ГОСТ и серия забивных ЖБ свай

Составные забивные сваи – железобетонные конструкции, состоящие из нескольких элементов, используются для создания опор значительной длины – до 36 м. Применение цельных свай в этих случаях затруднительно или невозможно из-за ограниченных возможностей забивных установок.

Особенности конструкции

До процесса монтажа свайная конструкция представляет собой верхнюю и нижнюю секции. В некоторых случаях необходимо использовать более двух частей. Нижний элемент заканчивается заостренным концом. В единую опору секции между собой соединяются с помощью закладных деталей, расположенных на торцах частей.Стальные закладные элементы соединяются: сваркой, свободным опиранием через кондуктор, замковым, клеевым стыком, на болтах, шарнирах стаканного типа.

Геометрические характеристики составных частей сваи:

• верхняя и нижняя части могут иметь одинаковую или разную длину;
• длина верхней секции – от 5 м;
• длина нижней части – 8-14 м;
• форма сечения сваи – круглая или квадратная.

Продольное армирование осуществляется арматурными стальными стержнями классов AII-AIII. Для поперечного усиления востребована арматурная проволока Вр-1. При использовании ненапрягаемых арматурных стержней класс прочности бетона – не ниже В25. Фракция крупного заполнителя бетонной смеси не должна превышать 40 мм.

Изготовленные изделия подвергаются испытаниям на различные виды нагрузок. Установленная свайная конструкция способна воспринимать значительные сжимающие усилия, направленные по вертикальной оси. Нагрузка должна быть максимально статичной и не иметь выраженной динамической составляющей.

Особенности применения составных железобетонных свай

Составные сваи, изготавливаемые в соответствии с требованиями ГОСТа 19804-2012, позволяют углубиться до уровня грунтов достаточной плотности и расположить подошву фундамента на поверхности с высокой несущей способностью.

Работы могут проводиться на почвах любой структуры, но подошва нижней секции не должна опираться на грунт:

• торфянистый;
• илистый;
• глинистый.

Применение этих ЖБИ эффективно при:

• большой толщине слабого грунтового слоя;
• необходимости усиления фундамента под эксплуатируемым зданием, работы могут проводиться в стесненных условиях;
• невозможности изготовления сваи необходимой длины;
• отсутствии забивного оборудования с мощностью, достаточной для установки цельной свайной конструкции необходимой длины.

Составные железобетонные сваи применяются при строительстве зданий жилого и производственного назначения, монтаже опор ЛЭП, мачт мобильной связи.

Технология установки составной железобетонной сваи

Для забивки применяются подвесные, паровоздушные, штанговые, трубчатые молоты. Спецтехника передвигается на шасси колесного или гусеничного типа. Вибропогружатели использовать запрещено, поскольку вибрационные нагрузки могут разрушить соединения между свайными секциями.

Технология забивки

• Ствол устанавливают вертикально на место монтажа.
• Подводка молота к голове сваи.
• Выверка вертикального положения ствола, центрирование осей секции и забивного молота.
• Присоединение второй секции к уже забитой.
• Крепление стыков закладных элементов.
• Защита сварного шва антикоррозионными составами.

Поделиться ссылкой:

Производим и предлагаем продукцию:

Читайте также:

Сваи составные

Сваи железобетонные составные – это сборные конструкции, которые предназначены для использования в качестве фундаментов. Сваи погружаются в грунт и передают нагрузки от зданий и сооружений на грунтовое основание. Сваи ЖБИ широко применяются в строительстве зданий и сооружений различного назначения, а также в строительстве воздушных опор линий электропередач.

Основное преимущество применения железобетонных составных свай заключается в методе их установки – погружение в грунт, при котором вокруг свайного ствола и в его основании происходит уплотнение грунта. При уплотнении грунта расчетное сопротивление под нижним концом сваи в разы больше, чем у подобных грунтов при устройстве стандартных ленточных фундаментов из монолитного бетона или из сборных фундаментных блоков, благодаря чему несущая способность уплотнённого основания фундамента здания или сооружения существенно возрастает.

В большинстве районов России установка свайных фундаментов – это единственная возможность построить сооружение, поэтому в нашей стране сваи составные широко применяются в строительстве зданий и сооружений различного назначения, в том числе, в таких сферах как энергетическое строительство и нефтегазовое строительство.

Сваи составные железобетонные представляют собой многосекционные конструкции, состоящие из нескольких соединяющихся стержневых элементов, что позволяет создавать фундаменты и опоры различной длины, в отличие от цельных свай, которые имеют ограничение по длине. Составные сваи ЖБИ состоят из двух стыкующихся частей – верхней и нижней. Соединение секций составных свай осуществляется в вертикальном положении под копром в процессе погружения сваи. Соединение секций свай со стаканным стыком осуществляется за счет плотной посадки рифленого железобетонного выступа верхней секции в цилиндрической полости закладного изделия нижней секции. Забивка нижней секции сваи осуществляется с применением специального подбабка, предохраняющего закладное изделие, стакан, от деформаций. Соединение секций свай со сварным стыком осуществляется через накладки из листовой стали, привариваемые к боковым поверхностям закладных изделий секций свай.

Железобетонные составные сваи применяются в тех случаях, когда верхний, слабый и неустойчивый слой грунта имеет большую толщину или в случае необходимости усиления свайного фундамента дополнительными опорами под построенными объектами в ограниченном пространстве, а также в случае невозможности изготовления цельных свай требуемой длины.

Составные сваи делятся на следующие типы в зависимости от сечения:

• сечением 300х300 мм, длиной 14 – 24 м. Длина нижних секций 8 и 12 м. Длина верхних секций изменяется через 1 м от 5 до 12 м;
• сечением 350х350 мм, длиной 14 – 28 м. Длина нижних секций 8, 12 и 14 м. Длина верхних секций изменяется через 1 м от 6 до 14 м;
• сечением 400х400 мм, длиной 14 – 28 м. Длина нижних секций 8, 12 и 14 м. Длина верхних секций изменяется через 1 м от 6 до 14 м.

Сваи железобетонные составные изготавливаются в соответствии с ГОСТ 19804-2012 (’79, ’91) и серией 1.011.1-10 «Сваи забивные железобетонные», выпуск 8 «Сваи составные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой» из тяжелого бетона классом по прочности на сжатие не ниже В25.

Сваи составные железобетонные армируются сварными арматурными каркасами. В ряде случаев опускается использовать вязаные каркасы. В качестве продольной арматуры для каркасов составных свай применяется горячекатаная арматурная сталь классов А-II и А-III или Ат-IIIс. Для поперечного армирования применяется проволока класса Вр-I. Стальные элементы стыков выполняются из углеродистой стали. Монтажные петли изготавливаются из горячекатаной арматурной стали класса А-I.

Железобетонные составные сваи обозначаются марками, состоящими из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисами. В первой группе указывают обозначение типа сваи (С – свая сплошного квадратного сечения), ее длину в дециметрах и размер стороны поперечного сечения в сантиметрах. Во второй группе указывают тип стыка, обозначаемый строчными буквами: «б» — болтовой стык, «св» — сварной стык, «с» — стаканный стык, и дополнительные характеристики, отражающие особые условия применения или конструктивные особенности изделий и тип армирования.

В компании ГК «БЛОК» можно не только заказать сваи составные железобетонные, но и проконсультироваться с нашими специалистами, подобрать требуемые конструкции железобетонных изделий. В нашем отделе продаж можно заранее узнать и уточнить цену железобетонных составных свай и рассчитать общую стоимость заказа. Купить железобетонные составные сваи и проконсультироваться по общим вопросам покупки и доставки Вы можете, позвонив по телефонам компании ГК «БЛОК»:

Санкт-Петербург: (812) 309-22-09, Москва: (495) 646-38-32, Краснодар: (861) 279-36-00. Режим работы компании: Пн-Пт с 9-00 до 18-00. Компания ГК «БЛОК» осуществляет доставку железобетонных составных свай по всей России прямо до объекта заказчика или на строительную площадку, если позволяет инфраструктура.

По вопросам монтажа железобетонных свай обращаться по телефону (812) 309-22-09.

Составные сваи. Сваи составные железобетонные

Мы уже много лет занимаемся производством и поставкой железобетонных составных свай на строительные объекты различного назначения, расположенные в любой точке РФ.

Сваи составные железобетонные

Составные сваи со сварным стыком сечений 30х30, 35х35 и 40х40 см, длиной от 13 до 28 метров, поставляемые нами в различные регионы РФ, соответствует серии 1.011.1-10 вып.8, ГОСТ 19 804-91 и отличаются неизменно высоким качеством при всегда конкурентной цене.

Отличие нашей продукции от продукции других производителей:

• точные геометрические размеры
• сваи составные изготавливаем с дополнительной защитой от агрессивных сред – сваи на сульфатостойком цементе (из сульфатостойкого бетона) до достижения показателя влагозащищённости W18
• производим сваи с покраской кремнийорганическими эмалями КО (для понижения гидрофобности)
• обязательная гидроизоляция стыковочного узла в соответствии со СНИП
• изготовление свай из бетона с повышенными эксплуатационными свойствами (бетон от В35 до В60)
• комплектация поставки металлическими накладками и прокладками для фиксирования стыковочного узла при выполнении работ на строительной площадке
• отсутствие нареканий по качеству продукции, что подтверждается дипломом «100 лучших товаров России» с 2008 г.
• 100%-ная прочность при поставке на строительную площадку, что позволяет сразу подавать сваи в зону работы копровой установки

При необходимости также можем изготовить сваи со стаканным, анкерным или болтовым типом стыковочного узла (в соответствии с серией 1.011.1-10) в зависимости от Ваших проектных решений.

Количество ежедневно выпускаемых составных свай со сварным стыком составляет: для свай сечения 30х30 – от 40 комплектов в смену, для свай сечения 35х35 – от 40 комплектов в смену, для свай сечения 40х40 – от 25 комплектов в смену.

Вы можете отправить заявку на требуемую Вам продукцию прямо сейчас с нашего сайта или позвонить нам по телефонам (495) 577-14-24

и получить квалифицированный и полный ответ на любой вопрос о продукции, ценам на составные сваи, срокам производства и доставке.

Маркировка, армирование >>

Составные сваи – устройство, применение и монтаж

Составные сваи стали неотъемлемой составляющей при обустройстве многих фундаментов. Строительство зданий на сложных грунтах или в густонаселенных городах с большим количеством высотных домов требует обустройства под каждую новую постройку надежного и прочного основания. Высокий уровень прочности обеспечивается путем значительного углубления опор. Так сваи, состоящие из нескольких элементов конструкции, устанавливаются на глубину от 12 до 30 метров.

Что такое составные сваи

Составные сваи

Железобетонные опоры квадратного сечения давно и прочно заняли свое место в современном строительстве. Они заслужили репутацию конструкции, способной в значительной степени усилить грунт и используются там, где его большую часть составляет гравий или глина. Составные сваи – это оборудование, особенностью которого является наличие элементов, предназначенных для стыковки. Их использование позволяет внедрить все сооружение в почву на глубину до 30 метров и больше.

Первая часть имеет заостренный конец, что в значительной степени облегчает процедуру внедрения в грунт. В дальнейшем к ней присоединяется вторая часть, и длина сваи увеличивается вдвое. Так, постепенным присоединением составляющих элементов, можно добиться сооружения прочной опоры, погруженной в грунт на достаточную глубину. Еще одна особенность – свободная доставка оборудования на объект. Данные сваи необходимы в тех случаях, когда на строительный объект невозможно доставить элемент нужной длины.

Изготавливают такие сваи в соответствии с ГОСТом. Они могут иметь сечение:

Выбор той или иной конструкции зависит от глубины, на которой в данной местности залегает твердый грунт. Первая секция должна прочно упираться в такие слои, иначе возводимое здание не получит достаточно надежной опоры. В тех случаях, когда глубина залегания твердого грунта превышает 12 метров, необходимо использование конструкций, состоящих из нескольких секций. Каждая из них оснащена элементом для стыковки самыми разными способами. Это и клеевой способ, и сварной, и болтовый, и штифтовый.

Эффективное погружение в грунт составной железобетонной сваи квадратного сечения обеспечивается наличием заостренного конца на первой ее части.

Когда необходимо применение составных свай

Погружение свай

Данные сваи необходимы при возведении построек не только на сложных или слабых грунтах. Усиление требуется и фундаментам высотных зданий, которые в условиях мегаполиса расположены достаточно близко друг к другу. Но существуют и другие варианты, когда применение этих опор становится необходимостью:

1. Применяют для укрепления фундамента там, где на глубине от 9 до 11 метров, или от 20 до 25 метров, находится пласт слабого грунта или залегают грунтовые воды.
2. Использование необходимо при сооружении зданий, отличающихся  наличием передачи на опору сжимающих вертикальных нагрузок.

Технология изготовления предусматривает наличие на нижнем торце первой детали заостренного конца, а на верхнем – элемента для соединения. Вторая часть оснащена для соединения анкерной деталью. Железобетонные составные сваи изготавливаются из тяжелого бетона М 200. Как того требует технология, заполнителем является щебень, размеры фракции которого не превышают 40 мм.

Продольное армирование составных свай выполняется с помощью арматурных прутов диаметром до 2 сантиметров. Поперечное укрепление конструкции требует использования металлической сетки, толщина прута которой соответствует классу В 1, а шаг ячейки не превышает 5 мм.

По технологии производства для их изготовления железобетонной опоры из нескольких секций, необходимо растянуть специально смонтированными гидравлическими домкратами конструкцию из армирующих стержней. После того, как бетон застывает, домкраты можно убрать. Каркас постепенно сжимается, что приводит к уплотнению бетона. Подобные железобетонные конструкции относятся к числу самых прочных и надежных. Их широко используют для сооружения фундамента в сложных условиях.

Разнообразие составных свай

Составные сваи круглого сечения

Различают составные сваи нескольких типов:

• сплошного сечения в форме квадрата ГОСТ 19804-2012;
• круглого сечения ГОСТ 19804.6-83;
• конструкции, представляющие собой оболочки ГОСТ 19804.91.

Технология производства всех этих видов опор соответствует установленным ГОСТом нормам и правилам. Здесь подробно указаны данные маркировки арматурных прутов, обеспечивающих прочность каркаса, сетки для поперечного укрепления конструкции, маркировка и класс используемого бетона.

По маркировке можно понять, какова технология изготовления самой конструкции:

• С – сплошное квадратное сечение;
• СП – имеющая полость внутри сваи;
• СК – пустая внутри круглая свая;
• СО – конструкция в виде оболочки.

Цифру укажут на длину секции, сечение тела опоры. По маркировке определают и тип соединения.

Погружение в грунт

Монтаж составных свай

Процесс  внедрения СС в грунт связан с применением гидравлических молотов. Это технология ударной забивки, не нарушающая целостности сварных соединений. Погружение проводится в несколько этапов:

1. После подъема с помощью спецтехники тело первой части стержня устанавливается вертикально на место, где будет проводиться забивка.
2. Прежде чем начнет работать забойник, на голову стержня устанавливается наголовник молота, который предотвратит деформацию ствола при проведении работ.
3. Свая центруется и подтверждается ее вертикальность.
4. Чтобы начальный путь свая прошла без отклонений, ударная сила молота используется на 25 % от общей мощности.
5. В полную силу удар проводится после заглубления на 2 метра в грунт.
6. Когда над поверхностью почвы остается около 50 сантиметров ствола сваи, к ней присоединяется второй элемент конструкции. Посмотрите видео, как монтируются составные сваи.

После того как с помощью дуговой сварки проведена стыковка двух составляющих, место шва необходимо обработать антикоррозийным составом.

При внедрении в грунт на установленную глубину ни в начале работ, ни в дальнейшем, не используют вибропогружатели. Вибрация способствует разрушению сварного соединения, и свая выходит из строя. Наиболее надежным и качественным признано соединение с помощью сварки или болтов. Но в таком случае сваи изготавливают по индивидуальным проектам с учетом технических особенностей.

цена, характеристики, ГОСТ в Москве

Невозможно представить укладку фундамента без забивки составных свай, которые обычно делятся на составные, обычные и цельные. Обычные железобетонные сваи применяют при строительстве несущественных объектов, которые забиваются специальным оборудованием в грунт. Сваи составные используют для закладки фундаментов больших сооружений, на них оказывается больше веса, давления, и соответственно ответственности, поэтому нужно тщательно подойти к их выбору. Железобетонные изделия такого типа как правило применяются для пробивки жёстких грунтов. Составные сваи состоят из 2-х частей (секций) — нижней и верхней. Верхняя часть производится в виде прямоугольной колонны, а вторая часть сваи изготавливается с тупым или заострённым окончанием.

Профессиональные строители понимают, что в разных условиях рациональнее использовать конкретные формы поперечного сечения: квадратной или квадратной с круглой полостью, круглой пустотелой, двутавровой, прямоугольной или швеллерной. В продольном сечении они также могут отличаться пирамидальной, цилиндрической, ромбовидной, призматической и трапецеидальной формой, также могут быть и с уширенной пятой. Иногда имеет смысл использовать железобетонные сваи с заостренным или плоским нижним концом. 

На данный момент используется более 15 видов железобетонных свай. Из-за такого разнообразия, сваи могут использоваться практически в любых климатических условиях и при любых видах грунта. Забивка свай производится достаточно быстро — это значительно ускоряет процесс создания фундамента. 
Составные железобетонные сваи повышают устойчивость и прочность зданий, благодаря чему значительно увеличивается срок эксплуатации сооружений. 
Как правило, они применяется в тех случаях, когда грунт имеет плохие показатели для строительства зданий с обычным фундаментом: на глинистой почве, на грунте с высокой степенью влажности и при возведении зданий на Крайнем Севере в условиях промерзания грунта. 
Кроме того, с их помощью ограждаются котлованы, чтобы защитить их от проникновения грунтовых вод и от обвала грунта.
Выбор составных железобетонных свай для возведения фундамента зависит от дальнейшего применения. При выборе необходимых элементов нужно точно знать, какие им будут обеспечены условия применения.

Наши сотрудники имеют огромный практический опыт! Каждому клиенту гарантируется высокое качество заказанных им изделий и сравнительно низкий уровень цен. Также мы окажем Вам профессиональную консультационную поддержку. 

Много лет мы занимаемся производством и реализацией составных свай на строительные объекты различного назначения. 
Железобетонные изделия, поставляемые нами в разные регионы РФ, соответствуют серии 1.011.1-10, ГОСТ 19 804-91 вып.1 и обладают высоким качеством при конкурентной цене.

Технология изготовления забивных составных свай

Составные сваи производятся по технологии забивных,  только они разделены на две части. Нижняя часть изготавливается  заостренной или тупой, что  зависит от заказа. Забивные составные сваи изготовляют с прямоугольным или трапецеидальным сечением. Части  соединяются с помощью сварки закладных деталей. Для обеспечения ударостойкости и прочности сваи  изготавливают  на тяжелых бетонах повышенной марки (25 и выше), с различными добавками  для придания им большей морозостойкости.

Доставка Составные сваи

Доставка Составные сваи осуществляется собственным транспортом в г. Москва, области и другим регионам России! Расчет доставки можно заказать в разделе Доставка.

Транспортировать тяжеловесный груз согласно ГОСТ разрешено только в горизонтальном положении в спецтранспорте. При погрузке/разгрузке запрещено перемещать по нескольку штук. Исключение: такелажные работы специальными устройствами, где допускается подъем одновременно нескольких изделий.

При складировании на открытом грунте в основание штабеля кладется прокладка толщиной не менее 10 см, необходим сток для воды.

Составные сваи цена в Москве

Составные сваи цена за штуку. Цена зависит от их размера, толщины, наличия/отсутствия укрепляющих добавок, армирования. Чтобы не переплачивать за товар, целесообразно заказать напрямую от производителя на заводе ПСК Перспектива. Так вы получите сертифицированные железобетонные изделия с лабораторным заключением и по оптимальной стоимости.

Наша компания может предложить вам оптимальный баланс между качеством и стоимостью.

Наш прайс можно запросить оформить заказ в интересующем Вас разделе сайта.

 

Купить Составные сваи на заводе ЖБИ

Выгодно купить Составные сваи без посредников на заводе ЖБИ «Перспектива». Сейчас мы наращиваем производственную мощность и ищем новых надежных партнеров. 

Забивные составные железобетонные сваи Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

E.B. Попов, A.A. Ковалевский

ЗАБИВНЫЕ СОСТАВНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВАИ

Многолетний опьп проектирования и устройства фундаментов из забивных свай показывает, что расстановка свай в плане свайного фундамента оказывает существенное влияние не только на его несущую способность, но и на расход железобетона.

Значительное снижение объема железобетона может быть достигнуто при использовании универсальных фундаментов из составных свай с направленным формированием уплотненных зон в толще грунта.

Конструкция этих свай, при минимальном расстоянии между их осями в плане фундамента (1.5D в уровне низа ростверка), позволит обеспечить минимальные затраты железобетона с сохранением несущей способности фундамента в целом за счет шарнирного крепления составных модулей сваи, и формирования куста свай корневидной формы.

Составные полые сваи обладают большим преимуществом перед обычными: на 30-50% уменьшается расход бетона и на 20-40% расход стали, без снижения несущей способности. Кроме изготовления и забивки свай с использованием существующего сваебойного оборудования.

В ДальНИИСе под руководством того, конструкция составных полых свай позволяет механизировать процессы заводского В.И. Федорова была предложена идея возведения полносборных свайных фундаментов из коротких составных модулей, впоследствии обобщенная и развитая с разработкой конструкций и технологии возведения его учениками П.А. Аббасовым, A.A. Ковалевским и другими. Проведены исследования свайных фундаментов из коротких модулей на моделях и в натурных условиях.

При возведении этих фундаментов используется эффект самоорганизации системы свая-грунт, проявляющийся в процессе погружения свай, входящих в состав кустов.

