Существующие типы свайных ростверков. Виды свай по характеру передачи нагрузки на основание. Виды свай по способу изготовления.

Ростверк - элемент свайного фундамента, объединяющий сваи для обеспечения их совместной работы.

Типы ростверков:

· низкий (располагают ниже поверхности грунта, ниже сезонного промерзания),

· повышенный (не заглубляется в грунт, а располагается практически на дневной поверхности.),

· высокий (располагают выше поверхности грунта).

По способу передачи нагрузки сваи классифицируются:

· сваи стойки (передают нагрузку на практически несжимаемый грунт Е ≥ 50 МПа);

· висячие сваи (сваи трения) (нагрузка на окружающий грунт передается как за счет сопротивления грунта под нижним концом, так и за счет сил трения по боковой поверхности).

По способу изготовления:

· сваи, погружаемые в грунт;

· сваи, изготавливаемые в грунте.

10. Сваи, погружаемые в грунт. Классификация свай по форме поперечного и продольного сечения. Методы погружения свай.

a) По материалу:

· железобетонные;

· деревянные;

· металлические;

· грунтоцементные;

· грунтовые;

· известковые.

b) По форме поперечного сечения

c) По форме продольного сечения

d) По виду армирования:

· с напрягаемой арматурой;

· с поперечным армированием;

· без поперечного армирования.

Методы погружения свай:

· Забивкой молотами (дизель молот, паровоздушный молот)(при наличии прослоек плотного грунта, торфов и заторфованных грунтов).

· Погружение вибраторами и вибромолотами (водонасыщенные песчаные грунты).

· Путем вдавливания (глинистые грунты мягкопластичной консистенции).

· Ввинчивание сваи (если свая работает навыдергивание)

11. Сваи, изготавливаемые в грунте. Методы бурения скважин, методы крепления стенок скважин, методы уплотнения забоя скважин.

Буронабивные сваи подразделяются
По способу образования скважины:

· ¾буро-вращательным;

· ¾вибрационно-погружным;

· ¾буро-раздвижным (скважина образуется путем вращения полых шнеков или шнеков конического типа, глубина до 14 м, ᴓ 0,5 м, в слабых грунтах).

Способы буро-вращательного метода образования скважин:

· - шнековое бурение: ᴓ 0,2-1,2 м в устойчивых глинистых и песчаных грунтах глубиной до 14 м.

· - ударно-канатное;

· - роторное бурение с промывкой: ᴓ 0,1-0,5 м в грунтах осадочного происхождения, производится долотами (шарошками) с подачей в забой бурового раствора.

По способу крепления стенок скважины :

· без крепления стенок скважины;

· под защитой глинистого раствора или воды;

· с обсадкой скважины неизвлекаемыми трубами;

· под защитой извлекаемых обсадных труб;

· с обсадкой скважины трубами в пределах неустойчивой части грунта с последующим их извлечением.

По способу упрочнения грунта в уровне пяты

· без упрочнения грунта;

· с уплотнением грунта механическим способом (вытрамбовкой, выштамповкой, опрессовкой);

· с инъекцией в грунт вяжущих растворов (цементного молока и т.п.).

12. Последовательность устройства буронабивных свай. Устройство буронабивных свай с уширением. Вибропогружная технология и технология полого шнека при устройстве свай.

С уширением:

Вибропогружной метод: скважина образуется путем погружения пуансона (конический с закрытым нижним концом). Глубина до 6 м, ᴓ 0,8 м, в слабых грунтах

Бурораздвижной метод: скважина образуется путем вращения полых шнеков или шнеков конического типа. Глубина до 14 м диаметр 0,5 м. В слабых грунтах.

13. Методы определения несущей способности одиночной сваи. Определения несущей способности свай, защемленных в грунте, расчетным (табличным) методом.

Несущая способность свай определяется:

· По материалу (определяется предельная нагрузка, при которой происходит разрушение конструкции сваи по материалу)

· По грунту (по несущей способности грунтов) (определяется предельная нагрузка, при которой грунт вокруг сваи теряет устойчивость и перемещения сваи становятся недопустимыми).

Определение несущей способности сваи по материалу производится в зависимости от:

· Материала свай;

· Направления действия нагрузки

Расчет свайных фундаментов по несущей способности грунтов производится из условия:

Ni - расчетная внешняя нагрузка, передаваемая на отдельную сваю (при наиболее невыгодных сочетаниях усилий, с учетом собственного веса ростверка и свай);

gf -коэффициент надежности по нагрузке (принимаемый равным: 0,87 при расчете основания свай по несущей способности и 1,0 при расчете по деформациям);

Fdi,— расчетная несущая способность грунта основания;

gk — коэффициент надежности метода испытаний (от 1.2 до 1.75).

Несущая способность сваи по грунту устанавливается:

· расчетными методами с использованием опытных данных о прочностных свойствах грунтов в зависимости от их типа и физического состояния (табличный метод);

· по данным испытания грунтов динамическим или статическим зондированием;

· по результатам динамического испытания натурных свай в процессе их погружения;

· по результатам испытания грунтов сваей статической нагрузкой .

Несущая способность сваи, защемленной в грунте:

Основной принцип: несущая способность сваи F_di определяется как сумма сопротивления грунта под нижнем концом сваи F_q и трения по ее боковой поверхности F_s

Особенности определения расчетного сопротивления грунта R (зависит от):

· от типа грунта;

· его физического состояния;

· глубины погружения нижнего конца сваи Zr;

Особенности определения расчетного сопротивления грунта по боковой поверхности Rf (зависит от):

· от типа грунта;

· его физического состояния;

· средней глубины расположения слоя грунта прорезаемого сваей Z_i;

14. Определение несущей способности сваи по данным статического и динамического зондирования грунтов.

Зондирование грунтов (пенетрация)– косвенный метод определения прочностных свойств грунтов по величине усилия погружения (статической нагрузкой, забивкой грузом, вибропогружением) стандартного конуса в грунт.

В ходе исследований определяются:

при статическом зондировании:

· удельное сопротивление грунта под нижним концом зонда qs

· удельное сопротивление грунта по боковой поверхности qf

при динамическом зондировании:

· удельное сопротивление грунта под конусом зонда qd

Основная зависимость при определении частного значения несущей способности сваи в точке зондирования:

R_s — среднее значение предельного сопротивления грунта под нижним концом сваи по данным зондирования, МПа;

А — площадь поперечного сечения забивной сваи, м2;

R_fs— среднее значение предельного сопротивления грунта на боковой поверхности сваи по данным зондирования в рассматриваемой точке, МПа:

h — глубина погружения сваи в грунт, м;

U — периметр поперечного сечения ствола сваи, м

β1i — коэф перехода от (qs) к (Rs) для i-го слоя грунта в пределах участка (z);

q_si— среднее значение удельного сопротивления i-го слоя грунта под наконечником зонда на участке (z), МПа;

z_i— толщина i-го слоя грунта в пределах участка (z), м;

z — участок, расположенный в пределах одного диаметра или меньшей стороны сечения сваи выше и четырех диаметров или четырех меньших сторон сечений сваи ниже отметки острия проектируемой сваи, м.

Несущую способность сваипо результатам статического зондирования (Fd), кН, следует определять по формуле

Fu — частное значение предельного сопротивления сваи в точке статического зондирования, кН,

n — количество точек статического зондирования, шт.;

γg — коэффициент надежности (безопасности) по грунту, устанавливаемый в зависимости от изменчивости полученных частных значений предельного сопротивления сваи в точках статического зондирования (Fu) и числа точек при значении доверительной вероятности α = 0,95

15. Определение несущей способности свай динамическим методом и по данным испытания статической нагрузкой.

Динамический метод

В этом случае несущая способность грунта Fd определяется по величине отказа свай

Отказ сваи – величина погружения сваи за один удар молота или за одну минуту при вибропогружении

Энергия погружения сваиE=G*h

G- энергия удара (вибропогружения);

A – площадь поперечного сечения сваи;

mc – масса сваи, наголовника, подбабка;

η – коэффициент принимаемый в зависимости от материала сваи;

ε – коэффициент восстановления удара молота.

Статические испытания

Условия испытаний статистической нагрузкой

· Испытания грунтов проводят после “отдыха” забивных свай (3 суток) или после набора 80% прочности бетоном буронабивных свай.

· Нагружение свай производят ступенями равными 1/10 от расчетной нагрузки.

· Каждая ступень нагрузки выдерживается до наступления условной стабилизации осадки сваи

Нагрузку при испытании доводят до величины:

· прикоторой осадка сваи достигает величины 40 мм;

· не менее полуторного значения расчетной несущей способности сваи;

· не более расчетной несущей способности сваи по материалу

Несущая способность одиночной сваи (F_d), кН, по результатам полевых испытаний грунтов определяется по формуле

g_c— коэффициент условий работы (от 0,8 до 1,0);

g_g— коэффициент надежности по грунту;

F_u,_n — частное значение нормативного предельного сопротивления основания сваи, кН

За частное значение предельного сопротивления сваи (F_u) принимается величина нагрузки при которой испытываемая свая получит осадку (S), мм меньшую или равную величине:

S =0,2∙S_u,mt

где S_u,mt– предельная средняя осадка фундамента здания

16. Определение количества свай в ростверке. Конструирование ростверка. Проверка несущей способности наиболее нагруженной сваи в ростверке.

Количество свай в ростверке отдельно стоящего фундамента под колонны определяется по формуле:

– расчетная нагрузка на уровне подошвы ростверка

– коэффициент надежности принимаемый .

При проектировании окончательных размеров ростверка необходимо выполнение следующих конструктивных требований:

· сваи равномерно распределяются по длине и ширине ростверка. Рекомендуется симметричное расположение свай для отдельно стоящих фундаментов, одно-, двухрядное расположение свай для ленточных фундаментов;

· расстояние между осями свай принимается не менее 3d и не более 6d (где d − сторона поперечного сечения сваи);

· размеры ростверка в плане принимаются кратными 300мм;

· расстояние от наружной грани сваи до грани ростверка принимается не менее 100мм;

· размеры ростверка в плане рекомендуется назначать на 150-200 мм больше размеров вышележащих фундаментных конструкций (для столбчатых фундаментов это размеры стакана под колонну);

· высота ростверка принимается по расчету на продавливание но не менее 400мм;

Для фундаментов с внецентренным загружением должно выполняться условие:

17. Определение границ условного фундамента. Определение осадки свайных фундаментов методом послойного суммирования.

Рассмотрим условный фундамент глубиной заложения равной глубине погружения нижнего конца сваи и размерами в плане ограничиваемыми наклонными, выходящими от наружных граней свайного куста под углом к вертикали , угол представляет собой осредненное расчетное значение угла внутреннего трения грунта, определяемое по формуле:

Расчётное сопротивление грунта основания R определяем по формуле:

–осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента на глубине , кН/м;

–осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м;

Полная нагрузка на основание условного фундамента будет равна:

– вес конструкции фундамента и ростверка, кН;

– вес свай, кН;

–вес грунта в объёме условного фундамента, кН.

Выполняем проверку давления под подошвой условного фундамента:

Осадка определяется по формуле:

–коэффициент эквивалентного слоя, принимаемый в зависимости от типа грунта, размеров и формы подошвы условного фундамента;

– относительный коэффициент сжимаемости;

– дополнительное давление на уровне подошвы условного фундамента:

Относительный коэффициент сжимаемости:

– коэффициент бокового расширения грунта.

18. Оболочки, столбы набивные. Траншейные стены, возводимые способом "Стена в грунте". Конструктивные особенности, область применения, технология погружения.

Столбы набивные

Конструкции из монолитного бетона или жб, укладываемого с уплотнением в предварительно изготовленную скважину ᴓ более 1,2 м, глубиной более 10 м.

Область применения: уникальные высотные и подземные сооружения, ограждающие конструкции, фундаменты под тяжелое оборудование в грунтах с наличием крупных твердых включений, ограниченно пригодных для строительства; вертикальные нагрузки от сооружения превыша­ют 5 МН на опору

Оболочки

· Открытые сверху и снизу полые конструкции ᴓ от 1.2 до 3м глубиной более 10 м;

· Жб конструкции, изготавливаемые в заводских условиях методом центрифугирования;

· Погружаемые под собственным весом вибрационным методом.

Область применения:

· Уникальные высотные сооружения со значительными вертикальными (более 10МН) и горизонтальными (более 0.5МН) нагрузками;

· При строительстве гидротехнических сооружений, опор мостов на мощных толщах слабых водонасыщенных грунтов.

Конструктивные особенности оболочек

· Диаметр от 1.2 до 3м;

· Толщина стенок оболочки 100-150мм

· Оболочки изготавливаются из секций длиной до 6м

· Соединение секций производят на болтах или при помощи сварки

Погружение оболочек

· Производится при помощи вибраторов направленного действия;

· Оболочки погружают в водонасыщенные песчаные грунты или в глинистые грунты текучепластичной или текучей консистенции

Щелевые фундаменты (шлицевые) и стены в грунте

· Конструкция, устраиваемая из армированного бетона в разработанных траншеях любой конфигурации глубиной до 6 м (до 100м) призматические конструкции, шириной от 100 до 1000 мм, в т.ч. взаимно пересекающихся, концентрических и т.д.

Применение: Опоры для сооружений с большими комбинированными нагрузками, противофильтрационные завесы, стены подземных сооружений и т.д.

Технология изготовления

· Без применения глинистого раствора – в устойчивых неводонасыщенных грунтах глубиной до 6м

· С применением глинистого раствора – в водонасыщенных, неустойчивых грунтах глубиной до 100м

Опускные колодцы. Конструктивные особенности, область применения, технология погружения. Конструктивные методы преодоления сил трения при погружении опускных колодцев. Расчет и проектирование опускных колодцев.

Опускные колодцы:

· Открытые сверху и снизу полые фундаменты диаметром более 3 м и глубиной более 10 м

· преимущественно бетонные и железобетонные монолитные или сборно-монолитные конструкции

· погружаемые методом опускания под воздействием собственного веса с одновременным удалением грунта из-под конструкции

· с использованием, в случае необходимости, подмыва и вибраторов или задавливающих устройств.

Технология опускания колодца:

· Диаметром 3м при помощи экскаватора грейферного типа.

Конструктивные методы преодоления сил трения:

· Устройство выступа в ножевой части колодца;

· Заполнение полости между колодцем и грунтом глинистым раствором;

· Увеличение веса колодца (массивные стены)

· Принудительноезадавливание или при помощи вибрации.

Способы разработки грунта:

· Механический (экскаваторы, грейферы)

· Гидромеханический.

Кессоны - разновидность опускного колодца, погружение которого производится ниже уровня грунтовых вод. При этом в рабочей камере создается избыточное давления.

Конструкции колодцев рассчитываются на нагрузки, возникающие как в процессе строительства так и в процессе монтажа.

При монтаже колодца его элементы рассчитываются:

· На нагрузку со стороны грунта (активное давление на стенки колодца)

· На реактивное грунта в ножевой части;

· На действие собственного веса при возможном зависании колодца.

Поиск по сайту: