Расчетная нагрузка на сваю: Предельно допускаемая нагрузка на сваю

как рассчитать свайное поле, количество опор

Расчетная нагрузка на сваю определяется в процессе проектирования фундамента. Этот параметр связан с размерами подошвы и глубиной погружения опор, эксплуатационной и конструкционной массой строения, общим количеством опор на участке и несущей способностью грунта.

То есть, в расчетах нагрузки задействованы практически все параметры и характеристики свайных опор. Причем справедливо и обратное утверждение: конструктивная нагрузка на сваю для фундамента является фактором, определяющим все параметры и характеристики этой части строения. Поэтому в данной статье мы рассмотрим взаимосвязь между расчетной нагрузкой и прочими характеристиками основания. А также дадим рекомендацию по определению этих параметров и характеристик.

Общие указания по расчету свай

В своде правил, регламентирующем процесс строительства свайного фундамента (СП 24.13330 в редакции 2011 года) сказано, что расчет опор ведется по предельным значениям следующих характеристик:

• Физической прочности конструкционного материала свай и элементов ростверка.
• Несущей способности расположенного под пятой опоры грунта (с учетом уплотнения при монтаже опоры).
• Несущей способности пяты самой сваи, расположенной на крутопадающих слоях (откосах).
• Осадке сваи под действием вертикальной нагрузки.

Кроме того, рассчитывая железобетонные опоры нужно принимать во внимание склонность конструкционного материала к образованию трещин, раскрывающихся под действием нагрузки. А рассчитывая осадку под вертикальными силами, следует не забывать и о крутящих моментах на оголовке опоры.

Расчетная нагрузка и конструкционный материал опоры

Прочностной расчет сваи основан на сопротивляемости материалов пиковым нагрузкам. Причем объект приложения усилий – свая – рассматривается, как цельный стержень, зажатый в грунте.

В итоге расчетное усилие прилагают к точке защемления расположенной на некотором расстоянии от подошвы опоры, определяемом по следующей формуле:

L=l+2/a ,

где l — это расстояние от подошвы до плоскости планировки грунта, а — это коэффициент деформации, определяемый по таблице из приложения к СП 24. 13330.2011

Продольный изгиб сваи считается по общепринятым формулам, в которых оперируют расчетной длиной опоры, равной 15 или 25 диаметрам погруженного стержня.

Кроме того, стойкость сваи зависит и от условий эксплуатации. Поэтому расчетные значения допустимых нагрузок корректируют особым коэффициентом (g), значение которого зависит от типа почвы.

Например, для глинистых грунтов g принимает значение 1,0. Для влажных грунтов илистого типа с высоким уровнем грунтовых вод g принимает значение 0,7.

Расчет количества свай в ростверке — свайное поле

Опережение количества свай зависит от общего веса строения, площади подошвы и несущей способности грунта.

Схема такого расчета очень проста:

• Вначале определяется несущая способность почвы.
• Затем вычисляется масса строения, в которую следует включить конструкционную, эксплуатационную и сезонную составляющую (вес стройматериала, предметов интерьера и снеговую нагрузку).
• Далее, сопоставляя вес дома с несущей способностью почвы можно определить общую площадь подошвы фундамента.
• Зная общую площадь подошвы и габариты сваи можно вычислить количество свай.

В финале следует рассчитать нагрузку на одну опору (по весу дома и количеству опор) и сопоставить ее с пиковой нагрузкой из прочностного расчета. И если пиковая нагрузка больше, то все в порядке, ну а если меньше, то возникает необходимость увеличения количества свай.

Зная общее количество свай можно определить параметры свайного поля – совокупности опор, удерживающих ростверк. Причем важнейшей характеристикой поля является шаг расположения свай, который зависит от диаметра опоры.

Минимальный шаг размещения сваи не может быть меньше 1,5 диаметров сваи, а максимальны – не может быть больше 6 диаметров сваи.

Расчет нагрузки погружения опоры и отказ сваи

Помимо прочностных и эксплуатационных нагрузок в расчетах свай оперируют еще и монтажными нагрузками, обеспечивающими погружение опоры.

Монтажные нагрузки должны обеспечить перемещение сваи в грунте. Воздействуя на оголовок опоры в вертикальном направлении можно преодолеть сопротивление грунта и силу трения ствола опоры о слои почвы.

Однако, со временем, под пятой опоры накапливается сверхуплотненный слой грунта, который провоцирует отказ сваи – нулевое перемещение под воздействием монтажной нагрузки.

Преодолеть отказ можно лишь увеличением монтажной нагрузки на оголовок. И если монтажные усилия приблизятся к пиковым значениям, то дальнейшее заглубление спровоцирует разрушение материала.

Поэтому при критичных значениях монтажных нагрузок практикуют технологию лидерного (предварительного) бурения. То есть свая погружается в грунт не на нулевом уровне, а на уровне дна в шахты. В итоге, монтажные нагрузки находятся в пределах пиковых значений. И погружаемая свая остается целой.

Нагрузка на винтовую сваю 108, 133, 159, 89, 219

Какие допустимые нагрузки способны выдерживать винтовые сваи и какая у них несущая способность? Какой диаметр винтовой сварной сваи (свсн) будет самым подходящим для устройства свайно-винтового фундамента?  – это самые задаваемые вопросы на этапе проектирования строительства. Ошибки в расчётах, как правило, снижают надёжность опор под зданиями, приводят к усадке или крену строений. И, в конечном счёте, к повреждениям их основных конструкций.

Допустимая нагрузка – важнейший показатель винтовых элементов фундамента

Важной характеристикой винтовых свай, влияющей на правильный их подбор при устройстве фундаментов под конкретные сооружения, является несущая способность.

Это ничто иное, как учитывающая деформации почвы максимальная нагрузка, которую выдерживают сваи без потери своих функциональных качеств. Для грунтов с различными прочностными характеристиками, а также изделий, отличающихся длиной, диаметром трубы и лопастей – она разная.

Далее ознакомимся с параметрами, от которых зависит допустимая нагрузка на винтовые сваи, а также с правильным её теоретическим расчётом.

Виды свай и их параметры

Разнообразие типоразмеров этих изделий связано с применением их под конкретные виды возводимых объектов.

В частном домостроении преимущественно используются винтовые элементы фундаментов с диаметрами трубы от 89 до 159мм. Так, допустимая нагрузка на винтовую сваю 89мм делает возможным их применение при возведении каркасных одноэтажных домов, веранд и беседок. С увеличением диаметра трубы увеличивается цена и расширяется диапазон их применения: 108мм, 133мм и 159мм – для устройства фундаментов двухэтажных каркасных домов, а также одноэтажных из бруса, пенобетона и кирпича.

 

А допустимая нагрузка на винтовую сваю 325мм приемлема при использовании её в проектировании тяжёлых конструкций домов или промышленных объектов.

При расчётах допустимых нагрузок на сваи используют такой важный параметр, как площадь её конструктивного элемента – лепестковой подошвы.

 

При этом за радиус подошвы принимают расстояние от центра сваи до крайней (образующей контур лепестка) точки.

Для вычисления площади используют известную математическую формулу: возведённый в квадрат радиус лопастей умножают на 3,14 (число Пи). Для разных диаметров труб она составляет:

• 89мм – 490см²;
• 108мм –706см²;
• 159мм – 1590см²;
• 325мм – 9567см² (для расчётов значения диаметров лопастей всегда берут в сантиметрах).

На выбор длины детали влияют характер грунта (в том числе уровень его промерзания) и перепады высот на стройплощадке.

Длина свай стандартизована и составляет:

• для коротких – 160-250см;
• для длинных – до 11,5м (с шагом 50см).

При правильной установке они должны упираться лопастями в плотный слой грунта.  

Прочность грунта основания

Одним из исходных данных при расчёте допустимой нагрузки на винтовые сваи являются прочностные характеристики грунта на участке строительства. Их точное определение возможно при выполнении изыскательского бурения.

 

Если вызов геологов не предусмотрен бюджетом – можно самостоятельно оценить залегающий грунт. Для этого достаточны информация о составе грунтов на конкретном участке и умение использовать в справочниках соответствующие данные. Примерные значения расчётных сопротивлений (кг/см²) грунтов на глубине 1,5м следующие:

• глина – 3,7–4,7;
• суглинки и супеси – 3,5–4,4;
• песок (от мелких фракций до крупных) – 4–6.

Такие данные содержат и строительные справочники, и СНиПы.

Определение максимально возможной величины нагрузки на винтовую сваю

Для расчёта нагрузок, которые способны выдержать элементы свайно-винтового фундамента, нужно знать площадь подошвы их лепестков и прочностные характеристики (максимальная несущая возможность) грунта. Перемножив между собой величины этих показателей, получают желаемое значение несущей способности винтовой опоры – максимально возможной выдерживаемой нагрузки.

Для примера определим, какую нагрузку выдерживает винтовая свая 108х2500мм. Исходные данные для упрощённого расчёта принимаем такими:

• грунт на строительном участке – глина;
• диаметр лопасти сваи 108мм – 300мм.

Воспользуемся данными таблиц в справочнике и определим несущую способность грунта (Rо) в месте установки фундамента: Rо = 6кг/см². Площадь лепестковой подошвы этого вида свай мы определили ранее (смотри выше), S = 706см².

Искомую нагрузку получим в результате перемножения:

F = Rо х S = 6 х 706 = 4,23 (тонны).

Именно такую расчётную (среднюю) нагрузку выдерживает одна свая 108мм, упираясь лопастью в слой глины.

Однако, её значение есть неоптимизированным, так как не учитывает коэффициент надёжности (γk). Он зависит от количества опор в фундаменте и способа производства геологических изысканий. При известных результатах таких изысканий на участке его значение составляет 1,2.

Выполняя самостоятельные исследования почвы на участке и используя табличные показатели прочности грунта, необходимо увеличивать запас надёжности. Для этого надо использовать в расчётах коэффициент надёжности порядка 1,7–1,4. Его величина зависит от количества свай в фундаменте: при минимальном количестве (до 5) он будет максимальным – 1,7. С увеличением опор до 20 коэффициент уменьшится до 1,4. При этом устанавливаемые сваи должны иметь низкие ростверки.

Таким образом, с учётом коэффициента надёжности расчёты максимально возможной нагрузки на сваи N (при пользовании табличными данными о грунтах) показывают её уменьшение по сравнению с расчётной нагрузкой F:

N = F : γk = 4,2 : 1,7 = 2,47 (т).  

В качестве заключения

Качественный монтаж свайно-винтовых фундаментов зависит от правильного расчёта нагрузок на винтовые сваи, включающих и геологическую оценку грунта. Ошибки в расчётах приведут к занижению несущей способности фундамента или же большому перерасходу материала.

Расчетная нагрузка на сваю — это… Что такое Расчетная нагрузка на сваю?

Расчетная нагрузка на сваю – максимальная нагрузка с учетом коэффициента надежности.

[Строительство деревянных и композитных мостов. Часть 1. СРО НП «МОД СОЮЗДОРСТРОЙ]

Рубрика термина: Виды нагрузок на материалы

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

Проведение расчетов несущей способности разных видов свай

Использование свайных оснований во многих случаях является более выгодным и безопасным. Обеспечить это помогают испытания и расчеты на определение несущей способности висячих, забивных, буронабивных, винтовых, ТИСЭ и одиночных свай на выдергивание, при растяжении, сжатии, на осадку, горизонтальную и статическую нагрузку. Компетентные сотрудники испытательной лаборатории «Нова» готовы выполнить все требуемые инженерно-геотехнические исследования по очень приемлемым ценам. Методы расчета несущей способности буронабивных, винтовых, висячих, забивных, одиночных свай Согласно нормам ГОСТ 5686-2012 и другой нормативно-правовой документации, для высокоточного определения несущей способности каждой одиночной сваи следует принять во внимание такие данные, как прочностные параметры материала сваи и грунтов. Если в первом варианте для нахождения расчетной нагрузки на сваю достаточно знать силу сопротивления, то во втором – все вычисления могут осуществляться несколькими методами. Один из простых методов оценки – расчетный, при этом все требуемые данные берутся из таблицы несущей способности свай. Такая методика, хоть и является наименее точной, отлично подходит для выполнения первоначальных вычислений на этапе проектирования. На такие вычисления затрачивается немного времени и денежных средств. Особенности методов проведения расчетов несущей способности свай (винтовых, забивных, буронабивных, висячих, тисэ, одиночной сваи) таковы: Для винтовых свай достаточно знать разновидность грунта, особенности его пластичности и глубину погружения используемых свай; При расчете для любого вида забивной сваи следует учитывать, что они выпускаются из разного материала и имеют любую конфигурацию. Для буронабивных свай учитывается марка бетона, из которого они изготовлены; Особенности забивной висячей сваи состоят в расчете её оптимальной длины для достижения нужной несущей способности; Для свай тисэ и расчета фундамента такого типа определяется вес дома, эксплуатационная нагрузка, в том числе от снежных покровов и несущую способность столбов; Материал и грунт являются определяющими факторами для расчета несущей способности одиночной сваи. Сотрудники нашей испытательной лаборатории быстро и качественно произведут для вас все необходимые вычисления. К точному и достоверному методу оценки свай, включая тисэ, относятся полевые исследования, которые наши специалисты осуществляют на высшем уровне. Мы можем рассчитать несущую способность свай при помощи динамических испытаний с соблюдением ГОСТов. Такая методика является довольно мобильной и не требует больших денежных затрат, но при этом позволяет получить точный результат. Статистические исследования для подбора и оценки работы свай Для подбора свай подходящего вида и размера, оценки реального их погружения и остальных работ лучше всего использовать статистические исследования. При данном способе осуществляется постепенный прирост нагрузки на исследуемую сваю с ожиданием ее стабилизации, при этом допустимая осадка сваи не может превышать 0,1 мм. При достижении предела сопротивления данный эксперимент считается оконченным. Показания снимаются на каждом этапе увеличения нагрузки. Определив несущую способность одной сваи на выдергивание, можно очень просто получить оценку при ветровых или крановых нагрузках. Для правильного подбора свайного фундамента нельзя обойтись без выяснения несущей способности при горизонтальной нагрузке.  Для оформление заявки на услуги или по вопросам проведения исследований и расчетов обращайтесь к нам по телефону +7 (926) 555-34-96 или же написав на электронную почту [email protected].

Выдергивающая нагрузка на сваю: методика расчета своими руками

При планировании строительства различных малоэтажных конструкций на винтовых сваях обязательно проведение расчётов предполагаемых нагрузок с учётом влияющих на них факторов. К одной из них относится выдёргивающая сила, которая, в зависимости от важности объекта и его массивности, может дополнительно потребовать проведения полевых испытаний. В результате проводится анализ и сравнивается расчётная нагрузка на сваю с полученными данными, а затем выбирается подходящая свайная конструкция.

Требуется ли учитывать выдёргивающие нагрузки

Свайное основание подвержено множеству нагрузок

При проектировании свайных фундаментов под дом одним из ключевых моментов расчёта несущей способности опор является учёт деформаций. Они влияют не только на устойчивость конструкции основания, а и на возможность образования проседаний.

Особенно это актуально при выполнении строительных работ на рыхлых, скалистых, сейсмически-активных и промерзающих грунтах. То есть такой расчёт требуется проводить в тех случаях, когда расчётная схема устойчивости свай существенно отличается от стандартной.

При строительстве достаточно часто применяют сваи диаметром 108 мм, которых хватает для строительства одноэтажных объектов из древесины или пеноблоков. Опоры обладают высокой прочностью и при этом имеют оптимальную стоимость. Согласно действующим стандартам они способны выдерживать нагрузки в пределах 4-5 т и эффективно справляться с поперечными и продольными сдвигающими силами.

Использование лопастей в конструкции позволяет эффективно справляться с выдёргивающими напряжениями в результате пучения грунта. Однако же сваи 108 мм, несмотря на это, требуют обязательного просчёта на выдёргивание, особенно если требуется возвести двухэтажный дом.

Критерий необходимости учёта выдёргивающей нагрузки

Согласно СП 22.13330.2011, критерием для учёта выдёргивающей нагрузки является выполнение следующего условия:

где Fn – нормативная выдергивающая сила;

Gn – нормативный вес свайного основания;

β – угол действия выдёргивающей силы относительно вертикали;

γс – коэффициент, определяющий условия работы сваи;

R“0 – расчётная величина сопротивления грунта обратной засыпки;

A0 – величина площади проекции верхней части свайного основания на плоскость, которая перпендикулярна направлению действия выдёргивающей силы.

Выдергивающая нагрузка может быть не учтена только в том случае, когда она по направлению действия совпадает с осевой линией винтовой сваи.

Как определить коэффициент условий работы сваи

Чтобы определить γс, необходимо воспользоваться следующей формулой:

где γ1 может принимать значения 0,8, 1,0 или 1,2 при расстояниях между осями опор под дом равными 1,5, 2,5 и 5 м соответственно;

γ2 принимается равным 1,0 при нормальных режимах монтажа свай, либо 1,2 — при аварийном и монтажном режиме работы;

γ3 может принимать следующие значения:

• 1,0 – при промежуточном прямом распределении устройств;
• 0,8 – для промежуточных угловых, свайных, свайно-угловых, концевых распределениях порталов устройств;
• 0,7 – для специальных порталов устройств.

γ4 может быть равным 1,0 при использовании грибовидных оснований и анкерных плит с защемлёнными стойками в грунте, либо 1,15 для анкерных плит с шарнирными опорами на основание.

Как определить сопротивление грунта обратной засыпки

Сопротивление грунта под подошвой стоек вычисляется по следующей формуле:

где γс1 и γс2 – коэффициенты условий работы. Первый коэффициент определяется на основе Таблицы 1, а второй принимается равным 1.

Таблица 1. Значения коэффициента γс1 для различных типов грунта

Коэффициенты М с различными индексами, которые присутствуют в формуле (3), берутся из Таблицы 2.

Таблица 2. Значения коэффициентов М в зависимости от угла внутреннего трения

Остальные переменные, присутствующие в формуле (3), определаются в соответствии с СП 22.13330.2011.

Максимальное давление на грунтовые слои подошвы фундамента под воздействием вертикальных и горизонтальных нагрузок в одном или обоих направлениях не должно превышать расчётную величину, равную 1,2 R.

Расчёт выдёргивающих нагрузок на основание

Расчёт винтовых свай под дом необходимо определять с учётом основных и особых нагрузок отдельно или при их одновременном воздействии. Кроме того, нужно выполнять расчёты по основным типам деформаций. При этом обязательно учитывается тип грунта и материала свай.

Определение основных параметров для расчётов может быть выполнено также при помощи полевых испытаний. При наличии неточной информации о несущих способностях нестабильного грунта может потребоваться дополнительное тестовое бурение в нескольких местах участка.

Основное условие для проведения расчётов

Выдёргивающая нагрузка на винтовую или буронабивную сваю под дом с воздействием сжимающих и/или растягивающих сил в вертикальном либо горизонтальном направлениях сводится к выполнению следующего условия:

Набивная свая

где F – приведённая действующая нагрузка на основание в верхней точке опор;

FR – допустимая горизонтальная нагрузка в верхней точке фундамента.

Параметр FR определяется на основе проведения расчётов на опрокидывание со сжатием или выдёргиванием. Среди двух рассчитанных величин выбирается та, которая имеет наименьшее значение.

Расчёт выдёргивающей нагрузки

Формула для вычисления выдёргивающей нагрузки F на фундамент имеет следующий вид:

где γf – коэффициент, характеризующий надёжность несущей конструкции, который в данном случае берётся равным 0,9;

Gn – значение веса конструкции фундамента;

γс – коэффициент условий работы, который принимается равным 1;

Fu,a – предельное сопротивление винтовых свай на выдёргивание;

γn – коэффициент надёжности сваи.

Выдёргивающее сопротивление зависит только от величины бокового трения.

Винтовые опоры диаметром 108 мм

На основе расчётов выдёргивающей нагрузки определают диаметр винтовых свай, которые потребуются для создания надёжного основания.

Если нагрузки на выдёргивание имеют значительную величину, то применяют буронабивные сваи с выполнением уширения пятки либо винтовые с диаметром более 108 мм. Наиболее устойчивыми к выдёргивающим силам являются буронабивные конструкции.

Однако их применение невозможно на грунтах с непробиваемыми пластами. Поэтому проектировщику приходится принимать достаточно сложное решение по возникшим технических проблемам.

Основным преимуществом применения винтовых свай диаметром 108 мм является возможность передачи выдёргивающих нагрузок в грунт. Дом построенный на их основе будет иметь более выгодную конструкцию, чем при использовании буронабивных опор, по параметру веса, надёжности и распределения нагрузки.

Испытания свай на выдёргивающие нагрузки

Для определения выдёргивающих нагрузок проводят статические испытания винтовых свай. При наличии песчаных слоёв грунта измерения проводят через 3 суток, а для глинистых — только после 6 суток. Для буронабивных свай испытательные работы следует выполнять только после набора бетоном прочности, определяемой по данным взятых образцов, созданных во время закладки опоры.

Испытания на вдавливание

Испытание винтовых свай статическим методом

В перечень основных испытаний на вдавливание опор под дом входят следующие этапы:

1. Равномерная нагрузка.
2. Дифференцированная нагрузка.
3. Дифференцированная нагрузка, выполняемая по гистерезисной зависимости.

Величина нагрузки определяется необходимостью определения заданного уровня точности измерений. Обычно для равномерной нагрузки она составляет 0,07-0,1 от общей расчётной, а для дифференцированной – 0,2-0,4 для начальной ступени и 0,07-0,1 для последующих.

Переход между степенями нагружения осуществляется только после определения выхода на полную остановку усадки. Критерием является отсутствие изменений в течение 2-х последних часов наблюдения. Исключением из данного правила становятся песчаные и глинистые грунты, где создаётся необходимость проведения ускоренных испытаний. В таком случае вывод о стабилизации сваи принимается в течение часа при отсутствии смещений менее 0,1 мм.

На каждой ступени нагружения регистрируют показания измерительных приборов о вертикальном смещении сваи. Интервалы замеров длятся от 15 до 30 минут. Общее количество интервалов должно быть не менее трёх. Если выбрано нечётное число ступеней, то нагрузку на первой принимают равной величине всех последующих. После этого строят временную зависимость от вертикального смещения, а затем сравнивают с нормативным значением СП 22.13330.2011. Предельным считается такое значение, которое соответствует 0,1 от нормативной нагрузки.

Посмотрите видео, как проводится испытание опор с помощью вдавливания.

Испытания на выдёргивание

Испытания на выдёргивание винтовых свай под дом диаметром 108 мм определаются параметрами грунта, а также величиной предполагаемых нагрузок. Включают в себя следующие виды нагружения:

• Увеличивающаяся ступенчатая нагрузка с выжиданием достижения стационарного состояния в положении сваи.
• Пульсирующее ступенчатое воздействие с повышением нагрузки в несколько этапов: 1,25, 2,5 либо 5 мс. Суть заключается в проведении нагружения на каждой ступени от нуля до максимума, а затем полностью убирается без выжидания выхода в стационарное состояние. Изменение ступеней осуществляется только после стабилизации смещения опоры по вертикали по сравнению с предыдущей.
• Знакопеременная нагрузка. На опору действует многократное нагружение одинаковой величины на выдёргивание и вдавливание, которые изменяют свой знак  при переходе через ненагруженную точку.
• Непрерывно возрастающая нагрузка – на сваю действует постоянная выдёргивающая сила. При изменении величины нагружения не выжидают полной стабилизации, так как вполне достаточно достижения некоторого условного значения. Предельным значением нагрузки считается такое, когда перемещение опоры вверх не превышает 0,1 от величины её диаметра. Для переменных нагрузок и пульсирующих изменение положения не должно быть больше, чем 0,05 от диаметра сваи.

Выполнение испытаний для винтовых свай рекомендуется для уточнения расчётных значений сопротивления фундамента на выдёргивание и вдавливание.

Особенности проведения испытаний винтовых свай

Испытания винтовых опор

Винтовые сваи 108 мм под дом испытывают статическими нагрузками с применением следующих методов:

• Ступенчатой нагрузкой с выжиданием стационарного состояния по вертикальным смещениям на каждой из величин нагружения.
• Непрерывно увеличивающейся нагрузкой.
• Знакопеременным или пульсирующим нагружением.

При ввинчивании винтовой сваи в грунт регистрируются следующие параметры: число оборотов, длительность заглубления, осевая пригрузка и крутящий момент. Периодичность записи данных в журнал определяется величиной погружения сваи на каждые полметра.

Пригрузка вдоль оси определяется плотностью грунта и его структурой. Численно она определяется путём деления теоретического числа оборотов сваи к реальному. Если соотношение имеет значение менее 1, то пригрузка повышается, а при большем — снижается. Оптимальным вариантом, который говорит о правильности настройки испытательной установки, считается равенство полученного значения единице.

Посмотрите видео, как проводятся испытания винтовых опор.

Заключение

После проведения расчётов и полевых испытаний на выдёргивающие нагрузки для свай диаметром 108 мм под дом проектировщиком решается вопрос о том, какую конструкцию фундамента выбрать и как разместить опоры. Было показано, как провести все необходимые расчёты по определению нагружения на выдёргивание, позволяющие избежать множества проблем при эксплуатации объекта.

Описаны процедуры проведения полевых испытаний на вдавливание и выдёргивание свай, которые являются дополнительным контролем правильности расчётов, а также источником сведений о несущей способности грунта.

Какую нагрузку выдерживают винтовые сваи — расчет веса нагрузки на сваю

После проведения геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи, полученные данные обрабатываются. Далее инженеры подготавливают технический проект (план-схему) строительства здания на винтовых сваях. Ключевое место при составлении этого инженерного документа занимает расчёт свайного фундамента.

Основные принципы расчёта свайно-винтового фундамента

Важно отметить, что расчёт свайного поля для малых объектов (баня, бытовка или гараж) делается проще, и будет заметно отличаться от аналогичного расчёта винтового свайного фундамента, например, под каркасный дом. А расчёт свайного поля для заборов и ограждений имеет свои специфические особенности.

Тем не менее, общие принципы расчёта фундамента идентичны, так как они производятся согласно СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ».

Чтобы рассчитать количество винтовых свай под фундамент необходимо знать общий вес постройки. При этом вычисляются следующие показатели:

1. М1 – масса людей (максимально допустимое количество согласно п. 3.11 СНиП 2.01.07-85* «НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ»), которые смогут находиться в здании одновременно. Также к этому показателю добавляется некое особое значение, которое отличается для зданий различного типа.
2. М2 – снеговая нагрузка, которая рассчитывается согласно данным справочников, так как она может значительно различаться в разных регионах страны.
3. М3 – общий вес всех стройматериалов, из которых будет возведён дом.

После этого общий вес М (М1+М2+М3) умножается на коэффициент прочности – (1.1 – 1.3)

Далее полученный результат делится на несущую способность винтовых свай. Известно, что для жилых построек применяются преимущественно винтовые сваи диаметром 89 и 109 (мм). При этом в расчёт принимается не максимальная, а минимальная несущая способность сваи.

Разумеется, что это лишь основные параметры довольно сложного расчёта винтовых свай. В ходе вычислений обязательно делаются поправки на данные геологоразведки и пробного завинчивания винтовой сваи:

• глубину залегания грунтовых вод;
• глубину нахождения несущего слоя почвы;
• глубина погружения винтовой опоры в грунт и др.

Понятно, что выполнить столь сложные расчёты могут лишь высококвалифицированные специалисты. В компании «Сваи Альянс» этим занимаются опытные инженеры-строители.

Расчёт свайного поля для дома 6х8 м (два этажа)

Примерный расчёт винтового основания под двухэтажный дом будет выглядеть следующим образом.

Исходные данные:

• тип грунта – глинистый тугопластичный (несущ. способность 4 500 г/см2;
• крыша – пологая;
• одна внутренняя несущая стена.

Замеры и расчёты показали, что:

• общий вес плит из асбесто-цемента (кровля) – 2 500 кг;
• масса межэтажных перекрытий – 10 000 кг;
• масса чердачного перекрытия – 3 500 кг;
• масса стен – 21 000 кг;
• масса винтовых опор и обвязки – 3 000 кг.

То есть, М1 = 2 500 кг + 10 000 кг + 3 500 кг + 21 000 кг + 3 000 кг = 40 000 кг.

• мебель, бытовая техника, инженерные коммуникации, примерная масса проживающих людей и т. д. М2 = 26 000 кг.
• масса снега – М3 = 5 000 кг (данные специального справочника).

Таким образом, общий вес постройки с вместимым наполнением – М = 40 000 кг + 26 000 кг + 5 000 кг = 71 000 кг.

Коэффициент прочности для таких грунтов – 1.3 умножается на 71 т – получаем 92,3 т. Это и есть расчётная нагрузка на винтовой свайный фундамент. В ходе вычислений необходимо учесть, что расстояние между опорами под внутренней стеной будет на 30% больше от такого показателя под внутренними стенами.

Исходя из этого, несущая способность винтовой опоры составит приблизительно 4 650 кг (92 300 кг : 20 шт.).

Расчёт свайного поля для дома с мансардой 6 Х 6 м

Исходные данные:

• дом возводится из бруса 150Х150 мм;
• рассчитываем массу бруса 16.2 м2 Х 800 кг = 12 960 кг; это М1;
• рассчитываем полезную нагрузку 6м Х 6м Х 150 кг = 5 400 кг; это М2;
• рассчитываем снеговую нагрузку – 6м Х 6М Х 180 кг = 6 480 кг.

Таким образом, общий вес дома с полезной нагрузкой составляет М = 12 960 кг + 5 400 кг + 6 480 кг = 24 840 кг.

Умножаем на коэффициент прочности 24 840 кг Х 1,1 = 27 324 кг.

Поскольку для этого здания предназначены винтовые сваи СВС 89 мм (базовая несущая способность – 2 000 кг), то количество опор рассчитывается так:

27 324 кг : 2 000 кг =14 винтовых свай.

Шаг винтовых опор составит 200 см.

Расчёт свайного поля для дома из бруса 9х11 м

Исходные данные:

• дом из деревянного бруса 200Х200 мм
• рассчитываем массу бруса. Для строительства нужно 96,7 м3 материала. Вес 1 м3 деревянного бруса – 800 кг. То есть, масса бруса вместе с весом кровли и других издержек – 77 360 кг (96,7 м3 Х 800 кг) + 470 кг = 77 830 кг; это – М1;
• рассчитываем полезную нагрузку на 1 этаж – 9м Х 11м Х 150 кг = 14 850 кг. Соответственно на 2 этажа – 14 850 кг Х 2 = 29 700 кг; это – М2;
• рассчитываем снеговую нагрузку – 9м х 11м х 180 кг = 17 820 кг; это – М3.

Таким образом, общий вес здания будет М = М1 + М2 + М3 = 77 830 кг + 29 700 кг + 17 820 кг = 124 900 кг. Умножаем на коэффициент прочности 1,1 – и получаем итоговый вес дома – 137 400 кг.

Делим полученный результат на 2 500 кг (несущая способность сваи 108 мм) – и выходит 55 винтовых свай.

При этом шаг винтовых опор составит в среднем около 1 200 мм.

Зависимость несущей способности винтовой сваи от её размеров

Винтовая опора является основной расчётной единицей основания. Поэтому необходимо точно знать, какой вес способна выдерживать винтовая свая того или иного размера. Тем более, что увеличение параметров винтовых прямо пропорционально увеличивает их несущую способность.

Чем больше диаметр опоры – тем выше её несущая способность. Правда, увеличение диаметра сваи также неизбежно влечёт за собою увеличение толщины стенок её ствола и увеличение диаметра лопастей и их толщины. Таким образом, с изменением диаметра винтовой сваи параллельно происходит изменение и других сопутствующих параметров этого металлического элемента.

Все эти показатели в обязательном порядке учитываются при расчёте свайного поля под любую постройку. Поэтому в ходе расчётов достаточно важно знать точно, какой вес выдерживают винтовые сваи.

Приведённая ниже таблица показывает, как изменяется несущая способность сваи, в зависимости от изменений некоторых её параметров.

Размер сваи	Диаметр ствола	Толщина ствола	Диаметр лопасти	Толщина лопасти	Несущая способность
СВС 57 мм	57 мм	3 мм	200 мм	4 мм	До 1 000 кг
СВС 76 мм	76 мм	3,5 мм	250 мм	4 мм	До 2 000 кг
СВС 89 мм	89 мм	3,5 мм	250 мм	4 мм	До 4 000 кг
СВС 108 мм	108 мм	4 мм	300 мм	5 мм	До 6 000 кг
СВС 133 мм	133 мм	4,5 мм	350 мм	5 мм	До 10 000 кг

Данные таблицы хорошо показывают, как с увеличением размеров опоры возрастает её несущая способность, а также, сколько выдерживают винтовые сваи с различным диаметром ствола.

Определение опытной нагрузки свай

При устройстве свайного основания требуется определить число свай, которые надо забить под опору или под 1 м стены — несущую способность свай. Для этого надо знать, какую нагрузку может выдержать одна свая, так как, имея данные об общем весе (нагрузке), передаваемом на сваю, можно путем деления величины этой нагрузки на несущую способность одной сваи определить необходимое число свай. Например, опора размером 10×10 м передает вертикальную нагрузку в 1000 т. Определено, что в данном случае на одну сваю допускается нагрузка в 50 т, следовательно, в основание под фундамент надо забить 1000:50 = 20 свай.
Допустимая нагрузка на сваю определяется или путем пробной нагрузки, или расчетом. Обычно пользуются обоими способами.

При пробной нагрузке на месте устройства основания забиваются две сваи и более. После забивки (погружения) сваю загружают:
а) устраивая на ее голове площадку (опору), на которую постепенно накладывают бетонные блоки, металлические плиты и другие грузы;
б) около пробной сваи забивают две (или более) сваи, к которым крепится металлическая балка. Под балку на голову испытуемой сваи устанавливается гидравлический домкрат. При накачивании насосом воды (масла) поршень домкрата выдвигается и стремится погрузить испытуемую сваю в грунт, одновременно балка стремится выдернуть вспомогательные (анкерные) сваи. Поэтому эти сваи должны быть достаточно прочно заделаны в грунте. Величина давления на сваю определяется по манометру, а осадка — по специальным приборам (прогибомерам).

По мере увеличения нагрузки свая начинает медленно погружаться в грунт, затем. это погружение делается все большим и при достижении определенной нагрузки (критическая нагрузка) свая даже при незначительном давлении быстро погружается (проваливается) в грунт.

Установив критическую нагрузку и учитывая характер погружения сваи в грунт, допускаемую или расчетную нагрузку принимают в 1,5 — 2 раза меньше критической

Способ опытной нагрузки дает наиболее точные результаты, однако он сложен и дорого стоит. Поэтому применяется и способ определения несущей способности сваи путем пробной забивки ее ударами свайного молота (динамический метод).
Этот метод основан на том, что между несущей способностью сваи и величиной ее погружения от одного удара существует определенная зависимость. Несущая способность сваи будет тем больше, чем меньше она погрузится от одного удара, а величина погружения сваи от удара, называемая отказом сваи, зависит от веса молота и высоты его падения. Эта зависимость выражается формулами; наибольшее применение имеет формула, разработанная советским ученым Н. М. Герсевановым.

Зная вес молота, высоту его подъема и размеры сваи, по формулам определяют необходимый отказ, обеспечивающий требуемую несущую способность сваи.
Пробную сваю обычно забивают до тех лор, пока не будет получен заданный отказ или тока свая не погрузится на заданную глубину.
В практике строительства приходится решать и такую задачу, когда при забивке свай используется копер с молотом, отличным по весу от молота, примененного при пробной забивке. В этом случае необходимо сделать перерасчет требуемого отказа.

Величину требуемого отказа сообщают бригадиру, ведущему свайную бойку, который и следит за точным достижением величины заданного отказа при погружении каждой сваи. Надо помнить, что если при забивке: сваи величина ее отказа будет больше заданного, то свая не будет нести расчетную нагрузку. Вследствие этого сооружение, возведенное на таком основании, может дать осадку и даже получить повреждения. Поэтому, если получить заданный отказ не удается, то бойку надо прекратить и сообщить производителю работ о результатах бойки (об отказах).

Нередко заданный отказ получается еще тогда, когда свая не дошла до заданной глубины. В этих случаях или прекращают бойку и сваю срезают, или принимают дополнительные меры по обеспечению погружения сваи в грунт (например, подмыв). Это решение принимается руководителями строительства. Срезка свай, хотя бы и давших заданный отказ, без согласования с проектной организацией не допускается.

Вместимость сваи — обзор

Время влияет на изменения осевой нагрузки в глинистом грунте

Вместимость сваи, рассчитанная по предыдущему уравнению, не учитывает влияние старения с течением времени на емкость сваи, учитывая, что на старой платформе который был построен 40 лет назад и более, если пересмотреть расчет, вы можете обнаружить, что он отличается от коэффициента безопасности API в дополнение к условиям окружающей среды. Эффект времени, несомненно, влияет на емкость сваи, как при нормальных явлениях со временем, когда сваи работают с окруженный грунт как единое целое, поэтому в расчетах не учитывается дополнительная адгезия.Поэтому недавно было проведено исследование, чтобы определить поведение осевой способности глинистой почвы во времени.

Кларк (1993) и Богард и Мэтлок (1990) провели полевые измерения, в которых было показано, что время, необходимое забивным сваям для достижения предельной прочности в связном грунте, может быть относительно большим — до 2–3 лет.

Стоит отметить, что в течение короткого периода времени после установки наблюдается значительное увеличение прочности, и это происходит из-за того, что показатель прочности быстро увеличивается после непосредственного движения, и этот показатель уменьшается в процессе рассеивания.

Во время забивки сваи в обычных или легких переуплотненных глинах происходит значительное нарушение грунта вокруг сваи, изменяется напряженное состояние, что также создает большое превышение порового давления. После установки сваи это избыточное поровое давление начинает рассеиваться, что означает, что окружающий грунт вокруг свай начинает консолидироваться, и, исходя из этого, емкость сваи в глинистой почве со временем увеличивается. Этот процесс называется « настройка ». Скорость рассеяния избыточного порового давления зависит от радиального коэффициента уплотнения, диаметра сваи и слоистости грунта.

В наиболее распространенном случае, когда забивные трубные сваи, поддерживающие конструкцию, имеют расчетные нагрузки, прикладываемые к сваям вскоре после установки, при проектировании свай следует учитывать характеристики времени уплотнения. В традиционных стационарных морских сооружениях время между установкой сваи и полной загрузкой платформы составляет от 1 до 3 месяцев, но в некоторых случаях ввод в эксплуатацию и запуск происходят раньше, и в этом случае эта информация должна быть передана. для инженерного бюро, поскольку ожидаемое увеличение пропускной способности со временем является важными проектными переменными, которые могут повлиять на безопасность системы фундамента на ранних этапах процесса консолидации.

Поведение сваи при значительных осевых нагрузках в высокопластичных, нормально консолидированных глинах было изучено с помощью большого количества испытаний свайных моделей и некоторых натурных испытаний на нагрузку на сваи.

В результате этого исследования диссипации порового давления с данными нагрузочных испытаний в разное время после забивки сваи были получены эмпирические корреляции между степенью консолидации, условиями закупоривания и сдвиговой способностью ствола сваи. Это исследование показало, что результаты испытаний стальных свай с закрытым концом в сильно переуплотненной глине указывают на отсутствие значительного изменения несущей способности с течением времени.Это противоречит испытаниям стальных свай с закрытым концом диаметром 0,273 м (10,75 дюйма) в переуплотненной глине, где была обнаружена значительная и быстрая установка за 4 дня, поэтому емкость сваи в конце установки так и не восстановилась полностью.

Поэтому очень важно подчеркнуть, что осевая способность сваи с течением времени находится в стадии исследований и разработок, и нет твердой формулы или уравнения, которым следовало бы следовать, но следует сосредоточить внимание на исследованиях, проводимых на конкретном участке. местоположение, а также зависит от предыдущей истории местоположения.

Грузоподъемность свай | Программное обеспечение SkyCiv Cloud для структурного анализа

Как рассчитать предельную несущую способность одиночной сваи

Грузоподъемность

---

Оценка предельной несущей способности одиночной сваи — один из наиболее важных аспектов проектирования свай, который иногда может быть сложным. В этой статье будут рассмотрены основные уравнения для расчета одинарной сваи, а также приведен пример.

Чтобы легко понять механизм передачи нагрузки одиночной сваи, представьте бетонную сваю длиной L и диаметром D, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1: Механизм передачи нагрузки для свай

Нагрузка Q, приложенная к свае, должна передаваться непосредственно на грунт у основания сваи. Часть этой нагрузки будет восприниматься сторонами сваи за счет так называемого «поверхностного трения», развиваемого вдоль вала (Q _s ), а остальная часть будет выдержана грунтом, на который опирается свая (Q _p ). Следовательно, предельная несущая способность (Qu) сваи определяется уравнением (1).Существует несколько методов оценки значений Q _p и Q _s .

\ ({Q} _ {u} = {Q} _ {p} + {Q} _ {s} \) (1)

Q _u = Максимальная грузоподъемность

Q _p = Допустимая нагрузка на концевую опору

Q _с = Сопротивление поверхностному трению

Хотите попробовать программное обеспечение SkyCiv Foundation Design? Наш бесплатный инструмент позволяет пользователям выполнять расчеты несущей способности без загрузки или установки!

Калькулятор проектирования фундамента

Допустимая нагрузка на конец, Q

_p

---

Конечная несущая способность — это теоретически максимальная нагрузка на единицу площади, которая может без сбоев выдерживать опору грунтом.Следующее уравнение Карла фон Терзаги, отца механики грунтов, является одной из первых и наиболее часто используемых теорий при оценке предельной несущей способности фундаментов. Уравнение Терзаги для предельной несущей способности может быть выражено как:

\ ({q} _ {u} = (c × {N} _ {c}) + (q × {N} _ {q}) + (\ frac {1} {2} × γ × B × { N} _ {γ}) \) (2)

q _u = Максимально допустимая нагрузка на конец

c = сцепление почвы

q = Эффективное давление на грунт

γ = Удельный вес грунта

B = глубина или диаметр поперечного сечения

N _c , N _q , N _γ = Коэффициенты опоры

Так как q _u выражается в единицах нагрузки на единицу площади или давления, умножение его на площадь поперечного сечения сваи даст в результате несущую способность сваи на конце (Q _p ). Результирующим значением последнего члена уравнения 2 можно пренебречь из-за относительно небольшой ширины сваи, следовательно, его можно исключить из уравнения. Таким образом, предельная несущая способность сваи может быть выражена, как показано в уравнении (3). Эта модифицированная версия уравнения Терзаги используется в модуле SkyCiv Foundation при проектировании свай.

\ ({Q} _ {p} = {A} _ {p} × [(c × {N} _ {c}) + (q × {N} _ {q})] \) (3)

A _p = Площадь поперечного сечения сваи

Коэффициенты опоры N _c и N _q являются безразмерными, получены эмпирическим путем и являются функциями угла трения почвы (Φ).Исследователи уже завершили расчеты, необходимые для определения коэффициентов опоры. В таблице 1 приведены значения N _q согласно данным инженерного командования военно-морских сил (NAVFAC DM 7.2, 1984). Значение N _c примерно равно 9 для свай под глинистыми грунтами.

Коэффициент подшипника (Н q )
Угол трения (Ø)	26	28	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
Забивные сваи	10	15	21	24	29	35	42	50	62	77	86	120	145
Буронабивные сваи	5	8	10	12	14	17	21	25	30	38	43	60	72

Таблица 1: значения N _q из NAVFAC DM 7.2

Емкость сопротивления поверхностному трению, Q

_с

---

Кожное сопротивление сваи развивается по длине сваи. Обычно сопротивление трению сваи выражается как:

\ ({Q} _ {s} = ∑ (p × ΔL × f) \) (4)

p = периметр сваи

ΔL = Инкрементная длина сваи, по которой берутся p и f

f = Сопротивление трению агрегата на любой глубине

Оценка значения единицы сопротивления трения (f) требует рассмотрения нескольких важных факторов, таких как характер установки свай и классификация грунта.Уравнения (5) и (6) показывают вычислительный метод определения единицы сопротивления трению свай в песчаных и глинистых грунтах соответственно. В таблицах 2 и 3 представлены рекомендуемый эффективный коэффициент давления грунта (K) и угол трения грунт-сваи (δ ’) в соответствии с NAVFAC DM7.2.

Для песчаных почв:

\ (f = K × σ ’× tan (δ’) \) (5)

K = эффективный коэффициент давления грунта

σ ’= эффективное вертикальное напряжение на рассматриваемой глубине

δ ’= угол трения грунт-сваи

Для глинистых почв:

\ (f = α × c \) (6)

α = Эмпирический коэффициент сцепления

Угол трения грунт-сваи (δ ’)
Тип сваи	δ ’
Стальная свая	20º
Куча древесины	3/4 × Φ
Бетонная свая	3/4 × Φ

Таблица 2: Значения угла трения грунта-сваи (NAVFAC DM7.2, 1984)

Коэффициент бокового давления земли (K)
Тип сваи	Компрессионная свая	Натяжная свая
Забивные двутавровые сваи	0,5–1,0	0,3-0,5
Забивные сваи (круглые, прямоугольные)	1,0–1,5	0,6–1,0
Забивные сваи (конические)	1. 5-2,0	1,0–1,3
Забивные сваи	0,4-0,9	0,3-0,6
Буронабивные сваи (диаметр <24 ″)	0,7	0,4

Таблица 3: Значения коэффициента бокового давления земли (K) (NAVFAC DM7.2, 1984)

Коэффициент адгезии (α)
п / п а	α
≤ 0.1	1,00
0,2	0,92
0,3	0,82
0,4	0,74
0,6	0,62
0,8	0,54
1,0	0,48
1,2	0,42
1,4	0,40
1,6	0,38
1.8	0,36
2,0	0,35
2,4	0,34
2,8	0,34

Примечание: p _a = атмосферное давление ≈ 100 кН / м ²

Таблица 4: Значения фактора адгезии (Terzaghi, Peck, and Mesri, 1996)

Пример: Расчет вместимости свай в песке

---

Бетонная свая длиной 12 метров и диаметром 500 мм забивается в несколько слоев песка без наличия грунтовых вод.Найдите максимальную несущую способность (Q _и ) сваи.

Детали
Раздел
Диаметр	500 мм
Длина	12 месяцев
Слой 1-Свойства грунта
Толщина	5 месяцев
Масса устройства	17,3 кН / м 3
Угол трения	30 градусов
Сплоченность	0 кПа
Столб подземных вод	Нет
Свойства двух слоев почвы
Толщина	7 месяцев
Масса устройства	16. 9 кН / м 3
Угол трения	32 градуса
Сплоченность	0 кПа
Столб подземных вод	Нет

Шаг 1. Вычислите допустимую нагрузку на концевую опору (Q _p ).

На кончике стопки:

A _p = (π / 4) × D ² = (π / 4) × 0,5 ²

A _p = 0.196 кв.м. ²

c = 0 кПа

θ = 32º

N _q = 29 (из таблицы 1)

Эффективное давление на почву (q):

q = (γ ₁ × t ₁ ) + (γ ₂ × t ₂ ) = (5 м × 17,3 кН / м ³ ) + (7 м × 16,9 кН / м ³ )

q = 204,8 кПа

Затем используйте уравнение (3) для определения допустимой нагрузки на концевую опору:

Q _p = A _p × [(c × N _c ) + (q × N _q )]

Q _p = 0.196 м ² × (204,8 КПа × 29)

Q _p = 1164,083 кН

Шаг 2: Вычислить сопротивление поверхностному трению (Q _s ).

Используя уравнения (4) и (5), рассчитайте поверхностное трение на слой почвы.

Q _с = ∑ (p × ΔL × f)

p = π × D = π × 0,5 м

p = 1,571 м

Слой 1:

ΔL = 5 м

f ₁ = K × σ ’ ₁ × tan (δ’)

К = 1.25 (Таблица 3)

δ ’= 3/4 × 30º

δ ’= 22,50º

σ ’ ₁ = γ ₁ × (0,5 × t ₁ ) = 17,3 кН / м ³ × (0,5 × 5 м)

σ ’ ₁ = 43,25 кН / м ²

f ₁ = 1,25 × 43,25 кН / м ² × tan (22,50º)

f ₁ = 22,393 кН / м ²

Q _s1 = p × ΔL × f ₁ = 1,571 м × 5 м × 22,393 кН / м ²

Q _s1 = 175. 897 кН

Уровень 2:

ΔL = 7 м

f ₂ = K × σ ’ ₂ × tan (δ’)

K = 1,25 (таблица 3)

δ ’= 3/4 × 32º

δ ’= 24º

σ ‘ ₂ = (γ ₁ × t ₁ ) + [γ ₂ × (0,5 × t ₂ )] = (17,3 кН / м ³ × 5 м) + [16,9 кН / м ³ × (0,5 × 7 м)]

σ ’ ₂ = 145,65 кН / м ²

f ₂ = 1.25 × 145,65 кН / м ² × tan (24º)

f ₂ = 81,059 кН / м ²

Q _s2 = p × ΔL × f ₂ = 1,571 м × 7 м × 81,059 кН / м ²

Q _s2 = 891,406 кН

Общее сопротивление кожному трению:

Q _s = Q _s1 + Q _s2 = 175,897 кН + 891,406 кН

Q _s = 1067,303 кН

Шаг 3: Расчет максимальной грузоподъемности (Q _и ).

Q _u = Q _p + Q _s = 1164,083 кН + 1067,303 кН

Q _u = 2231,386 кН

Пример 2: Расчет грузоподъемности свай в глине

---

Рассмотрим бетонную сваю диаметром 406 мм и длиной 30 м, залитую слоистой насыщенной глиной. Найдите максимальную несущую способность (Q _и ) сваи.

Детали
Раздел
Диаметр	406 мм
Длина	30 метров
Слой 1-Свойства грунта
Толщина	10 метров
Масса устройства	8 кН / м 3
Угол трения	0º
Сплоченность	30 кПа
Столб подземных вод	5 месяцев
Свойства двух слоев почвы
Толщина	10 метров
Масса устройства	19. 6 кН / м 3
Угол трения	0º
Сплоченность	0 кПа
Столб подземных вод	Полностью погруженный

Шаг 1. Вычислите допустимую нагрузку на концевую опору (Q _p ).

На кончике стопки:

A _p = (π / 4) × D ² = (π / 4) × 0,406 ²

A _p = 0.129 кв.м. ²

c = 100 кПа

N _c = 9 (Типичное значение для глины)

Q _p = (c × N _c ) × A _p = (100 кПа × 9) × 0,129 м ²

Q _p = 116,1 кН

Шаг 2: Вычислить сопротивление поверхностному трению (Q _s ).

Используя уравнения (4) и (6), рассчитайте поверхностное трение на слой почвы.

Q _с = ∑ (p × ΔL × f)

р = π × D = π × 0.406 м

p = 1,275 м

Слой 1:

ΔL = 10 м

α ₁ = 0,82 (таблица 4)

c ₁ = 30 кПа

f ₁ = α ₁ × c ₁ = 0,82 × 30 кПа

f ₁ = 24,6 кН / м ²

Q _s1 = p × ΔL × f ₁ = 1,275 м × 10 м × 24,6 кН / м ²

Q _s1 = 313,65 кН / м ²

Уровень 2:

ΔL = 20 м

α ₂ = 0.48 (Таблица 4)

c ₂ = 100 кПа

f ₂ = α ₂ × c ₂ = 0,48 × 100 кПа

f ₂ = 48 кН / м ²

Q _s2 = p × ΔL × f ₂ = 1,275 м × 20 м × 48 кН / м ²

Q _s2 = 1,224 кН / м ²

Общее сопротивление кожному трению:

Q _с = Q _с1 + Q _с2 = 313. 65 кН + 1224 кН

Q _s = 1537,65 кН

Шаг 3: Расчет максимальной грузоподъемности (Q _и ).

Q _u = Q _p + Q _s = 116,1 кН + 1537,65 кН

Q _u = 1,653,75 кН

Хотите попробовать программное обеспечение SkyCiv Foundation Design? Наш бесплатный инструмент позволяет пользователям выполнять расчеты несущей способности без загрузки или установки!

Калькулятор проектирования фундамента

Артикулы:

• Дас, Б.М. (2007). Принципы фундаментальной инженерии (7-е издание) . Глобальный инжиниринг
• Раджапаксе Р. (2016). Практическое правило проектирования и строительства свай (2-е издание) . Elsevier Inc.
• Томлинсон, М.Дж. (2004). Практика проектирования и строительства свай (4-е издание) . E&FN Spon.

(PDF) Допустимая нагрузка сваи — методы расчета

Несущая способность сваи — методы расчета 93

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

[1] Американский институт нефти, рекомендованная практика API

для планирования, проектирования и строительства стационарных морских платформ

, API, Вашингтон, округ Колумбия, 1984.

[2] A

РДАЛАН Х., ЭСЛАМИ А., НАРИМАН-ЗАХЕД Н., Пропускная способность ствола сваи

по данным CPT и CPTu с помощью полиномиальных нейронных сетей

и генетических алгоритмов, Comput. Геотех., 2009, 36, 616–625.

[3] B

OND AJ, SCHUPPENER B., SCARPELLI G., ORR TLL,

Еврокод 7: Геотехническое проектирование Примеры работ, работа

примеров, представленных на семинаре «Еврокод 7: Геотех-

Технический дизайн» Дублин, 13–14 июня 2013 г.

[4] B

UDHU M., Soil Mechanics and Foundations, Wiley, Hoboken,

New York 1999.

[5] C

AI G., LIU S., TONG L., DU G. , Оценка прямых методов CPT

и CPTu для прогнозирования предельной несущей способности одиночных свай ca-

, англ. Геол., 2009, 104, 211–222.

[6] C

AI G., LIU S., PUPPALA A.J., Оценка надежности

прогнозов вместимости свай на основе

CPTu в мягких глинистых отложениях,

Eng.Геол., 2012, 141–142, 84–91.

[7] DNV-OS-J101-2007: Det Norske Veritas. Проектирование морских конструкций

ветроэнергетических установок. Октябрь 20007.

[8] H

IRANY A., KULHAWY F.H., Проведение и интерпретация нагрузочных испытаний

на фундаментах пробуренных стволов, Отчет EL-5915,

1988, Vol. 1, Исследовательский институт электроэнергетики, Пало-Альто,

CA, www.epri.com

[9] F

ELLENIUS BH, Basics of Foundation Design, Electronic

Edition, Калгари, Альберта, Канада, T2G 4J3, 2009 .

[10] F

LEMING W.G.K. и др., Piling Engineering, Surrey Univer-

,

sity Press, New York 1985.

[11] GWIZDAŁA K., Fundamenty palowe. Technologie i oblicze-

nia. Том 1, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.

[12] G

WIZDAŁA K., Fundamenty palowe. Badania i zastosowania.

Tom 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2013.

[13] J

ANBU N., (ed.), Статическая несущая способность фрикционных свай, Pro-

ceedings 6-й Европейской конференции по механике грунтов

и Foundation Engineering, 1976, Vol.1.2, 479–488.

[14] H

ЭЛВАНИ С., Прикладная механика грунта с приложениями ABAQUS

катионов, John Wiley & Sons, Inc., 2007.

[15] K

АРЛСРУД К., КЛАУЗЕН К.ДЖФ, AAS PM , Несущая способность

забивных свай в глине, подход NGI, Proc. Int. Symp. on

Frontiers in Offshore Geotechnics, 1. Перт 2005, 775–782.

[16] K

ARLSRUD K., Прогнозирование поведения нагрузки-смещения и

грузоподъемности осевых свай в глине на основе анализа и

интерпретации результатов испытаний свайной нагрузки, докторская диссертация, Тронхейм,

Норвежский университет науки и технологий, 2012.

[17] K

EMPFERT H.-G., BECKER P., Осевое сопротивление сваям различных типов свай

, основано на эмпирических значениях, Proceedings of Geo-

Shanghai 2010 Глубинные фундаменты и геотехнические исследования на месте

(GSP 205), ASCE, Рестон, Вирджиния, 2010, 149–154.

[18] K

OLK H.J., VAN DER VELDE A., Надежный метод

определения фрикционной способности свай, забитых в глины,

Proc. Морская технологическая конференция, 1996, Vol.2,

Хьюстон, Техас.

[19] K

RAFT L.M., LYONS C.G., Современное состояние: Ultimate Axial

Вместимость залитых свай, Proc. 6th Annual OTC, Houston

paper OTC 2081, 1990, 487–503.

[20] K

ULHAWY FH и др., Фонд структуры линии электропередачи —

для подъемно-компрессионной нагрузки, Отчет EL, 2870,

Исследовательский институт электроэнергии, Пало-Альто, 1983.

[21] M

CCLELLAND B., Проектирование свай глубокого проникновения для океанских конструкций

, Журнал геотехнического инженерного отдела,

ASCE, 1974, Vol.100, № GT7, 705–747.

[22] M

ЭЙЕРХОФ Г.Г., Несущая способность и оседание свайных фундаментов

, ASCE J. of Geotechnical Eng., 1976, GT3,

195–228.

[23] NAVFAC DM 7.2 (1984): фундамент и земляные сооружения,

Министерство военно-морского флота США.

[24] N

IAZI FS, MAYNE PW, Испытания на конусное проникновение на основе Di-

rect Методы оценки статической осевой нагрузки одиночных свай

, Геотехническая и геологическая инженерия, 2013, (31),

979– 1009.

[25] R

ANDOLPH MF, WROTH CP, Простой подход к проектированию свай

и оценка испытаний свай, Behavior of Deep

Foundations, STP 670, ASTM, West Conshohocken, Penn-

sylvania, 1979, 484–499.

[26] R

ANDOLPH M.F., Рекомендации по проектированию морских свай,

Proc. конференции по геотехнической практике на шельфе

Engineering, Остин, Техас, 1983, 422–439.

[27] R

АНДОЛЬФ М.Ф., Долвин Дж., Бек Р., Проектирование забивных свай

в песке, Геотехника, 1994, т. 44, № 3, 427–448.

[28] РУВАН РАДЖАПАКСЕ, Правила проектирования и строительства свай

Thumb, Elsevier, Inc., 2008.

[29] S

KEMPTON AW, Буронабивные сваи из лондонской глины,

Geotechnique , 1959, т. 9, № 4, с. 153–173.

[30] T

OMLINSON MJ Pile Design and Construction Practice,

Viewpoint Publications, Лондон, 1977 г., издание 1981 г., 1987 г.

издание, издание 1991 г., издание 1994 г., издание 1995 г., издание 1998 г., издание

, 2008 г. версия.

[31] W

HITE D.J., BOLTON M.D., Сравнение CPT и свайного основания

сопротивления в песке, Proc. Inst. Civil Eng. Геотех. Eng.,

2005, 158 (GE1), 3–14.

[32] W

RANA B., Лекции по механике грунта, Wydawnictwo

Politechniki Krakowskiej, 2014.

[33] W

RANA B., Lectures on Foundations, Wydawnictwo

Politechniki

[34] W

YSOKIŃSKI L., KOTLICKI W., GODLEWSKI T., Projektowanie

geotechniczne według Eurokodu 7. Poradnik, Instytut Tech-

niki Budowlanej, Warszawa 2011.

[35] PN-EN 1997-1, Еврокод 7: Геотехническое проектирование — Часть 1:

Общие правила. Часть 2: Наземные исследования и испытания.

Без аутентификации

Дата загрузки | 20.02.16 23:00

Проектирование свай [составить детальное руководство]

В статье рассматривается конструкция свай (одинарные набивные буронабивные сваи).Буронабивные сваи чаще используются в мире в качестве глубокого фундамента, когда осевая нагрузка не может быть достигнута за счет фундаментов мелкого заложения.

Существуют различные методы проектирования свай. Во всех методах расчет поверхностного трения и концевых опор выполняется при расчете свай. Если мы сможем рассчитать вышеуказанные параметры, мы легко сможем оценить вместимость сваи.

Расчет отрицательного поверхностного трения и нормального поверхностного трения почвы в этой статье не рассматривается.

Однако эффект поверхностного трения грунта можно учесть при оценке несущей способности сваи.

Особенно, когда есть отрицательное поверхностное трение, которое снижает несущую способность сваи, это следует учитывать при расчетах. Влияние трения кожи о землю о кожу будет рассказано в другой статье на этом сайте.

Как правило, допустимые значения торцевого подшипника и поверхностного трения получают в результате геотехнических исследований.

В отчете приведены допустимые значения допустимого концевого подшипника и допустимого поверхностного трения.

Если в отчете о инженерно-геологических исследованиях указаны предельная нагрузка на концевую опору и предельное поверхностное трение, они должны быть преобразованы в допустимые нагрузки, поскольку мы сравниваем их с рабочими нагрузками (эксплуатационными нагрузками) конструкции.

Уравнения для оценки концевого подшипника и трения обшивки

Несущая способность концевого подшипника = (допустимая конечная опора) x (площадь поперечного сечения основания сваи)

Способность к трению обшивки = (допустимое трение обшивки) x (площадь поверхности сваи в длине раструба)

Площадь поверхности сваи в длине раструба рассчитывается путем умножения длины раструба (длины сваи в свежей породе) на длину периметра сваи.Обычно сваи имеют глубину забивки вокруг диаметра сваи, если это не указано в геотехническом отчете.

Геотехническая способность сваи = Концевая несущая способность + Допустимая нагрузка на трение обшивки

Геотехническая способность сваи сравнивается со структурной способностью сваи для получения несущей способности сваи.

Структурная способность сваи может быть оценена с помощью структурного анализа.

Сваю можно спроектировать как колонну, несущую осевую нагрузку в почве и скале.

При укладке сваи на очень мягких грунтах, таких как торф, рекомендуется провести структурную проверку сваи с учетом эффекта продольного изгиба в очень мягкой среде.

Как правило, инженеры использовали следующее уравнение для оценки несущей способности свай.

Структурная способность сваи = 0,25 fcu Ac

Где fcu = характеристическая кубическая прочность бетона
Ac = площадь поперечного сечения сваи

Расчетная способность сваи = меньшая структурная способность и геотехническая нагрузка

Для ознакомления с конструкцией свайной заглушки можно обратиться к статье «Конструкция свайной заглушки ».

Макрос для расчета силы натяжения сваи на основе метода нейтральной плоскости — GeoTechSimulation

Длительное уплотнение, сейсмический сухой песок и осадки грунта, вызванные разжижением, могут создавать значительную нагрузку на сваи. Эта нагрузка, называемая понижающим трением или отрицательным поверхностным трением, вызывается трением между сваей и движущимся вниз грунтом.

В моем предыдущем посте (щелкните здесь) я объяснил, как рассчитать нагрузку на нисходящее торможение, основываясь на рекомендациях AASHTO LRFD Bridge Design (2012).Вы отметили, что в подходе AASHTO сжатие сваи из-за нагрузок на конструкцию плюс усилие натяжения не учитывалось при расчете относительного смещения грунта-сваи. При таком подходе относительное смещение грунта-сваи было просто осадкой грунта в свободном поле, равной или превышающей 0,4 дюйма. Этот недостаток устранен в методе нейтральной плоскости, где график «нагрузка на головку сваи + отрицательное поверхностное трение» сравнивается с графиком «положительное поверхностное трение + подвижное сопротивление кончика сваи».Это показано на Рисунке 1 ниже. Нейтральная плоскость — это место пересечения двух профилей свайных сил. Это также место, где относительное движение между сваей и окружающей почвой равно нулю.

Рисунок 1. Метод нейтральной плоскости (Siegel et al., 2014).

Нагрузка на головку сваи НЕ должна учитываться (тип служебной нагрузки), и она должна представлять устойчивые нагрузки на конструкцию, которые обычно представляют собой постоянную нагрузку плюс некоторый процент временной нагрузки. Вы должны проверить свой местный строительный кодекс, чтобы узнать, какой процент требуется.Как обсуждалось в моем предыдущем посте (щелкните здесь), согласно ASCE 7-10 (США), процент долгосрочных нагрузок составляет 50%, поэтому длительная нагрузка будет D + 0,5 л.

Типовые кривые t-z и Q-z необходимы для расчета положительного трения и подвижного сопротивления вершины сваи в зависимости от относительного движения грунта и сваи. Следует провести итерационный анализ, который включает предположение о подвижном сопротивлении наконечника и затем определение его совместимости с нагрузками, действующими вдоль сваи, а также нагрузкой на головку сваи (Siegel et al.2014). Я включил этот итерационный процесс в отдельные таблицы для пробуренных стволов и забивных свай. Вы можете скачать файлы по ссылкам ниже. Перед использованием электронных таблиц вам необходимо:

1. Расчет профиля осадки почвы в свободном поле;
2. Определите обобщенный профиль грунта с такими свойствами грунта, как сцепление, трение, N60 (для буронабивных свай в песках) и удельный вес.

Обратите внимание, что предельное поверхностное трение и предельная несущая способность конца определяются на основе рекомендаций AASHTO LRFD Bridge Design (2012) — разделы 10.7 и 10.8. В коде используются кривые t-z и Q-z, указанные в Американском нефтяном институте (API). В случае, если у вас есть кривые для конкретного объекта, вы можете включить формулировки в макро-функции «Q_z», t_z_Clay »и t_z_Sand».

Вы можете скачать Excel Spreadsheet для анализа просверленных валов здесь:
Downdrag_Drilled-Shafts_Neutral-Plane.xlsm
(последнее обновление: 05.04.18)

Вы можете скачать Excel Spreadsheet для анализа забивных свай здесь:
Downdrag_Driven-Piles_Neutral-Plane. xlsm
(последнее обновление: 11.03.18)

Перед использованием таблиц внимательно прочтите «Примечания».

Некоторые дополнительные примечания:

• Макросы вычисляют; (i) понижающее усилие, (ii) оседание сваи после консолидации / после землетрясения и (iii) глубина нейтральной плоскости.
• Профиль осадки почвы в свободном поле можно ввести непосредственно из Settle3D, CLiq и т. Д. Нет необходимости изменять данные. Макрос автоматически включит в расчеты соответствующую глубину и осадку.
• Если результаты анализа не совпадают, попробуйте одно из следующих действий:
  1. увеличьте допустимую разницу нагрузок в ячейке «D41» в таблице «Просверленный ствол» и «D46» в электронной таблице забивной сваи. Эта нагрузка представляет собой разницу между расчетной нагрузкой для данного смещения вершины сваи и заданной пользователем устойчивой нагрузкой на головку сваи. На мой взгляд приемлемо значение до 10 тысяч фунтов.
  2. , если нагрузка слишком велика для данной глубины колонны, код может не сойтись из-за недостаточной несущей способности.В таких случаях нужно либо уменьшить воспринимаемые нагрузки, либо увеличить глубину сваи.

Пишите комментарии, если есть вопросы.

Расчетные модули

> Фундаменты> Группа свай

Нужно больше? Задайте нам вопрос

Этот модуль учитывает сосредоточенную нагрузку, приложенную к жесткой шапке сваи, и распределяет ее на группу свай. Распределение сил выполняется в предположении, что сваи жесткая и все сваи имеют одинаковое сопротивление вертикальной нагрузке.

Распределение нагрузок на каждую сваю из-за эффекта эксцентриситета нагрузки определяется с помощью анализа перекосного изгиба. Это учитывает одновременное действие по осям X и Y.

Модуль также является эффективным методом определения нагрузок на группу свай при забивке.

Вкладка Общие

ПРИМЕЧАНИЕ! Установите систему координат X и Y перед вводом местоположений сваи и груза. Модуль требует определения двухмерной группы свай. Он не будет сообщать результаты для коллинеарной группы, то есть для одной линии стопок.

Общая приложенная осевая нагрузка

Введите общую вертикальную нагрузку, которая будет распределена на сваи в группе свай, используя заданную систему координат.

Примечание. Допускаются только вертикальные нагрузки; нет боковых ножниц.

Расстояние по осям X и Y до нагрузки

Введите расстояние от точки отсчета X и Y (0,0) до местоположения приложенной вертикальной нагрузки.

Количество свай

Эта запись определяет количество свай в группе. При изменении количества стопок количество мест для ввода данных будет соответствовать указанному количеству стопок.

Расположение свай: расстояние от базы до сваи

Введите расстояние от исходной точки X и Y (0,0) до центра каждой сваи.

Комбинация нагрузок для использования

Этот выбор переключит комбинации нагрузок, показанные на вкладке «Комбинации нагрузок», между расчетными комбинациями «Сервис» и «Факторизованные».

Вкладка сочетания нагрузок

Эта вкладка позволяет указать комбинации нагрузок, которые следует учитывать.

Вкладка результатов

На этой вкладке суммируются общие расчетные значения для группы свай, а также указаны максимальная факторизованная нагрузка для каждой сваи и комбинация нагрузок, создавшая максимальную нагрузку.

Вкладка подробных результатов

На этой вкладке представлены подробные расчеты для каждой сваи для каждого сочетания нагрузок.Он указывает на прямую силу, а также на компонент осевой нагрузки, которая возникает из-за чистого момента, приложенного ко всей группе. Последний эффект будет наблюдаться для любой сваи, расположенной на некотором расстоянии от центра тяжести группы свай.

Вкладка «Эскиз»

Основы проектирования: анализ группы свай

Осевой и боковой — vulcanhammer.info

Конечная цель забивной сваи — нести какой-либо груз.Эти нагрузки поступают из различных источников, как показано справа.

После установления нагрузок необходимо определить сопротивление сваи нагрузкам. Взаимодействие свай и окружающих грунтов — осевых и боковых — является сложным. Компьютерное программное обеспечение и электронные таблицы могут быть очень полезными, если уж точно не заменять здравую инженерную оценку.

Ниже приведены несколько программ и одна таблица. Мы также предлагаем:

Щелкните здесь, чтобы получить информацию о вместимости сваи и ее определении.

CLM2 (метод характеристической нагрузки)

электронная таблица для Microsoft Excel; документация здесь.

Метод характеристических нагрузок (CLM) для анализа свай с боковой нагрузкой (Duncan et al., 1994) был разработан путем выполнения нелинейного p-y-анализа для широкого диапазона свай со свободным напором и неподвижным напором, а также пробуренных стволов в глине и песке. Результаты анализа были использованы для разработки нелинейных соотношений между безразмерными мерами нагрузки и прогиба. Было обнаружено, что эти соотношения позволяют достаточно точно представить нелинейное поведение отдельных свай и пробуренных стволов, производя по существу те же значения прогиба и максимального момента, что и компьютерные программы p-y-анализа, такие как COM624 и LpilePlus3.Основным ограничением метода CLM является то, что он применим только к однородным почвенным условиям. Метод группового усиления был разработан Ooi и Duncan (1994), чтобы распространить использование метода CLM на группы свай и пробуренных стволов. Значения групповых коэффициентов усиления для прогиба и момента рассчитывались с использованием метода, разработанного Фохтом и Кохом (1973). В исходной версии таблицы CLM (Brettmann and Duncan, 1996) использовался метод CLM для расчета прогибов и изгибающих моментов в одиночных сваях. , а также метод группового усиления для расчета прогибов и моментов для свай в группах свай.Было обнаружено, что исходная версия электронной таблицы приводила к точным значениям момента и прогиба для одиночных свай, но часто завышала оценки прогибов и изгибающих моментов для свай в группах свай, о чем судили по сравнению с программами анализа py и результатами полевые испытания под нагрузкой.

В пересмотренной электронной таблице используются множители p-y в качестве основы для повышения точности анализа групп свай. Используемые значения множителя p-y рекомендованы Mokwa и Duncan (2001) на основании их полевых испытаний и обзора недавней литературы.

COM624P

Щелкните здесь, чтобы просмотреть документацию по программе (в формате pdf)

Примечание: помощник для этой программы доступен на этом сайте.

Программа для анализа прогиба и несущей способности свай при боковых нагрузках. Он был разработан Лаймоном К. Ризом и его коллегами из Техасского университета в Остине и основан на методе кривой p-y. Программа решает уравнения, определяющие прогиб, вращение, изгибающий момент и сдвиг сваи, используя итерационный процесс из-за нелинейного отклика грунта.COM624P — это программа для DOS, которая устанавливается из самораспаковывающегося файла. Полные инструкции и документация также доступны здесь.

Сваи с боковой нагрузкой и компьютерная программа COM624G

(COM624G был предшественником COM624P. В этом отчете представлена ​​дополнительная информация по указанной выше программе.)

Лаймон К. Риз; Ларри А. Кули и Н. Радхакришнан

Технический отчет инженерного корпуса армии США K-84-2
апрель 1984 г.

Когда грунт непосредственно под основанием конструкции не обеспечивает надлежащую несущую способность, можно использовать сваи для передачи нагрузки от конструкции на слои почвы, которые могут выдержать приложенную нагрузку.Этот отчет посвящен анализу бокового взаимодействия ствола сваи и грунта. Примерами таких проблем, с которыми сталкивается Инженерный корпус, являются однобалочные дельфины и перегородки для структур контроля уклона.

Компьютерная программа под названием COM64 вместе с документацией была разработана в Техасском университете в Остине для анализа проблем сваи с боковой нагрузкой. Анализ, выполняемый программой COM624, зависит от параметров почвы, вводимых в программу. Эти параметры грунта имеют форму кривых, которые моделируют нелинейное взаимодействие сваи и окружающей почвы.В отчете tu также представлены критерии для построения этих кривых реакции почвы для различных типов почв.

В этом отчете обобщена информация, доступная по анализу сваи с боковой нагрузкой, и представлена ​​дополнительная информация по программе COM624 (переименованной в COM624G). В нем описаны изменения, внесенные в процедуры ввода, и добавление графических опций. Добавлены несколько примеров проблем с сваями с боковой нагрузкой, встречающихся в корпусе. Также включена процедура безразмерного анализа боковых нагруженных свай, которую можно использовать для выполнения ручных расчетов для проверки результатов компьютерных решений.

ПРИВОД

Щелкните здесь, чтобы просмотреть документацию по программе (в формате pdf)

DRIVEN — это программа Microsoft Windows 95/98 / Me / XP, разработанная FHWA для анализа осевой нагрузки забивных свай. Турман (1964), Мейерхоф (1976), Чейни и Часси (1982), Томлинсон (1980, 1985) и Ханниган и др. (1997). Методы статического анализа Нордлунда и Томлинсона, используемые программой, являются полуэмпирическими методами и имеют ограничения с точки зрения корреляции с полевыми измерениями и переменными сваи, которые могут быть проанализированы.Пользователю рекомендуется ознакомиться с дополнительной информацией по этому вопросу в руководстве «Проектирование и строительство забивных свайных фундаментов». DRIVEN загружается и устанавливается следующим образом:

1. Загрузите файл managed.zip во временный каталог.