Модельные и натурные исследования показали, что в процессе погружения свай в куст вокруг ствола первой сваи формируется уплотненная зона грунта, препятствующая свободному формированию уплотненной зоны у последующей сваи. На данном этапе на кафедре Теории сооружений Строительного института ДВГТУ проводятся исследования, направленные на разработку рекомендаций по расчету и проектированию универсальных свайных-фундаментов из составных полых свай.

По сравнению с существующими предлагаемая конструкция универсального фундамента более эффективно взаимодействует с грунтом основания при действии различных видов и сочетаний нагрузок, исключает «недобивку» и разрушение свай, сокращает объемы железобетона в ростверках, позволяет повысить производительность свайных работ и автоматизировать процессы изготовления и забивки свай.

A.A. Таскин

ДВУХУРОВНЕВАЯ АВТОМОБИЛЬНАЯ РАЗВЯЗКА С ПРИМЕНЕНИЕМ АРМОГРУНТОВЫХ ПОДПОРНЫХ СТЕН

Территория города Владивостока, именуемая «Зелёный угол», известна каждому человеку в России, кто хоть раз приезжал в наш город за японским автомобилем. Для жителей же близлежащих районов (64 и 7] микрорайоны) «Зелёный угол» известен одним из самых неудобных автомобильных перекрёстков города — пересечение улиц Адм. Юмашева, Нейбута и Ладыгина (рис. 1).

Этот перекрёсток имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, находится на возвышении — с Юмашева и Нейбута на него надо подниматься по довольно крутой горке, что затруднительно в гололёд. Во-вторых, эти же улицы из 4-х полосных становятся 2-х полосными. В-третьих, из-за неравномерности транспортного потока (утром машины едут по Нейбута и Ладыгина на Юмашева) повернуть со второстепенной улицы Ладыгина налево на Юмашева крайне сложно; с Юмашева поток машин, утром сравнительно невелик, но им также затруднительно проехать из-за выезжающих с Ладыгина.

Железобетонные составные сваи с доставкой от компании Мир ЖБИ.

Фильтр товаров

Сортировать по Не сортировать

С 140.30-Св

90001

Составные сваи — важная составная часть в строительстве многих типов зданий, особенно устанавливаемых на грунтах слабой плотности или при строительстве в местах плотной застройки многоэтажными домами. Составные сваи СВ обеспечивают надежное и прочное основание под каждую постройку. Высокие прочностные характеристики фундамента достигаются за счёт углубления опор на значительную глубину. Состоящие из нескольких элементов сваи С 140.30-Св могут заглубляться на глубину до 30 м.

Железобетонные составные сваи имеют квадратное сечение, отдельные элементы прочно соединяются между собой с помощью стальных накладок на боковые поверхности сварных швов. Составные сваи железобетонные изготавливаются из надёжного и качественного сырья: тяжёлых марок бетона и усиливающего арматурного каркаса и используются при обустройстве фундаментов зданий в разных условиях эксплуатации, в том числе в различных климатических поясах. Они устанавливаются способом их забивания в грунт при помощи особой техники. После заглубления первой части к свае прочно присоединяется ещё одна часть, благодаря чему длина конструкции увеличивается в два раза, затем присоединяется следующая часть сваи, и не образуется прочная опора, погруженная в грунт на большую глубину.

16422 RUB

Марка бетона

В25

С 150.30-Св

90002

Составные сваи — это опоры железобетонные, состоящие из верхних и нижних частей и имеющие квадратное сечение. Особенность составных свай — особые стыковочные элементы, позволяющие заглубить сооружение на 30, а иногда и более, метров. Нижняя часть сваи имеет торец с заострением, это делает процедуру заглубления более простой и менее затратной.

Дополнительная положительная особенность использования составных свай железобетонных — быстрая доставка оборудования на место установки. Составные сваи С 150.30-Св незаменимы, если возникают трудности с доставкой цельных строительных конструкций на объект.

Составные сваи имеют квадратное сечение, их длина и количество составных элементов определяется глубиной залегания твёрдого и плотного грунта. Нижняя секция должна опираться на прочный грунт, для того чтобы всё здание получило надёжную опору.

Для более эффективного заглубления в грунт один торец сваи СВ изготавливается с заострением. Сваи составные используются при устройстве фундаментов большого числа зданий. Они защищают всё сооружение от просадки, связанной с возможными подвижками грунта, или его подтопления. Использовать такие сваи можно в различных климатических зонах, и особенно успешно в зонах постоянного промерзания, на песчаных или глинистых почвах.

17420 RUB

Марка бетона

В25

С 160.30-Св

90003

Сваи СВ — конструкции, усиливающие грунт и наиболее часто применяющиеся на глинистых или гравийных почвах. Свая составная квадратного сечения представляет собой удлинённый стержень, изготовленный из прочного армированного бетона, и состоящий из нескольких элементов, торцами соединённых между собой. Такие строительные конструкции используются на участках, где имеется большая толщина слабых грунтов, не подходящих для опирания. От цельной сваи такие элементы отличаются возможностью собирать их поэтапно непосредственно на стройплощадке. Успешно эксплуатируется такая конструкция и тогда, когда на месте получить изделие нужной длины не представляется возможным.

Свая железобетонная находится при заглублении под опорным давлением, и передаёт на грунт нагрузку от фундамента зданий любой высоты и массивности. Такой свайный фундамент можно возвести в короткий срок.

Сваи составные С 160.30-Св позволяют быстро и надёжно вдвое, а в некоторых случаях и большее число раз, увеличить свою длину. Способ стыковки отражается в маркировке.

Составные сваи изготавливаются из тяжелого бетона высокой прочности. При погружении сваи железобетонной в грунт используются свайные молоты, агрегаты, работающие с помощью вибровдавливания, или вибропогружательные машины.

18357 RUB

Марка бетона

В25

С 170.30-Св

90004

Использование в строительстве бетонных свай составной конструкции позволяет повысить несущие способности грунта, в том числе и слабого, и предотвратить его сползание или осыпание. Для увеличения прочности и жёсткости сваи используется продольное армирование, для облегчения транспортировки и монтажа используются монтажные петли, привариваемые к арматурному каркасу. Сваи составные имеют верхние и нижние секции, соединяющиеся с помощью стальных накладок, привариваемых к закладным на их боковых поверхностях. После изготовления сваи С 170.30-Св подлежат обязательной маркировке с указанием их основных характеристик.

Буквой обозначается тип изделия: С — свая, затем указывается её длина, и длина отдельной её секции. Следующая группа цифр — поперечное сечение данного строительного элемента. Через дефис указываются характеристики армирования, как правило — диаметр арматурных стержней и класс используемой для армирования стали. Затем указывается способ заглубления сваи. Св — означает использование сварного стыка с помощью свальных пластин, привариваемых к закладным на боковых поверхностях. В маркировке также могут указываться индексы, отмечающие верхний или нижний элемент строительной конструкции.

20218 RUB

Марка бетона

В25

С 180.30-Св

90005

Сваи составные железобетонные рассчитаны на высокие эксплуатационные нагрузки и поэтому повсеместно применяются в строительстве. Наиболее целесообразно использовать такие сваи для строительства фундаментов на слабых песчаных, гравийных или глинистых почвах, а также в зонах постоянного промерзания. Составные сваи С 180.30-Св необходимы для усиления фундамента уже построенного и эксплуатирующегося здания в том случае, если забивание цельных свай неудобна.

В отличие от других типов фундамента сваи, как цельные, так и составные, успешно эксплуатируются при промерзании грунта, а устанавливать составные железобетонные сваи можно даже при низких зимних температурах. Бетон, используемый при их производстве, имеет высокую морозостойкость, поэтому такие строительные элементы можно использовать даже в вечномёрзлых почвах. Низкая водопроницаемость бетона позволяет устанавливать сваи в водонасыщенных грунтах. Материал для производства составных железобетонных свай квадратного сечения — тяжёлый плотный бетон с заполнителем из мелкофракционного щебня. Продольное армирование увеличивает прочность и жёсткость, и выполняется с помощью арматурного прутка, в качестве поперечного армирования используются сварные сетки.

21177 RUB

Марка бетона

В25

С 190.30-Св

90006

Сваи составные железобетонные необходимы при строительстве массивных и габаритных зданий на слабых грунтах. В этом случае свайный фундамент позволяет значительно укрепить грунт и усилить долговечность постройки. Такое усиление успешно применяется и при устройстве фундаментов зданий в плотной городской застройке. Сваи составные С 190.30-Св необходимы для укрепления фундамента, и всего здания в целом, при условии, что на небольшой глубине обнаруживаются грунтовые воды. При использовании в качестве фундамента составная свая СВ заглубляется до слоя плотного и прочного грунта для того, чтобы здание, опирающееся на такой фундамент, получило необходимую устойчивость.

Составные сваи железобетонные — строительные конструкции, состоящие из нескольких элементов, и позволяющие создавать фундаментные опоры большой длины, в некоторых случаях превышающей 30 м. Нижний торец первого элемента составной сваи делается заострённым, а верхний имеет специальные элементы, обеспечивающие прочное присоединение. Сырьём для изготовления свай железобетонных служит плотный тяжёлый бетон, а для усиления прочности и жёсткости конструкций используется стрежневая арматура, расположенная продольно, и сетки, расположенные поперечно.

22154 RUB

Марка бетона

В25

С 200.30-Св

90007

Сваи составные СВ — строительные элементы, используемые на слабых грунтах для их усиления. Они имеют квадратное сечение и конструктивно являются стержнем значительной длины из тяжелого прочного бетона с армированием. Сваи состоят из двух, а в отдельных случаях — из трёх элементов, своими торцами прочно соединённых друг с другом. Сваи С 200.30-Св используются на местах, где склонные к подвижкам и не подходящие для опирания на них грунты имеют значительную толщину.

От цельных свай составные отличаются способом установки: их можно собирать непосредственно на стройплощадке, каждый этап — отдельно, что значительно облегчает транспортировку крупногабаритных элементов. На железобетонную сваю во время заглубления действует опорное усиленное давление, она передаёт на грунт нагрузку от всего сооружения.

Преимущество свайного фундамента в том, что возводится он намного быстрее любой другой фундаментной конструкции. Сваи можно устанавливать в зонах с любыми климатическими условиями, в том числе и при промерзании грунта. Установка их возможна даже зимой. Высокая морозостойкость бетона, используемого при их изготовлении позволяет успешно эксплуатировать составные сваи при низких температурах. Для усиления конструкции и повышения её жёсткости сваи СВ армируются в продольном и поперечном направлении.

23110 RUB

Марка бетона

В25

С 210.30-Св

90008

Составные сваи — строительные элементы, изготавливаемые из тяжелого плотного бетона. При погружении сваи можно применять в зависимости от условий свайные молоты вибровдавливательные или вибропогружательные агрегаты.

Составными железобетонные сваи до установки в требуемое положение и фиксации в грунте имеют две (верхнюю и нижнюю), а в некоторых случаях и более, отдельные секции в виде удлинённых стержней. Чтобы соединить конструкцию в единое целое во время забивки на торцах закрепляются и свариваются соответствующие закладные. В результате глубина погружения увеличивается в несколько раз.

Сваи С 210.30-Св предназначены для использования в условиях высоких эксплуатационных нагрузок, поэтому широко используются при строительстве зданий и сооружений различного типа. Они успешно работают на участках со слабыми грунтами, например, песчаными, водонасыщенными, или в условиях вечной мерзлоты.

Сваи составные можно использовать не только при строительстве новых зданий, но и при укреплении уже находящихся в эксплуатации, особенно когда цельные элементы забивать нецелесообразно. Основная функция, которую выполняют составные сваи — создание фундаментов, глубоко заглублённых в грунт. С их помощью можно возводить объекты любых габаритов и назначения.

24119 RUB

Марка бетона

В25

С 220.30-Св

90009

Сваи должны опираться только на прочные слои грунта, поэтому изготавливаются из нескольких частей, чтобы суммарно иметь большую длину. При этом предполагается, что нагрузка на сваи должна быть статической. В конструкции составной сваи две составляющие — верхняя и нижняя имеют несколько разное строение. Торец нижней части, погружаемый в грунт, заострён, на торцах, стыкующихся между собой, предусмотрены дополнительные соединительные элементы. Составные сваи железобетонные, состоящие из двух, а иногда и более, частей, соединяются между собой с помощью сварки. В процессе изготовления отдельные части свай оснащаются стальными закладными, которые после забивания нижней части строительного элемента соединяются друг с другом при помощи сварных швов прямо на стройплощадке.

Сваи железобетонные составные имеют квадратное поперечное сечение. Фундаменты с использованием составных свай позволяют возводить здания и сооружения, имеющие высокую степень надёжности и устойчивость. Установка составных свай С 220.30-Св наиболее целесообразна при недостаточных показателях прочности и устойчивости грунта на участке строительства. Грунт может быть водонасыщенный, или промерзающий.

25062 RUB

Марка бетона

В25

С 230.30-Св

90010

Составные сваи удобно использовать для устройства прочных и надёжных фундаментов, особенно в том случае, когда необходимо установить конструкции, превышающие по длине 12 м., например, там, где плотные слои грунта расположены весьма глубоко. Часто сваи запланированной в проекте длины невозможно доставить на стройплощадку в цельном виде, в таком случае единственным возможным вариантом будет использование составных конструкций.

Изготавливают составные железобетонные сваи из бетона тяжёлых марок с высокой степенью водонепроницаемости и морозостойкости. Это позволяет использовать сваи на участках с водонасыщенным грунтом и на промерзающих почвах. Свайный фундамент позволяет строить габаритные и тяжёлые здания даже на слабых грунтах. Сам грунт значительно укрепляется, и повышается долговечность сооружения.

Составные сваи С 230.30-Св удобно использовать в плотной застройке, когда нет возможности забивать цельные сваи. Основная цель установки свай Св большой длины — создать опору на плотные слои грунта, находящиеся на большой глубине. Для погружения свай используются специальные машины: свайные молоты, чаще всего с гидравлическим приводом. В маркировке указывается информация о типе сваи, её габаритах и способе соединения составных частей.

26818 RUB

Марка бетона

В25

С 240.30-Св

90011

Составные сваи — конструктивные элементы, позволяющие создавать прочные опоры большой длины, такая опора может превышать 30 м. Составные сваи СВ состоят из двух частей и имеют квадратное сечение. Для лучшего вхождения в грунт нижний торец сваи делается с заострением. Верхняя и нижняя части строительных элементов прочно стыкуются с помощи сварки. Материал изготовления составных свай — тяжёлый бетон и стальная арматура, повышающая жёсткость конструкции: применяется как продольное, так и поперечное армирование. Цельная свая длиной более 12 м будет хрупкой и может сломаться при транспортировке и разгрузке и в процессе забивки. Кроме того, ограничена и длина мачты копра — сваебойной машины. Чтобы набрать необходимую несущую способность опорного элемента в таких случаях целесообразно использовать составные железобетонные сваи.

Нижняя и верхняя части свай С 240.30-Св свариваются между собой, образуя плотное прочное соединение. Составные сваи — строительные элементы из нескольких секций, прочно соединяемые между собой. Секции можно соединять между собой так, чтобы опора достигала длины 36 м. Так сваи можно заглубить до уровня грунта высокой плотности, даже с учётом расположения слоя такого грунта на большой глубине.

27648 RUB

Марка бетона

В25

С 140.35-Св

90012

На торце сваи Св, заглубляемом в грунт, есть заострение, увеличивающее эффективность погружения при забивке и вдавливании. Стыкующиеся части составных свай имеют соединительные элементы и в процессе погружения свариваются между собой. Если тип грунта, на который опирается свая, не имеет нужной плотности и, соответственно, несущей способности, у данного фундамента не хватит устойчивости: не исключена его просадка под весом здания. К недостаточно неустойчивым грунтам, на которые сваи С 140.35-Св не должны опираться, относятся торфяники, водонасыщение слои глинистых и гравийных почв.

Составные сваи целесообразно использовать и при ремонте и реконструкции уже готовых зданий со свайным фундаментом. В этом случае фундамент усиливается установкой дополнительных опор в условиях ограниченного пространства, когда нет условий для установки цельных свай. С помощью железобетонных свай, состоящих из нескольких секций, удобно изготавливать свайные фундаменты на участках со сложными дорожными условиями или с плотной застройкой, транспортировка к которым грузов значительной длины затруднена. Составные железобетонные сваи успешно используются многими строительными компаниями, не владеющими копровыми машинами

20862 RUB

Марка бетона

В25

С 150.35-Св

90013

Сваи составные С 150.35-Св наиболее уместны в плотной городской застройке, где забивать цельные сваи невозможно. Главная задача составных свай Св, имеющих большую длину — создание надёжной опоры для здания. Для этого сваи должны опираться на плотный слой грунта, а он во многих случаях находится на большой глубине. При погружении составных свай необходимо использовать специально предназначенные для этого механизмы, например, свайные гидравлические молоты.

Сваи железобетонные подлежат обязательной маркировке с указанием типа изделия, его размеров, и способа соединения частей, Св — означает сварной способ соединения. Составные сваи железобетонные — это строительные элементы, с помощью которых можно создавать опоры большой длины, длина их иногда достигает 36 м. Составные сваи Св имеют сечение в виде квадрата. Чтобы свая лучше входила в грунт, один из её торцов имеет заострение. Материал, из которого изготавливают составные сваи, отличается высоким качеством: это тяжёлая и плотная бетонная смесь и арматура из прочной стали, повышающая не только прочность, но и жёсткость изделия. Составная свая армируется как в продольном, так и в поперечном направлении. Составные части изделия соединяются сваркой.

22055 RUB

Марка бетона

В25

С 160.35-Св

90014

Составные железобетонные сваи Св, используются в свайных фундаментах, установленных на местности, с плотной застройкой. или же там, где имеются сложности с транспортировкой длинномерных грузов.

Цельная свая сохраняет свои эксплуатационные характеристики только до 12 м длины, а далее становится хрупкой. Её можно повредить при манипуляциях: погрузке, забивании, транспортировке. Есть ограничения возможностей и у сваебойной машины (копра). Для увеличения несущей способности сваи можно использовать составной вариант такого строительного элемента.

Торец железобетонной сваи, погружаемый в грунт, делается острым. Это увеличивает эффективность погружения строительного элемента при любом способе его заглубления. На стыкующихся участках составных свай С 160.35-Св устанавливаются специальные соединительные детали, свариваемые между собой при поэтапном погружении.

Грунт недостаточной плотности, неподходящий для опоры здания, не может обеспечить фундаменту здания или технического сооружения должной устойчивости. Он может проседать под весом здания. Обычно такими недостаточно плотными грунтами считаются торфяники, гравийные почвы, глинистые грунты с высоким водонасыщением. На таких грунтах наиболее уместно использование именно составных свай.

23246 RUB

Марка бетона

В25

С 170.35-Св

90015

Составные сваи Св — железобетонные строительные элементы квадратного сечения, состоящие из отдельных секций свариваемых между собой при заглублении. Общая длина сваи в этом случае может достигать длины 36 м.

По такой технологии сваи можно успешно погрузить до глубины, на которой находится грунт высокой плотности, даже если эта глубина весьма большая. Нередко составные железобетонные сваи используются при реконструкции давно построенных и находящихся в эксплуатации зданий, установленных на свайном фундаменте. Фндамент такого типа может быть усилен с помощью дополнительно установленных свай. Так как пространство для установки в этом случае существенно ограничено, цельные сваи заменяются составными.

Составными железобетонными сваями С 170.35-Св часто пользуются строительные компании, у которых нет собственных сваебойных машин. Нижняя и верхняя части составной сваи привариваются друг к другу, при этом сварные швы образуют очень прочное соединение. На свайном фундаменте можно устанавливать крупногабаритные здания и здания с большим весом даже тогда, когда строительство ведётся на участке со слабым осыпающимся или проседающим грунтом. Грунт при забивке свай укрепляется, срок службы здания повышается.

24481 RUB

Марка бетона

В25

С 180.35-Св

90016

С помощью составных свай можно получить надёжные и устойчивые фундаменты. Это особенно актуально, когда требуется погружение на глубину, превышающую 12 м. Такое происходит, если прочный слой, подходящий для опоры, располагается на большой глубине. Нередко возникают проблемы с доставкой на стройплощадку длинномерных грузов, в этом случае также используются составные сваи.

Части составной сваи С 180.35-Св имеют разное строение. Торец, погружаемый в грунт, имеет заострение для более удобного погружения. Стыкующиеся торцы оснащаются дополнительными элементами, за счёт которых выполняется соединение. Части свай Св соединяются при помощи сварки. Сварочные работы выполняются непосредственно на стройплощадке при установке свай.

Сырьё для изготовления составных свай ЖБИ — плотный бетон и сталь в качестве армирующего каркаса. Высокая водонепроницаемость и устойчивость к перепадам даёт возможность устанавливать сваи Св в сложных климатических условиях, например при промерзании почв или на участке с водонасыщенным грунтом.

26676 RUB

Марка бетона

В25

С 190.35-Св

90017

На свайном фундаменте можно устанавливать крупногабаритные здания и здания с большим весом даже тогда, когда строительство ведётся на участке со слабым осыпающимся или проседающим грунтом. Грунт при забивке свай С 190.35-Св укрепляется, срок службы здания повышается. Любые железобетонные сваи должны опираться на прочные и устойчивые слои грунта поэтому когда такие слои расположены глубоко, изготавливаются из двух, а в некоторых случаях и больше, частей, для достижения большей длины. Предполагается, что нагрузка на сваи не должна быть динамической.

Свайный фундамент отличается не только прочностью и устойчивостью, но также и скоростью монтажа. Он устанавливается намного быстрее любого другого. Ещё одно преимущество такого фундамента — возможность его устройства даже в сложных климатических условиях. Высокая морозостойкость строительных элементов даёт возможность работать при низких температурах и даже в районах с промерзанием почв.

Задача, выполняемая составными сваями — устройство фундамента, расположенного в грунте на большой глубине. С помощью свай возводятся здания, имеющие большой вес и габариты.

Конструктивно сваи составные представляют собой длинные стержни с квадратным сечением из железобетона. Части свай прочно соединяются друг с другом с помощью сварки уже непосредственно на строительной площадке.

27870 RUB

Марка бетона

В25

С 200.35-Св

90018

Фундаменты на составных сваях — удобный и надёжный способ строительства зданий и сооружений с высокой степенью прочности и устойчивости. Составные сваи С 200.35-Св изготавливаются из тяжелого плотного бетона и стального армирующего каркаса. При погружении могут быть использованы разные способы и специальная техника. Так в зависимости от условий используются гидравлические свайные молоты, вибропогружатели или вибровдавливатели. Составные железобетонные сваи состоят из нескольких секций, соединяемых между собой сваркой уже непосредственно при погружении в грунт. Секции имеют вид удлинённых стержней, на одной из них — заострённый конец, им свая погружается в грунт.

Для соединения отдельных элементов свай Св используется сварка. Использование таких строительных конструкций позволяет увеличить глубину погружения в два, а в некоторых случаях, и большее число раз. Сваи хорошо зарекомендовали себя в строительстве на слабых грунтах, при промерзании почв и в других сложных эксплуатационных условиях.

Составные железобетонные сваи С 200.35-Св необходимы также при реконструкции и ремонте уже стоящих зданий: сваи значительно укрепляют грунт, а использовать при реконструкции цельные изделия часто не представляется возможным.

29080 RUB

Марка бетона

В25

С 210.35-Св

90019

Составные сваи, до своей установки в рабочее положение и закрепления в нём, состоят из двух (в некоторых случаях и более)отдельных секций в виде стержней. В единую конструкцию они собираются в процессе заглубления, на торцах при этом закрепляются закладные, которые при установке в грунт свариваются, образуя единую конструкцию. Таким образом общая глубина погружения сваи существенно увеличивается. Составные сваи железобетонные используются для устройства прочных фундаментов, и являются надёжным способом строительства зданий с высокой устойчивостью. Материал изготовления свай С 210.35-Св — плотный тяжёлый бетон с армированием.

При заглублении составных свай в грунт используется различные устройства: свайные молоты на гидроприводе, вибровдавливательные машины, вибропогружатели. Сварочные работы выполняются уже в процессе установки. Каждая секция сварной составной сваи представляет собой длинный стержень, при этом один из торцов нижней секции делается заостренным. С его помощью конструкция легче погружается в грунт. Использование строительных элементов увеличивает глубину погружения в несколько раз.

Составные сваи Св успешно эксплуатируются в сложных геодезических и климатических условиях:

• на недостаточно плотных грунтах;
• на территории с промерзанием почв.

30290 RUB

Марка бетона

В25

С 220.35-Св

90020

Составные сваи С 220.35-Св состоят из отдельных элементов, при заглублении свариваемых между собой. Наибольшая глубина такой сваи может составлять 36 м. Они изготавливаются из прочной бетонной смеси с высокой морозостойкостью и устойчивостью к влаге, для большей прочности и жёсткости в их конструкцию входит стальной армирующий каркас.

Главная функция составных железобетонных свай — создание фундаментов с глубоким заглублением. Использоваться такие конструкции можно при строительстве различных зданий и инженерно-технических сооружений, при этом плотность грунта непосредственно под их основанием не имеет решающего значения. Такая свая С рассчитана на серьёзные вертикальные и сжимающие нагрузки, и применяется даже там, где толщина неплотного грунта, на который рискованно опираться, имеет значительную глубину. Нельзя выбирать для опор слабые грунты, например илистый или текучий глиняный грунт, при установке составных свай и в процессе их эксплуатации желательно не допускать динамических нагрузок: они должны быть как можно более статичными.

Составные сваи применяются в случае, когда цельные сваи требуемой длины невозможно изготовить или транспортировать на строительную площадку; и когда необходимо усилить свайный фундамент здания, уже находящегося в эксплуатации, а пространство работ ограниченно.

31629 RUB

Марка бетона

В25

С 230.35-Св

90021

Составные сваи С удобно использовать и в том случае, когда здание эксплуатируется, но требует ремонта. В этом случае установка цельных свай практически невозможна, сами же они значительно укрепляют грунт под основанием здания.

Часто такие сваи применяются при ремонте и реконструкции давно построенных зданий и сооружений, стоящих на изготовленном из свай фундаменте. Дополнительные сваи могут значительно укрепить и сам фундамент, и грунт под основанием. В условиях ограниченного пространства для этой цели используют именно составные, а не цельные сваи. Также удобно использовать составные железобетонные сваи при отсутствии сваебойных машин в парке строительной техники. Это позволяет погрузить их на глубину, где уже расположен плотный грунт, на который можно опираться. Секции составных свай соединятся между собой сваркой, такое соединение оказывается очень прочным, даже несмотря на коррозию стальных закладных с течением времени.

Составные сваи С 230.35-Св удобно использовать и в том случае, когда здание эксплуатируется, но требует ремонта. В этом случае установка цельных свай практически невозможна, сами же они значительно, не хуже цельных, укрепляют грунт под самой постройкой.

32825 RUB

Марка бетона

В25

С 240.35-Св

90022

Установка составных железобетонных свай происходит в несколько стадий: сначала забивается нижняя секция, имеющая заострённый торец, затем к ней привариваются стальные пластины, затем устанавливается и приваривается верхняя секция, и свая забивается целиком.Сварное соединение — очень прочное, так как нижняя секция служит надёжной опорой верхней. Составные сваи намного успешнее цельных погружаются до глубины залегания плотных слоёв грунта, которые можно использовать как опору.

Также удобно использовать железобетонные сваи для повышения прочности и устойчивости уже существующих зданий, стоящих на свайном фундаменте. Увеличение числа свай значительно укрепляет грунт под основанием здания. В связи с ограниченностью пространства, устанавливать удобнее составные, а не цельные сваи. Строительные компании, в у которых в парке строительной техники нет машин для забивки свай, также с успехом используют железобетонные составные сваи для создания фундамента.

В процессе заглубления секции составных свай соединяются между собой торцами и свариваются. Стык при этом получатся очень прочным. Секции составных свай С 240.35-Св изготавливаются не более 12-и метровой длины.

34924 RUB

Марка бетона

В25

С 250.35-Св

90023

Свайный фундамент — это всегда высокая прочность и устойчивость, а также высокая скорость его установки. Сваи С можно с успехом использовать в районах со сложными климатическими условиями, например, при промерзании почв или там, где случаются продолжительные сильные морозы.Также их удобно использовать при реконструкции готовых зданий со свайными фундаментами. При забивании дополнительных свай фундамент упрочняется, но так как пространство оказывается сильно ограниченным, используются не цельные, а именно составные сваи.

Также часто сваи Св применяются в уже построенных зданиях со свайным фундаментом, нуждающимся в укреплении. При заглублении дополнительных опор грунт дополнительно укрепляется, а так как свободное пространство под основанием уже построенного здания очень ограничено, использовать сваи намного более удобно. Часто такой вариант используется на участках со сложным проблемным грунтом, даже в случае, когда плотный опорный грунт располагается на значительной глубине.

Нередко к строительным площадкам оказывается достаточно сложный подъезд, и везти на них длинномерные цельные сваи оказывается сложно, в этом случае также удобно заменить их составными сваями.

