Шаг буронабивных свай в ленточном ростверке: Расстояние между буронабивными сваями: порядок расчета

Расстояние между буронабивными сваями: порядок расчета

• 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

технология, расчет фундамента, устройство, расстояние между, шаг в ленточном

Фундамент с буронабивными сваями на сегодняшний день начинает набирать популярность при возведении различного рода конструкций. Представляет он собой разновидность конструкции, для выполнения которой необходимо использовать много опор. Чаще всего могут задействовать металлические, деревянные или бетонные опоры, которые погружены вертикально в почву. Применяют такой фундамент в том случае, когда собираются возводить частный дом или торговый цент, высотные здания.

Какова цена винтовых оцинкованных свай, указано в данной статье.

Устройство

Установка свай происходит на уровне, который ниже уровня промерзания грунта. Применять такой фундамент целесообразно для рельефной местности, а также на территории, где присутствуют наклоны. Вес работы начинаются с обустройства свай, причем делать это можно на грунте любого вида.

На фото – устройство буронабивных свай с ростверком

Все выполняемые работы абсолютно не влияют на постройки, которые расположены вблизи. При использовании такого основания можно выполнить постройку дома близко с водоемом, чего нельзя делать, когда в ходе строительства используется другой тип фундамента.

Какова несущая способность винтовых свай, можно узнать из статьи.

Буронабивные сваи с ростверком могут выдержать нагрузку от любой постройки, а это относится к бревенчатым, каркасным и кирпичным сооружениям. Монтаж рассматриваемых элементов должен вестись с шагом в 100 мм. При уменьшении этого расстояния произойдет деформирование опоры в ходе использования.

Но имеются исключения из правил, особенно, когда процесс возведения такого фундамента ведется на скальной почве. В таком случае наименьший шаг не должен быть меньше 30 см. Для расчета расстояния между опорными элементами стоит применять информацию, которая содержит несущую восприимчивость опор различных габаритов.

На основании этого стоит отметить, что когда монтаж буронабивных свай происходит для строительства дома, вес которого равен 50 т, то необходимо применять около 50 опор. Однако следите, чтобы размер последних составлял 15 см. В роли альтернативного варианта можно использовать 17 свай, размер каждой из которых достигает 25 см.

Каков диаметр винтовых свай, указано в данной статье.

Минимально допускаемое расстояние между опорными элементами в ленточном фундаментами равен 2 м. Если вы будете выполнять обустройство монолитного фундамента с ростверком, то нужно использовать сваи 30 см. В этом случае несущая восприимчивость одного опорного элемента будет достигать 1600-1700 кг. Для возведения всего дома вам нужно закупить 70 свай.

На видео – буронабивные сваи с ростверком, технология:

Расчетные мероприятия

Для вычисления несущей способности для фундамента с буронабивными сваями необходимо руководствоваться сопротивлением материала основания и сопротивлением почвы основания, принимая во внимание меньшее из имеющихся значений.

Каковы плюсы и минусы винтовых свай, указано в данной статье.

Если буронабивная свая будет погружена в грунт на глубину 1,5-3 м, то определить несущую способность можно будет по следующей формуле:

P=0,7 x Rh x F x u 0,8 x fih x li.

В этой формуле Rh –это нормативное сопротивление почвы, F – площадь опирания, u – периметр опорных элементов, fih – нормативное сопротивление почвы, которое формируется сбоку ствола сваи, li – толщина несущего слоя почвы, который контактирует с боковой поверхностью опорного элемента.

Теперь стоит рассчитать расстояние, имеющееся между висячими буронабивными короткими элементами под дома, где имеет место вертикальная нагрузка, приложенная к центру. Она будет составлять Np = 5,5 т/погонный метр.

Характеристика почвы представлены по данным инженерно-геологических исследований. Имеются суглинки, залегающие с поверхности земли до глубины 3 м. Глубина располагания грунтовых вод составляет 9,2 м.

На видео -расчет буронабивных свай с ростверком:

Технология

Произвести расчет и выполнить обустройство фундамента с буронабивными сваями несложно своими руками. В этом случае необходимо запастись следующим инвентарем:

• садовый бур, благодаря которому можно будет просверлить в почве цилиндрические ямы;
• лопаты для работы с грунтом и для замешивания бетона;
• необходимые инструменты для разметки;
• УШМ для порезки арматуры, крючок для ее обвязки, инструменты для гибки;
• строительный вибратор.

Когда вы будете создавать буронабивной фундамент с ростверком, то нужно позаботиться об инструментах для укладки и снятия опалубки.

Речной песок фильтруется или нет, можно узнать из данной статьи.

Как применяется карьерный песок, указано здесь.

Песок строительный гост 8736 93, выглядит так: https://resforbuild.ru/sypuchie-materialy/pesok/stroitelnyj/dlya-stroitelnyx-rabot-gost-8736-93.html

Все строительные мероприятия выполняют согласно такой последовательности:

1. Очистить территорию от мусора, высокой растительности.
2. Произвести размету. Здесь необходимо принимать во внимание количество и расположение опорных элементов, при этом расстояние между ними не должно быть больше 3 м. При постройке каменного дома на слишком подвижной почве необходимо уменьшить это значение до 2 м. Необходимо обеспечить такое расстояние между опорами, чтобы ростверк не смог прогнуться.
3. Сделать яму. Вырыть ее можно своими руками, используя для этого лопаты. Также можно задействовать садовый бур.
4. В яму поместить опалубку. Для ее выполнения стоит задействовать асбестовые, пластиковые трубы, рулонный гидроизоляционный материал.Если применять мягкий непрочный материал, то нужно будет позаботиться про укрепление надземной части. Для этого вам понадобиться арматурная сетка по ГОСТУ или деревянный кожут.
5. Выполнить монтаж арматурной сетки. Для изготовления вертикальных прутков необходимо задействовать ребристую арматуру, а для поперечины можно использовать изделие гладкое. Хорошенько затянуть нижние окончания, а верхние при планировании и ростверка вывести выше уровня свай. Число и размеры прутков можно определить в зависимости от нагрузки.
6. Выполнить заливку бетона. Приготовит раствор можно собственными усилиями. Тогда отдельные опорные элементы необходимо заливать в разные дни, нет надобности вести установки сразу всех свай. Тогда ручной труд не станет слишком обременительным. Можно заказать уже готовый бетон. Но в первом и во втором варианте прочность его должна соответствовать нагрузке.
7. Когда раствор затвердел, можно выполнять создание ростверка. Как правило, он делается монолитным бетонным, в результате чего приобретает необходимую жесткость и надежность.

Узнать о том, как выглядит карьерный песок, можно узнать из статьи.

На видео – устройство ростверка на буронабивных сваях:

Буронабивное основание необходимо защитить от влияния влаги. Когда сваи выполнены в трубах или опалубке из рубероида, то делать вертикальную гидроизоляцию не имеет смысла. Здесь будет достаточно всего лишь произвести обработку верхушек опор. Для обеспечения более эффективной работы ростверка необходимо возвышать его над грунтом таким образом, чтобы между нижней гранью обвязки и почвой был промежуток, который бы превышал сезонное движение почвы. Если соблюсти эти условия, то можно исключить вертикальные нагрузки на разрыв.

Каков вес щебня фракции 40 70 в 1м3, указано в данной статье.

При монтаже ленты в почву, в зимнее время пучинистый грунт начнет пытаться подыматься, в результате чего может оторвать сваи от ростверка. Кроме этого, возвышенная лента меньше всего поддается влиянию влаги. Она будет защищена от воды, благодаря чему сможет противостоять заморозкам и не заплесневеть.

Как правило, это актуально для случая, когда вместо классического бетонного ростверка задействуется обвязка из металла или дерева. А вот выполнить крепким и надежным соединение буронабивного фундамента с такой обвязкой достаточно сложно.

Особенности использования

Буронабивное основание может похвастаться следующими положительными характеристиками:

• цена во много раз ниже, чем у аналогичных ленточного или плитного фундамента;
• незначительные подготовительные и земляные работы;
• удается создать опору для дома на глубоко залегающие плотные слои почвы;
• применять такой фундамент разрешено на затопляемой местности.

В частном строительстве такой вариант фундамента целесообразно применять для легких зданий. Это могут быть деревянные постройки или дома на местности со сложной геологий, когда основание нужно опирать на глубоко залегающие слои.

Как правило, задействуют сваи из металла или бетона. Так как сегодня большим спросом пользуются именно бетонные элементы, то необходимо отметить способы их установки:

• забивкой;
• вибрационным погружением;
• вдавливанием;
• инъекцией;
• заливкой.

На видео – буронабивные сваи с ростверком:

Если вы делаете все работы своими руками, то подойдет только последний вариант. Что касается всех остальных, то здесь нужно применять тяжелую или крупногабаритную технику, а это уже требует дополнительных финансовых затрат.

Буронабивной фундамент – это очень необходимый тип основания, когда дом возводится на неровной местности. Благодаря тому, что сваи забивают на достаточную глубину, удается добиться надежности и жесткости возводимой конструкции. Приступать к работам необходимо только после того, как смогли произвести все расчеты и выбрать местность для строительства.

Буронабивные сваи с ростверком: технология возведения

• 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
  • ВсеКакой выбратьОтделкаУстройство
    

    Отделка фундамента камнем

    Выбор цокольной плитки для фасада

    Что такое цоколь

    Как закрыть винтовые сваи

• Сваи

Буронабивной фундамент с ростверком: технология, расчет

Буронабивной фундамент с ростверком считается одним из самых надежных и обходится не слишком дорого. Такую конструкцию можно возвести и самостоятельно. Разумеется, при этом нужно иметь представление о технологии выполнения подобной работы. Предварительно же следует произвести все необходимые расчеты. Вот обо всем этом и поговорим далее в статье.

Стоит ли устраивать буронабивной фундамент

Основание под дом подобного типа обычно используется на проблемных участках – болотистых или на склонах. На обычных грунтах дешевле и проще будет поставить обычный ленточный фундамент. На очень ненадежных ростверк делают плитным. В остальных случаях в качестве последнего устанавливается лента. Разумеется, первый вариант обойдется дороже.

Расчет столбов

Конечно же, прежде чем приступать к возведению такой конструкции, как свайный буронабивной фундамент, нужно произвести все необходимые расчеты. Прежде всего определяются с количеством столбов. Этот показатель напрямую зависит от веса дома и пропорционален ему. Вторым критерием, определяющим количество необходимых столбов, является, собственно, их диаметр. Чем он больше, тем меньше понадобится свай. Так, столб диаметром в 300 мм способен выдерживать нагрузку в 1700 кг. Такие сваи могут быть использованы для возведения рубленых, брусчатых или каркасных построек. Под тяжелые здания из кирпича либо заливные устанавливают более мощные сваи – по 500 мм. Они способны выдерживать вес уже в 5000 кг. Вес будущего дома складывается из массы всех необходимых для его возведения материалов. Таким образом, рассчитать количество свай не сложно. Разумеется, к полученной цифре нужно будет прибавить и вес ростверка.

При правильно проведенных расчетах получится надежный фундамент. Буронабивные сваи с ростверком – основание действительно долговечное. Однако для того чтобы оно получилось таким, нужно ко всему прочему правильно рассчитать шаг между столбами. При выборе расстояния между сваями нужно учитывать то, что оно не должно превышать трех их диаметров. То есть, к примеру, максимальное расстояние между сваями в 500 мм – полтора метра.

Расчет ростверка

Рассчитать параметры ленты такой конструкции, как свайный буронабивной фундамент, также несложно. Ширина ее должна быть равна сечению столбов. Также при выборе этого параметра обращают внимание на толщину стен. Ширина ростверка не должна быть меньше них более чем на 1/3. Ось ленты прокладывается таким образом, чтобы она совпадала с осью стены. Если сооружение легкое, высота ростверка должна быть равной его ширине или чуть больше. Такая лента подойдет для фундаментов каркасных и рубленых домов. Высота ростверка под тяжелые здания – кирпичные или бетонные – не должна быть менее 1,5 размера его ширины.

Расчет арматуры

Разумеется, буронабивной фундамент с ростверком должен быть укреплен металлическим каркасом. Чем тяжелее здание и чем больше шаг между сваями, тем надежнее должна быть арматура. Оптимальным вариантом для каркаса считается рифленый прут 12 мм. Материал меньшего диаметра для фундамента использовать нельзя. Согласно СНиП, металла в ленте должно содержаться не менее 0,1% от ее общей площади. Вязка арматуры производится специальной проволокой. Сваривать каркас для фундамента нельзя.

Фундамент в проекте здания

Итак, расчет буронабивного фундамента выполнен. Далее стоит нарисовать его чертежи. В проект нужно будет включить его план (вид сверху), а также схему в разрезе. При наличии таких рисунков сложнее допустить ошибку при возведении дома. В проект также нужно включить табличку с указанием всех необходимых для заливки материалов, их марки, характеристик и количества.

Выполнение разметки

Итак, все расчеты сделаны. Самое время приступать к заливке. Предварительно под буронабивной фундамент с ростверком делается разметка. При этом проще всего использовать метод «египетского» треугольника. Предварительно на земле отмечаются два угла будущего здания по длинной стене. Далее при помощи веревки с завязанными на ней узлами (на расстоянии 3, 4 и 5 м) находят два других угла. Прямоугольность проверяют методом диагоналей. Затем в углы вбивают колья и натягивают шнур по контуру будущего фундамента снаружи и изнутри. Отметить нужно и места расположения будущих ямок.

Земляные работы

Фундамент на буронабивных сваях должен быть устроен с соблюдением некоторых правил. Ямы под столбы бурятся подо всеми углами здания, а также на пересечении стен внутри него. Глубина заложения свай зависит от уровня промерзания грунта. При возведении основания под дом своими руками специалисты рекомендуют заглублять их не менее чем на 1,5-2 м. В этом случае уровни промерзания и расположения подземных вод наверняка будут пройдены. Работу можно выполнять садовым буром. В том случае, если грунт на участке болотистый, на дно ям нужно насыпать песок слоем толщиной не менее 5 см.

Установка несъемной опалубки и арматуры

Итак, ямки готовы. Что же дальше? Буронабивной фундамент с ростверком своими руками обычно делается на трубах. На рыхлых грунтах под столбы следует использовать металлические изделия. Для плотных подойдут и картонные трубы, но в обязательном порядке пропитанные битумной мастикой или отработанным машинным маслом. Часто используется также их асбоцементный вариант. Над поверхностью земли опалубка должна возвышаться на одном и том же уровне в плоскости. При заливке этого типа фундамента нужно иметь в виду то, что ростверк на земле лежать либо даже касаться ее не должен. Расстояние до его низа от поверхности песчаного грунта должно составлять не менее 5 см, пучинистого – 10 см.

Как только опалубка будет установлена, в нее опускают арматурные пруты, связанные металлическими хомутами с шагом в один метр. Над уровнем свай они должны возвышаться на 10-15 см. Это необходимо для того, чтобы впоследствии сделать связку арматуры столбов с арматурой ростверка.

Заливка столбов

Бетонная смесь для буронабивных свай готовится из цемента высокой марки (лучше М400) и крупного просеянного песка без органических включений в пропорции 1:3. Залив в трубу несколько ведер раствора, его протыкают и перемешивают колом или прутом для удаления пустот. Так делают до тех пор, пока опалубка не заполнится полностью. На достаточно плотных грунтах арматурные пруты можно втыкать прямо в смесь.

Винтовые сваи

При желании в наше время трудозатраты можно максимально минимизировать. Если вы не хотите тратить время на заливку столбов бетоном, просто купите готовые металлические винтовые сваи. Вкрутить их в землю можно и без использования спецтехники. Но, разумеется, работу должны выполнять несколько человек. Обычно двое, вставив ломы в прорези сваи, вкручивают ее в грунт. Третий же человек контролирует уровень ее вертикальности. Конечно же, использовать подобный метод можно только на не слишком каменистых участках.

Устройство ростверка

Продолжают возведение такой конструкции, как буронабивной фундамент с ростверком, своими руками сооружаемый, заливкой ленты. Под нее можно сделать опалубку с дном. Но так как ростверк в таких фундаментах обычно располагается не слишком высоко над землей, можно поступить проще. Под его дно просто насыпается песок и разравнивается сверху так, чтобы получилась площадка по всей длине будущей ленты достаточной ширины. На получившееся «дно» следует обязательно положить полосу рубероида. Иначе вода из раствора будет втягиваться песком. По бокам устанавливается обычная опалубка.

На следующем этапе заливается подбетонка толщиной в 5 см. Как только она схватится, можно приступать к установке арматурного каркаса. Его нужно связать с прутьями, торчащими из свай. Далее в опалубку закладывается бетон. При заливке ленту, так же как и сваи, следует время от времени протыкать колом или лопатой.

Заключительный этап

Итак, вы залили буронабивной фундамент с ростверком. Технология его возведения, как можно было заметить, довольно-таки проста. Однако, для того чтобы получить максимально качественное основание под дом, нужно сделать кое-что еще.

Через пару дней опалубку с ленты снимают. Песок лучше оставить хотя бы на неделю. В течение четырнадцати последующих дней фундамент нужно будет время от времени смачивать водой для того, чтобы на нем не появились поверхностные трещины. Выстаиваться основание под дом должно не менее месяца. Именно за такой срок бетон набирает достаточную прочность.

Перед тем как приступать к кладке или сборке стен, ленту обязательно нужно гидроизолировать двумя слоями рубероида, проклеив их битумной мастикой.

Как видите, заливка такой конструкции, как буронабивной фундамент с ростверком, технически – дело несложное. Главное, соблюдать все рекомендации и использовать качественные материалы. В этом случае основание получится надежным, а само здание простоит на нем не одно десятилетие.

Экспериментальное исследование влияния расстояния между сваями при боковом нагружении в песке

Поведение свайных и одиночных свай различается из-за воздействия взаимодействия сваи. Предельное боковое сопротивление и поперечный модуль земляного полотна в группе свай известны как ключевые параметры явления взаимодействия грунт-сваи. В данном исследовании была проведена серия экспериментальных исследований одиночной и групповой сваи, подвергшейся монотонным боковым нагрузкам. Экспериментальные исследования проводились на двенадцати модельных группах свай конфигураций 1 × 2, 1 × 3, 2 × 2, 3 × 3 и 3 × 2 при соотношении длины к диаметру заложенных = 32 в рыхлый и плотный песок, шаг от 3 до 6 диаметров сваи, при параллельном и последовательном расположении.Испытания проводились на сухом песке из Джохор-Бару, Малайзия. Для реконструкции образцов песка был использован аппарат новой конструкции Mobile Pluviator. Предельная боковая нагрузка увеличивается на 53% при увеличении с 3 до 6 за счет влияния относительной плотности песка. Увеличение количества свай в группе снижает эффективность группы из-за увеличения перекрывающихся зон напряжений и активных клиньев. Отношение более чем достаточно, чтобы исключить взаимодействие сваи с кучей и групповые эффекты.Может быть, больше в рыхлом песке.

1. Введение

Надстройки опираются на свайные фундаменты, так что они возникли в доисторические времена. Эти основания могут подвергаться значительным горизонтальным нагрузкам, таким как динамические и статические нагрузки. Чтобы обеспечить функционирование таких конструкций, необходимо контролировать два критерия: их прогиб, который должен находиться в допустимых пределах, и безопасность сваи от полного разрушения. Поведение группы свай и одиночной сваи обычно отличается из-за воздействий взаимодействия сваи (так называемые эффекты затенения).Кроме того, при передаче нагрузки важно сцепление грунта и сваи [1]. Оценка поведения группы свай и взаимодействия грунта с сваей была разработана несколькими исследователями в рамках экспериментального и аналитического моделирования [2–4]. Существующие методы аналитического моделирования можно разделить на численные подходы, метод «пучок на нелинейном основании Винклера» (BNWF) и упрощенные формулировки [5]. Хотя большинство из этих подходов связано с оценкой жесткости системы грунт-сваи, они в меньшей степени сосредоточены на изгибающем моменте и поперечном сопротивлении группы.

Стоит отметить, что оценки предельного поперечного сопротивления и модуля поперечного сопротивления земляного полотна в группе свай известны, поскольку они являются ключевыми параметрами явления взаимодействия грунт-сваи. Было разработано несколько теоретических методов для определения этих параметров в несвязных грунтах. Однако прогнозы этих подходов часто различаются. С другой стороны, поведению группы свай с боковой нагрузкой было уделено мало внимания. Кроме того, экспериментальных данных по определению активной длины сваи и изгибающего момента недостаточно.Следовательно, необходимо увеличить экспериментальные данные по реакции группы свай на боковые нагрузки.

В данной статье представлены результаты серии экспериментальных исследований, проведенных на одиночных и сгруппированных сваях, подверженных монотонным боковым нагрузкам в песках Джохор-Бару в южной части Малайзии. Акцент был сосредоточен на групповой эффективности и поведении отклонения нагрузки из-за влияния относительной плотности, размерной группы и расстояния между сваями.

2.Краткий обзор

Как упоминалось в предыдущем разделе, явление затенения влияет на поведение сваи в группе при боковой нагрузке [6]. Хотя многие исследователи изучали максимальное поперечное сопротивление и отклонение группы свай от боковой нагрузки, они сложны из-за взаимодействия между окружающей почвой и сваей [7].

В 1962 году Пракаш выполнил исследование поведения группы свай при боковой нагрузке с использованием алюминиевых труб (= 12,7 мм; = диаметр сваи) в среднем песке.На основании этих испытаний было установлено, что сумма грузоподъемности свай была больше, чем в группе, когда расстояние от центра к центру свай было меньше 3 и 8 в перпендикулярном направлении и направлении нагрузки, соответственно. Meyerhof et al. [8] провели испытания в однородном песке на группах свай и жесткой одинарной свае при центральных наклонных нагрузках. Буронабивные сваи были испытаны Franke [9] в ходе экспериментальных испытаний. Результаты показали, что смещение группы было больше, чем одной сваи при одной и той же нагрузке, когда расстояние между сваями было меньше 6.Патра и Пиз [10] изучали предельное поперечное сопротивление на шести типах конфигураций группы свай с различным соотношением длины заделки к диаметру, равным 12 и 38. Их результаты сравнивались с результатами аналитических методов. На основании их отчета можно констатировать, что шаг изоляции в шесть раз больше диаметра сваи для.

Ким и его сотрудники [11] исследовали испытания на боковую нагрузку алюминиевой одинарной сваи (забитой и пробуренной) в сухом песке. Кроме того, они учли головное состояние свай.Боковые нагрузки предустановленных были меньше, чем у забивных.

Zhang et al. [12] предложили предельное поперечное сопротивление в несвязных грунтах. Они собрали экспериментальные данные, выполненные другими исследователями на жестких сваях, и ими был разработан простой метод для прогнозирования конечного бокового сопротивления (включая сопротивление боковому сдвигу и лобовое сопротивление грунта) сваям с учетом фактора формы. Другой метод был разработан Пракашем и Кумаром [13]. В этом методе зависимость нагрузки от смещения была предсказана посредством учета нелинейности грунта с использованием реакции земляного полотна.Эрдал и Ламан [14] определили поведение короткой сваи, подверженной боковым нагрузкам, в двухслойной песчаной отложениях. Смоделированная свая имела отношение длины заделки к диаметру 4 и была изготовлена ​​из стали для всех испытаний. На основании их результатов можно констатировать, что боковая несущая способность коротких жестких свай в плотном песке была в 5 раз больше, чем в рыхлом песке.

3. Экспериментальная установка

Принципиальная схема испытательной установки показана на рисунке 1. Модельные испытания проводились в прямоугольном резервуаре для грунта с размерами 900 мм в длину, 700 мм в ширину и 65 мм в высоту.Чтобы учесть граничные условия, размер резервуара с грунтом был увеличен до 8–12 (= диаметр сваи) и до 3–4 в направлении и перпендикулярно боковой нагрузке, соответственно [15]. Кроме того, чтобы минимизировать влияние границ короба, толщина грунта ниже вершины сваи поддерживалась не менее 6.

Модельные сваи с открытым концом и полым круглым сечением были изготовлены из трубок из алюминиевого сплава (

.

Тест на месте в Шэньчжэне

Гранитный остаточный грунт широко распространен на юге Китая и рассматривается как особый грунт. Его конструктивные параметры в буронабивных сваях являются предметом дискуссий из-за отсутствия испытаний на нагрузку на сваи. Обратный анализ испытательных свай — надежное средство изучения геотехнических возможностей гранитного остаточного грунта для проектирования свай. В этом исследовании была проведена серия испытаний на месте, включающая шесть полномасштабных инструментальных испытательных свай в гравийно-гранитном остаточном грунте в Шэньчжэне, чтобы рассмотреть влияние различных методов строительства.Шесть свай были построены с использованием трех различных методов вращательного бурения. В ходе обратного анализа были исследованы два широко используемых метода проектирования: метод SPT и методы эффективного напряжения. Результаты нагрузочных испытаний и тензодатчики были использованы для получения задних аналитических параметров предельного сопротивления вала и предельного сопротивления основания гравийно-гранитного остаточного грунта с помощью этих двух методов проектирования.

1. Введение

Гранитный остаточный грунт представляет собой разложившийся гранит, похожий на почву, с классами выветривания VI, V и IV.Классический «гранитный остаточный грунт» — это выветренный гранит VI степени, широко распространенный в тропических и субтропических регионах мира [1–3]. Наиболее широко он распространен в юго-восточном Китае, особенно в провинции Гуандун, провинции Фуцзянь и Специальном административном районе Гонконг (ОАРГ). Эти регионы обладают высокой производительностью и большим количеством строительных объектов. Типичная толщина гранитного остаточного слоя грунта в этих регионах составляет 20–35 м, а на некоторых участках может достигать даже 70 м [4–6].В высотных зданиях для поддержки нагрузок обычно используют свайные фундаменты. Таким образом, изучение характеристик гранитного остаточного грунта очень важно при проектировании свай.

Гранитный остаточный грунт обычно классифицируется как илистый песок или песчаный ил в зависимости от гранулометрического состава и в соответствии с Американским обществом испытаний и материалов (ASTM) и Британским институтом стандартов (BSI) [7]. В Китае это обычно считается глиной в соответствии с GB50007 [8] и GB50021 [9].Остаточная гранитная почва также может быть разделена на глинистую почву, песчано-глинистую почву и гравийно-глинистую почву в соответствии с правилами проектирования провинции Гуандун [10]; они соответствуют частицам гравия диаметром более 2 мм, составляющим 0%, 0–20% и> 20%, соответственно.

Предыдущие исследования показали, что гранитный остаточный грунт характеризуется структурным разрушением, вызванным затоплением водой, и ухудшением прочности после нарушения [7, 11, 12]. Поскольку его технические характеристики сильно отличаются от характеристик обычного ила, глины или песка, гранитный остаточный грунт в Китае считается особой почвой.

Буронабивные сваи широко используются в высотных зданиях по всему миру из-за высокой несущей способности и небольшого уровня шума при строительстве. С 1980-х годов в Южном Китае был проведен ряд исследований, в которых основное внимание уделялось буронабивным сваям в гранитном остаточном грунте и выветрившихся гранитных образованиях. Однако до сих пор не разработана методика расчета несущей способности буронабивных свай в гранитном остаточном грунте.

Согласно китайскому национальному стандарту (JGJ-94 [13]) и местным нормам провинции Гуандун (DBJ-15-31 [10]) и провинции Фуцзянь (DBJ-13-07 [14]) несущая способность Буронабивные сваи в гранитном остаточном грунте можно оценить с помощью индекса текучести I _L , поскольку они рассматриваются как разновидность глины.В местном стандарте Шэньчжэня (SJG01-2010) независимо был предложен метод расчета несущей способности сваи в гранитном остаточном грунте с учетом I _L [15]. В SJG01 были предложены параметры гравийного, песчаного и глинистого гранитного остаточного грунта, соответственно, и более высокое сопротивление было предложено для более высокого содержания частиц гравия.

Методы испытаний на эффективное напряжение и стандартное проникновение (SPT) являются наиболее часто используемыми методами для проектирования свай в другой стране [16, 17] и обычно используются для проектирования свай в гранитном остаточном грунте в Гонконге и Сингапуре [6, 18–21].Эти два метода учитывают вертикальное эффективное напряжение и количество ударов SPT N , соответственно, в полуэмпирических формулах для сопротивлений вала сваи и основания.

В методе эффективного напряжения среднее вертикальное эффективное напряжение является основным параметром расчета [19, 20]. Коэффициент вводится для представления отношения между сопротивлением ствола сваи (или сопротивлением основания) и вертикальным эффективным напряжением. представляет собой комплексный коэффициент, на который влияет множество факторов, таких как плотность грунта на стороне сваи, угол внутреннего трения на границе сваи и грунта, процесс строительства и материал сваи [22–24].Ng et al. [19] предложили типовые значения для буронабивных свай в гранитном сапролите, построенных различными методами: 95% доверительный интервал составляет 0,2–0,4 для свай, построенных методом захвата / бурения с обратной циркуляцией (RCD) под водой с / без временной обсадной колонны, 0,4–0,8 для сваи после строительства залиты захватом под водой с временной обсадной колонной, и 0,1–0,2 для свай, построенных методом УЗО под бентонитом. Fellenius et al. [20] предложил = 1,0 для сопротивления вала и = 16 для сопротивления основания с учетом остаточной нагрузки.

Метод SPT — еще один наиболее часто используемый для оценки несущей способности сваи. Для буронабивных свай в гранитном остаточном грунте Инженерно-геологическое бюро (GOE) [6] предложило сопротивление вала = 0,8–1,4 Н для осадки сваи / грунта примерно на 1% от диаметра сваи и сопротивления основания 6–13 N на осадку 1% диаметра сваи. Ng et al. [19] предложили следующие соотношения: 0,6–1,3 для свай, построенных под водой, 0,6–4,1 для свай, залитых после цементации, и 0.0–1,3 для свай, построенных из бентонита. Чанг и Бромс [21] сообщили о соотношении от 0,7 до 4 и предложили = 2 N для проектирования буронабивных свай, сооружаемых в остаточном грунте в Сингапуре.

Хотя некоторые исследования были сосредоточены на несущей способности буронабивных свай в фундаментах из гранитного остаточного грунта, все же необходимы дальнейшие исследования. Например, хотя китайские спецификации рекомендуют формы метода I _L [10, 13, 15] и параметры расчета для гравийных, песчаных и глинистых гранитных остаточных грунтов, соответственно, предложены не были. для СПД и эффективных стресс-методов.GEO, Ng et al. И Chang and Broms предложили коэффициенты для методов SPT и эффективного напряжения; однако гранитный остаточный грунт не был дополнительно классифицирован в их исследованиях, и эти коэффициенты все еще нуждаются в подтверждении для Шэньчжэня. Кроме того, способ строительства очень сильно влияет на несущую способность свай. Браун [25], Чанг и Чжу [26], а также Нг и др. [19] представили конструкционные коэффициенты для сопротивления вала, но конструкционный коэффициент для сопротивления основания все еще требует дальнейшего изучения.

Вращательное бурение применялось для проходки буронабивных свай (пробуренных стволов) на протяжении десятилетий и широко применяется в Китае. Обычно это выполняется с использованием методов опоры ствола скважины, таких как продвинутая вперед обсадная колонна, бентонитовая суспензия и вода. Характеристики гранитного остаточного грунта в буронабивных сваях, сооружаемых вращательным бурением, все еще требуют дальнейшего изучения.

Хотя некоторые исследования были сосредоточены на несущей способности буронабивных свай в фундаментах из гранитного остаточного грунта, необходимы дальнейшие исследования.Китайские спецификации рекомендуют формы метода I _L [10, 13, 15]; однако, значение I _L остаточного гранитного грунта трудно измерить точно. Следовательно, китайская инженерная практика нуждается в эффективных методах напряжения и SPT, таких как альтернативные методы проектирования и дополнения к методу I _L при проектировании буронабивных свай в области остаточного гранитного грунта. Кроме того, гранитный остаточный грунт далее классифицировался как гравийный, песчаный и глинистый гранитный остаточный грунт в китайской инженерной практике, а гравийно-гранитный остаточный грунт имеет более высокую несущую способность [15].Параметры метода SPT и эффективных напряжений должны быть дополнительно исследованы, особенно для гравийно-гранитного остаточного грунта с более высоким содержанием гравия. Кроме того, способ строительства сильно влияет на несущую способность свай [19, 25, 26]. Конструктивный коэффициент для различных методов роторного бурения в гравийно-гранитных остаточных грунтах также требует дальнейшего изучения.

В данном исследовании была проведена серия экспериментов для изучения сопротивления ствола сваи и сопротивления основания сваи буронабивных свай вращающимся бурением в гравийно-гранитном остаточном грунте (который может быть классифицирован как илистый песок согласно ASTM D2487 [27]), включая шесть обследованных скважин с помощью SPT и скважинных проб.Проведена серия лабораторных испытаний для сооружения шести полноразмерных испытательных свай. Три из свай были построены с использованием суспензией подпорной стенкой, три были построены с обсадной колонной передовых вперед, и все испытательные сваи были встроены с датчиками стали бара напряжения. Испытанию на статическую нагрузку подверглись шесть испытательных свай. Результаты были использованы для обратного анализа предельных сопротивлений вала и основания этих свай, а также были изучены параметры гранитного остаточного грунта с помощью методов SPT и эффективных напряжений.Затем было рассмотрено влияние способа строительства на вертикальную несущую способность буронабивных свай в гранитном остаточном грунте.

2. Материалы и методы

2.1. Схема испытаний

Испытательный полигон находился в Шэньчжэньском институте контроля над наркотиками на улице Кеджи Мидл 1-й, район Наньшань, Шэньчжэнь, Китай, как показано на Рисунке 1. В центре каждой испытательной сваи было построено шесть буронабивных свай, и SPT Метод был выполнен на шести скважинах. На рис. 2 показан вид сверху свай и скважин.

Верхние 3 м представляли собой засыпанный грунтом, за которым следовали гранитный профиль выветривания и гранитная коренная порода. Заливной слой заполняли более 10 лет частично битым кирпичом и бетонными блоками. Для обратного анализа профили выветривания гранитного грунта, которые в макромасштабе представляли собой остаточный гранитный грунт, рассматривались как единое целое. Уровень грунтовых вод находился на глубине 7,5–9,5 м и находился на глубине от 7,6 до 7,8 м во время испытаний испытательных свай на осевую нагрузку.

2.2. Материалы

2.2.1. Гранитный остаточный грунт

На рис. 3 показано гранитное распределение гранитного остаточного грунта. Среднее содержание составляло 5,5% мелкого гравия, 23,3% крупного песка, 15,1% среднего песка, 12,8% мелкого песка и 43,7% ила и глины.

В таблице 1 показаны результаты испытаний на предел Аттерберга для остаточного гранитного грунта. Предел Аттерберга был получен с помощью теста конуса падения. Образцы для испытаний были изготовлены из исходных образцов почвы, прошедших через 0.Сито 5 мм. Для гранитного остаточного грунта предел пластичности составлял 21,5–35,1% со средним значением 29,0%, а предел жидкости составлял 36,3–61,9% со средним значением 52,8%.

Согласно Согласно ASTM D2487 [27], остаточный гранитный грунт в данном исследовании может быть классифицирован как илистый песок от ML до MH на основании его гранулометрического состава и предела Аттерберга.Однако в китайской инженерной практике остаточный гранитный грунт обычно рассматривается как своего рода особый глинистый грунт, поскольку его технические свойства сильно отличаются от свойств осадочной глины и осадочного песка [4, 12]. В таблице 2 представлена ​​классификация гранитного остаточного грунта (DBJ15-31 [10] и SJG01 [15]). Остаточный грунт в этом исследовании можно отнести к гравийно-глинистому.

2.2.2. Прочность на недренированный сдвиг гранитного остаточного грунта

Поскольку в Китае остаточный гранитный грунт обычно рассматривается как глина, его недренированное сопротивление сдвигу ( S _u ) определяется с помощью теста на быстрый прямой сдвиг и SPT. На рисунке 4 показаны результаты теста на быстрый прямой сдвиг в ящике. Сцепление ( c ) составляло 9,5–35,3 кПа со средним значением 22,4 кПа, а угол внутреннего трения () составлял 21,8–35,3 ° со средним значением 28,0 °.

Трехосные консолидированные недренированные (CU) испытания были проведены в рамках предварительного геологического исследования.Для гранитного остаточного грунта эффективное сцепление ( c ′) было принято равным 13,7 кПа, а эффективный угол внутреннего трения () — 30,8 °.

2.3. Экспериментальная установка

2.3.1. Строительство буронабивных свай и оборудование

Вращательное бурение — это метод выемки буронабивных свай большого диаметра. Диаметр скважины обычно 0,6–4,0 м. Этот метод широко используется в Китае в последние годы из-за его высокой эффективности и низкого уровня загрязнения.Роторно-сверлильный станок может оснащаться различными видами бурового инструмента. В данном исследовании был оборудован роторный буровой ковш с двойным дном; он обычно используется для выемки почвы и разложившихся горных пород. Выемка сваи велась роторным буровым ковшом. Вынутый грунт одновременно загружался в буровой ковш и затем высыпался на землю.

В зависимости от геологических условий, в буронабивных сваях для вращательного бурения используются различные методы опоры для обеспечения безопасности и устойчивости стенок скважины во время земляных работ.Метод сухого строительства без опоры обычно используется в твердой почве или выветрившейся породе над уровнем грунтовых вод, но в данном исследовании этот метод не использовался. При бурении свай в мягком грунте или при относительно высоком уровне воды ствол скважины следует выкапывать с опорой на опорную колонну, воду или буровой раствор. Буровой раствор может представлять собой полимерный или минеральный (бентонитовый) раствор [25]. В отличие от традиционных методов положительной и обратной циркуляции, буровой раствор, используемый при вращательном бурении, относительно статичен, поскольку жидкость не требуется для транспортировки вынутых грунтов.

Шесть полномасштабных испытательных свай были разделены на две серии на основе двух типичных методов строительства вращательного бурения. В серии 1 были испытательные сваи ТП-1 — ТП-3, которые были построены методом вращательного бурения с использованием бурового раствора (RDF). Буровой раствор ТП-1 и ТП-2 представлял собой суспензию бентонита, а раствор ТП-3 — воду. В серии 2 были испытательные сваи ТП-4 — ТП-6, а вращательное бурение проводилось с опережением обсадной колонны (RDC). На рисунке 2 показан полигон для испытаний сваи. На рисунках 5 (a) — (c) показан эскиз шести тестовых свай, а на рисунке 5 (d) показан разрез тестовых свай.

.