Разное

Несущая способность буронабивной сваи: Несущая способность буронабивной сваи — таблица, пример расчета

admin

Несущая способность железобетонных свай, определение

Несущая способность ЖБ сваи бывает 2 видов: по материалу и по грунту. С помощью теоретических расчётов можно получить первый показатель, а второй определяется только путём исследований на территории предполагаемого строительства.

Определение несущей способности свайных конструкций

Существует 4 способа рассчитать несущую способность свай: теоретический, метод пробных статических нагрузок, метод динамических нагрузок и зондирование.

Особенности каждого способа:

  • Зондирование. К свае крепят датчики, затем её погружают на проектную глубину. Различают статическое зондирование, когда для заглубления используют вибропогружатели, и динамическое, при котором свая опускается под воздействием ударной нагрузки. Датчики показываю уровень сопротивления грунта с боков и снизу. По результатам испытания определяется несущая способность бетонной сваи на конкретном участке.
  • Теоретический расчёт. Метод используется как предварительный, впоследствии данные корректируются с учётом типа грунта. Расчёт выполняют по сложной формуле, куда входят несколько показателей: диаметр подошвы, общий коэффициент условий работы, коэфф. сопротивления почвы под опорной подошвой и по боковым стенкам, периметр сечения сваи, диаметр подошвы, длина боковых поверхностей.
  • Метод динамических нагрузок, используется в комплексе со статическим. Сваи погружают и оставляют на некоторое время. Затем на них воздействуют ударной нагрузкой (используется дизель-молот). Прогибометром измеряют степень усадки после каждого удара.
  • Метод статических нагрузок. Сваю погружают и оставляют на 2-3 дня. Используя ступенчатый домкрат, подвергают статической нагрузке. Прогибометром измеряют усадку. Метод подходит для реализации в полевых условиях и считается наиболее точным.

Все исследования проводят согласно СНиП № 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Несущая способность буронабивных, забивных и винтовых свай

Наилучшими несущими характеристиками обладают буронабивные сваи. Их формируют так: бурят скважину, в неё закладывают арматурный каркас и заливают бетон. Особенность буронабивной конструкции — уширенная опорная пята. Забивные сваи — это железобетонные (реже — стальные или из другого материала) изделия, предназначенные для погружения методом путём забивания или вдавливания. Винтовые сваи изготавливаются только из стали, погружаются путём завинчивания. Они подходят для строительства одно-, двухэтажных зданий из лёгких материалов.

Для расчёта несущей способности каждого типа используются свои формулы и значения:

  • Буронабивные, в т. ч. с использованием свай-оболочек. Необходимые данные: периметр сечения, площадь пяты, среднее сопротивление боковой поверхности, нормативное сопротивление почвы и несколько табличных коэффициентов.
  • Забивные. Для расчетов нужно знать площадь опорной подошвы, сопротивление слоёв почвы, коэфф. условий работы свайного столба, внешний периметр сечения.
  • Ростверк на винтовых сваях. Потребуются такие данные: глубина расположения, общая длина ствола, диаметр лопастей, удельный вес почвы выше лопастей, коэфф. линейности почвы, для глинистого грунта — значение удельного сцепления.

Важно! Не располагая всеми нужными данными, правильно рассчитать несущую способность свай невозможно.

Несущая способность грунта

Несущая способность железобетонной сваи по грунту — один из главных показателей, учитываемых при проектировании основания. Он отражает допустимую внешнюю нагрузку на единицу площади и выражается в кг/см2 или тонн/м2. На несущую способность влияют плотность почвы, её тип и насыщенность влагой. Чрезмерно увлажнённые грунты относятся к проблемным, так как обладают пониженной несущей способностью.

Показатель определяют путём геологических изысканий: бурят скважину и берут несколько проб на разных уровнях. Образцы исследуют в лаборатории. Несущая способность разных видов почвы в кг/см2 представлена в таблице:

Тип грунта

Умеренная плотность

Высокая плотность

Песчаник, насыщенный влагой

2

3

Умеренно влажный песчаник

3

4

Пластичная глина, насыщенная влагой

1

4

Сухой суглинок

2

3

Сухая глина

2,5

6

Супесь сухая

2,5

3

Супесь, насыщенная влагой

2

2,5

Галька с глиной

4

4,5

Гравий с глиной

3

4

Крупный песок

5

6

Песок средних фракций

4

5

Суглинок, насыщенный влагой

1

3

Методы показывают различную достоверность для висячих свай и стоек. Чтобы получить более точные результаты, необходимо проводить несколько испытаний и учитывать расположение (кустовое или одиночное), материал столба, уровень грунтовых вод, пучинистость и глубину промерзания.

Расчёт буронабивных свай

Традиционным типом фундамента для строительства жилых и производственных объектов является ленточный. Он имеет положительные качества и недостатки, многие люди по привычке стремятся построить сооружение на нем, но это не всегда возможно. Ленточные основания не подходят для использования на сыпучих и пучинистых грунтах, на участках со сложным рельефом местности.

В таких ситуациях лучше использовать бетонные опоры с армированным каркасом. Их обустройство обходится дешевле ленточного, они не уступают ему по техническим характеристикам. Предварительно следует выполнить расчет буронабивных свай, определить оптимальное их число в соответствии с весом и площадью здания, нужный диаметр и длину.

Характеристики и достоинства буронабивных оснований

В последнее время популярность свайных фундаментов сильно возросла, благодаря наличию у них множества преимуществ:

  1. Стоимость. БНС дешевле традиционных фундаментов.
  2. Универсальность. Подходят практически для любых участков, для разных грунтов, успешно используются для строительства рядом с водоемами.
  3. Скорость монтажа. Строительство выполняется за несколько дней.
  4. Вариативность. Буронабивные столбы создаются на стройплощадке, их можно сделать любых габаритов, чтобы обеспечить строению максимальную надежность.
  5. Долговечность. Сохраняют свои технические характеристики многие десятилетия.
  6. Безопасность. Монтажные работы не причиняют никакого ущерба рельефу местности.

Конечно, существуют более простые способы построить объект, к примеру – свайно-винтовой фундамент. Но он способен выдерживать меньший вес, чем буронабивной.

Расчет параметров БНС

Самая важная характеристика любого основания – несущая способность. Именно на основе веса сооружения и других нагрузок, которые сваи будут испытывать в ходе эксплуатации, определяется их диаметр, количество, оптимальное расположение, а также глубина.

Нагрузка, которую должны нести сваи, складывается из многих факторов, включая особенности грунта, вес дома, сезонные ветровые и снеговые влияния. После определения этого параметра можно выбирать оптимальный диаметр каждого столба.

Чем больше диаметр сваи, тем большую нагрузку она сможет вынести, к примеру, столбы 30 см могут выдерживать до 1,7 тонн, а сваи в 50 см – до 5 тонн. Такая большая разница свидетельствует о необходимости высчитывать толщину до каждого сантиметра. Конечно, можно просто установить максимально большие опоры, но они обойдутся дорого и эти траты могут быть совершенно неоправданными.

Не стоит забывать, что на способность опоры переносить нагрузки влияют и используемые материалы в ее производстве. Особое внимание следует уделить выбору класса бетона для бетонирования опоры. Бетон следует использовать не ниже марки М200, класса прочности не ниже B7,5. Такой класс обеспечивает способность основанию выдерживать нагрузку в 100 кг на 1 см2. В большинстве случаев этого будет достаточно для строительства дома.

Статистическая оценка несущей способности монолитных буронабивных свай с использованием прямых методов CPT и SPT: тематическое исследование

  • Раиса П.С., Чандракаран С. (2022) Оценка несущей способности монолитных буронабивных свай. В: Satyanarayana Reddy CNV, Muthukkumaran K, Satyam N, Vaidya R (eds) Характеристика грунта и конспекты лекций по основам гражданского строительства, том 167. Springer, Сингапур. https://doi.org/10.1007/978-981-16-3383-6_53

    Глава

    Google Scholar

  • Ганди С.Р. (2016) Наблюдения за проектированием свай и методами строительства в Индии. Indian Geotech J 46: 1–15. https://doi.org/10.1007/s40098-015-0171-5

    Статья

    Google Scholar

  • Отейл А., Оралбек А., Мухамет Т. и др. (2022) Надежный анализ и расчет буронабивной сваи с учетом неопределенных параметров. Indian Geotech J 52: 720–734. https://doi.org/10.1007/s40098-021-00588-7

    Статья

    Google Scholar

  • Карандикар Д.В. (2018) Проблемы контроля качества буронабивных монолитных свай в растущей городской среде. Indian Geotech J 48:360–376. https://doi.org/10.1007/s40098-017-0277-z

    Статья

    Google Scholar

  • Джамшиди Ченари Р., Камьяб Фарахбахш Х., Хейдари Голафзани С., Эслами А. (2018) Нестационарная реализация данных CPT: учет литологической и внутренней неоднородности. Georisk Assess Manag Risk Eng Syst Geohazards 12:1–14

    Google Scholar

  • Leetsaar L, Korkiala-Tanttu L, Kurnitski J (2022) Методы CPT, CPTu и DCPT для прогнозирования предельной несущей способности свай, забиваемых на месте, в илистых грунтах. Геотех Геол Инж. https://doi.org/10. 1007/s10706-022-02292-6

  • Lin J, Hou X, Cai G, Liu S (2022) Анализ неопределенности осевой несущей способности сваи в слоистых грунтах с помощью теста на проникновение пьезоконуса. Передняя наука о Земле 10: 861086. https://doi.org/10.3389/feart.2022.861086

    Артикул

    Google Scholar

  • Cai G, Liu S, Tong L, Du G (2009) Оценка прямых методов CPT и CPTU для прогнозирования предельной несущей способности одиночных свай. Eng Geol 104(3–4):211–222

    Статья

    Google Scholar

  • Шошпаша И., Хасанзаде А., Тагави А. (2013) Прогнозирование осевой несущей способности свай с помощью методов SPT и численного проектирования. Int J GEOMATE 4: 560–564

    Google Scholar

  • Эслами А., Афлаки Э., Хоссейни Б. (2011) Оценка методов оценки несущей способности свай на основе CPT и CPTu с использованием записей о сваях на дамбе озера Урмие. Sci Iranica 18(5):1009–1019

    Статья

    Google Scholar

  • Эслами А., Голами М. (2006) Аналитическая модель предельной несущей способности фундаментов от сопротивления конуса. Sci Iranica 13 (3): 223–233

    Google Scholar

  • Fellenius BH (2019) Основы проектирования фундаментов. Pile Buck International Inc, Веро Бич

    Google Scholar

  • Benali A, Nechnech A, Bouafia A (2013) Объем буронабивной сваи прямым методом SPT, примененный к 40 историям болезни. Civ Environ Res 5:118–122

    Google Scholar

  • Дунг Н.Т., Чанг С.Г., Ким С.Р., Бик С.Х. (2011) Применимость основанных на SPT методов для оценки несущей способности пальцев забивных свай PHC в мощных дельтовых отложениях. KSCE J Civ Eng 15(6):1023–1031

    Статья

    Google Scholar

  • «>

    Шах А., Адвани П., Патель Дж., Сони Х. (2017) Оценка несущей способности буронабивных монолитных свай. Int J Eng Technol Sci Res 4(9):814–819

    Google Scholar

  • Jesswein M, Liu J (2022) Новый основанный на SPT метод оценки осевой нагрузки забивных свай в ледниковых отложениях. Geotech Geol Eng 40: 1043–1060. https://doi.org/10.1007/s10706-021-01941-6

    Статья

    Google Scholar

  • Henrina S et al (2019) Сравнение прямого метода SPT для расчета осевой нагрузки свай в районе Джакарты. В: Серия конференций IOP: материаловедение и инженерия, том 673, стр. 012027

  • Шариатмадари Н., Эслами А., Каримпур-Фард М. (2008 г.) Несущая способность забивных свай в песках из SPT-применительно к 60 историям болезни. Иран J Sci Tech 32(B2):125–140

    Google Scholar

  • «>

    Benali A, Boukhatem B, Hussien MN, Nechnech A, Karray M (2017) Прогноз осевой нагрузки свай, забитых в несвязные грунты, на основе подхода нейронных сетей. J Civ Eng Manag 23(23):393–408

    Статья

    Google Scholar

  • Fateh AMA, Eslami A, Fahimifar A (2017) Прямые методы CPT и CPTu для определения несущей способности винтовых свай. Мар Георесурс Геотехнолог 35(2):193–207

    Статья

    Google Scholar

  • Сари ПТК, Вардани М.К. (2021) Сравнение несущей способности свай с использованием 8 прямых методов на основе данных CPT в районе Сурабая. В: Серия конференций IOP: материаловедение и инженерия, том 1144, стр. 012091. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1144/1/012091

  • Schmertmann JH (1978) Руководство по испытанию на проникновение конуса: характеристики и конструкция (№ FHWA-TS-78-209). Соединенные Штаты. Федеральное управление автомобильных дорог.

  • De Kuiter J, Beringen FL (1979) Свайные фундаменты для крупных сооружений Северного моря. Мар Георесурс Геотехнолог 3(3):267–314

    Статья

    Google Scholar

  • Bustamante M, Gianeselli L (1982) Расчет несущей способности свай с помощью статического пенетрометра CPT. В: Материалы 2-го Европейского симпозиума по тестированию на проникновение, стр. 49.3–500

  • Eslami A, Fellenius BH (1997) Емкость сваи с помощью прямых методов CPT и CPTu применительно к 102 историям болезни. Can Geotech J 34(6):886–904

    Артикул

    Google Scholar

  • Эслами А., Феллениус Б.Х. (1995) Несущая способность свай по данным испытаний на конусное проникновение (CPT). В: Материалы международного симпозиума по испытаниям на проникновение конуса, CPT. том 95, стр. 4–5

  • Эслами А., Феллениус Б.Х. (2004) Данные Cpt и Cptu для интерпретации профиля почвы: обзор методов и предлагаемый новый подход. Иран J Sci Technol Trans B Eng 28 (1): 69–86

    Google Scholar

  • Абу-Фарсах М.Ю., Тити Х.Х. (2004) Оценка методов испытаний на прямое проникновение конуса для прогнозирования предельной несущей способности свай, забиваемых трением. J Geotech Geoenviron Eng 130(9):935–944

    Статья

    Google Scholar

  • Cai G, Liu S, Puppala AJ (2012) Оценка надежности прогнозов мощности свай на основе CPTU в отложениях мягкой глины. Англ Геол 141: 84–91

    Артикул

    Google Scholar

  • Алиэлахи Х., Адампира М. (2016) Сравнение эмпирической и экспериментальной предельной несущей способности буронабивных свай — тематическое исследование. Араб Дж. Геоски 9:78. https://doi.org/10.1007/s12517-015-2211-y

    Статья

    Google Scholar

  • Амирмоджахеди М., Абу-Фарсах М. (2019) Оценка 18 прямых методов CPT для оценки предельной несущей способности забивных свай. Transp Res Rec 2673 (9):127–141

    Артикул

    Google Scholar

  • Мошфеги С., Эслами А. (2019) Оценка несущей способности буронабивных свай на основе надежности с использованием записей CPT. Мар Георесурс Геотехнология 37(1):67–80. https://doi.org/10.1080/1064119X.2018.1448493

    Статья

    Google Scholar

  • Хейдарие Голафзани С., Джамшиди Ченари Р., Эслами А. (2020) Оценка несущей способности осевой сваи на основе надежности: статический анализ, методы SPT и CPT. Georisk Assess Manag Risk Eng Syst Geohazards 14(3):216–230. https://doi. org/10.1080/17499518.2019.1628281

    Артикул

    Google Scholar

  • Хейдарие Голафзани С., Эслами А., Джамшиди Ченари Р. (2020) Вероятностная оценка неопределенности модели для прогнозирования несущей способности свайного фундамента; статический анализ, методы на основе SPT и CPT. Geotech Geol Eng 38: 5023–5041. https://doi.org/10.1007/s10706-020-01346-x

    Статья

    Google Scholar

  • Мошфеги С., Эслами А. (2018) Исследование критериев предельной несущей способности свай и прямых методов на основе CPT. Int J Geotech Eng 12 (1): 28–39. https://doi.org/10.1080/19386362.2016.1244150

    Статья

    Google Scholar

  • Обета О.И.Н., Ония М.Е. (2019) Сравнительный анализ методов оценки несущей способности свай с использованием бревен СРТ из тропических грунтов. J South Afr ​​Inst Civ Eng 60(1):44–55

    Google Scholar

  • Эбрахимиан Б. и Мовахед В. (2016) Применение эволюционного подхода к оценке несущей способности свай с использованием результатов CPT, Taylor&Francis 5302

  • Валихах Ф., Эслами А., Вейскарами М. (2019) Поведение под нагрузкой-смещением из забивные сваи в песке с использованием полей напряжений и деформаций на основе CPT. Int J Civ Eng 17: 1879–1893. https://doi.org/10.1007/s40999-018-0388-7

    Статья

    Google Scholar

  • Pham TA, Tran VQ, Vu H-LT, Ly HB (2020) Разработка архитектуры глубокой нейронной сети с использованием генетического алгоритма для оценки несущей способности сваи. PLoS ONE 15(12):e0243030. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0243030

    Статья

    Google Scholar

  • «>

    Harandizadeh H, Toufigh MM, Toufigh V (2019) Применение усовершенствованных подходов ANFIS для оценки несущей способности свай. Мягкие вычисления 23(19):9537–9549

    Артикул

    Google Scholar

  • Wang Z, Zhang N, Cai G, Li Qi, Wang J (2016) Оценка CPTU и методов испытаний на статическую нагрузку для прогнозирования предельной несущей способности сваи. Мар Георесурс Геотехнолог. https://doi.org/10.1080/1064119X.2016.1236859

    Статья

    Google Scholar

  • Cai G, Liu S, Puppala A (2011) Оценка несущей способности сваи по данным испытаний на проникновение пьезоконуса в мягкие четвертичные глинистые отложения провинции Цзянсу. Мар Георесурс Геотехнолог 29(3): 177–201. https://doi.org/10.1080/1064119X.2011.556887

    Статья

    Google Scholar

  • Wei Y et al (2020) Оценка предельной несущей способности трубчатой ​​сваи из предварительно напряженного высокопрочного бетона, заделанной в насыщенный песчаный грунт, на основе полевых испытаний. Appl Sci 10(18):6269. https://doi.org/10.3390/app10186269

    Статья

    Google Scholar

  • Silvey A (2018) Оценка и разработка конструкции свай на основе CPT в почвах Небраски. Гражданские диссертации, диссертации и студенческие исследования. 127. http://digitalcommons.unl.edu/civilengdiss/127

  • Хейдари П., Газави М. (2021) Статистическая оценка методов на основе CPT и CPTu для прогнозирования осевой несущей способности свай. Geotech Geol Eng 39: 1259–1287. https://doi.org/10.1007/s10706-020-01557-2

    Статья

    Google Scholar

  • Мейергоф Г.Г. (1976) Несущая способность и осадка свайных фундаментов. J Geotech Geoenviron Eng 102:197–228

    Google Scholar

  • Риз Дж., О’Нил М., Ван С. (1988 г.) Испытания буровых стволов, пересечение западной кольцевой дороги и шоссе US290

  • «>

    FHWA (1992 г.) Статические испытания глубоких фундаментов, Министерство транспорта США, публикация №: FHWA-SA-91-042

  • Cherian A (2021) Оценка несущей способности сваи с использованием двунаправленного испытания на статическую нагрузку (BDST). Indian Geotech J 51: 369–375. https://doi.org/10.1007/s40098-020-00447-x

    Статья

    Google Scholar

  • OCDI (2009 г.) Технические стандарты и комментарии для портов и портовых сооружений в Японии. Переводчик и издатель Институт развития зарубежных прибрежных районов, Япония

  • Феллениус Б.Х. (1980) Анализ результатов обычных испытаний свай под нагрузкой. Ground Eng 13:19–31

    Google Scholar

  • Чин Ф.К. (1978) Диагностика состояния сваи. Geotech Eng 9: 85–104

    Google Scholar

  • «>

    Briaud JL, Tucker LM (1988) Измеренная и рассчитанная осевая реакция 98 свай. J Geotech Eng 114(9):984–1001

    Статья

    Google Scholar

  • Long JH, Wysockey MH (1999) Точность методов прогнозирования осевой нагрузки глубоких фундаментов. В: Материалы конференции OTRC ’99: Анализ, проектирование, строительство и испытания фундамента глубокого заложения, GSP № 88, ASCE, Рестон, Вирджиния, стр. 190–195

  • Тити Х.Х., Абу-Фарсах М.Ю. (1999) Оценка несущей способности свай по данным испытаний на конусное проникновение. Центр транспортных исследований Луизианы, Батон-Руж, штат Ла. № FHWA/LA.99/334

  • Хунг Л.С., Ким С.Р. (2015) Метод определения сопротивления забивных свай в песке на основе CPT. Proc Inst Civ Eng Geotech Eng 168(6):498–513

    Статья

    Google Scholar

    • Несущая способность буронабивной сваи с большим соотношением длина/диаметр | Инженерная геология: Материалы 1-й Международной конференции (ICGE 2007) | Шлюз электронных книг

    Пропустить пункт назначения навигации

    • Делиться

      • Фейсбук
      • Твиттер
      • LinkedIn
      • Электронная почта


    • Иконка Цитировать

      Цитировать

    • Разрешения

    • Поиск по сайту

    Цитирование

    Кай Л. , Тай-нин Ю. и Цзянь-линь Ю. «Несущая способность буронабивной сваи с большим отношением длины к диаметру». Инженерно-геологическая: Материалы 1 st Международная конференция (ICGE 2007). Эд. Ma, B. ASME Press, 2009.

    Скачать файл цитаты:

    • Ris (Zotero)
    • Менеджер ссылок
    • EasyBib
    • Подставки для книг
    • Менделей
    • Бумаги
    • Конечная примечание
    • RefWorks
    • Бибтекс
    • Процит
    • Медларс

    Расширенный поиск

    В статье обсуждаются несущая способность и механизм передачи нагрузки сверхдлинной буронабивной сваи с большим отношением длины к диаметру в мягком грунте на основе испытаний на статическое нагружение и испытаний на осевое усилие на своеобразных сверхдлинных буронабивных сваях в Всемирный торговый центр Вэньчжоу, где отношение длины к диаметру достигает 109. 1. Исследование позволяет сделать следующие выводы. а) Кривые осадки-нагрузки изменяются медленно, и предельную нагрузку следует устанавливать в соответствии с осадкой конца сваи. б) Распределение сопротивления боковому трению имеет форму буквы «R»; относительное смещение сваи-грунта уменьшается с увеличением глубины сваи; торцевое сопротивление становится рабочим, когда нагрузка превышает или приближается к расчетной нагрузке, это свидетельствует о том, что сопротивление боковому трению и торцевое сопротивление играют асинхронно. c) В верхней части сваи нагрузка передается медленно из-за наличия верхнего мягкого грунта. г) при расчетной нагрузке не полностью реализуется несущая способность заглубленной части сваи. В этом состоянии свая может рассматриваться как висячая свая. Это также указывает на то, что сверхдлинная буронабивная свая имеет эффективную длину, а значит, отношение длины к диаметру не может быть слишком большим, что необходимо учитывать при проектировании. Эти результаты важны для теоретических исследований и технического применения свай с большим соотношением длины и диаметра, заглубленных в глубокий мягкий грунт.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *