Испытания свай статической выдергивающей нагрузкой от 40 000 рублей

Возведение гражданских или промышленных зданий и сооружений на свайных основаниях требует проведения предварительных исследований для обоснования проектного решения. Испытание свай на выдергивание относится к статическим методам, при помощи которых наиболее достоверно определяют характеристики опор будущего фундамента.

Основания для применения метода 

Статические испытания выдергивающими нагрузками определены нормативными положениями ГОСТ 5686-2020 п.8.5 (далее ГОСТ). Согласно стандартам, полевые и контрольные испытания направлены на установление нескольких значений:

• Проверка проектных значений по глубине погружения свай.
• Определение несущей способности опор.
• Установление запроектированного значения расстояния заглубления опор на проектную глубину.
• Изучение однородности и подвижности изучаемых грунтов.

Анализ результатов дает заключение о пригодности тестируемого основания (грунта) и направлен на подтверждение соответствия испытуемых образцов проектным решениям.

 

Для выдергивающих испытаний возможно использовать те же опоры, которые устанавливались под испытания вдавливающей нагрузкой. В рамках ГОСТ статические изыскания допустимы с эталонными, забивными и натурными сваями (буровыми, буронабивными), а также сваями-зондами.

Испытания свай статической выдергивающей нагрузкой Статические испытания выдергивающей нагрузкой Испытания выдергивающей нагрузкой Испытания свай выдергивающей нагрузкой Выдергивающие нагрузки на сваи Испытания на выдергивание Статические испытания свай на выдергивание Испытания свай на выдергивание по грунту

Этапы испытаний свай выдергивающей нагрузкой

Методика испытания свай статической выдергивающей нагрузкой заключается в постепенном вытягивании заглубленной опорной единицы. Если на нее предварительно уже провели испытания вдавливающей нагрузкой, к работам приступают только после «отдыха» установленной в грунт опоры. Этот период зависит от типа грунта:

• От 24 часов, если свая была установлена в крупнообломочных грунтах или плотном песке.
• До 72 часов длится «отдых» опоры при вбивании в песчаные грунты.
• До 150 часов, если сваю установили в вязкие глинистые или разнородные основания.
• До 10 дней сваи «отдыхают» после вдавливающих нагрузок при установке во влагонасыщенные и мелкодисперсные структуры.
• До 20 дней продолжается «отдых» опоры при вбивании в высокопластичные, мягкие или текучие основания.

Максимальный уровень заглубления в просадочных породах равен глубине просадочного слоя.

По достижении состояния стабилизации деформации, когда скорость извлечения сваи из грунта на контролируемой ступени нагружения находится в пределах 0,1 мм (за последние 2 часа наблюдений для гражданских и промышленных зданий), продолжают нагружение, давая следующую ступень выдергивающей нагрузки. Нагружение проводят равномерно, усилием не более 10% от общей проектной нагрузки. Если работы выполняются на сыпучих или вязких основаниях (плотных и гравелистых песках, крупнообломочных и глинистых грунтах), три начальные усилия принимают в 5% от полной расчетной нагрузки.

Сбор данных

Отчетные показатели регистрируют на всех этапах нагружения. Данные приборов снимают в следующем порядке:

1. Нулевой отсчет состояния. Фиксируют стартовые показания измерительных устройств перед началом нагружения.
2. Показатели первых трех подходов (с получасовым интервалом).
3. Последующее нагружение. Данные регистрируют каждый час до получения установочных значений (окончания исследования).

Статичная выдергивающая нагрузка при инженерных изысканиях для возведения ПГС доводится до предела, при котором выход (подъем) сваи выше уровня установленной опоры доходит до 25 мм. Суммарное усилие для нагружения не должно быть больше проектных значений, заявленных в сопроводительной документации для каждого отдельного фундамента.

Обработка результатов

Данные, собранные при нагружении опорных столбов, заносят в стандартизированный журнал полевого испытания. Показатели приборов служат основанием для вычисления несущей способности опор. Расчетными показателями являются наименьшие фиксированные значения. По результатам исследований составляется техническое заключение, которое выступает основным документом для дальнейшего проектирования и строительства здания.

Испытание свай выдергивающей нагрузкой устанавливает точные параметры выбранного грунтового основания, уровень заглубления опор и их устойчивость к деформационным нагрузкам. С помощью этих показателей специалисты соизмеряют проектные расчеты с фактическими значениями полевых исследований и подбирают опоры с правильными конструктивными характеристиками.

Часто задаваемые вопросы

Что такое несущая способность сваи на выдергивание?

Для чего проводят испытание свай на выдергивание?

Что вызывает выдергивающую силу?

Какие типы свай используются для сопротивления выдергивающей нагрузке?

Как проводят испытания PDA ?

Выдергивающая нагрузка на сваю: методика расчета своими руками

Допустимая нагрузка на винтовую сваю.

Расчет винтового фундамента.

Расчет винтового фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно не правильно задать шаг свай или их сечение. Ошибки приводят к снижению надежности опор под знание и возникновению вероятности сильной усадки или крена строения, вследствие которых образуются трещины и повреждения основных строительных конструкций здания. Одним из самых важных характеристик свайновинтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.

Требуется ли учитывать выдёргивающие нагрузки

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.

Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:

1. диаметр трубы и лопастей;
2. прочность грунта основания;
3. длина сваи.

При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти).

Расчет нагрузки на винтовую сваю выполняется по следующей формуле: N = F/γk .

• N — несущая способность винтовой сваи (сколько она способна выдержать),
• F — значение несущей способности (неоптимизированное),
• γк — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от количества опор для здания и способа выполнения геологических изысканий.

Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:

1,2 при проведении точных геологических испытаний грунта основания, путем выполнения зондирования и лабораторных исследований. Выполнить это самостоятельно невозможно. Способ не подходит для частного домостроения из-за высокой стоимости, которая сильно увеличит бюджет строительства.

• 1,25 при проведении испытаний с помощью сваиэталона. Хотя этот способ проще, чем предыдущий, определить, сколько сможет выдержать грунт, способен только человек, имеющий знания в области геологии.
• При самостоятельных исследованиях почвы и использовании табличных показателей прочности коэффициент принимается в зависимости от количества опор. Если несущая способность определяется для винтовой сваи с низким ростверком, то значение составит 1,41,75 при количестве опорных элементов в пределах 520 штук.

Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле: F = S*Rо .

• S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи.

После того, как определено, сколько составляет площадь лепестковой подошвы винтовой сваи, нужно выяснить прочностные характеристики грунта основания (в формуле буква Rо). Для этого потребуется выполнить как минимум простейшие геологические изыскания с помощью ручного бурения или отрывки шурфов. Грунт можно изучить визуально и на ощупь, рекомендуется выполнять определение с применением ГОСТ «Грунты. Классификация».

ГОСТ «Грунты. Классификация».

Зная сколько способен выдержать грунт на один квадратный сантиметр и площадь опорной части винтовой сваи можно найти предварительное значение несущей способности F (без учета коэффициента по надежности). Значение подставляют в первую формулу и находят окончательную максимально допустимую нагрузку на один элемент фундамента. Более подробно определить, сколько сможет выдержать свая можно по формуле 7.15 пункта 7.2.10 СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Здесь учитываются все моменты, которые способны повлиять на несущую способность, а именно:

1. условия работы;
2. характеристики грунта;
3. глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
4. диаметр лопасти;
5. характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).

Выполнить расчет достаточно сложно, потребуется найти множество коэффициентов и характеристик грунта (здесь учитывается не только несущая способность, но и угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес и др.). Для упрощения работы можно воспользоваться таблицами, которые приводятся для наиболее распространенных диаметров свай (чаще всего для частного домостроения используют 89 мм, 108 мм, 133 мм).

Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:

Расчет свай на фундамент

Несущая способность элементов диаметром 89 достаточна для того, чтобы использовать их в качестве фундаментов под одноэтажные дома из легких материалов (каркасные, бревенчатые, брусовые). При возведении двухэтажных строений лучше вместо 89 диаметра выбрать 108 или больший. Если опирать на такие свайные фундаменты кирпичные и бетонные здания, при расчете получится очень большой диаметр элементов и частое их расположение (зависит от характеристик грунта), да и не в каждой компании найдется специалист способный рассчитать массивное здание на винтовых сваях. Выгоднее использовать другие типы фундаментов.

Пример упрощенного расчета

Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:

1. грунты на участке — глина;
2. диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
3. масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
4. периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.

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.

Определение несущей способности сваи

Несущая способность по грунту на вдавливание (кН) забивных висячих свай сплошного поперечного сечения определяют по формуле [3] (см. рис.3.2):

(3.1)

где – коэффициент условий работы сваи в грунтах, принимаемый = 1; – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое по табл.П.7.1(Приложение 7),кПа; – площадь поперечного сечения сваи, м 2 ; – периметр поперечного сечения сваи, м; – расчетное сопротивление того слоя грунта по боковой поверхности сваи, определяемое по табл.П.7.2, кПа; – толщина того слоя грунта, м; – число слоев; – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи. Для применяемых в курсовой работе забивных свай сплошного сечения .

Суммирование в формуле (3.1) распространяется на все пройденные сваей слои грунта (с учетом размыва).

В пояснительной записке к курсовой работе расчет несущей способности сваи должен сопровождаться расчетной схемой, подобно изображенной на рис. 3.2 с указанием наименований грунтов и всех необходимых размеров и отметок. При подсчете сопротивлений геологические слои основания пройденные сваей разбивают на однородные расчетные слои толщиной не превышающей 2 м. Подсчет сил трения по боковой поверхности сваи сводится в таблицу по указанной на рис. 3.2 форме:

Расчет несущей способности сваи

Номер слоя основания

Наименование грунта

Номер расчетного слоя

м

, м

, кПа

, кПа × м

Рис. 3.2. Схема и таблица к расчету несущей способности свай по грунту

фундамента с высоким – а, и низким – б, ростверками

Несущую способность сваи на выдергивание из грунта (кН) определяют по формуле:

, (3.1)

где обозначения те же что и формуле (3.1), но = 0,8.

Кроме несущих способностей сваи на вдавливание в грунт и выдергивание из грунта следует установить расчетную нагрузку на сваю из условия прочности ее ствола на растяжение, принимаемую по данным табл. Е.1 приложения Е.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения:
Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него.
10169 – | 7568 – или читать все.

93.79.246.243 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)

очень нужно

Виды анкеров

Они подразделяются по материалу соединяемых конструкций и виду крепежного элемента:

По материалу:

• для тонких оснований из гипсокартона, ДСП, ДВП;
• для плотных оснований из кирпича, бетона;
• для пористых оснований из пенобетона, пеноблоков, шлакоблоков;
• для ветхих и разрушенных оснований используются анкера для крепления в пористые структуры.

По виду крепежного элемента:

• закладной. Под него не надо сверлить отверстие. Он монтируется перед заливкой бетона или кирпичной кладки. Закладное анкерное крепление применяется для фиксации ответственных, тяжелых конструкций, таких как колонны, фундаменты;
• распорный. Фиксируется в плотном основании из бетона или кирпича за счет силы трения. Наконечник анкера расширяется в крепежном отверстии и надежно фиксирует стержень;
• забивной. Фиксируется по принципу распорного. Стержень не закручивается, а забивается в крепежную гильзу;
• клиновый. Устанавливается в заранее просверленное отверстие путем забивания. Болт забивается в отверстие, а затем муфта расклинивается;
• рамный. Применяется для фиксации оконных рам и дверных косяков. Головка анкера полностью утапливается в тело конструкции, установка анкера «за подлицо»;
• химический анкер. Кроме силы трений стержень удерживается в отверстие за счет адгезии цементирующей пасты и материала основания. В результате получается монолитное соединение с высокими показателями по прочности.

Отделы

Бухгалтерия

Бухгалтерия обладает всеми необходимыми сведениями о поступлении платежей от Клиентов за услуги, предоставляемые компанией ГлавФундамент (продажа винтовых свай, строительство фундаментов на винтовых сваях, экспресс-геология, проектирование фундаментов на винтовых сваях, гражданских и промышленных объектов). Каждый Клиент имеет возможность в оперативном порядке получить сведения о поступлении его платежа на счет организации. В задачи отдела также входит выставление счетов и закрывающих отчетный период документов.

Васильев Денис Александрович

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.

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.

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.

Подготовка к расчету

Конструкция буронабивных свай
Исходные данные, которые понадобятся для расчета несущей способности буронабивной сваи, получают в итоге проведения геологических изысканий и подсчета общей предполагаемой нагрузки здания. Это обязательные этапы расчета, проведение которых обосновано теорией расчета прочностных характеристик буронабивных фундаментов.

Такие показатели как глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод, разновидность грунта и его механические характеристики очень важны для получения точного результата. Информация о глубине промерзании грунта находится в СНиП 2.02.01-83*, данные разделены по климатическим районам, представлены картографически и в виде таблиц.

Расчет массы постройки ведут с учетом климатического района, расположения здания относительно румба ветров, среднего количества осадков в зимний период, массы строительных конструкций и оборудования. Этот показатель наиболее значим при проектировании фундамента – данные для проведения этой части расчета, а также схему и расчетные формулы можно найти в СНиП 2.01.07-85.

Проведение геологии

Шурф для проведения геологических изысканий

Проведение геологических изысканий ответственное мероприятие и в массовом поточном строительстве этим занимаются специалисты-геологи. В индивидуальном жилищном строительстве часто проводят самостоятельную оценку состояния грунтов. Не имея опыта проведения изысканий такого уровня очень сложно оценить реальное положение вещей. Работа грамотного специалиста по большей части заключается в визуальной оценке состояния напластований.

Для начала на участке устраивают шуфры – вертикальные выработки грунта прямоугольного или круглого сечения, глубиной от двух метров и шириной достаточной для визуального осмотра основания стенок ямы. Назначение шуфров – раскрытие почвы с целью осуществления доступа к напластованиям, скрытым под верхним слоем грунта. Геологи измеряет глубину пластов, берет пробу грунта из середины каждого слоя, а также впоследствии наблюдает за накоплением воды на дне забоя. Вместо шуфров могут устраиваться круглые скважины, из которых с помощью специального устройства вынимают керн или берут локальные пробы.

Все полученные данные заносятся в сводную таблицу.Кроме того, составляется профиль сечения грунта, который позволяет предугадать состояние грунтов в точках, где бурение не производилось. При самостоятельной оценке оснований следует руководствоваться сведениями, представленными в СНиП 2.02.01-83* и ГОСТ 25100-2011, где в соответствующих разделах представлены классификации грунтов с описаниями, методы визуального определения типов грунта и характеристики в соответствии с типами.

Как не ошибиться при отсутствии опыта

С группой грунта

Свайный фундамент — удачный выбор для глинистых грунтов

Основой в расчете и определении целесообразности возведения свайного, как, впрочем, и любого другого основания, считается выявление вида грунта.

Грунты условно можно разделить на несколько групп:

• Каменистый (скалистый) грунт сам по себе может представлять надежное основание для строительства дома, потому свайный фундамент на нем возводить нет никакого смысла;
• На песчаных грунтах (также как и на «хрящеватых» — смеси песка, гравия, глины) также нет особой необходимости в установке свай — на них лучше всего устраивать мелкозаглубленные ленточные фундаменты, естественно, ниже глубины промерзания;

• На суглинках и супесях, равномерно сложенных, вполне можно построить дом и на ленточном фундаменте;
• Торфяники позволяют возводить лишь легкие строения на плитном основании. Посмотрите видео, как не ошибиться с типом фундамента.

С количеством свай

Чтобы пользоваться достаточно сложными вычислениями, описанными выше, разработаны простые правила подбора количества свай в соответствии с распределением опорных точек по периметру строения:

• Под каркасно-щитовыми и деревянными домами интервал между сваями не должен превышать 3 м;
• Для легкобетонных конструкций расстояние между заглубленными опорами следует принимать не более 2м.

Наиболее простым и понятным является следующий пример.

На листе бумаги в масштабе рисуется план дома. По углам и пересечениям стен намечаются точки, в которых сваи следует устанавливать прежде всего. Далее, применяются описанные чуть выше правила расстановки опор в зависимости от материала, из которого возводится постройка. Посмотрите видео, как рассчитать количество свай.

Из каких бы материалов ни строился бы дом, каких бы размеров и конструктивных особенностей он ни имел — расчет свайного основания в качестве несущей конструкции всего строения можно назвать главнейшим нюансом успешного строительства.

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.

Конструктивные особенности свайного фундамента

Винтовой фундамент состоит из двух конструктивных элементов — свайных опор и их обвязки (ростверка). Опоры передают нагрузку, исходящую от здания, на грунт, минуя поверхностные низкоплотные пласты земли и перенося вес дома на глубинную, уплотненную почву.

В зависимости от схемы размещения свай, выделяют два типа винтовых фундаментов:

• с последовательным расположением опор — сваи размещаются на равноудаленном расстоянии друг от друга по периметру внешних и внутренних стен дома;
• с расположением в виде свайного поля — опоры равномерно распределены по всей площади здания.

Исходя из схемы расположения свай выбирается способ их обвязки. Для последовательных свай применяются ленточные ростверки, тогда как сваное поле обвязывается сплошным, плитным ростверком.

Ростверк винтового фундамента выполняет три функции:

• равномерно распределяет между опорами вес дома;
• выступает в качестве опорной поверхности для цокольного перекрытия;
• увеличивает устойчивость свай в грунте.

Устойчивость опор достигается за счет того, что сваи соединяются между собой и начинают работать как единая конструкция, что дает повышенное сопротивление к опрокидывающим нагрузкам и защищает опору от крена, который может произойти с одиночной сваей.

В зависимости от материала, ростверк на сваях может быть монолитным (железобетон) из бруса либо швеллера. Для строительстве тяжелых домов предпочтительна железобетонная обвязка винтового фундамента, для легких домов — брусовая.

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.

Применение анкерного болта и возможные разрушения при эксплуатации

Вот только несколько примеров применения анкеров:

• установка металлической обрешётки или других конструкций к бетонной кирпичной поверхности
• монтаж различных элементов к стене, которая представляет из себя сэндвич из нескольких по своей структуре и плотности оснований
• надежное крепление конструкций, на которые подразумевается воздействие как на скручивание, так и на вырывание

Подбирая тип и размер анкера, надо учитывать следующие факторы: характеристики несущей поверхности и ожидаемые нагрузки

В первом случае возможны такие разрушения, когда анкер выдергивается вместе с куском стены из-за её хрупкости. Следовательно, при монтаже надо подбирать достаточно длинный анкерный болт, который нанизывает на себя длину хрупкого материала и прочно зафиксируется в плотном (бетон, кирпич).

Например, нередко, вбив клиновой анкер на треть его длины в твердую рабочую поверхность, две третьи способны держать нагрузку от прикрепляемой конструкции (из газобетона, древесины). В то же время анкерный болт не имеет свободной длины и применяется для фиксирования, например, металлических листов до 5 мм, которые уже сами по себе создают большую нагрузку из-за удельного веса материала.

Ниже приведена таблица для расчета клинового анкера, где учитывается толщина прикрепляемого элемента и необходимая глубина анкеровки, при которой крепёж будет выдерживать соответствующую вырывающую силу.

Рис 1 – установка клеевого анкера (химия)

Подбирая тип и размер анкера, необходимо учитывать несущую поверхность основания (бетон например) и ожидаемые нагрузки.

Область применения анкерной техники: установка колонн, балки, светопрозрачных конструкций, шумо- и ветрозащитные экраны, барьерные ограждения, динамические нагрузки, бетон с трещинами (растянутая зона), ферм.

Базовый материал: газобетонные блоки. пустотелый кирпич, пенобетонный блоки, ячеистый бетон, кирпич полнотелый, бетон, натуральный камень, бетон с трещинами (растянутая зона), влажный бетон.

Рис 2 – испытания клеевого анкера (химия)

1) Гальваническое покрытие – нанесение слоя цинка 5-10 мкм электрохимическим способом. Срок службы 50 лет в неагрессивной среде, сухом влажностном режиме внутри помещения.

2) Горячее цинкование – термомеханическое покрытие цинком 40-60 мкм. Срок службы 50 лет в слабоагрессивной среде, нормальном влажностном режиме.

Закупку стали С235, С245 производить именно по ГОСТ 27772-88 «Прокат для строительных стальных конструкций». От содержания кремния и фосфора зависит толщина покрытия. Для получения покрытия 100-200 мкм необходима сталь С245 по

ГОСТ 27772-88 + предварительная обработка (зачистка сварных швов,

заусенцов и тп). Сталь С235 дает покрытие до 100 мкм.

3) Нержавеющая сталь А2 – срок службы 50 лет слабоагрессивной среде, в нормальном влажностном режиме.

4) Нержавеющая сталь А4 – срок службы 50 лет среднеагрессивной среде, во влажном режиме.

5) Термодиффузионное цинкование (покрытие HARP например) – специальное цинковое покрытие > 12 мкм. Срок службы 50 лет в среднеагрессивной среде, во влажном режиме.

От представителя завода:

– 16-20 мкм для резьбовых соединений

– выше 20 – до 40 мкм – для деталей без резьбы

Для крепления строительных материалов к наружным конструкциям зданий и сооружений, в том числе в навесных фасадных системах, могут применяться стальные анкеры и анкерные дюбели с распорным элементом из:

– углеродистой стали с защитным горячеоцинкованным покрытием, толщиной не менее 45мкм или коррозионной стали А2 – в слабоагрессивной среде и сухой или нормальной зонах влажности.

– коррозионностойкой стали А4 – в среднеагрессивной среде и влажной зоне влажности.

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

• Биомедицинские и биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике  

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Недавно опубликованные статьи

Недавно опубликованные статьи

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Бесплатные информационные бюллетени SCIRP

Copyright © 2006-2023 Scientific Research Publishing Inc. Все права защищены.

Вершина

Расчет несущей способности и устойчивости основания вертикально нагруженной одинарной сваи на усилие вдавливания (выдергивания) по результатам испытаний грунта

https://doi.org/10.35579/2076-6033-2020-12 -05

РЕЗЮМЕ

В статье рассматриваются современные практические подходы к расчету свайных оснований, дается реальная картина их деформации и потери устойчивости под действием вертикальных нагрузок на сжатие/выдергивание. Констатируется, что применяемые в настоящее время методы оценки несущей способности и устойчивости свайного основания (теоретические, инженерно-практические, численные), основанные на упрощенных идеализированных моделях, теории упругости твердого тела, не соответствуют реальным состояние, свойства и поведение дисперсных грунтов под нагрузкой. Это сильно снижает достоверность полученных для них результатов (разница между расчетными и экспериментальными данными достигает 100 %), в связи с чем они нуждаются в уточнении. Поэтому целью данной работы является повышение точности и достоверности методов расчета за счет учета фактической работы свай в грунте и его свойств. Анализ экспериментальных данных показал, что потеря устойчивости свайного основания на стадии исчерпания его несущей способности хорошо соответствует допущениям и принципам, принятым в теории предельного равновесия грунтов. В связи с этим в статье предлагается теоретическое решение, развивающее положения теории предельного напряженного состояния грунтов применительно к оценке несущей способности и устойчивости свайного фундамента.

Получено решение для условия плоской задачи при нагружении многослойного основания сваи вертикальным вдавливающим усилием. В расчетной схеме сделаны следующие основные допущения:

— потеря устойчивости основания сваи происходит в результате смещения на поверхности скольжения невозмущенного объема грунта в виде усеченного конуса, в том числе и сваи, относительно неподвижного грунта;

— поверхности скольжения имеют постоянные грани, близкие к прямолинейным, которые жестко ориентированы в пространстве по углам наклона к вертикали — β _и , по длине ствола, и α _и — к горизонтали, на уровне конец ворса;

— максимальная нормативная нагрузка на сваю определяется из условия максимальной ординаты развития области предельного равновесия z _max = 0,25d, что соответствует критической осадке s _кр ≤ ξ s _u .

Предложенное теоретическое решение может быть использовано при разработке методов оценки несущей способности и устойчивости как готовых, так и набивных свай различных типов, для которых устанавливаются частные коэффициенты рабочего состояния в зависимости от их параметров, свойств грунта и способа изготовления. .

Ключевые слова: теория равновесия предельных напряжений грунта, частная задача устойчивости основания сваи, поверхность скольжения, зона сдвига, предельная осадка.

Для цитирования: Кравцов В. Расчет несущей способности и устойчивости основания вертикально нагруженной одинарной сваи на усилие вдавливания (выдергивания) по результатам испытаний грунтов. В: Современные проблемы бетона и железобетона: Сборник научных статей . Минск. Институт БелНИИС. Том. 12. 2020. С. 71-85. https://doi.org/10.35579/2076-6033-2020-12-05

Полный текст на английском языке:  

Скачать PDF (534 Кб)

Литература:

1. Терцаги К. Теория механики грунтов. Москва: Госстройиздат, 1961. 508 с. (рус)
2. Миндлин Р. Д. (1936) Сила в точке внутри полубесконечного твердого тела. Ж. физики. 1936. Том. 7. С. 195–202.
3. Герсеванов Н. М., Польшин Д. Е. Теоретические основы механики грунтов и их практическое применение. Москва: Стройиздат, 1948. 247 с. (рус)
4. Основания и фундаменты зданий и сооружений. Основные положения. Основания и фундаменты зданий и сооружений. Основные правила. Строительные нормы проектирования]: ТКП 45-5.01-254-2012. Введен: 01.05.12. Минск: РУП «Стройтехнорм», 2012. 164 с. (рус)
5. Основания и фундаменты зданий и сооружений. Сваи забивные. Основы и фундаменты зданий и сооружений. Забивные сваи. Правила проектирования и монтажа]: ТКП 45-5.01-256-2012. Введен: 01.05.12. Минск: РУП «Стройтехнорм», 2012. 137 с. (рус)
6. Проектирование и устройство свайных фундаментов: СП 50-102-2003. Введен: 21.06.03. М.: ЖКХ Госстроя России: Управление технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве, 2008. 81 с. (рус)
7. Бартоломей А. А. Основы расчета ленточных свайных фундаментов по предельно допустимым осадкам. Москва: Стройиздат, 1982. 223 с. (рус)
8. Бахолдин Б. В. Экспериментальные и теоретические исследования процесса взаимодействия грунта с забивными сваями и создание на их основе практических методов расчета свай.