Нагрузка на сваю буронабивную сваю: Несущая способность буронабивной сваи — таблица, пример расчета

Диаметры буровых свай при расчете нагрузки ⋆ Смело строй!

Прежде чем приступать к проектированию и тем более строительству свайного фундамента, необходимо пройти ряд подготовительных этапов, заключающих в себе изыскания и расчеты различного типа. Результатом правильно проведенных предварительных мероприятий будет прочный, экономичный, и, главное, надежный фундамент. Одной из ключевых характеристик, влияющих на рентабельность того или иного типа свай, являются геометрические параметры свайных колонн.

Верно определить размеры поперечного сечения, глубину заложения, количество скважин и другие параметры, значит построить надежное основание для будущего здания.

Типология буронабивных свайных фундаментов

Буронабивные свайные фундаменты — это одна из немногих конструкций, не поддающихся строгой классификации. Типовые размеры, представленные в различных сортаментах, сводах правил и государственных стандартах, являются лишь приблизительными рекомендациями. Тогда как серийно производимые изделия должны пройти ряд строгих проверок на соответствие стандартам качества, буронабивные сваи практически невозможно испытать, поскольку изготавливаются они в полевых условиях и закладываются прямо в грунт.

Бетонируемые непосредственно на строительном участке, буронабивные сваи отличаются высокими показателями прочности, вычислить которые можно только эмпирически. Испытания, проводимые на опытных образцах, показывают работу исключительно данных экспериментальных изделий. Поскольку условия изготовления, такие как тип грунта, уровень грунтовых вод, водонасыщенность рабочего слоя почвы, характеристики использованных арматуры и бетона, невозможно предугадать.Все имеющиеся прочностные и геометрические данные приблизительны и представлены только в качестве примера.

Конструкция буронабивных свай

Для типизации буронабивных свай используют деление по геометрическим признакам и технологическим особенностям производства и эксплуатации. СНиП 2.02.03-85 является актуализированной версий свода строительных норм и правил от 1983 года и предлагает классифицировать буронабивные сваи по способу изготовления следующим образом:

• Буронабивные сплошного сечения:
• с уширениями и без них;
• без крепления стенок;
• с укреплением боковых стенок скважин глиняным раствором или обсадными трубами (при дислокации свайной колонны ниже уровня грунтовых вод)
• Буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека; Береты – буровые, изготовляемые с помощью плоского грейфера или грунтовой фрезы;
• Буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые с последующим образованием уширения с помощью взрыва (в том числе и электрохимического).

От способа изготовления свайных столбов зависит их окончательная стоимость и, главное, максимальные и минимальные размеры свайных колонн. Важно учитывать разновидность буронабивных свай до начала строительства, поскольку различные технологии производства предполагают разный набор специализированного оборудования, а также допустимые габариты скважин.

Предварительная подготовка к расчету

Геологические изыскания

Определенные геометрические характеристики свайного столба это не просто прихоть подрядчика и проектировщика, а потребность, обусловленная необходимостью подобрать наиболее рациональный объем фундамента, способный не только выдержать предполагаемую нагрузку будущего здания, но и сэкономить бюджет заказчика. В каждом отдельно взятом случае перед определением размеров и устройством фундамента необходимо проводить ряд следующих исследований и изысканий:

• геологическая разведка местности – бурение контрольных скважин в стратегических точках участка для определения типа и величины грунтовых напластований, несущей способности грунта и прочих характеристик основания;
• гидрогеологические изыскания – определение уровня грунтовых вод, водонасыщенности грунта;
• расчет общей массы здания и определение предельной расчетной нагрузки на погонный метр фундаментной плиты;
• окончательный расчет геометрических параметров буронабивной сваи и необходимого количества свай выбранного сечения.

Результатом расчета будет сводная таблица размеров свайных колонн, и схема наиболее рационального фундамента с учетом выбранного типа буронабивных свай. Расчет размеров свай можно доверить проектному отделу строительной фирмы или провести самостоятельно. Не рекомендуется использование данных геологической разведки, полученных на соседствующих земельных наделах. Информацию о глубине промерзания грунта можно найти в СП 22.13330.2011.

Расчет свайного поля

После проведения геологических изысканий можно приступать к расчету свайного поля. Учитывая тип грунта, а также расположение уровня грунтовых вод, можно составить представление о предположительной глубине заложения скважин. В расположенной ниже таблице приведены примерные рекомендации глубин заложения в слабо просадочные грунты скважин, безопасных при указанных условиях:

Рекомендация глубины заложения

Влажные, просадочные, высокопучинистые и другие ненадежные типы грунтовых оснований не рекомендуется использовать для устройства в них буронабивных свай.

Схема расположения грунтовых вод

Грунты с уровнем подземных вод выше, чем 1000 мм, считаются водонасыщенными и устройство свайных фундаментов на таких основаниях строго противопоказано технологией. Высокий уровень грунтовых вод можно понизить, проведя мероприятия по осушению, прокладке дренажных стоков и проч. Надежными слабо-пучинистыми грунтами считают те, в которых УГВ ниже глубины промерзания не менее чем на 1 метр.

Данные, приведенные в таблице, помогут составить общее представление о зависимости глубины заложения свайной колонны от характеристик грунта. Для получения более точных и надежных показателей следует провести несложный математический расчет. Принцип расчета состоит в принятии за эталон одного из показателей (например, диаметра) и расчета остальных, исходя из этих данных. Методом сравнения выбирают наиболее подходящую конфигурацию свай, из которых впоследствии формируют свайное поле.

Расчет длины висячих свай

Свайные столбы, не опирающиеся на несущий слой грунта, считают висячими. Это означает, что основную нагрузку воспринимают боковые стенки скважины,а не опорный слой грунта. Такие фундаменты предпочтительно устанавливать в районах с глубоким расположением каменистого слоя. Несущая способность таких свай не отличается от стоек аналогичного диаметра.

Если вам доступны данные геологии местности, а также тип грунта подходит для устройства буронабивных висячих свайных колонн, можно приступать к вычислению длины. Предполагаемая схема расчета выглядит следующим образом:

• Принимаем некую среднюю ширину поперечного сечения сваи n=60 мм.
• Рассчитываем нагрузку дома на погонный метр фундаментной плиты:

Висячие сваи различной длины

Чтобы рассчитать нагрузку на погонный метр фундамента, нужно общую нагрузку разделить на периметр. Посчитать общую нагрузку дома можно в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83* или СП 22.13330.2011 – в соответствующих разделах можно найти алгоритм расчета, необходимые значения коэффициентов ветровой и снеговой нагрузки и другую необходимую информацию.

Полученное значение в кг/м и будет искомой величиной. Средняя масса одноэтажного кирпичного дома 50 тонн. Следовательно, для дома с периметром 20 метров (10×10) нагрузка на погонный метр составит 2500 кг/м.

• Принимаем шаг колонн не менее трех диаметров и не более двух метров – для выбранного диаметра подойдет шаг 1,5 метра. Общее количество свай будет равняться 13.
• Рассчитываем нагрузку на одну сваю: для этого разделим на величину шага свай нагрузку, воспринимаемую погонным метром фундамента. Получим значение приблизительно равное 1700 кг/м.Такой необходимый предел прочности необходимо заложить в одну сваю.
• Для сваи площадью сечения 0,28 м2 такое значение прочности будет равняться:

F=R∙A+u∙Eycf∙fi∙hi;

Где F – несущая способность; R–сопротивление грунта, формулу расчета которого можно найти в СНиП 2.02.01-83*; А – площадь сечения сваи; Eycf,fi и hi– коэффициенты из того же СНиП; u–периметр сечения сваи, разделенный на длину.

Фундамент на буронабивных сваях

Для рассматриваемой в примере сваи двухметровой длины предельная нагрузка в глинистом грунте будет равняться 32,3 тонны, что позволяет уменьшить количество свай за счет увеличения шага свайных колонн, или уменьшить площадь сечения каждой отдельно взятой сваи, что позволит сэкономить средства, затраченные на бетонирование скважин.

Глубина таких свай будет зависеть исключительно от характеристик верхнего слоя грунта, относительного уровня расположения грунтовых вод и глубины промерзания. Следует также учитывать данные о промерзании грунтов и положении уровня грунтовых вод. Подробные примеры расчета глубины заложения висячих свай приведены в СНиП 2.02.01-83* в разделе 2 пункт 5 или в СП 50.102-2003.

Расчет длины стоек

Буронабивные сваи повышенной глубины заложения могут работать как стойки. И хотя обычно буровые типы являются висячими, встречаются конструкции с опиранием на твердый слой грунта. Расчет длины таких свай следует производить с учетом глубины расположения прочного несущего пласта.

Рекомендуем производить расчеты вручную или обратиться к специалистам.

Расчет длины буронабивных свай

В сети Интернет есть масса сервисов для автоматического расчета размеров и количества буронабивных свай. Использование таких сервисов накладывает определенный риск на пользователя, поскольку алгоритм не всегда учитывает все необходимые параметры, а владельцы программного обеспечения не несут ответственности за полученный результат.

Все сопутствующие вычисления несущей способности и геометрии сваи производятся в соответствии с технологией расчета свай-стоек и схожи с приведенным ранее примером. Дополнительную информацию о проведении расчета можно получить в вышеуказанных документах.

Зависимость диаметра сваи от типа монтажа

Площадь поперечного сечения буронабивной сваи соответствует площади скважного отверстия с поправкой на пластичность грунта. Форма замоноличиваемых свай близка к идеально цилиндрической, хотя и имеет незначительные уширения вследствие непроизвольного бокового продавливания бетонной смесью слабых мест грунта. Также в процессе заливки бетонной смеси путем увеличения подающего напора могут быть созданы умышленные уширения тела сваи для придания дополнительной прочности. Особенно актуальны такие действия для висячих свай.

Помимо всего прочего, средний диаметр буронабивной сваи определяется исходя не только из расчетных показателей, но и из возможностей оборудования, предназначенного для устройства того или иного типа свай. Примерные значения диаметров в зависимости от конструктивных особенностей установки:

Таблица диаметров в зависимости от конструктивных особенностей

Устройство баретов предполагается при наличии высокопучинистых нестабильных грунтов. Делать такой фундамент для среднестатистического основания нерационально. Конструкция бура предполагает устройство только скважин диаметром либо 300 мм, либо 400 мм.

Шаг диаметров определяется набором буров, используемых для устройства скважин того или иного типа. Конструктивные особенности каждой из разновидностей буровых установок не позволяют устраивать скважины большего или меньшего диаметра, чем те, что указаны в спецификациях на проведение работ. Ознакомиться с рабочими параметрами буровых установок можно у поставщика или арендодателя.

Дополнительные рекомендации

При устройстве свайного поля и определении размеров свайных колонн следует учитывать рекомендуемый шаг свай, от которого будет зависеть частотность скважин и распределение нагрузки. Посмотрите видео, по правильному монтажу свай:

Для равномерного распределения давления массы будущего здания на фундаментную плиту, необходимо соблюдать следующие правила:

• максимальное расстояние между буронабивными сваями не должно превышать двух метров;
• минимальный шаг свайных колонн должен находиться в пределах трех-четырех диаметров свай – в целях предотвращения обрушения стенок соседствующих скважин в сыпучих грунтах нужно увеличить минимальный предел;
• компоновку свайного поля следует производить с учетом расположения свай в угловых точках фундамента;
• по результатам расчета геометрических характеристик, после компоновки, общее количество свай должно соответствовать рекомендательным шаговым значениям – в случае превышения максимального шага свай следует увеличить количество скважин и уменьшить диаметр свай до предельно возможного;
• максимальные и минимальные размеры диаметров скважин не должны превышать допустимые для выбранного типа монтажа.

Соблюдая данные рекомендации, можно спроектировать наиболее эффективный и рациональный фундамент, не беспокоясь о его надежности. При необходимости следует обратиться за помощью к специалистам, но все расчеты можно произвести самостоятельно, без особого труда.

Какую нагрузку выдерживают буронабивные сваи

Безопасность, долговечность и надежность любого здания напрямую зависит от качества обустроенного фундамента. Чем устойчивее основание, тем дольше простоит и сам дом. Потому выбору и строительству фундамента принято уделять максимум внимания при проектировании новых сооружений.

При строительстве разных по назначению и весу объектов часто используют свайные основания. Буронабивные опоры отличаются устойчивостью, долго сохраняют свои технические характеристики и подходят для самых разных типов почвы. Каждый вид фундамента имеет уникальные особенности, параметры и достоинства, которые обязательно следует учитывать при проектировании. Главный параметр буронабивной сваи – нагрузка, которую она сможет выдерживать при постоянной эксплуатации. Именно эту величину предстоит определить при проектировании и на ее основе выбрать подходящий диаметр и длину каждой опоры.

Предварительные работы и расчеты

Важнейшим этапом любого строительства являются инженерные изыскания и проектирование. При исследовании земельного участка специалисты определяют состав грунта, глубину залегания подземных вод, уровень промерзания в зимнее время и многие другие характеристики, которые впоследствии используются при разработке проекта.

Обладая исходной информацией, профессиональные проектировщики берутся за расчеты, в ходе которых определяют число устанавливаемых свай, глубину их размещения, сечение и другие характеристики. Несущая способность столба напрямую зависит от его толщины. БНС диаметром в 30 см может выдерживать постоянный вес в 1,7 тонн. При увеличении сечения несущая способность тоже сильно растет, качественная свая толщиной в 50 см может выносить уже 5 тонн веса. То есть, при сравнительно небольшой разнице величина выдерживаемой нагрузки повышается практически в 3 раза.

Именно поэтому так важно правильно выполнить проектирование. Толщина должна точно соответствовать весу здания с незначительным запасом. Конечно, можно просто выбрать максимально толстые опорные элементы, однако вместе с ростом толщины каждой сваи серьезно растет и стоимость ее создания, придется бурить более широкие скважины, использовать более дорогостоящий каркас и большой объем бетонного раствора.

Методика возведения БНС

Буронабивные столбы достаточно просты в монтаже. Конечно, вкрутить винтовые сваи проще, однако они не способны выдерживать столь же существенные нагрузки, как БНС. Технология обустройства буронабивного фундамента предполагает выполнение работ в полном соответствии с разработанным проектом.

По сделанным схемам и описательным документам нужно разметить участок – отметить места монтажа опор. В этих точках делают скважины – отверстия в земле, которые должны уходить на расчетную глубину и иметь строго определенный диаметр. В большинстве случаев скважины должны быть с одинаковым сечением в верхней и нижней точке, однако иногда используют расширение отверстий внизу, чтобы повысить несущую способность столбов.

В отверстия засыпают небольшое количество песка или щебня для формирования подушки, затем устанавливают опалубку (по всей длине скважины или только в верхней части) и погружают внутрь армированные каркасы. Каркас из арматуры существенно увеличивает нагрузку, которую способны выдерживать опоры. На последнем этапе остается только залить отверстия бетонным раствором и утрамбовать его с помощью специальных вибраторов. А затем можно приступать к возведению ростверка.

Понравился материал? Расскажите о нем друзьям!

Вам будет интересно:

Оценка подвижного сопротивления вала буронабивных свай по результатам испытания сваи под нагрузкой

Оценка подвижного сопротивления вала буронабивных свай по результатам испытания сваи под нагрузкой

• Гутами Мантена ¹² ,
• Шринивас Кадали ¹² и
• Мадхав Мадхира ¹²  

• Документ конференции
• Первый онлайн: 27 сентября 2021 г.

• 467 доступов

Часть серии книг Lecture Notes in Civil Engineering (LNCE, том 167)

Abstract

Распределение нагрузки по длине сваи необходимо для оценки работы сваи. Большинство исследований испытаний свай под нагрузкой в ​​основном направлены на общее поведение сваи. В нескольких испытаниях сообщается о передаче нагрузки по длине сваи в условиях осевой нагрузки. Они полезны для анализа мобилизации сопротивления вала и для оценки механизма передачи нагрузки во время приложения нагрузки. В настоящем исследовании анализируется один такой отчет, в котором представлены изменения осевых нагрузок в зависимости от глубины для нескольких тестовых свай. Подвижное напряжение сдвига как функция смещения сваи оценивается для всех этих тестовых свай, и получено почти уникальное соотношение напряжения сдвига и смещения.

Ключевые слова

• Распределение осевой нагрузки
• Скусовые свай
• Тесты нагрузки на грузовую нагрузку
• Урегулирование
• Сдвиг.
  Скачать документ конференции в формате PDF

  1 Введение

  Глубокие фундаменты, такие как сваи, обычно используются для передачи тяжелых грузов на большую глубину. Буронабивные сваи — один из видов свайных фундаментов. Это наиболее предпочтительный тип свай в Индии из-за простоты конструкции, низкой вибрации и гибкости размеров, подходящих для различных грунтов и условий нагрузки. Проектирование этих буронабивных свай включает рассмотрение двух аспектов, а именно. предельная грузоподъемность и осадки при приложенных нагрузках. Coyle и Reese [4] объясняют поведение буронабивных свай в глинистых грунтах, а Reese et al. [9] описывает поведение сваи для пробуренных стволов в глинистом грунте для более подробного понимания. Существует множество подходов для прогнозирования несущей способности свай. Но испытания сваи на месте под нагрузкой, такие как статические и динамические испытания сваи под нагрузкой с надлежащим оборудованием, необходимы для проверки оценки и понимания поведения сваи при передаче нагрузки [8].

  Было проведено множество исследований по изучению и анализу механизма передачи нагрузки и осадки с использованием испытаний на нагрузку свай на месте. Юсиф [11] провел испытания буронабивных свай на нагрузку для изучения поведения свай в слоистых грунтах, и были разработаны некоторые корреляции в отношении значений CPT и SPT. Seo и Prezzi [10] анализируют механизм передачи нагрузки и осадку различных свай [5] для различных грунтовых условий. Комодромос и др. [3] исследовали несущую способность и жесткость одинарной и групповой свай. Хан и Прецци [6] провели аналогичный анализ в многослойных грунтах. Анализ, основанный на Plaxis 3D, был также принят Мертом и Озканом [7] для прогнозирования несущей способности сваи и осадки буронабивных свай.

  Настоящее исследование проводится на буронабивных сваях в Судане, где пласты состоят из глинистого песка, перекрывающего высокопластичную глину. Сообщалось об изменении осевой нагрузки при смещении и распределении осевой нагрузки по глубине [11], на основании чего была оценена мобилизация касательного напряжения при смещении.

  2 Методика

  Испытательный полигон расположен на берегу Голубого Нила, как показано на рис. 1 [11]. Были проведены натурные и лабораторные испытания для определения индексных свойств почвы. Результаты, полученные в результате лабораторных испытаний; рассчитана предельная несущая способность сваи. Это будет использоваться для определения приложения нагрузки во время испытания сваи под нагрузкой.

  Рис. 1

  Место проведения испытаний

  Увеличенное изображение

  Пробурены четыре скважины и выполнены четыре СРТ-зондирования на глубину до 15 м. Для анализа были рассмотрены пять буронабивных свай (TPA1, TPA2, TPA3, TPB1 и TPC1). Каждая из этих тестовых свай установлена ​​в различных грунтовых условиях с различными геометрическими деталями. Сваи (ТПА1, ТПА2 и ТПА3) имеют диаметр 0,2 м, заложенную длину 3,5, 5 и 6 м. Сваи (ТПБ1 и ТПК1) диаметром 0,3 и 0,4 м с заглубленной длиной 3,5 м. Эти детали представлены в Таблице 1.

  Таблица 1 Детали испытательных свай

  Полноразмерная таблица

  Для краткости на рис. 2 представлены условия грунта только по длине заглубленной сваи TPA1. На этом рисунке показаны условия грунта в дополнение к SPT и результаты СРТ [1, 2] тестовых свай. Верхний слой представлен светло-коричневым глинистым песком средней плотности. Под этим слоем находится алевритистая глина от очень жесткой до твердой, от светлой до темно-коричневой, высокой пластичности, в которой покоится свая.

  Рис. 2

  Инструментальные данные сваи TPA1, состояние грунта (значения SPT N, CPT) [11]

  Изображение в натуральную величину

  Тестовые сваи TPA1, TPB1 и TPC1 имеют одинаковые грунтовые условия по длине ствола. Остальные испытательные сваи, TPA2 и TPA3, испытали дополнительные слои грунта, такие как низкопластичный ил, за которым следовал илистый песок. Сводная информация о состоянии грунта всех тестовых свай (TPA2, TPA3, TPB1 и TPC1) представлена ​​в таблице 2.

  Таблица 2 Профиль грунта для тестовых свай (TPA1, TPA2, TPA3, TPB1 и TPC1)

  Полноразмерный стол

  Гидравлический домкрат использовался для приложения нагрузки к голове сваи с несколькими шагами нагрузки. Каждая нагрузка поддерживалась в течение как минимум одного часа или до тех пор, пока скорость осадки вершины сваи не уменьшилась до 0,25 мм/ч. Скорость осадки в оголовке сваи измеряли с помощью циферблатных индикаторов. Все испытательные сваи были оборудованы тензодатчиками на четырех уровнях, по два тензорезистора на каждом (см. рис. 2), чтобы получить деформации на каждом уровне для определения нагрузок. На рис. 3 показаны зависимости нагрузки от деформации для всех испытательных свай. По показаниям тензодатчиков оцениваются нагрузки, а их изменение по длине ствола с несколькими приращениями нагрузки нанесено на рис. 4. 9.0003 Рис. 3

  Зависимость нагрузки от показаний тензометра для всех испытательных свай [11]

  Изображение полного размера

  Рис. 4

  Распределение нагрузки по глубине свай. a TPA1, b TPA2, c TPA3, d TPB1 и e TPC1

  Полноразмерное изображение

  2.1 Нагрузка по сравнению с De pth Кривые

  Нагрузки, передаваемые по длине вала TPA1, TPA2, ТПА3, ТПА1 и ТПК1 представлены на рис. 4. В случае ТПА1, ТПА2 и ТПК1 более 50, 85 и 70% нагрузки переносится на первый отрезок, т.е. от 0 до 1 м. Для TPA3 45–70% приложенной нагрузки переносится на первый сегмент. Однако для ТПК1 максимальное распределение нагрузки наблюдается на втором участке, т.е. до 85% нагрузки передается на участке 1,0–2,0 м. Остальные нагрузки были переданы на последующие сегменты.

  Сопротивление вала, прикладываемое к каждому сегменту, определяемое как частичная длина сваи между соответствующими точками тензометрического датчика, рассчитывалось на основе расчетных нагрузок. Подвижное сопротивление вала ( τ _i ) каждого сегмента рассчитывали путем деления сваи на количество сегментов, соответствующих уровням тензодатчиков (рис. 5). Снижение нагрузки по сегменту: P _i  −  P _{i +1} , где P _i и P _{i +1} — нагрузки сверху и снизу сегмента. Подвижное сопротивление вала, τ _i , равно

  $$\tau _{i} = ~\frac{{P_{i} — P_{{i + 1}} }}{{A_{ s} }}~~$$

  (1)

  Рис. 5

  Эскиз сегментов сваи

  Изображение в натуральную величину

  где A _{s 90 126  =  πDL и .}

  Испытательная свая A 1 разделена на четыре сегмента, соответствующих положениям тензодатчиков: 0–1 м, 1–2 м, 2–3 м и 3–3,5 м. Напряжение, рассчитанное для каждого сегмента, указано в центре сегмента. н . Приложенная нагрузка ( P _i ) составила 21,6 кН на вершине сваи. Нагрузка на глубине 1,0 м, P _{i +1} было 0 кН. Переносимая нагрузка ( P _i  —  P _{i +1} ) на участке 0–1 м составляет 21,6 кН.

  Площадь сегмента ( A _s ) 0–1 м равна

  $$A_{s} = {\text{ }}\pi \times 0,2 \times 3,5 = 2,2\,{ \text{m}}$$

  (2)

  Сопротивление вала, τ ₁ , TPA1 при x ₁ (т.е. на участке 0–1 м) равно

  $$\tau _{1} = \left( {P_{i} — P_{{i + 1}} } \right)/A_{s} = 9,83\,{\text{кПа}}$$

  (3)

  Анализ был повторен для каждого уровня тензодатчика и для всех тестовых свай TPA2, TPA3, TPB1 и TPC1.

  2.2 Приложенная нагрузка в зависимости от смещения

  Графики зависимости нагрузки от осадки для всех испытательных свай показаны на рис. 6. Наблюдаемые максимальные осадки вблизи разрушения или в момент разрушения составили 3 мм для TPA1, 5,3 мм для TPA2, 3,9 мм для TPA3, 4,3 мм для TPB1 и 2,7 мм для TPC1.

  Рис. 6

  Графики нагрузки-перемещения для свай a TPA1, b TPA2, c TPA3, d TPB1 и e TPC 1 [11]

  Полноразмерное изображение

  3 Результаты и Обсуждение

  3.1 Распределение касательных напряжений по длине сваи

  Расчетные касательные напряжения в сегментах всех свай (ТПА1: 0–1 м, 1–2 м, 2–3 м, 3–3,5 м; ТПА2: 0 –1,5 м, 1,5–3,5 м, 3,5–4,5 м, 4,5–5 м; ТПА3: 0–1,5 м, 1,5–3,5 м, 3,5–4,5 м, 4,5–5,7 м, 5,7–6 м; ТПА1: 0– 1 м, 1–2 м, 2–3 м, 3–3,5 м; ТПК1; 0–1 м, 1–2 м, 2–3 м, 3–3,5 м) показаны на рис. 7 по измеренным деформациям на каждую приложенную нагрузку. На рисунке 7а показаны изменения распределения напряжения сдвига в зависимости от глубины испытательной сваи TPA1 для приложенных нагрузок, 21,6, 43,3, 86,5, 129.0,8, 151,4 и 173 кН. Для испытательной сваи TPA2 при приложении усилия 21,6 кН напряжение сдвига составило 34,4 кПа на участке 0–1 м (рис. 7б). TPA3 показывает аналогичное поведение (рис. 7c) на глубине до 2,5 м для приложенных нагрузок 56, 84, 112, 140, 168 и 196 кН.

  Рис. 7

  Изменение касательного напряжения по длине сваи на участках a TPA1, b TPA2, c TPA3, d TPB1 и e TPC1

  Изображение в полный размер

  Для тестовой сваи TPB1, изменение напряжения можно наблюдать на рис. 7d для нагрузок 28,13, 56,3, 112,5, 168,8, 225 и 281,3 кН. Стресс был 290,9 кПа на высоте 0,5 м (т. е. 0–1 м) для нагрузки 28,13 кН. Напряжение становится равным 0 кПа на высоте 1,5 м, а напряжение сдвига полностью мобилизуется на участке длиной 2,5 м. Для испытательной сваи TPC1 приложенные нагрузки составляли 67, 134, 201, 268 и 335 кН. В этом случае максимальное напряжение было мобилизовано за пределами 2,5 м. Характеристики всех испытательных свай были одинаковыми. В большинстве случаев касательное напряжение было полностью мобилизовано на глубине 2,5 м. В таблице 3 представлены подвижные сопротивления ствола всех испытательных свай при максимальной приложенной нагрузке.

  Таблица 3 Сопротивление вала при максимальной приложенной нагрузке

  Полноразмерная таблица

  3.2 Мобилизация напряжения сдвига при перемещении

  Перемещения интерполированы из графиков нагрузка-перемещение для всех испытательных свай. График сдвигового напряжения-смещения получен и показан на рис. 8. Начальные наклоны кривых сдвигового напряжения-смещения для всех пяти тестовых свай (TPA1, TPA2, TPA3, TPB1 и TPC1) линейны до напряжения сдвига 40 кПа и близко друг к другу, что указывает на уникальный отклик. Начальная жесткость границы вал–грунт составляет порядка 80 МН/м 9 .0006 3 . Реакции сдвигового напряжения-смещения становятся нелинейными при более высоких сдвиговых напряжениях. Предельное напряжение сдвига мобилизуется в пределах смещения едва ли 3 мм. Предельное или максимальное напряжение сдвига находится в диапазоне от 85 до 90 кПа, за исключением сваи ТПА-3, для которой предельное напряжение сдвига составляет менее 80 кПа. Рисунок 8 реакции вала на смещение. Напряжение сдвига при напряжениях от низких до меньших увеличивается линейно со смещением и нелинейно с увеличением смещения, достигая предельного значения при смещении около 3 мм.

  Ссылки

  1. ASTM D1586/D1586M-18: Стандартный метод испытания грунтов на проникновение

     Google Scholar

  2. ASTM D3441-16: Стандартный метод испытаний на проникновение в почву методом механического конуса (1998)

     Google Scholar

  3. Комодромос, Э.М., Анагостопулос, К.Т., Майкл, К.Г.: Численная оценка отклика осевой группы свай на основе испытания под нагрузкой. вычисл. Геотех. 30 , 505–515 (2003)

     CrossRef

     Google Scholar

  4. Coyle, H.M., Reese, L. C.: Передача нагрузки на осевые сваи в глине. Дж. Почвенная мех. Найденный. Отд. 92 (2), 1–26 (1966)

     CrossRef

     Google Scholar

  5. Элькасабги М., Наггар М.Х.Е.И.: Реакция винтовых и забивных стальных свай большой грузоподъемности на сжатие в связном грунте. Может. Геотех. Дж. 56 (2), 187–197 (2015)

     Google Scholar

  6. Хан, Ф., Прецци, М.: Осевое сопротивление свай из стальных труб с закрытым концом, забитых в многослойный грунт. Дж. Геотех. Геосреда. англ. ASCE 143 (3) (2017)

     Google Scholar

  7. Мерт, М., Озкан, М.Т.: Анализ осадки буронагруженных свай с осевой нагрузкой: пример из практики. Междунар. Дж. Геотех. геол. англ. 13 (5) (2019)

     Google Scholar

  8. «>

     Reese, L.C., Stoke, K.H.: Приборы для испытаний свай, подвергающихся осевой нагрузке. трансп. Рез. 1169 (1984)

     Google Scholar

  9. Риз, Л.К., Виджайвергия, В.Н., Хадсон, В.: Распределение нагрузки на пробуренный ствол в глинистых сланцах. Министерство транспорта США, Федеральное управление автомобильных дорог, Бюро дорог общего пользования, vol. 89(5) (1969)

     Google Scholar

  10. Сео, Х., Прецци, М.: Аналитические решения для вертикально нагруженной сваи в многослойном грунте. геомех. Геоангл. 2 (1), 51–60 (2007)

      CrossRef

      Google Scholar

  11. Юсиф, Э.: Использование испытаний на проникновение и нагрузку сваи для оценки несущей способности буронабивных свай в некоторых суданских грунтах. Тезис. Институт строительных и дорожных исследований Хартумского университета (2012 г. )

      Google Scholar

  Ссылки для скачивания

  Информация об авторе

  Авторы и организации

  1. VNR Vignana Jyothi Institute of Engineering and Technology, Хайдарабад, 500090, Индия

     90 002 Гутами Мантена, Шринивас Кадали и Мадхав Мадхира

  Авторы

  1. Gouthami Manthena

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в
     PubMed Google Академия

  2. Шринивас Кадали

     Посмотреть публикации автора

     Вы также можете искать этого автора в
     PubMed Google Scholar

  3. Madhav Madhira

     Просмотр публикаций автора

     Вы также можете искать этого автора в
     PubMed Google Scholar

  Автор, ответственный за корреспонденцию

  Шринивас Кадали.

  Информация для редакторов

  Редакторы и филиалы

  1. Инженерно-геотехнический отдел, факультет гражданского строительства, Инженерный колледж Университета Андхра, Вишакхапатнам, Андхра-Прадеш, Индия Национальный институт Технологии Тиручираппалли, Тиручираппалли, Тамил Наду, Индия

     Доктор К. Мутуккумаран

  2. Строительные дисциплины, Индийский технологический институт Индор, Индор, Мадхья-Прадеш, Индия

     Д-р Нилима Сатьям

  3. Geo Dynamics, Вадодара, Индия

     Д-р Равикиран Вайдья

  Права и разрешения

  Перепечатки и разрешения

  Информация об авторских правах

  © 2022 Автор(ы), с исключительными правами лицензия Springer Nature Singapore Pte Ltd.

  Об этом документе

  Моделирование несущей способности буронабивных свай

  Открытый доступ

  Проблема		Веб-конференция MATEC. Том 162, 2018 3 rd Международная конференция по зданиям, строительству и проектированию окружающей среды, BCEE3-2017
  Номер статьи		01004
  Количество страниц)		12
  Секция		Геотехника и транспортная инженерия
  DOI		https://doi. org/10.1051/matecconf/201816201004
  Опубликовано онлайн		07 мая 2018 г.

  MATEC Web of Conferences 162 , 01004 (2018)

  Ахмед Маджид ^* и Олла Хайдер

  Факультет строительства и строительства, Технологический университет, Багдад, Ирак

  ^* Автор, ответственный за переписку: [email protected]
  

  Abstract

  Это исследование сосредоточено на том, как можно предсказать предельную нагрузку для свай, которые не достигли разрушения. Эта проблема была получена с помощью метода Чин-Кондера, с помощью которого хорошо определена расчетная осадка, соответствующая разрушающей нагрузке. Следовательно, это исследование направлено на проведение сравнительного исследования между результатами испытаний свай под нагрузкой, проведенных в проекте очистных сооружений Аль-Басра, и результатами, полученными в результате численного анализа с точки зрения предельной емкости сваи. Следовательно, это может дать четкое представление о способности численного моделирования приблизиться к реальному поведению свай. В текущем исследовании численное исследование с использованием программы Plaxis 3D Foundation было выполнено на буронабивных сваях с помощью исследований грунта на месте. При моделировании грунта и сваи были приняты модели Мора-Кулона и линейная упругая модель соответственно. В этом анализе использовались десять буронабивных свай при различных значениях нагрузки. Диаметр и длина сваи 0,6м и 24м соответственно. Результаты испытаний показывают, что было обнаружено отличное совпадение характеристик емкости сваи между полевыми и численными исследованиями. Кроме того, с помощью метода Чина-Кондера были построены идеальные кривые осадки нагрузки для прогнозирования разрушающей нагрузки буронабивных свай. Кроме того, результаты показали, что несущая способность сваи, полученная в результате моделирования, примерно на 51 % больше расчетной нагрузки, рассчитанной до расчета свай.