типа обычно составляет от 2 до В 5 раз больше диаметра ворса. Следовательно,, и, где - шаг свай, а - диаметр коротких свай.Модуль упругости подушки 35 МПа. Толщина подушки 0,5 м. Остальные параметры были такими же, как и в исходной модели, а удельный коэффициент замены показан в таблице 6. В этом случае соотношение коэффициента замены длинной сваи и коэффициента замены короткой сваи соответствует двум длинным и коротким сваям. Формы компоновки составляют 1: 1 и 1: 3 соответственно (называемые Типом A и Типом B), а конкретные результаты анализируются следующим образом.


A B
Длинная куча Короткая куча Длинная куча Короткая куча

0.044 0,044 0,022 0,065
0,025 0,025 0,012 0,036
0,016 0,016 0,008 0,024

Из рисунка 12 видно, что существует разница в осадке сваи для двух разных схем. Когда равно, максимальная осадка длинно-короткосвайного композитного фундамента типа А составляет 7.На 52 мм меньше, чем у длинно-короткосвайного композитного фундамента Типа Б, что составляет примерно 9,1%. Когда равно,

.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение