Проектирование свайного фундамента: Проектирование свайного фундамента | СВ-Фундамент

Проектирование / 05.03.1977 / alexxlab / 0

Проектирование свайного фундамента | СВ-Фундамент

Проектирование свайных (свайно-винтовых) фундаментов в любом случае требует ответственного подхода, профессиональных знаний и достаточного опыта. Специалисты нашей компании имеют все условия для гарантии качества и оперативности проведения работ. Индивидуальный подход профессионалов к выполнению каждого проекта позволил добиться положительной репутации среди требовательных покупателей

Для работы в компании приглашаются лишь компетентные и опытные специалисты, которые помогают избежать ошибок или просчетов для сложных вычислений. Штат проектировщиков, изыскателей и строителей работает как единое целое, чтобы избежать недопонимания во время выполнения проекта. Современное качество гарантировано на всех этапах – от проектирования до монтажа фундамента.

Проектирование свайного фундамента основано на результатах предварительно выполненных инженерных геологических, геодезических и экологических изысканий. Материалы изысканий во многом зависят от результатов исследований грунтов, проведенных в полевых и затем лабораторных условиях, с анализом напластования грунтовых слоев с обязательным указанием уровня подземных вод (для установленного и прогнозируемого), чтобы провести комплексные расчеты.

Выполняется проектирование по определенному алгоритму: анализ несущих качеств грунта, выбор видов винтовых свай, с дальнейшим расчетом нагрузки для фундамента и расчетом числа стержней. Для пластов грунтов неоднородной структуры необходимо погружение винтовых свай на разную глубину.

Чтобы определить структуру и плотность грунта, обязательно нужно выполнить пробное завинчивание сваи. Эта процедура позволит понять наличие твердых пород на глубине ввинчивания стержней. Благодаря пробному завинчиванию удается избежать непредвиденных проблем при закладке на участке. Понимание мягкости грунта позволяет определиться с подходящим видом завинчивания свая – ручной либо механизированный.

Глубина ввинчивания свай с подходящей схемой фундамента подбирается с учетом плотности грунта. Именно по составленной схеме будут расставляться сваи для строения. Для надежного фундамента при проектировании необходимо обоснованно выбрать сваи (с учетом диаметра и длины), продумать конструктивно-технологические особенности здания, с указанием предположительных нагрузок и долговечности.

Строительство фундамента производится с завинчиванием винтовой сваи в грунт, в точности следуя схеме свайного фундамента. Завинчивание на глубине минимум 1.5 м. (глубина промерзания почвы на территории Ленинградской области). Если в верхних слоях залегают большие слои торфяников, производится наращивание и завинчивание свай до прочного введения в коренной грунт. Для установки винтовой сваи достаточно порядка четверти часа. При необходимости конструкция может демонтироваться для повторного применения в дальнейшем.

Проектирование и устройство свайных фундаментов

Процесс проектирования включает в себя ряд работ, на основании которых можно получить грамотный результат. Проектирование свайных фундаментов должно также включать в себя ряд изысканий. Только такой подход гарантирует получение надежного и долговечного фундаментного основания. Рассмотрим более подробно: что включает в себя разработка фундамента свайного типа?

Особенности проектирования свайных фундаментов

В основе проектирования лежат инженерно-геологические изыскания. На данном этапе определяют тип почвы, уровень промерзания грунта, уровень грунтовых вод и прочие факторы. Также для свайного фундамента определяется уровень сейсмичности района. Без проведения данных работ, строительство свайного фундамента не допускается. Далее определяются конструктивные и технологичные особенности конструкции.

Немаловажным фактором проектирования является точное определение условий эксплуатации. Проектирование свайного фундамента включает обязательные расчеты активных и второстепенных нагрузок. Если данными расчетами пренебречь, то сваи при интенсивной эксплуатации могут не выдержать, дом лопнет, что и приведет к плачевным последствиям. Нельзя пренебрегать и стандартами экологии. В СНиПАх сформированы определенные требования, соблюдение которых обязательно.

Что касается непосредственно свай, которые будут использованы для фундамента, рассчитывают технико-экономические показатели строительных материалов, прочностные и деформационные нагрузки, а также учитываются физико-механические свойства материалов. Стоит отметить, что проектирование осуществляется с учетом органичного описания нового объекта в существующий ландшафт. Этот пункт является второстепенным, однако пропускать его все же не стоит.

Проектирование свайного фундамента должно учитывать, что конструкция должна иметь определенный запас по прочности и надежности. Это обеспечит всему фундаменту долгий срок его эксплуатации, включая самые жесткие условия. Надежность должна быть обеспечена на каждой стадии возведения свайного фундамента. Эти требования, как правило, уже входят в проект. Проводится специализированный мониторинг, на основании которого уже имеется ряд типовых проектов.

При необходимости может быть разработать специальный проект под заказ. В данном случае учитываться будут ваши пожелания.

Кому доверять?

Для того чтобы все условия были соблюдены в полной мере, необходимо все работы доверять только высококвалифицированным строительным организациям, имеющим лицензии на все виды работ. Вносить изменения в утвержденный проект свайного или другого типа фундамента допускается только с разрешения проектной организации. Если вы решили лично внести какие-либо изменения в проект фундамента, то вы не можете подучить гарантии, что в дальнейшем вся конструкция буде работать как положено. Так как фундамент лежит в основе всего строения, то доверять стоит только профессиональным работникам.

Цены на проектировочные работы

Примеры проектов фундаментов

Проектирование свайных фундаментов: методика пректирования

Практически все возводимые сооружения, к примеру, жилые и нежилые здания, мосты и подобные постройки требуют наличия основы, то есть фундамента. Он считается основополагающим параметром, так как на нем будет возводиться сооружение, которое должно обеспечить его устойчивость на продолжительное время. Почему фундамент считается главным составляющим элементом, и как осуществляется проектирование свайных фундаментов требуется рассмотреть более подробно.

Для чего нужен фундамент

Главная задача фундаментной основы для любого сооружения, это его укрепление и прочность. Дело в том, что участки для строительства не всегда имеют геологическую устойчивость, поэтому требуется делать основу, которая позволит удерживать все сооружение не давая ему разрушиться. Основываясь такими критериями в строительстве применяются свайные фундаменты, которые гарантируют надежность, а именно устойчивость сооружения независимо от геологической нестабильности грунта.

Как определяется необходимость применения свайного фундамента

Изначально нужно отметить, что свайный фундамент требуется на участках, которые имеют неустойчивую форму, к примеру, песчаный, глинистый грунт или галечную основу. Но следует сказать, что применение свайного фундамента должно в непременном порядке базироваться исключительно на основе таких аспектов

• инженерно-геологических и гидрогеологических исследований;
• изучения климатических условий местности, где будет производиться строительство;
• особенности проектируемого здания или сооружения;
• местного опытного строительства.

Также главным параметром считается и такой показатель, как наличие грунтовых вод. Ведь сваи, используемые для фундамента изготавливаются из металла, а соответственно наличие влажной среды может привести к их коррозии. Данное положение регламентировано требованиями СНиП II-28-73 «Защита строительных конструкций от коррозии». Также в учет должны приниматься и другие особенности участка, где планируется строительство. К примеру, имеются регионы, где грунт находится постоянно в мерзлом состоянии, поэтому целесообразным будет использование свайного фундамента, но необходимо в данной ситуации придерживаться требований СНиП II-18-76 «Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах». То есть требуется непременно изучить руководство по проектированию свайных фундаментов.

Несущие свойства почвы представляет собой величину внешней нагрузки, которая имеет возможность выдержать определенную площадь грунта (см2/м2). Кроме этого, на несущие свойства почвы влияет непосредственно не только ее уплотненность, но и степень насыщения грунта влагой.

Составление проекта свайного фундамента

После того, как были произведены все необходимые исследования, обозначено проектирование и устройство свайных фундаментов, то следующим этапом должно быть составление проекта. Он основывается на таких исходных данных:

• отчетность о произведенных инженерно-геологических исследованиях;
• генеральный план в масштабе 1:2000 или 1:5000;
• физико-механические характеристики исследуемого грунта;
• гидрогеологические условия площадки для строительства;
• лабораторные данные относительно химического состава грунтовых вод;
• сведения об сейсмологических проявлениях;
• результаты, полученные на основе пробного забивания свай;
• проект планировки строительной площадки;

• наличие подвального помещения или цокольного основания;
• данные о предполагаемых нагрузках на фундамент;
• расположение водопроводной системы, канализации, а также электрических кабелей;
• характеристики фундамента, где будет устанавливаться оборудование или возможные углубления.

На основе обрабатываемых данных, если строительство сооружения начинается, и какие-то параметры требуют корректировки, то их непременно нужно внести своевременно. Таким образом можно избежать в дальнейшем дефектов, которые могут возникнуть из-за недобросовестно выполненных работ. Также следует отметить, что анализ обозначенных данных позволит определить, какой должна быть укладка свайного фундамента. Ведь существует такие варианты установки свай:

1. Сплошное свайное поле – применяется в том случае, когда возводимое сооружение будет оказывать на грунт большую нагрузку.
2. Свайная лента – используется для поддержки несущих стен.
3. Свайный куст – обозначенная разновидность свайного фундамента допускается применять, когда здание или сооружение будет тяжеловесом. В данном случае предусматривается использование 3-х свай в одном основании.
4. Одиночные сваи – предназначаются для установки, как основа для поддержки одиночных опор.

Если на участке, где будет возводиться сооружение может проявляться выделение почвенных газов, то используемым сваям потребуется осуществлять дополнительную изоляцию.

Разновидности свай

В зависимости от геологических исследований грунта для строительства фундамента могут использоваться разные виды свай. Они бывают:

• железобетонные;
• деревянные;
• сваи в железобетонной оболочке;
• железобетонные буроспускные;
• винтовые сваи со стальным или железобетонным стволом.

Также следует отметить, что на сегодня имеются и другие виды свай, например, булавовидные, пирамидальные и ромбовидные. Но так как они считаются новшеством, то их применение еще не широко распространено. Кроме этого, следует отметить, что бывают сваи-стойки и висячие.

1. Сваи-стойки. К ним относятся сваи, опирающиеся непосредственно на присутствующие скальные породы грунта или малосжимаемые. В данном случае нагрузка, осуществляемая на боковую поверхность сваи и ее концовку не имеет большого значение, поэтому и не учитывается.
2. Висячие (сваи трения). Обозначенный вид причисляется к сваям, применяемых на сжимаемых грунтах, при этом осуществляется передача нагрузки не только на боковые поверхности свай, но и на их нижний конец.

В качестве примечания необходимо отметить, что к малосжимаемым грунтам причисляются крупнообломочные почвы, в которых присущий песчаный заполнитель средней и плотной плотности. Также к обозначенному типу грунта относится и глина, имеющая крепкую консистенцию в водонасыщенном состоянии с наличием модуля деформации в значение Е ≥ 50 Мпа.

 Деревянные сваи делают из крепких пород деревьев и в длину составляют 6,5 и 8,5 метров. Но если при необходимости нужно использовать более длинные сваи, то с таким вопросом требуется обратиться непосредственно к руководству предприятия, занимающиеся производством свай.

Методика проектирования

Что касается методики проектирования свайных фундаментов по предельной деформации, то она основывается на группах расчетов предельных оснований.

Внешние нагрузки, которые должны также учитываться

Главными моментами, которые требуется в непременном порядке учитывать, так это такие параметры, как внешние нагрузки. Ими могут быть:

• какое предполагается количество этажей;
• как будут располагаться внутренние стены;
• используемые материалы для возведения стен, крыши и перекрытий.

Кроме этого, требуется обозначить, что нагрузки могут быть постоянные, временные и специального типа. Каждый из обозначенных видов нагрузок имеют свои особенности:

1. Постоянные. К постоянным относится непосредственно сам вес возводимого сооружения, а также присущий массив имеющейся почвы.
2. Временные зачастую возникают из-за выпадения снега или возникновения сильных порывов ветра.
3. Специального типа. Что касается нагрузок специального типа, то они могут проявляться в виде взрывной волны или сейсмологических колебаний грунта.

Кроме этого, также необходимо учитывать, что могут быть и периодичные нагрузки. Например, установка мебели, количество проживающих жильцов.

Правила, которые нужно соблюдать

Помимо учета нормативов, отмеченных в СНиП при применении свайного фундамента следует соблюдать такие правила:

1. Инженерно-геологическая выработка должна осуществляться не меньше, чем на 5 метров ниже глубины заложения устанавливаемой сваи, если используется рядовое или кустовое их расположение при нагрузке 3 МН. А вот при применении свайных полей углубления не должны быть меньше 10 метров.
2. Если на строительной площадке присущи грунты со специфическими свойствами, к примеру, просадочные, глинистые, органоминеральные. Также песчаные или органические, то глубина инженерно-геологических выработок должна определяться непосредственно на всю толщину имеющегося слоя, то есть до обнаружения прочного грунта.

Обозначенные параметры основываются на данных проектирования свайных фундаментов институтом, который занимается исследовательскими работами подземных сооружений.

Не следует приобретать деревянные сваи с наличием сколов, поскольку подобные дефекты приведут к увеличению брака материала.

Алгоритм действий по установке свай

В первую очередь требуется произвести инженерно-геологические исследования, учет параметров, правил и нюансов, только потом следует приступать к заложению свайного фундамента. Для этого, можно, к примеру, в домашних условиях выкопать или пробурить дырку в грунте на глубину не меньше 2,5 метров. Это необходимо, чтобы произвести исследование почвы, на котором планируется возводить сооружение. Рекомендуется проводить такую работу весной, поскольку в этот период можно выяснить о наличии грунтовых вод, так как их уровень поднимается после зимы.

Затем, в зависимости от полученных результатов исследований можно определить, какой вид свай использовать для свайного фундамента. Если же на выбранном участке присутствует повышенный уровень грунтовых вод, то следует произвести дополнительную обработку свай, во избежание коррозийных процессов.

В завершение следует отметить, что перед тем, как применять для строительства свайный фундамент необходимо определится с его целесообразностью. Ведь сваи можно применять не на всех грунтах, а если возникла такая необходимость, то нужно произвести соответствующие исследования, чтобы определиться, какие сваи допускается применять на том или ином участке. В данном случае рекомендуется обратиться к сотрудникам специализированных организаций, которые не только произведут надлежащее исследование участка для строительства, но и предоставят информацию, а также рекомендации по проектированию свайных фундаментов.

8.3.4. Проектирование свайного поля и ростверков

Основная задача проектирования свайного поля и ростверков сводится к максимальному использованию допускаемой на сваю расчетной нагрузки, обеспечению равнопрочности сваи по грунту и материалу, определению оптимальных типоразмеров свай к ростверков и их унификации, обеспечению минимального заложения ростверков и наименьших объемов земляных работ.

Под сооружениями с несущими стенами сваи располагаются, как правило, в один ряд. Не следует допускать недоиспользование несущей способности свай более чем на 15 %, перегрузку свай от постоянных и длительных нагрузок более чем на 5 %, от кратковременных нагрузок более чем на 20 %.

Для каркасных сооружений число свай в кустах должно быть минимальным. Не рекомендуется принимать число свай в кустах с нагрузкой до 10 000 кН более 16 шт. при сечении 30×30 см, более 12 шт. при сечении 35×35 см, более 9 шт. при сечении 40×40 см или диаметре 50—60 см.

В табл. 8.20 и 8.21 приведены параметры унифицированных кустов из забивных свай квадратного сечения для одноэтажных и многоэтажных зданий, в табл. 8.22 и 8.23 — унифицированных кустов из буронабивных свай без уширения и с уширенной пятой, в табл. 8.24 — унифицированных кустов из полых круглых свай и свай-оболочек. Данные этих таблиц облегчают определение передаваемой на сваю расчетной нагрузки по формуле

N_p = N/n ± k_xM_x ± k_yM_y,

(8.20)

где N_p, М_x, М_y — расчетные нагрузки, действующие на фундамент на отметке низа ростверка; n — число свай в кусте; k_х, k_y — коэффициенты, принимаемые по табл. 8.20–8.24.

Для сокращения трудоемкости подбора требуемого куста свай целесообразно воспользоваться номограммой, приведенной на рис. 8.15. Куст свай подбирают по заданным расчетным нагрузкам на фундамент N, М и принятой в проекте расчетной нагрузке на сваю F_h в следующем порядке:

– вычисляются n₀ = N/F_h и e = M/(k₂N), где коэффициент k₂ принимается в зависимости от ширины грани или диаметра сваи:

– точка пересечения линии n₀ и е определяет требуемые параметры куста свай и шаг свай a в продольном направлении;

– шаг свай в поперечном направлении вычисляется по формуле

.

Кусты свай принимаются по табл. 8.20.

ТАБЛИЦА 8.18. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАБИВНЫХ СВАЙ

Примечание. Знаки «+», «±» и «–» соответственно обозначают: рекомендуется для применении; применение возможно при соответствующем обосновании; применение не рекомендуется.

ТАБЛИЦА 8.19. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ (ПО ТИПОВОМУ ПРОЕКТУ ФУНДАМЕНТПРОЕКТА, ИНВ. № 11740)

¹ Перед чертой указан диаметр ствола, за чертой — диаметр уширения.

Примечание. То же, что и к табл. 8.18.

ТАБЛИЦА 8.20. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ЗАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

ТАБЛИЦА 8.21. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ЗАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

ТАБЛИЦА 8.22. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

ТАБЛИЦА 8.23. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ БУРОНАБИВНЫХ СВАИ С УШИРЕНИЕМ В НИЖНЕЙ ЧАСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

1 Перед чертой указан диаметр ствола, за чертой — диаметр уширения.

ТАБЛИЦА 8.24. ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ СВАЙНЫХ ГРУПП (КУСТОВ) ИЗ ПОЛЫХ КРУГЛЫХ СВАЙ И СВАЙ–ОБОЛОЧЕК ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Пример 8.7. Подобрать куст свай. Дано: N = 8000 кН, M = 2000 кН×м, b_p = 35 см, F_h = 1200 кН, k₂ = 1,167.

Решение. Определяем: n₀ = 8000/1200=7; е₀=2000/(1,167 · 8000) = 0,214. По номограмме выбираем куст КС-8 с параметрами:

a₀ = 2,39 е₀k₂ = 2,39 · 0,214 · 1,167 = 0,6 м; b_i = = 0,86 м > 1,5b_p = 0,525 м.

Размеры ростверков в плане принимаются кратными 30 см и на 20 см больше размеров куста свай по наружному контуру. Конструктивная высота ростверков назначается на 40 см больше глубины стакана или с учетом необходимой заделки анкерных болтов. Расчетная высота ростверков должна быть наименьшей. При ее подборе целесообразно сначала увеличить марку бетона ростверков, а затем его высоту. Размеры ростверков по высоте принимаются кратными 15 см.

Ростверки армируют сварными арматурными изделиями. Стенки стакана ростверка армируют пространственным каркасом, устанавливаемым на подготовку, и поперечными сетками, надеваемыми на пространственный каркас. Расстояние между поперечными сетками принимается не более 1/4 глубины заделки колонны и не более 20 см.

Число арматурных сеток, рассчитанных на местное сжатие, должно быть не менее двух под железобетонными колоннами и не менее четырех под стальными колоннами. Расстояние между сетками по высоте принимается 5—10 см.

Фундаменты из свайного поля размером более 10×10 м проектируют по той же схеме, что и кустовой свайный фундамент, но при этом должны быть обоснованы формы расположения свай (сплошная или кольцевая, по прямоугольной сетке, по радиальным прямым или концентрическим окружностям), расстояние между сваями и порядок их забивки, исключающие выпучивание грунта и недобивку свай.

Сопряжение свай с ростверком осуществляется в соответствии с рекомендациями Руководства [3].

Руководство по проектированию свайных фундаментов

Рис. 8.15. Номограмма для подбора куста свай

КС — куст свай; а, а₀ — расстояние между сваями по направлению действия момента при прямоугольной шахматной сетке расположения свай

Число свай в фундаменте следует определять из условия восприятия вдавливающих нагрузок и моментов. Если установленное число свай не обеспечивает восприятия горизонтальных нагрузок, следует применять: наклонные сваи, балки-связи, позволяющие распределить горизонтальные нагрузки на менее загруженные фундаменты; короткие дополнительные сваи в кусте, воспринимающие только горизонтальную нагрузку; зуб, устраиваемый на 1—1,5 м ниже подошвы ростверка и бетонируемый враспор.

Проектирование свайных фундаментов при агрессивных грунтовых водах проводится с учетом требований СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.

На стадии изысканий следует установить источник агрессивности подземных вод и, если это возможно, разработать мероприятия по его устранению. В. последнем случае антикоррозионная защита свай и ростверков не требуется. Защита свай и ростверков от коррозии должна проводиться в зависимости от степени и характера агрессивности подземных вод одним из следующих способов:

• – повышением защитных свойств бетона за счет увеличения его плотности, повышением трещиностойкости, применением сталей, вяжущих и заполнителей, наиболее стойких к данной агрессивной среде;
• – применением цементов сульфатостойких, кислотостойких и с умеренной экзотермией;
• – обмазкой или пропиткой свай и ростверков химическими составами.

Обмазку или пропитку следует применять в том случае, если нельзя повысить защитные свойства материала или применить специальные цементы.

При наличии агрессивных подземных вод под ростверки рекомендуется устраивать подготовку из втрамбованного в грунт щебня толщиной не менее 10 см с проливкой битумом.

При устройстве свайного фундамента вблизи подземного сооружения заложение ростверков следует принимать наименьшим независимо от глубины подземного сооружения, принимая дополнительные мероприятия для восприятия сваями горизонтальных нагрузок.

Проектирование свайных фундаментов в Санкт-Петербурге

Услуги

• Главная
• Проектирование фундамента на винтовых сваях

Строительство любого здания на винтовых сваях должно начинаться с проектирования фундамента. Этот процесс очень серьёзный, и должен производиться исключительно компетентными и квалифицированными компаниями, у которых есть соответствующие разрешения на проведение подобной работы.

Проектирование винтовых свай для основания дома основывается на следующих этапах:

1. Анализ почвы и типа грунта, проведение экологических изысканий на земельном участке.
2. Сбор информации о конструкции будущей постройки.
3. Расчет будущей нагрузки на сваи, при которой учитывается масса строительных материалов, снеговая и ветровая загрузка.
4. Рассчитывается несущая способность одной сваи.
5. Принимаются во внимание условия и сроки использования фундамента.

Свайный фундамент используется в строительстве чрезвычайно часто, поэтому существует множество различных вариантов, которые учитывают почти любые строительные условия. Они предполагают самые разные пути решения, в том числе технические и экономические аспекты и возможности.

Проектирование фундамента на винтовых сваях должно четко соблюдать следующие правила:

1. Винтовые сваи должны быть равно удалены друг от друга не больше чем на три метра. Самостоятельно свая очень прочная, однако, слабину или прогиб может дать деревянная лага. Нередко сваи в промежуточных рядах углубляют больше, и опираются на них сначала бревна и брусья, а потом уже лаги.
2. Когда в доме ставятся стены, в тех местах, где они пересекаются и примыкают к наружным стенам, ставят дополнительные сваи.
3. Перед тем, как произвести установку свай и лаг, специалисты рассчитывают направление для укладки половых досок.
4. Проектирование винтовых свай должно учитывать их длину, которую подбирают с учетом уровня промерзания грунта, степени углубления их в стабильную почву, а также размер надземной части металлической конструкции. Последнее узнают, основываясь на выбранной высоте цоколя. Как правило, она составляет от 40 до 60 сантиметров.

Проектирование винтовых свай позволяет качественно рассчитать будущее основание. Так фундамент получится максимально надежным и прочным, поскольку проект свайного фундамента учитывает все нюансы данной конструкции, позволяет избежать неточностей и ошибок при возведении основания для здания. Специалисты компании «Сваисад» производят полный спектр работ по установке фундамента на сваях. Монтаж и проектирование свайного фундамента в Санкт-Петербурге и Ленобласти производится с использованием нового качественного оборудования и спецтехники. Мы всегда учитываем особенности грунта, рельефа и постройки, что позволяет нам делать качественное основание по доступным для Вас ценам!

Форма заказа

Основы проектирования фундаментов из свай,оболочек и столбов

Из рассмотренных видов свай и оболочек в фундаментах мостов наиболее часто применяют забивные железобетонные сваи и оболочки, а также буровые сваи различных типов с высоким или низким ростверком.

Подошва низкого ростверка в непучинистых грунтах (крупнообломочных грунтах, крупных песках) может быть расположена на любом уровне при условии, что толща этих грунтов простирается ниже глубины промерзания. Если это условие не выполняется, а также в случае расположения ростверка в пучинистых грунтах (средней крупности, мелких и пылеватых песках, супесях, суглинках и глинах) его подошва должна быть не менее чем на 0,25 м ниже уровня промерзания. Это требование имеет целью исключить возможность деформирования ростверка при промерзании грунта.

Подошву высокого ростверка надлежит располагать не менее чем на t+0,25 м ниже уровня низкого ледостава (t — толщина льда, м), чтобы не допустить передачи горизонтальной нагрузки от льда непосредственно на сваи или оболочки фундамента. Если ростверк в начальный период эксплуатации является низким, а затем может в результате размыва грунта стать высоким, то при выборе отметки его подошвы необходимо учитывать требования, предъявляемые как к низким, так и к высоким ростверкам.

Усилия, возникающие в сваях и оболочках, а также перемещения ростверка и расположенного на нем сооружения зависят не только от размеров и числа свай, но и существенно от их взаимного расположения. При одном и том же числе свай, но размещении их по разным схемам усилия в сваях и перемещения ростверков могут различаться в несколько раз. В связи с этим очень важно правильно выбрать схему расположения свай. Одна и та же схема может быть рациональной в одном случае и нерациональной в другом.

При расчете обычно используют плоские расчетные схемы свайных фундаментов, получаемые проецированием последних на вертикальную плоскость, параллельную плоскости действия нагрузки. Плоские расчетные схемы удобны и для анализа характера работы свайного фундамента.

В зависимости от конкретных условий наиболее рациональной может оказаться та или иная схема расположения свай. Если же несущая способность свайного фундамента ограничивается прочностью материала сваи, то наиболее рациональной является козловая схема, при которой в свае возникают наименьшие изгибающие моменты.

В большинстве практических случаев свайные фундаменты могут быть запроектированы со сваями различных видов, с разной площадью поперечного сечения и с разной длиной. В таких случаях принято составлять несколько вариантов фундаментов, а затем для выбора лучшего из них производить их технико-экономическое сравнение. Число составляемых вариантов не должно быть чрезмерно большим, поэтому из рассмотрения заранее исключают те, для осуществления которых строительная организация не располагает необходимым оборудованием. Учитывают также наличие у строительной организации опыта устройства фундаментов намечаемых типов.

При проектировании свайных фундаментов с высоким ростверком для обеспечения устойчивости свай (против продольного изгиба) и малых горизонтальных перемещений ростверка целесообразно применять сваи с большой площадью поперечного сечения. Особенно важно это, когда используют только вертикальные сваи и оболочки.

Длину свай следует назначать с учетом целого ряда обстоятельств. Если под верхними слоями слабого грунта на легко достижимой глубине расположен грунт с высокой несущей способностью, то, как правило, целесообразно опирать сваи на него и в соответствии с этим назначать длину свай. Если в основании залегают грунты с более или менее одинаковой несущей способностью, то увеличение длины свай в одних случаях может оказаться целесообразным, а в других нет. Этот вопрос надлежит решать сравнением вариантов опор, различающихся длиной свай.

Часто (особенно при проектировании фундаментов опор мостов) встречаются случаи, когда необходимое по расчету число свай оказывается столь большим, что для размещения их приходится увеличивать размеры ростверка в плане (по сравнению с наименьшими, определяемыми размерами нижнего сечения опоры). Так как ростверк обычно проектируют жестким, то увеличение его размеров в плане приводит к увеличению его толщины и массы, а как следствие этого — к дополнительному увеличению числа свай. В таких случаях следует по возможности добиваться уменьшения числа свай в фундаменте путем повышения их несущей способности. Этого можно достигнуть увеличением длины свай, площади их поперечного сечения или применением свай с уширением.

Проектирование свайных фундаментов (составление каждого варианта) выполняют обычно в следующем порядке. Назначают отметки обреза и подошвы ростверка и ориентировочные размеры его в плане. С учетом веса ростверка уточняют нагрузки различных сочетаний, действующие на свайный фундамент. Намечают вид свай (или оболочек), размеры их поперечного сечения и длину, при этом учитывают геологические условия на месте строительства и возможности обеспечения строительной организации оборудованием, необходимым для устройства свай. По нормам определяют расчетное сопротивление сваи по грунту при действии продольной нагрузки. Ориентировочно намечают число свай и выбирают схему их расположения. При этом учитывают характер действующих нагрузок и необходимость обеспечения малых горизонтальных перемещений ростверка во всех направлениях. Затем производят расчет свайного фундамента на сочетание нагрузок, которое предполагается наиболее опасным. По результатам этого расчета определяют расчетные усилия, действующие со стороны ростверка на каждую сваю, и перемещения ростверка. По найденным значениям усилий производят расчет прочности свай, а для железобетонных свай — также и их трещиностойкости (по обычным методам расчета железобетонных, металлических и деревянных конструкций).

При проектировании свайных фундаментов с низким ростверком горизонтальные перемещения не проверяют. Вместо этой проверки определяют горизонтальную нагрузку, приходящуюся на одну сваю; такая нагрузка не должна превышать некоторой величины, устанавливаемой нормами. Считают, что если это условие выполнено, то горизонтальные перемещения ростверка невелики (не превышают 1 см).

Вертикальные перемещения (осадки) свайных фундаментов как с низким, так и с высоким ростверком, найденные расчетом, должны удовлетворять требованиям проекта.

В подавляющем большинстве случаев ростверки проектируют с малыми размерами уступов в плане, поэтому расчет их на прочность производить не требуется. В отдельных случаях размеры уступов в плане бывают велики по сравнению с толщиной ростверка; в таких случаях надо производить расчет их прочности. При проверке прочности сечений ростверка слой бетона, уложенного подводным способом, не учитывают.

Если в результате расчета выявится, что сваи при каком-либо возможном сочетании нагрузок не обладают достаточной прочностью либо несущей способностью по грунту, или выявится, что перемещения фундамента недопустимо велики, или будет установлена недостаточная прочность ростверка, то необходимо изменить конструкцию фундамента (например, увеличить число или длину свай) и заново произвести его расчет. Необходимость в изменении конструкции фундамента и повторном его расчете возникает и тогда, когда в результате сделанного расчета выявляют излишние запасы прочности конструкции. Так, при излишних запасах прочности материала свай и одновременно несущей способности их по грунту необходимо уменьшить число свай или их размеры.

глубина, усиление и обвязка, минусы конструкции

В условиях неустойчивых и подверженных пучению грунтов целесообразно строить здания с применением свайных фундаментов, такая конструкция является более устойчивой и надежной. Проектирование и устройство свайных фундаментов базируется на следующих принципах.

Свайные фундаменты рекомендованы для применения в сложных геологических условиях, они являются практически единственным вариантом при постройке зданий в местности со значительной глубиной промерзания грунта. Кроме того, их применение оправдано на слабых грунтах, в зонах с высоким уровнем грунтовых вод.

Конструктивно такие фундаменты состоят из следующих элементов:

• сваи
• ростверк

Сваи представляют собой стержень, который может быть изготовлен из различных материалов. Сваи различаются также по способу монтажа, являются основным несущим элементом конструкции.

Ростверк или верхняя обвязка свай служит для распределения нагрузок, создаваемых конструкцией здания. В зависимости от материала стен возможна обвязка свайного фундамента брусом, железобетонными балками, металлическими элементами.

По принципу монтажа ростверк можно разделить на сборные и монолитные конструкции.

Преимущества и недостатки свайных конструкций

Выбор фундамента такого типа обеспечивает застройщику целый ряд преимуществ, причем не только технического характера:

• Значительно сокращается объем земляных работ.
• Свайный фундамент значительно лучше воспринимает нагрузку, он может применяться для постройки зданий, имеющих значительную высотность.
• Меньшая потребность в бетоне и других сыпучих строительных материалов.
• Монтажные работы могут выполняться в любое время года, включаю  зиму.
• Конструкции свайного фундамента не подвергаются деформации при сдвижках грунта.

Несмотря на все очевидные преимущества, существует также ряд факторов, которые положительными не назовешь.

Свайный фундамент, даже при большом желании, не назовешь дорогим, в зависимости от длины и материала, из которого изготовлены сваи, их стоимость может достигать значительных сумм. Правда, экономия других материалов, необходимых для устройства фундамента, все-таки делает такой выбор экономически целесообразным.

Забивка свай требует применения специализированной высокопроизводительной строительной техники, найти которую в некоторых регионах бывает очень проблематично. Исключение составляют винтовые и набивные сваи, о способах их монтажа поговорим ниже.

Несмотря на эти минусы свайного фундамента, он достаточно широко применяется в строительстве, особенно в промышленных масштабах.

Виды фундаментных свай

Все применяемые в строительстве сваи можно классифицировать по нескольким признакам.

В зависимости от применяемого материала сваи бывают:

• Железобетонные сваи могут применяться для сооружения массивных построек, отлично работают при значительных нагрузках.
• Металлические сваи более просты в монтаже, имеют меньшую массу, что значительно облегчает их доставку на объект.
• Деревянные сваи имеют ограниченный диапазон применения, это связано с подверженностью дерева гниению. В основном, используются для постройки зданий с небольшим сроком эксплуатации, являются самым дешевым видом подобного материала. При выборе таких элементов целесообразно выполнить усиление свайного фундамента.

Деревянные сваи

По механизму монтажа сваи можно разделить на следующие виды:

• Забивные сваи. Процесс их монтажа является самым трудоемким, требует, как уже говорилось, применения специальной техники.
• Винтовые сваи устанавливаются простым вкручиванием в грунт. В частном строительстве это можно сделать вручную.
• Буронабивные сваи. Для их устройства по технологической схеме фундамента бурят скважины определенной проектом глубины, которые заливаются бетонной смесью.
• Буровые сваи —  железобетонные сваи, монтируемые в предварительно пробуренные скважины.

По принципу действия, способу передачи нагрузки сваи подразделяются на висячие сваи и стойки.

Висячие сваи применяются на грунтах, не имеющих слоев устойчивого грунта. В этом случае свайный фундамент, нагрузка через который передается за счет сил трения боковых поверхностей элемента и грунта, находится в своеобразном подвешенном состоянии.

Стойки. Такие сваи опираются на слой твердого грунта, имеющегося на определенной глубине. Применение таких свай более целесообразно, конструкции с их применением практически не дают усадки.

По технологической схеме размещения свай можно выделить следующие виды конструкций:

• Одиночные сваи
• Кустовые сваи
• Сваи с ленточным размещением

Правила заложения  фундамента

Проект свайного фундамента должен разрабатываться на основании серьезных геологических исследований. Их целью является определение состава грунта, его технических характеристик, глубины промерзания, структуры пород. На основании таких данных определяется тип применяемых материалов, их геометрические размеры.

При возможности применения нескольких видов свай, предпочтение следует отдавать более выгодному с экономической точки зрения материалу.

При определении длины свай следует учитывать глубину промерзания грунта. Только при условии, что глубина свайного фундамента превышает это значение, будет обеспечена надежность и эффективная работа всей конструкции.

Ростверк монтируется на сваях таким образом, чтобы обеспечивалось его горизонтальное положение. В связи с тем, что обрезку железобетонных свай проблематично выполнить строго по уровню, для монтажа ростверка применяют специальные оголовки, которые позволяют корректировать длину сваи.

При устройстве монолитного ростверка обязательно выполнять его армирование в соответствии с требованиями разработанного проекта. Для рубленых или других деревянных стен лучше всего выполнять ростверк из бруса, обработанного средствами, усиливающими стойкость к гниению.

Многолетний опыт применения конструкций такого типа позволяет сделать очевидный вывод — сваи и свайные фундаменты доказали эффективность своего применения в любых условиях.

При выборе такого варианта для постройки загородного дома необходимо просчитать экономическую выгоду от его применения. В некоторых случаях устройство ленточного фундамента, если позволяют условия, обойдется дешевле. Для частного домостроения наиболее оптимальным будет вариант устройства буронабивных свай, он позволяет совместить преимущества свайного метода и обычного ленточно-столбового фундамента.

Краткое руководство по проектированию свайного фундамента

Глубокий фундамент, такой как сваи, представляет собой конструктивный элемент, передающий нагрузки от надстройки на коренную породу или более прочный слой почвы. Сваи могут быть стальными, бетонными или деревянными. По стоимости свайный фундамент стоит дороже, чем фундамент мелкого заложения. Несмотря на свою стоимость, сваи часто необходимы для обеспечения безопасности конструкций.

Рисунок 1: Свайный фундамент

Когда можно использовать сваи?

Слабые почвы

Если верхние слои почвы слишком слабые или сильно сжимаемые, чтобы выдерживать нагрузки, передаваемые надстройкой, используются сваи для передачи этих нагрузок на более прочный слой почвы или на коренную породу.Сваи, которые передают нагрузки в основание, называются сваями с торцевыми опорами. Этот тип сваи зависит исключительно от несущей способности нижележащего материала на вершине сваи. С другой стороны, когда коренная порода слишком глубокая, сваи могут постепенно передавать нагрузки через окружающую почву за счет трения. Этот тип сваи называется сваей трения.

Горизонтальные силы

Сваи — более подходящий фундамент для конструкций, подверженных горизонтальным нагрузкам. Сваи могут противостоять горизонтальным воздействиям за счет изгиба, передавая вертикальные силы от надстройки.Это типичная ситуация для проектирования земляных подпорных сооружений и высоких сооружений, подверженных сильному ветру или сейсмическим силам.

Грунты расширяющиеся или просадочные

Набухание или усадка грунта может оказать значительное давление на фундамент. Возникает на расширяющихся или просадочных почвах из-за увеличения или уменьшения влажности. Это также может привести к большему ущербу для фундаментов мелкого заложения; в этом случае сваи могут использоваться для расширения фундамента за пределы активной зоны или там, где может произойти набухание и усадка.

Подъемные силы

Подъемные силы возникают в результате гидростатического давления, сейсмической активности, опрокидывающих моментов или любых сил, которые могут вызвать отрыв фундамента от земли. Это обычное явление для таких конструкций, как опоры электропередачи, морские платформы и подвалы. В этой ситуации считается, что свайный фундамент выдерживает эти подъемные силы.

Эрозия почвы

Эрозия почвы на поверхности земли может вызвать потерю несущей способности почвы.Это может серьезно повредить конструкции с неглубоким фундаментом.

Как определить длину стопки?

Исследование почвы играет важную роль в выборе типа сваи и оценке необходимой длины сваи. Оценка длины сваи требует хорошей технической оценки геотехнических данных площадки. В зависимости от механизма передачи нагрузки от конструкции к грунту его можно классифицировать: а) торцевые сваи. (б) фрикционные сваи и (в) уплотняющие сваи.

Сваи концевые

Предел несущей способности концевой сваи зависит от несущей способности нижележащего материала на вершине сваи. Необходимую длину сваи этого типа можно легко оценить, определив расположение коренной породы или прочного слоя почвы, если он находится на разумной глубине. В случаях, когда присутствует твердый пласт, а не коренная порода, длина сваи может быть увеличена еще на несколько метров в слой почвы, как показано на Рисунке 2b.

Сваи фрикционные

Фрикционные сваи (рис. 2c) используются, когда слой коренной породы или твердый пласт не существует или находится на необоснованной глубине. В этом случае использование торцевых свай становится очень долгим и неэкономичным. Предельная несущая способность фрикционных свай определяется поверхностным трением, возникающим по длине сваи и окружающей почвы. Длина фрикционных свай зависит от прочности грунта на сдвиг, приложенной нагрузки и размера сваи.

Сваи уплотнительные

Уплотняющие сваи — это тип свай, которые забиваются в сыпучий грунт для обеспечения надлежащего уплотнения грунта у поверхности земли.Длина уплотняющих свай в основном зависит от относительной плотности до и после уплотнения, а также от необходимой глубины уплотнения. Сваи уплотнения обычно короче других типов свай.

Рисунок 2: (a) и (b) Концевые опорные сваи, (c) Фрикционные сваи

Механизм передачи нагрузки для свай

Рассмотрим нагруженную сваю длиной L и диаметром D, как показано на рисунке 2. Нагрузке Q на сваю должен выдерживать в основном грунт на дне сваи Q _p ., и частично за счет поверхностного трения, развиваемого вдоль вала Q _s . Как правило, предельная несущая способность (Qu) сваи может быть представлена ​​суммой нагрузки, оказываемой на вершину сваи, и нагрузки, оказываемой за счет поверхностного трения, или как показано в уравнении 1.

Q _u = Q _p + Q _s (1)

Q _u = предельная грузоподъемность

Q _p = Допустимая нагрузка на концевую опору

Q _с = Сопротивление поверхностному трению

Однако для свай с торцевыми опорами нагрузке Q в основном противостоит грунт под верхушкой сваи, и сопротивление поверхностному трению минимально.С другой стороны, нагрузке Q на фрикционные сваи в основном противостоит только поверхностное трение, а не несущая способность конца Q _p . Пределы допустимой нагрузки для концевых опор и фрикционных свай находятся в уравнениях 2 и 3 соответственно.

Q _u ≈ Q _p (2)

Q _u ≈ Q _s (3)

Как проектировать сваи?

Проектирование и анализ глубоких фундаментов, таких как сваи, в некотором роде является искусством из-за всех неопределенностей, связанных с интерпретацией геотехнических данных.Несмотря на многочисленные теоретические и экспериментальные подходы к анализу поведения и оценке несущей способности свай в различных типах грунтов, тем не менее, нам еще предстоит многое понять в механизме свайного фундамента. К счастью, с развитием структурной инженерии появилось различное программное обеспечение, которое мы можем использовать, чтобы минимизировать эти неопределенности и сократить время расчета.

Ниже приведены некоторые процессы, которым мы можем следовать при проектировании свайного фундамента:

Данные геотехнического отчета

Как обсуждалось ранее, проектные данные перед фундаментом, такие как тип, длина и размер сваи, предварительно определяются на основе данных геотехнического отчета.Некоторые из критических параметров, которые необходимы для дальнейшего проектирования и анализа свайного фундамента, — это типы грунта, удельный вес, прочность на сдвиг, модуль реакции земляного полотна и данные о грунтовых водах

Структурный анализ

Последние разработки в области проектирования конструкций включают программное обеспечение для проектирования конструкций, которое направлено на повышение наших навыков как инженеров-строителей и создание безопасных проектов, особенно со сложными конструкциями. Существует различное программное обеспечение FEA, которое мы можем использовать для моделирования наших конструкций и создания реакций, поперечных сил и изгибающих моментов опор надстройки.Полученные данные затем следует использовать для проектирования и анализа фундамента.

Проект фундамента

Подобно программному обеспечению FEA, которое мы использовали для анализа и создания опорных реакций надстройки, существует также множество программ для проектирования фундаментов, которые мы можем использовать для проектирования свайных фундаментов в соответствии с различными проектными нормами. (примечание: для упрощения калькулятора попробуйте наш бесплатный калькулятор бетонного основания).

Программное обеспечение для проектирования фундаментов свай требует различных входных данных для выполнения проверок проекта.Он включает в себя геометрические данные, профили грунта, свойства материалов для бетона и стальной арматуры, схемы армирования, параметры проектирования, указанные в кодах проектирования, и данные реакции, экспортированные из программного обеспечения для расчета конструкций.

Рисунок 3: Программное обеспечение для проектирования фундамента

Программное обеспечение Foundation

Некоторые стандартные проверки проекта, которые выполняются при проектировании свайного фундамента:

Проверка геотехнической способности завершается, когда несущая способность грунта на конце определяется путем деления приложенных вертикальных нагрузок на несущую способность грунта.Коэффициент не должен превышать 1,0. Поперечно нагруженные сваи также проверяются путем оценки значений предельных и допустимых поперечных нагрузок.

Проверка несущей способности конструкции выполняется путем определения осевой прочности, прочности на сдвиг и изгиб в соответствии с выбранным кодом проектирования. Хотя для свайного фундамента вероятность возникновения геотехнического разрушения выше, чем разрушения конструкции, все же необходимо выполнить эту проверку для принятия мер безопасности.

Оптимизация

Инженер-строитель всегда должен отдавать приоритет безопасности при проектировании любых типов конструкций.Однако инженеры также могут оптимизировать свою конструкцию, экспериментируя с различными размерами свай и схемами армирования, что приводит к уменьшению общего количества материалов и общей стоимости конструкции без ущерба для безопасности и при сохранении минимальных стандартов, требуемых кодексом.

Сводка

Процесс проектирования свайного фундамента обычно включает в себя хорошую интерпретацию геотехнических данных площадки, моделирование и анализ надстройки с помощью программного обеспечения FEA, создание опорных реакций, проверки конструкции фундамента и оптимизацию для разработки безопасного и экономичного проекта.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с подробной информацией о Канзасе

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. «

Хесус Сьерра, П.Е.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов ».

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам ».

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

— «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо «.

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Джозеф Фриссора, П.Е.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

Обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

предоставленных фактических случаев «

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

испытание потребовало исследования в

документ но ответы были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

в пути «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, П.Е.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утром

метро проезд

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово

по ваш промо-адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительно

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера ».

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими, а

хорошо организовано. «

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, П.Е.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса по этике в Нью-Джерси были очень хорошими.

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс.

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материалы для изучения, а потом вернуться.

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея заплатить за

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, который требует

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и немедленного получения

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много различных технических областей за пределами

по своей специализации без

надо ехать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Глубокий (свайный) фундамент — расчеты, методы проектирования и строительства

Сваи — это относительно длинные и тонкие элементы, используемые для передачи нагрузок на фундамент через слои грунта с низкой несущей способностью на более глубокий грунт или скалу с более высокой несущей способностью. Метод, которым это происходит, лежит в основе простейшей классификации типов свай.У нас есть два основных типа свай (типы свай):

1. Сваи концевые

2. Сваи фрикционные (или плавающие)

Для обоих типов свай требуется дополнительное различие в зависимости от способа установки.

1. Забивные (или вытесняющие) сваи: Эти сваи, как правило, предварительно формуются перед тем, как забивать, поднимать, привинчивать или забивать землю.
2. Буронабивные сваи: Для этих свай сначала просверливается отверстие в земле, а затем обычно в нем формируется свая.

Эти категории можно подразделить на:

Большой рабочий объем

• Предварительно отформованные — вбиты в землю и оставлены на месте
  • — массив — древесина / бетон
  • — Пустотелый с закрытым концом — Стальные или бетонные трубы
• Формованная на месте — закрытая трубчатая, приводимая в движение, затем извлекаемая, заполняющая пустоты бетоном

Малый водоизмещение

• Винтовые сваи
• Стальная труба и H-образные профили — (Трубы могут закупориваться и стать большим смещением)

Нет смещения

• Пустота, образованная бурением или выемкой грунта, затем заполненная бетоном.Во время строительства может потребоваться поддержка отверстия, для чего существует два основных варианта.
  • Стальной кожух
  • Буровой раствор

Нагрузки на сваи

На поверхность почвы со стороны вышележащей конструкции могут применяться комбинации вертикальной, горизонтальной и моментной нагрузки. Для большинства фундаментов нагрузки, прикладываемые к сваям, в основном вертикальные. Горизонтальные нагрузки, возникающие из-за ветровых нагрузок на конструкции, обычно относительно невелики, и ими пренебрегают.Однако для свай на пристанях, фундаментов опор мостов, высоких дымовых труб и морских свайных фундаментов важно учитывать поперечное сопротивление.

Здесь рассматривается только расчет свай, подверженных вертикальным нагрузкам. Анализ свай, подверженных боковым и моментным нагрузкам, более сложен из-за характера взаимодействия грунт-конструкция. Помимо их способности передавать нагрузки от фундамента на нижележащие пласты, сваи также широко используются в качестве средства контроля осадки и дифференциальной осадки.В этих примечаниях учитывается только предельная осевая нагрузка.

Вертикальные сваи

Предельная вместимость одинарных свай

Общее сопротивление свае можно разделить на составляющие от основания и вала. Рассмотрение статического равновесия дает окончательную производительность как:

P _u = P _su + P _bu — W

P _u Предельная несущая способность сваи

P _bu = Предельное сопротивление в основании сваи (Базовое сопротивление)

P _{su =} Предельное сопротивление боковому сдвигу на стволе сваи (Сопротивление вала)

Вт = собственный вес сваи

Базовое сопротивление

При анализе поведения сваи предельное сопротивление основания принято выражать как

.

P _bu = A _b (f _b + p _o )

A _b = Площадь на плане свайного основания

f _b = Чистое предельное сопротивление на единицу площади основания

p _o = Давление вскрыши на уровне основания

Если свая не выступает над поверхностью почвы, выясняется, что вес сваи обычно аналогичен силе, создаваемой давлением покрывающих пород.Таким образом,

W ≈ A _b p _o

и P _u = P _su + A _b f _b

Боковое сопротивление

As = Площадь контакта ствола сваи с почвой

= Среднее конечное сопротивление стороны на единицу площади

В общем, боковое сопротивление будет функцией глубины под поверхностью, потому что как недренированная прочность su (краткосрочный недренированный анализ), так и эффективные напряжения (долгосрочный анализ) увеличиваются с глубиной.Среднее напряжение сдвига можно математически выразить как

где L — длина сваи

Анализ общих напряжений (глинистые почвы)

Для этих почв предельная емкость часто определяется краткосрочным (недренированным) состоянием.

Базовое сопротивление

Это простая проблема несущей способности, то есть

где qf — предельная несущая способность.Для грунта с fu = 0 предельную несущую способность можно записать как

q _f = N _c s _u + g D = N _c s _u + p _o

Чистое предельное сопротивление просто

f _b = N _c s _u

и предельное базовое сопротивление примерно

P _bu = A _b (N _c s _u + p _o )

Условно принимать c _u = c _ub

, где переводник — сопротивление недренированному грунту на сдвиг у основания сваи, при условии, что fu равно нулю.Затем значение Nc можно получить из диаграммы Скемптона (p28 Data Sheets), которая применима для Φu = 0.

При использовании этой таблицы важно проверить отношение длины к диаметру L / D (D / B на диаграмме). Обычно предполагается, что свайные основания можно рассматривать как глубокие фундаменты и что N _c = 9. Однако, если L / D меньше 4, N _c будет меньше 9, как показано в таблице ниже, и предельная емкость будет также уменьшена.

Боковое сопротивление

Для оценки бокового сопротивления насыщенных глин используются методы анализа как полного, так и эффективного напряжения.Здесь мы рассматриваем только метод полного напряжения или α-метод.

su (z) = недренированная прочность грунта на глубине z

α = эмпирический коэффициент уменьшения, который зависит от:

• Тип почвы
• Тип сваи
• Прочность почвы (см. Таблицу ниже, лист данных p105)
• Способ установки
• Время с момента установки

При отсутствии дополнительной информации для оценки α можно использовать приведенную ниже таблицу.

Сообщите нам в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!

Метод местного проектирования свайных фундаментов

В данной работе делается попытка предложить метод местного проектирования свай, основанный на результатах испытаний свайной нагрузки для эталонного участка. Такой LPDM просто основан на идентификации трех безразмерных величин, таких как коэффициент пропускной способности CR, коэффициент жесткости SR и коэффициент групповой осадки. Чтобы доказать надежность LPDM, экспериментальные данные, собранные в течение многих лет в Неаполитанской области (Италия), были использованы для получения вышеупомянутых коэффициентов.Затем LPDM был применен в качестве метода предварительного проектирования к трем хорошо задокументированным случаям применения подходов по пропускной способности и расчету на основе расчетов (CBD и SBD). Удовлетворительное соответствие между геометрией первоначального проекта свай и геометрией, полученной с помощью LPDM, доказывает, что предложенная методология может быть очень полезной для предварительного проектирования, обеспечивая разумную точность и требуя небольшого количества ручных расчетов.

1. Введение

Проектирование фундаментных систем — это инженерный процесс, который, следовательно, включает упрощенное моделирование более сложного реального мира.Применительно к свайным фундаментам при проектировании свай всегда необходимо рассчитать осевую несущую способность одиночной сваи. Среди основных методов оценки значений сопротивления основания агрегата и сопротивления вала агрегата есть методы, основанные на фундаментальных свойствах грунта ( теоретические методы ), таких как угол трения, и методы, основанные на результатах испытаний на месте. ( эмпирических методов ), таких как стандартные тесты на проникновение (SPT) или тесты на проникновение конуса (CPT).Понимание разницы между моделью и реальностью, ограничений модели и осуществимости различных методов имеет решающее значение.

Теоретические методы состоят в оценке проектных значений следующих выражений: где — эффективное горизонтальное напряжение при разрушении, его оценка является одним из самых сложных методов в инженерно-геологической инженерии, и — угол трения грунта о сваи. Горизонтальное эффективное напряжение может быть принято как некоторое отношение вертикального эффективного напряжения, что дает в результате вторую форму выражения в уравнении (1).

В уравнении (2) — коэффициент несущей способности, часто принимаемый как функция угла внутреннего трения грунта вблизи вершины сваи, как предлагается в Березанцев и др. [1]; — эффективное вертикальное напряжение, действующее на глубине вершины сваи.

Эмпирические методы, основанные на результатах CPT, состоят в оценке следующих эмпирических соотношений: где и — эмпирические коэффициенты, зависящие как от типа грунта, так и от типа сваи, — значение точечного сопротивления CPT, представляющего слой вдоль ствола сваи. , и — среднее значение, измеренное в подходящем интервале глубин вокруг основания сваи.

Для повышения надежности уравнений (3) и (4) данные нагрузочных испытаний экспериментальных свай можно интерпретировать для получения значений и значений для эталонного участка, и только для такого конкретного участка, используя рассчитанные назад значения вышеуказанные коэффициенты делают расчет сваи более точным.

Хотя в последние десятилетия были сделаны значительные улучшения в понимании процессов, управляющих поведением системы грунт-сваи вплоть до разрушения, недавние статьи [2, 3] демонстрируют, что наша способность оценивать реакцию сваи на нагрузку все еще далека от совершенства. удовлетворительно для практических целей по конкретному проекту.

Орр [3] проанализировал прогнозы, сделанные 15 инженерно-геологическими специалистами в отношении забивных, буронабивных, винтовых свай и свай CFA в различных грунтовых условиях. Прогнозы полностью теоретические в том смысле, что каждый специалист получил все данные, необходимые для прогнозирования реакции сваи, но не было экспериментальных данных для сравнения прогнозов и производительности. По мнению автора, наблюдается большой разброс значений предельной вертикальной несущей способности (таблица 1), особенно в отношении монолитных свай (буронабивных, винтовых и CFA).

Аналогичные результаты были получены по случаю события International Prediction Results 212SM, результаты которого были получены были обнародованы во время 3 ^-й Боливийской международной конференции по глубоким фондам, проходившей в Санта-Крус-де-ла-Сьерра (Боливия). В данном случае на B.СТАНДАРТНОЕ ВОСТОЧНОЕ ВРЕМЯ. (Боливийский экспериментальный сайт для тестирования), а затем загружается в случае отказа. Анализ прогнозов [2] показывает, что соотношение между прогнозируемыми максимальными и минимальными значениями (72 прогноза, выполненных 121 человеком) было даже больше, чем указано в таблице 1.

Способ повышения надежности и точности Проектирование свай в локальном масштабе заключается в разработке местных методов проектирования свай (LPDM), которые могут использоваться либо на предварительном этапе, либо на заключительном этапе проектирования, в зависимости от данных (качества и количества), на основе которых они были разработаны. .

Целью данной работы является (1) предложить LPDM, основанный на интерпретации результатов испытаний свайной нагрузкой для эталонного участка, (2) описать некоторые истории болезни, расположенные в эталонном участке, и сообщить о наиболее значимых экспериментальных доказательствах, и (3) применить предложенный LPDM к выбранным историям болезни. Будет показано, что LPDM может быть очень полезным для предварительного проектирования фундамента, будучи довольно точным с инженерной точки зрения, несмотря на то, что требует небольшого количества ручных расчетов.

2.Метод локального проектирования свай

Поскольку прогноз реакции сваи на нагрузку зависит от нескольких неопределенностей, программу испытаний свайной нагрузки следует рассматривать как неотъемлемую часть процесса проектирования и строительства. Испытания свай могут относиться к одной из двух категорий: испытания на разрушение пробных свай, чтобы доказать пригодность системы свай и подтвердить проектные параметры, выведенные из исследования площадки, и испытания, проводимые на эксплуатационных сваях, для проверки конструкции. техника и качество изготовления и подтвердить эффективность сваи как элемента фундамента [4].

Испытания на нагрузку на сваи в основном используются для определения предельной несущей способности свай, непосредственно по полученной кривой «нагрузка-оседание» или путем ее экстраполяции, а также жесткости системы сваи-грунт при определенной нагрузке. Нагрузочные тесты также предоставляют значительный объем дополнительных данных, которые часто остаются неиспользованными. Тем не менее, такие данные могут быть лучше использованы, как демонстрирует LPDM, предложенный в следующих разделах.

2.1. Коэффициент пропускной способности

Mandolini et al. В [5] введен коэффициент несущей способности, безразмерный параметр, определяемый следующим образом: где предельная осевая несущая способность сваи, полученная по результатам испытания сваи на нагрузку, делится на вес сваи,.

Предельная нагрузка сваи обычно не определяется четко, исходя из наблюдения кривой нагрузки-осадки сваи. Простой критерий, который можно использовать для преодоления этой проблемы, — это условно определить как нагрузку, вызывающую смещение головки сваи, равную 10% диаметра основания сваи (как, например, предлагается в Еврокоде 7). Если испытание под нагрузкой было остановлено до того, как головка сваи могла испытать такое смещение, можно получить экстраполяцию кривой «нагрузка-оседание»; например, может быть применен эмпирический метод Чина [6], который предполагает, что форма кривой нагрузка-оседание является гиперболической.Чтобы получить надежное значение путем экстраполяции, во время испытания на нагрузку необходимо измерить осадку головки сваи, составляющую не менее 5% диаметра основания сваи.

Коэффициент вместимости CR позволяет сравнивать данные с разных свай (типа и геометрии), принадлежащих одной и той же территории, с точки зрения геологических и инженерно-геологических условий недр. Для данного установленного объема сваи коэффициент вместимости, как и, зависит от типа сваи и типа почвы. Поскольку состояние грунта фиксированное, ожидается, что на CR сильно повлияет конкретная технология установки свай.На предварительном этапе проектирования среднее значение коэффициентов пропускной способности, полученное для эталонного участка, позволяет спрогнозировать ожидаемое значение. Очевидно, что необходимо адекватное количество значений CR, чтобы обеспечить надежную оценку. Поэтому предлагается рассчитать коэффициент вариации (CV) популяции CR, чтобы выразить точность.

2.2. Коэффициент жесткости

Mandolini et al. [5] ввел коэффициент жесткости, выраженный следующим образом: где — начальная осевая жесткость грунта-сваи (наклон начальной касательной экспериментальной кривой нагрузки-осадки; для объективной и повторяемой обработки данных можно быть полученным как начальная касательная гиперболы, аппроксимирующей первые три точки на экспериментальной кривой нагрузки-осадки).Его знание важно для прогнозирования ожидаемой осадки одиночной сваи под рабочей нагрузкой на предварительном этапе проектирования.

— осевая жесткость колонны, имеющей длину, равную критическому значению,. Он представляет собой ту длину, при превышении которой любое увеличение длины сваи приводит к небольшому увеличению жесткости сваи или вообще не вызывает ее. Fleming et al. [4] определяется следующим образом: где — модуль Юнга материала сваи; представляет собой значение модуля сдвига грунта на глубине от поверхности земли, и его можно итеративно оценить, используя результаты сейсмических испытаний (в скважине, поперечной скважине и т. д.)) через скорость поперечной волны.

Критическая длина вместо полной длины сваи была введена в определение SR, потому что на реакцию сваи при рабочих нагрузках (следовательно, далеко от разрушения) влияют, тогда как обычно она фиксируется требованиями к вместимости сваи.

Ожидается, что для данной геометрии сваи в эталонной площадке на значения SR не так сильно повлияет метод установки конкретной сваи, как на CR, поскольку конкретная установка сваи должна влиять на начальную осевую жесткость грунта-сваи, менее чем ± 20%, как видно из работы Мандолини [7], сбора имеющихся экспериментальных данных [8–10] и простого метода, предложенного Рэндольфом [11] для моделирования влияния установки на начальную осевую жесткость сваи.На предварительном этапе проектирования вводится среднее значение коэффициентов жесткости, полученных для эталонного участка, для прогнозирования ожидаемого значения. Еще раз, предлагается вычислить коэффициент вариации (CV) популяции SR, чтобы выразить точность.

3. Приложение LPDM

3.1. Проект на основе емкости (CBD) свайного фундамента

Свайный фундамент должен быть предварительно спроектирован в соответствии с подходом, основанным на мощности, на участке, для которого необходим набор данных для оценки и который доступен благодаря предыдущим исследованиям.

Общая вертикальная нагрузка, которая должна быть передана группе свай, получается из структурного анализа. Предполагая номер сваи, средняя нагрузка, передаваемая на каждую сваю, может быть получена как. Для любого заданного диаметра сваи, который должен быть достаточно большим, чтобы гарантировать приемлемый уровень напряжений в головной части сваи, после выбора технологии сваи и оценки как FS (коэффициент безопасности, определенный в нормативных документах), вес сваи может быть оценивается по уравнению (5) с использованием, с точки зрения безопасности, следующего уменьшенного значения:

От, длина сваи может быть получена.После оценки, таким образом, начальная осевая жесткость грунта-сваи, может быть получена из уравнения (6) с учетом, опять же, следующего приведенного значения:

Соответствующая упругая составляющая смещения одиночной сваи при среднем значении вертикальную нагрузку можно оценить как. В более широком смысле, это сумма двух вкладов: (упругий компонент) и (нелинейный компонент) =, как показано на рисунке 1.

Тем не менее, если уровень нагрузки сваи достаточно низкий, можно предположить.Оценка средней осадки свайного фундамента описана в следующем разделе.

3.2. Групповые эффекты с точки зрения осадки

Взаимодействие между сваями, принадлежащими группе, усиливает только упругую составляющую осадки одной сваи (например, [5, 11–13]). Таким образом, средняя осадка свайных фундаментов, может быть выражена следующим образом: где — коэффициент усиления, названный « групповой коэффициент осадки », первоначально введенный Skempton et al.[14] и измерения эффектов взаимодействия между сваями.

Рассмотрение предположения имеет следующее выражение:

Исследовательские работы (например, [14, 15]) предложили, что это может быть выражено как функция геометрических факторов, таких как количество,, расстояние, и гибкость,, геморрой.

Мандолини [13] постулировал, что это может быть выражено как функция соотношения сторон, которая была первоначально введена Рэндольфом и Клэнси [16] как, но с критической длиной ворса, вместо общей длины ворса, как показано следующим выражением:

Чтобы проверить справедливость этого предположения, Мандолини [13] оценил соотношение между экспериментально измеренным средним оседанием для шести зданий в восточной части Неаполя и оседанием единственной сваи под средняя рабочая нагрузка, измеренная во время нагрузочного испытания на одной или нескольких эксплуатационных сваях, принадлежащих одному фундаменту.Интерполируя все экспериментальные данные, он предложил следующее выражение:

Эти результаты, кажется, подтверждают идею о том, что групповые эффекты с точки зрения оседания исключаются в основном геометрическими факторами (посредством соотношения сторон), а не размером конкретные типы свай, влияние которых входит в анализ через значение, полученное при испытании на нагрузку.

Позже набор данных, необходимых для оценки, увеличивался, включая экспериментальные данные, относящиеся даже к контролируемым свайным фундаментам, не расположенным в восточной части Неаполя.В 2005 г. было доступно 63 хорошо задокументированных истории болезни, включая широкий спектр типов свай (забивные, буронабивные и CFA), собранные в различных геометрических конфигурациях (4 ≤ n ≤ 6500; 2 ≤ s / d ≤ 8; и 13 ≤ L / d ≤ 126) и в отношении очень разных почв (от глинистых до песчаных, стратифицированных, насыщенных или ненасыщенных и т. д.).

Mandolini et al. [5], аппроксимируя все вышеупомянутые данные той же степенной функцией, что и уравнение (13), предложил следующее выражение для оценки:

Данные, собранные в вышеупомянутых 63 историях болезни, включают экспериментально измеренную максимальную осадку свайных фундаментов, что позволяет получить выражение для оценки, определяемое как:

Подставляя уравнение (14b) в уравнения (10) и (11), можно получить максимальную осадку свайного фундамента.

3.3. Расчетное проектирование (SBD) свайного фундамента

Свайный плот — это система фундамента, сочетающая в себе как плоты, так и сваи. Поскольку в такой системе фундамента сваи используются для уменьшения и / или регулирования оседания и их распределения, не предписывается никаких ограничений для коэффициента безопасности свай от разрушения несущей способности, что приводит к оптимизации стоимости фундамента.

Для предварительного проектирования свайного плота описанный выше метод немного корректируется.Во-первых, необходимо спрогнозировать распределение нагрузки между группой свай и плотом. После оценки с помощью классических методов средней осадки, связанной с разложенным плотом, жесткость грунта легко может быть получена как. Принимая допустимое значение для средней осадки свайного плота и пренебрегая вкладом плота в общую жесткость комбинированного основания, последнее можно получить как. Доля нагрузки, передаваемой сваями на грунт, может быть выражена следующим образом [16]:

Таким образом, нагрузка, присваиваемая группе свай, равна.В то время как в подходе к проектированию на основе грузоподъемности определяется длина сваи, необходимая для обеспечения требуемого запаса прочности при отказе несущей способности; в подходе к проектированию, основанному на оседании, длина сваи выводится из оценки SR и необходима для обеспечения приемлемой средней осадки свайного плота. В таких обстоятельствах влиянием нелинейности на среднее смещение нельзя пренебрегать из-за высокого уровня нагрузки, и поэтому следует использовать уравнение (10).

Если кривая нагрузка-расчет интерполирована гиперболой согласно Чину [6], ее можно выразить следующим образом: где — уровень нагрузки.

Комбинируя уравнения (10) и (17), получается следующее выражение для: которое может быть вычислено для любой данной комбинации диаметра и количества свай. Подставляя уравнение (18) в определение, учитывая, что и и выражая как, получается следующее выражение для:

Устанавливая значение первой попытки длины сваи, можно рассчитать вес сваи.Таким образом, из уравнения (5), принимая (уравнение (8)), можно рассчитать осевую несущую способность одиночной сваи и, следовательно, уровень нагрузки. Затем по уравнению (19) выводится жесткость группы свай-грунт,, и, следовательно, новое значение получается как. Процедура повторяется до тех пор, пока выбранная длина,, гарантирует приемлемую осадку,.

Вся процедура может быть повторена для допустимого значения максимальной осадки свайного плота, принимая в уравнении (19) (уравнение (14b)) вместо (уравнение (14a)).

4. Опыт работы в восточной части Неаполя (Италия)

В 1995 году в Неаполе было завершено строительство «Центра нового направления» (CDN). Это крупный поселок городского типа, расположенный в восточной части города, в основном предназначенный для ведения бизнеса. Он включает в себя многоэтажные дома высотой до 100 метров.

Свайные фундаменты, спроектированные с учетом вместимости, были приняты почти для всех зданий. Из-за важности работ и обычных неопределенностей, связанных с проектированием свайных фундаментов, до, во время и после строительных работ было проведено обширное экспериментальное исследование.В частности, было проведено 20 испытаний под нагрузкой до разрушения с головы вниз на различных пробных сваях, 125 испытаний под нагрузкой от головы вниз на различных производственных сваях, а также тщательный мониторинг характеристик нескольких зданий во время и после их строительства.

4.1. Геолого-геотехнический конкурс

Недра всей территории были тщательно исследованы рядом авторов (резюме дано Мандолини [13]).

Сбор геологической и геотехнической информации показал наличие достаточно однородного состояния недр.Начиная с поверхности земли, расположенной на высоте от 5 до 8 м над средним уровнем моря, и двигаясь вниз, обнаруживаются следующие почвы (Рисунок 2): (а) искусственный грунт; (б) вулканический пепел; (c) стратифицированные пески с органическими почвами; (г) пуццолана, несвязная или слегка цементированная; (д) вулканический туф; и (f) морские пески.

Уровень грунтовых вод находится на небольшой глубине от поверхности земли (от +2 до +5 м над уровнем моря).

На Рисунке 2 также представлены результаты CPT с точки зрения сопротивления конуса, и трения, а также измерения скорости поперечной волны.Все данные относятся к вертикали (обозначена в верхней части сплошными точками), где вулканический туф не обнаружен.

Как видно, значения очень изменчивы и очень часто меньше 10 МПа в верхних 30 м. После обнаружения пуццоланы значения все еще остаются довольно низкими, но, даже незначительно, линейно возрастают с глубиной до 40 м, где обнаруживается слабоцементированная пуццолана, о чем свидетельствует внезапное увеличение. За пределами глубины 60 м (морской песок) значения сильно различаются.

Если посмотреть на, независимо от типа почвы, значения имеют тенденцию линейно увеличиваться с глубиной от примерно 150 м / с на небольшой глубине до более 300 м / с на большей глубине.

4.2. Данные по применению LPDM в Неаполитанской области (2005 г.)

В 2005 г. Mandolini et al. [5], обработка данных, собранных в предыдущие годы, предоставила информацию, необходимую для применения LPDM для неаполитанской территории. Они представлены в таблице 2.

Буронабивные сваи дают наименьшее значение (в среднем в 12 раз больше веса сваи) и больший разброс, в то время как забивные сваи дают наибольшее значение (в 73 раза больше веса сваи) и наименьший разброс.Сваи CFA являются промежуточными, даже если их разброс аналогичен разбросу буронабивных свай. Эти результаты подтверждают ожидаемое сильное влияние технологии установки свай на осевую несущую способность сваи. Напротив, на конкретную установку сваи так не влияет. Фактически он колеблется от 1,29 (винтовые и забивные) до 1,46 (буронабивные) для всех свай, с. Эти данные, по-видимому, подтверждают то, что многие авторы утверждали за более чем 20 лет [11, 13, 17, 18]: метод установки влияет на осевую жесткость свай намного меньше, чем их несущая способность, и зависит в первую очередь от небольшой модуль деформации сдвига грунта.

4.3. Данные для приложения LPDM в Неаполитанской области (2018)

Сбор данных, начатый во время строительства CDN, никогда не прекращается. До настоящего времени во время строительных работ в провинции Неаполь было проведено большое количество нагрузочных испытаний на пробных и эксплуатационных сваях. В набор данных теперь включены результаты 384 нагрузочных испытаний, проведенных на сваях, реализованных на 15 сопоставимых площадках с точки зрения геологического и геотехнического контекста. Улучшение такого набора данных позволяет обновлять значения и (и соответствующие коэффициенты вариации), как показано в таблице 3.

В дополнение к данным, обработанным в 2005 году, был введен еще один тип сваи — сваи полного вытеснения. Стоит отметить, что коэффициенты вариации уменьшаются как для каждого типа сваи, так и для каждого типа; таким образом, предоставленные значения и более надежны из-за расширения набора данных.

5. Применение LPDM для трех хорошо задокументированных историй болезни

Чтобы проиллюстрировать применение LPDM, сделана ссылка на следующие три хорошо задокументированных истории болезни: (i) История болезни №1, относящаяся к строительство здания нового суда; данные очень подробно представлены Мандолини [13], но читатель может найти исчерпывающее резюме в Мандолини и Виггиани [17].(ii) История болезни №2, связанная со строительством двух башен; опять же, данные очень подробно представлены Мандолини [13], но читатель может найти исчерпывающее резюме в Мандолини и Видгиани [19]. (iii) История болезни № 3, связанная со строительством группы круглых стальных резервуаров; данные подробно представлены Russo et al. [20].

Стоит отметить, что применение LPDM было проверено по другим хорошо задокументированным историям болезни в восточной части Неаполя, здесь не сообщается; его надежность для эскизного проекта систематически подтверждается.

5.1. История болезни №1

5.1.1. Описание

Новое здание суда состоит из трех башен высотой от 67 до 110 м от поверхности земли (рис. 3). Каждая башня имеет стальную рамную конструкцию с железобетонными жёсткими сердцевинами для защиты от ветра и сейсмических воздействий.

Общая приложенная вертикальная нагрузка составляет примерно 1450 МН, а вся площадь фундамента составляет примерно 7000 м. ² . Полученное среднее контактное давление (≈200 кПа) привело бы к средней осадке порядка нескольких десятков сантиметров, превышающей допустимое значение.Поэтому свайный фундамент, изображенный на рисунке 4, был рассмотрен проектировщиком.

Состоит из 241 буронабивной сваи с ячейкой предварительного напряжения в основании. Все сваи имеют длину 42 м и диаметр от 1,5 до 2,2 м (23 сваи с диаметром d = 1,5 м, 62 сваи с диаметром d = 1,6 м, 79 свай с диаметром d = 1,8 м, 57 свай с d = 2,0 м и 20 свай с d = 2,2 м). Расстояние между сваями в среднем составляет с = 6.1 мес.

Каждая свая подвергается средней нагрузке = Q / n = 6,0 МН. Из-за концентрации нагрузки под железобетонными стержнями жесткости максимальная ожидаемая нагрузка составляет = 8,9 МН.

Перед началом строительства были проведены четыре испытания пробных свай (A, B, C и D) на нагрузку с головы вниз, все длиной L = 42 м [21].

Сваи A (без датчика предварительного напряжения в основании) и C (с датчиком предварительного напряжения в основании) имеют диаметр d = 1.5 м, тогда как сваи B (без ячейки предварительного напряжения в основании) и D (с ячейкой предварительного напряжения в основании) имеют диаметр d = 2,0 м. Все сваи оснащены инструментами по всей длине, чтобы измерить вклады вала и основания.

Поскольку окончательное решение было принято с использованием свай, оснащенных ячейкой предварительного напряжения в основании, на Рисунке 5 показаны только результаты нагрузочных испытаний свай C и D.

Как видно, тогда как кривая нагрузка-расчет для сваи C ( d = 1.5 м) явно демонстрирует состояние хрупкого разрушения при Q = 19,1 МН, то же самое не относится к свае D ( d = 2,0 м). В этом случае из-за проблемы с реакционной системой испытание под нагрузкой было остановлено при Q = 27,5 МН. Основываясь на интерпретации измерений внутренней деформации, Мандолини [13] оценил следующие значения для среднего трения кожи и сопротивления основания единицы: = 63 кПа и = 2,4 МПа. Из рисунка 5 также можно заметить, что при средней нагрузке = 6.0 МН измеренная осадка находится в диапазоне от 3,5 мм (ворс C) до 2,3 мм (ворс D).

Строительство трех башен заняло около семи лет (1982–1989). В течение всего периода строительства (Рисунок 6) велась подробная запись приложенной нагрузки; В настоящее время осадка 41 точки, распределенная по всей площади фундамента, была измерена с помощью высокоточной нивелирной съемки.

Как видно, большая часть нагрузки (95%) была приложена до конца 1987 года; в то время измеренные средние осадки для трех башен находятся в диапазоне от 26 мм (Башня C) до 35 мм (Башня B) со средним значением = 31 мм.

В заключительной части периода строительства (1987–1989 гг.) И в течение нескольких лет после окончания строительства (1989–1995 гг.) Скорость осадки оставалась практически неизменной (∼5 мм / год), несмотря на очень небольшое увеличение приложенной нагрузки и возникновение деформаций ползучести в пирокластических грунтах.

5.1.2. Краткое изложение основных результатов экспериментов

Свайный фундамент, принятый для здания Нового суда в восточной части Неаполя, состоит из 241 буронабивной сваи большого диаметра разного диаметра ( d = 1.5 / 2,2 м), но такой же длины ( L = 42 м), в среднем с = 6,1 м. Чтобы отнести к одному единственному значению, взвешивая диаметр каждой сваи по количеству соответствующих свай, получается следующий средний диаметр: = 1,8 м.

Поскольку нет экспериментальных данных, относящихся к этому диаметру сваи, можно разумно оценить предельную вертикальную несущую способность, используя экспериментальные значения, полученные в результате испытаний на нагрузку для (= 63 кПа) и (= 2.4 МПа). Интегрирование по площади ствола и площади основания сваи диаметром 1,8 м дает = 21,1 МН.

С точки зрения осадки одинарной сваи при рабочей нагрузке, = 6,0 МН, возникает та же проблема. Однако разумно предположить, что осадка сваи с = 1,8 м находится в пределах измеренных значений для меньшего (свая C = 3,5 мм) и большего (свая D = 2,3 мм) диаметра. Например, с помощью простой линейной интерполяции можно оценить = 2,8 мм.

Рассматривая групповые эффекты, измеренная осадка для трех башен дает среднюю осадку всей группы свай = 31 мм; итоговый коэффициент расчетов группы составляет.

5.1.3. Применение LPDM в здании нового суда

Структурный анализ выявил высокую концентрацию нагрузки с максимальным расчетным значением = 8,9 МН. Согласно итальянским нормам того времени (минимальный запас прочности FS = 2,5 для высоконагруженной сваи) = 22,25 МН.

Диаметр сваи принят равным d = 1,8 м, что соответствует поперечному сечению сваи A = 2,54 м ² .

Из таблицы 3 для буронабивных свай = 11.7 и = 0,27, следует = 8,51.

Так как = 22,25 МН, то Вт = 2,61 МН. Принимая = 24 кН / м ³ , такое значение для W приводит к длине сваи L = 42,8 м (всего 0,8 м, что означает на 2% больше, чем было выбрано на окончательной стадии проектирования). Принимая = 25000 МПа, на основе профиля на Рисунке 2 после нескольких итераций найдено значение = 33,4 м. Это соответствует = 1905 МН / м. Из таблицы 3 для буронабивных свай = 1,56 и = 0.09 следует, что = 1,42 и = 2701 МН / м.

Соответствующее смещение головки одинарной сваи (упругая составляющая) при средней вертикальной нагрузке ожидается = 2,2 мм. Если учесть нелинейную часть односвайной осадки, она будет равна 3,7 мм. Выявлен диапазон для, практически совпадающий с диапазоном значений, измеренных во время нагрузочных испытаний (2,3 мм и 3,5 мм).

С точки зрения групповых эффектов результирующее соотношение сторон составляет R = 6.6, а коэффициент погашения группы = 9,9, что всего на 10% меньше экспериментального значения. Максимальный коэффициент расчетов группы = 18,9.

Отсюда следует, что расчетные средние и максимальные осадки свайного фундамента равны соответственно = 22,1 мм и = 42,0 мм. Отсюда следует, что измеренная средняя осадка (= 31 мм) попадает в диапазон расчетных значений.

Обратите внимание, что нелинейная часть осадки = 1,5 мм составляет около 6% от общей средней осадки свайного фундамента и около 3% от общей максимальной осадки свайного фундамента; поэтому она незначительна.

5.2. История болезни №2

5.2.1. Описание

Две башни имеют одинаковую высоту (86,5 м) от поверхности земли (Рисунок 7). Каждая башня (U для офиса и A для гостиницы) имеет стальную каркасную конструкцию с железобетонными жёсткими сердцевинами для защиты от ветра и сейсмических воздействий.

Общая приложенная вертикальная нагрузка, Q , исходящая от двух башен (за исключением небольшого трехэтажного здания), составляет приблизительно 410 МН, а вся площадь фундамента составляет около 2800 м ² .Полученное среднее контактное давление (≈145 кПа) привело бы к средней осадке, превышающей допустимое значение. Таким образом, всего было установлено 637 свай CFA (613 под двумя главными башнями и 24 под малым зданием), длиной L = 20 м и диаметром d = 0,60 м. Расстояние между сваями в среднем составляет с = 2,4 м.

На каждую сваю действует средняя нагрузка = 0,67 МН. Из-за концентрации нагрузки под железобетонными стержнями жесткости максимальная ожидаемая нагрузка составляет = 1.37 Мн.

Перед началом строительства были проведены два испытания пробных свай на разрушение головой вниз (Рисунок 8). Сваи были оснащены инструментами по всей длине, чтобы измерить вклады ствола и основания.

Как видно, свая 2 вела себя лучше, чем сваа 1: максимальная нагрузка, достигнутая в конце испытания, составила 4,8 МН и 4,2 МН соответственно, что соответствует осадке головы сваи = 85 мм и = 65 мм. , соответственно.

Основываясь на интерпретации измерений внутренней деформации, можно оценить следующие значения для среднего поверхностного трения и сопротивления основания устройства: = 90 кПа и = 3.5 МПа. Как и ожидалось, эти значения немного больше, чем соответствующие значения для буронабивных свай из-за положительного воздействия на окружающий грунт во время проходки винтом. Из рисунка 8 также можно заметить, что при средней нагрузке измеренная осадка находится в диапазоне от 1,7 мм (свая 1) до 2 мм (свая 2).

На строительство двух башен ушло около двух лет. В течение всего периода строительства (Рисунок 9) велся подробный учет приложенной нагрузки; В настоящее время осадка 39 точек, распределенных по всей площади фундамента главных башен, была измерена с помощью высокоточной нивелирной съемки.

Как видно, в конце строительства измеренные средние осадки для двух башен были разными (29,2 мм для башни A и 20,9 мм для башни U).

Важно добавить, что измерения для башни А начались до бетонирования плота, соответствующая средняя осадка которого составила 2,6 мм. Поскольку два фундамента очень похожи, Мандолини [13] предложил увеличить измеренную среднюю осадку для башни U на ту же величину, в результате чего общая осадка будет равна 20.9 + 2,6 = 23,5 мм. В целом по окончании строительства две башни показали среднюю осадку = 26,4 мм. Что касается предыдущей истории болезни, то после окончания строительства зафиксировано увеличение осадки, связанное с возникновением деформаций ползучести в пирокластических грунтах.

5.2.2. Сводка основных экспериментальных результатов

Свайный фундамент, принятый для башен A и U в восточной части Неаполя, состоит из 613 свай CFA одинаковой длины ( L = 20 м) и диаметра ( d = 0.60 м), в среднем с = 2,4 м.

С точки зрения осадки одинарной сваи при средней рабочей нагрузке, осадка, измеренная во время испытаний на нагрузку на пробные сваи, в среднем составляет = 1,85 мм.

Рассматривая групповые эффекты, измеренная осадка для двух башен дает среднее значение осадки всей группы свай = 26,4 мм, что соответствует коэффициенту групповой осадки.

5.2.3. Применение LPDM к башням A и U

Структурный анализ показал максимальное расчетное значение = 1.37 Мн. Согласно итальянским кодексам того времени (минимальный коэффициент запаса прочности FS = 2,5 для высоконагруженной сваи) = 3,43 МН. Диаметр сваи принят равным d = 0,60 м, что соответствует поперечному сечению сваи A = 0,28 м ² .

Из таблицы 3 для свай CFA = 37,5 и = 0,25 следует, что = 28,18.

Так как = 3,43 МН, то W = 0,12 МН. Приняв = 24 кН / м ³ , такое значение для W приводит к длине сваи L = 18 м (всего 2 м, что означает на 10% короче, чем выбрано на окончательной стадии проектирования L = 20 м).Используя профиль, представленный на Рисунке 2, и принимая = 25000 МПа, после нескольких итераций найдено значение = 15,5 м. Это соответствует = 456 МН / м.

Из таблицы 3 для свай CFA = 1,46 и = 0,08 следует, что = 1,34 и K = 613 МН / м.

Соответствующее смещение головки одинарной сваи (упругая составляющая) при максимальной вертикальной нагрузке ожидается = 1,1 мм. Если рассматривать нелинейную часть односвайной осадки, будет равняться 1.82 мм, что практически совпадает со средним измеренным (1,85 мм).

С точки зрения групповых эффектов результирующее соотношение сторон составляет R = 9,7, а коэффициент согласования в группе = 17,8, что примерно на 20% больше экспериментального значения. Максимальный коэффициент расчетов группы = 32,3.

Отсюда следует, что расчетные средние и максимальные осадки свайного фундамента равны соответственно = 19,4 мм и = 35,3 мм. Отсюда следует, что измеренная средняя осадка (= 26.4 мм) попадает в диапазон расчетных значений.

Обратите внимание, что нелинейная часть осадки = 0,73 мм составляет около 4% от общей средней осадки свайного фундамента и 2% от общей максимальной осадки свайного фундамента; поэтому она незначительна.

5.3. История болезни №3

5.3.1. Описание

Четыре стальных резервуара для хранения гидроксида натрия, токсичной жидкости с удельным весом 15,1 кН / м ³ , должны быть добавлены к уже существующему кластеру в районе порта Неаполя (Рисунок 10) .Новые резервуары имеют диаметр от 10,5 до 12,5 м и высоту 15 м. Суммарная приложенная вертикальная нагрузка Q , исходящая от каждого резервуара, составляет от 18 до 25,5 МН. Полученное среднее контактное давление (≈187 кПа) привело бы к средней осадке от 90 до 105 мм при статических нагрузках. Это больше, чем значение, совместимое с безопасной эксплуатацией цистерн. Поскольку коэффициент запаса прочности при расчетной нагрузке был удовлетворительным (от 8 до 9), был рассмотрен свайный плотный фундамент (рисунок 11).

Всего было установлено 52 сваи CFA (по 13 свай под каждым резервуаром) длиной L = 11,3 м и диаметром d = 0,60 м.

На этапе проектирования пробная свая была испытана на нагрузку около 2100 кН. Из полученной кривой «нагрузка-оседание» (рис. 12) можно заметить, что при нагрузке 1500 кН (средний уровень нагрузки свай под резервуарами) секущая жесткость испытательной сваи составляет 214 кН / мм. Соответствующее оседание головки одинарной сваи составляет = 7 мм, что является суммой = 3 мм и = 4 мм.

Осадку ряда точек на фундаментах новых резервуаров контролировали методом точного нивелирования. Также были измерены нагрузки, передаваемые плотом на некоторые из свай двух новых резервуаров. Во время первого заполнения при общей приложенной нагрузке 23 МН средняя осадка, наблюдаемая для резервуара № 12 составляет 19,7 мм, а максимальное наблюдаемое оседание составляет 35 мм.

5.3.2. Обобщение основных результатов экспериментов

На свайный плотный фундамент, принятый для резервуара №12 в порту Неаполя состоит из 13 свай CFA одинаковой длины ( L = 11,3 м) и диаметра ( d = 0,60 м), в среднем с интервалом s = 3,5 м.

При средней рабочей нагрузке на сваю = 1,5 МН осадка, измеренная при испытании на нагрузку сваи на пробной свае, составляет = 7 мм.

Рассматривая групповые эффекты, измеренные средние и максимальные осадки для резервуара при рабочей нагрузке Q = 23 МН составляют, соответственно, = 19,7 мм и = 35 мм, что соответствует групповым коэффициентам осадки = 2.8 и = 5.0.

5.3.3. Применение LPDM к резервуару № 12

Общая приложенная вертикальная нагрузка составляет Q = 23 МН. Расчетная осадка для разнесенного плота = 105 мм; Таким образом, жесткость плота без свайного грунта составляет = 219 МН / м. Принимая допустимое среднее значение осадки для плота, равное 20 мм, соответствующая групповая жесткость грунта свай составляет = 1150 МН / м. Из уравнения (15) = 0,96 и, следовательно, = 22 МН — нагрузка, передаваемая на сваи. 13 свай диаметром 0.Учитывается 6 м (поперечное сечение сваи A = 0,28 м ² ), что дает средний шаг сваи 3,5 м.

После применения предложенного метода длина сваи, необходимая для получения = 20 мм, составит L = 9,8 м, что на 15% меньше, чем выбрано на окончательной стадии проектирования. Для полноты картины стоит упомянуть, что в результате расчетов вес сваи W = 0,07 МН; осевая несущая способность одинарной сваи = 1,9 МН; уровень нагрузки = 0.90; соотношение сторон R = 2,1, коэффициент группового расчета = 1,5; жесткость колонны = 722 МН / м; и группа сваи — жесткость грунта = 1150 МН / м.

Описанная выше процедура может быть повторена, если допустимое максимальное значение осадки для плота равно 35 мм. Соответствующая группа свай — жесткость грунта = 657 МН / м. Из уравнения (15) = 0,92 и, следовательно, = 21,1 МН — нагрузка, передаваемая на сваи. Рассмотрены 13 свай диаметром 0,6 м, что дает среднее расстояние между сваями 3.5 мес.

После применения предложенного метода длина сваи, необходимая для получения = 35 мм, составляет L = 9,0 м, что на 25% меньше, чем выбрано на окончательной стадии проектирования. Для полноты картины стоит упомянуть, что в результате расчетов вес сваи W = 0,06 МН; осевая несущая способность односвайной = 1,7 МН; уровень нагрузки = 0,95; соотношение сторон R = 2,2; максимальный коэффициент расчетов группы = 3,2; жесткость колонны = 789 МН / м; и группа сваи — жесткость грунта = 657 МН / м.

6. Резюме

В таблице 4 представлены основные результаты, полученные с помощью приложения LPDM, основные экспериментальные результаты и основные окончательные варианты дизайна для каждого проанализированного случая.