36612 RUB

Марка бетона

В25

С 260.35-Св

90024

Секции составных свай имеют различия в строении. Нижний торец секции, погружаемый в грунт, заострен, — так его удобно погружать в грунт. Торцы, стыкующиеся между собой, включают в себя дополнительные элементы, с помощью которых свариваются между собой в процессе заглубления.

Материал, из которого производятся сваи — качественная бетонная смеси и сталь для армирования. Материал имеет высокие эксплуатационные характеристики, — водонепроницаемость и морозостойкость, поэтому сваи можно устанавливать в различных климатических зонах, в том числе в проблемных.

Общая длина сваи С 260.35-Св складывается из суммы габаритов отдельных секции, скрепляемых между собой специальными свариваемыми стальными элементами. Сваи погружаются до слоя грунта, имеющего высокую плотность, — его можно использовать в качестве опоры. Сваи можно использовать не только при строительстве новых зданий, но и при укреплении фундамента уже построенных. Дополнительные опоры укрепляют грунт, поэтому устойчивость здания повышается. Цельные сваи в этом случае использовать не всегда удобно, так как для их установки может не хватить свободного пространства.

38713 RUB

Марка бетона

В25

С 270.35-Св

90025

Сваи С 270.35-Св представляют собой две или, в некоторых случаях, три секции в форме стержней. Одна из секций, оказывающаяся внизу при последующей установке их в грунт, имеет заострение на нижнем торце для более удобного погружения. В процессе погружения и фиксации в грунте сваи соединяются в единую конструкцию с помощью сварного стыка. В результате получается удлинённая конструкция, достигающая в некоторых случаях 36 м. Таким образом свая составная сможет доставать до плотного слоя грунта, на который можно свободно опираться. Сваи железобетонные такого типа необходимы при возведении фундаментов высокой прочности. Здания, построенные на свайных фундаментах, имеют высокую устойчивость.

Сваи составные изготавливаются из материалов высокого качества — прочного и надёжного бетона высокой плотности и стального армирующего каркаса. Для погружения составных свай в грунт используются различные способы: забивка свай гидромолотом, вибровдваливателем, и другими устройствами. Во время установки используются специальные элементы, с помощью которых торцы секций составных свай свариваются между собой. Использование отдельных секций составных свай позволяет намного увеличить глубину, на которую они погружаются. Это позволяет решить вопрос с транспортировкой длинных свай на объект, и с увеличением глубины погружения.

40076 RUB

Марка бетона

В25

С 280.35-Св

90026

Сваи составные получили большое распространение в различных сферах строительства, прежде всего при устройстве свайных фундаментов на проблемных грунтах. Преимуществом их использования можно считать возможность применения в различных климатических условиях, а также там, где установка или доставка цельных свай затруднена. Бетонная смесь, используемая для изготовления составных свай имеет высокую морозостойкость и водонепроницаемость Сваи СВ можно использовать даже в неблагоприятных условиях, например при вязком или осыпающимся грунте; в проблемных климатических зонах с промерзанием почв. Сваи составные С 280.35-Св могут быть использованы как основы для свайных фундаментов зданий.

Маркировка таких изделий является обязательной и информирует о том, что:

• С — железобетонная составная свая;
• первое число в маркировке — это её длина,
• второе — сечение;
• далее в маркировке указывается способ соединения секций составной сваи — Св — сварной стык.

Нижняя секция с заострённым торцом обеспечивает лёгкое вхождение в грунт и сокращает сроки устройства фундамента. Для погружения секций составных железобетонных свай в грунт обычно используются гидромолоты, или другое подобное оборудование. Секции сваи свариваются непосредственно в процессе установки.

42508 RUB

Марка бетона

В25

С 140.40-Св

90027

Сваи СВ устанавливаются в грунт, и остаются в нём всё время своей службы, поэтому для защиты от коррозии дополнительно обрабатываются противокоррозионными составами, обработка значительно продлевает срок их эксплуатации. Большая длина изделия, составленного из двух, а в некоторых случаях и трёх секций, плотно состыкованных и сварных между собой, позволяет использовать сваи даже в таком грунте, плотный опорный слой которого расположен на большой глубине. Большая несущая способность свайного фундамента защищает здание от проблем.

Плотный прочный бетон, используемый для изготовления свай, и прочное армирование позволяют устанавливать изделия в районах со сложными условиями: при слабом грунте или в неблагоприятном климате. Высокая прочность составных свай позволяют им воспринимать большие весовые нагрузки, а более острый торец нижней секции облегчает усилия по её заглублению. Прогрессивные технологии производства свай С 140.40-Св и бетон высокого качества с армированием придают строительным элементам полезные свойства:

• прочность;
• устойчивость к биогенной коррозии;
• устойчивость к перепадам температуры и минимальное водопоглощение;
• долговечность;
• широкую сферу применения.

27016 RUB

Марка бетона

В25

С 150.40-Св

90028

Использование свай при устройстве фундамента делает его прочным, а здание на его основе — устойчивым, даже при расположении на слабом или пучинистом грунте. Назначение свай устройство фундаментов при возведении зданий и инженерно-технических сооружений, или укрепление фундамента уже существующих зданий. Их использование позволяет ускорить срок установки фундамента. Изделия С 150.40-Св можно использовать и для улучшения несущих способностей грунта.

Железобетонные составные сваи способны выдержать высокие весовые нагрузки, они равномерно передают их на грунт, в результате чего здание получает дополнительную устойчивость. Нижним заостренным торсом первой секции свая продавливает грунт и надежно закрепляется на пласте высокой плотности.Составные сваи железобетонные, это строительные элементы, обладающие следующими эксплуатационными характеристиками:

• прочностью, что обусловлено использованием тяжёлого бетона высокого качества и надёжного армирования;
• устойчивостью к неблагоприятным условиям внешней среды;
• влагонепроницаемостью;
• большим сроком службы;
• высокой морозостойкостью.

Железобетонные сваи равномерно передают на грунт весовые нагрузки от расположенного на фундаменте здания, при этом само оно приобретает высокую устойчивость.

28649 RUB

Марка бетона

В25

С 160.40-Св

90029

Применение свай С 160.40-Св укрепляет грунт, благодаря чему становится возможным вести строительство даже на проблемных участках. Основные эксплуатационные характеристики свай железобетонных составных:

• высокая прочность, обусловленная качеством исходного сырья и прогрессивным технологиям изготовления;
• небольшое водопоглощение;
• надёжность и долгий срок эксплуатации, превышающий 100 лет

Составные сваи можно применять и тогда, когда здание уже построено, но требует ремонта или реконструкции. В этом случае невозможно установить дополнительные цельные сваи из-за ограниченности свободного пространства. Но так как дополнительные сваи укрепляют грунт в котловане, а также обеспечивают самому зданию большую устойчивость, устанавливаются составные конструкции, при этом отдельные секции свай скрепляются уже в процессе заглубления. Использование свай СВ целесообразно и в том случае, когда плотный грунт, на который они могут опираться, расположен на большой глубине. Кроме того, иногда сплошные сваи нужной длины бывает сложно изготовить, или погрузить и транспортировать на объект. В этом случае они заменяются составными элементами. Сварное соединение составных свай — очень прочное и долговечное.

30279 RUB

Марка бетона

В25

С 170.40-Св

90030

Сваи С 170.40-Св являются составными и состоят из отдельных секций, при погружении стыкующихся и свариваемых вместе. Глубина погружения такой сваи иногда превышает 30 м., что позволяет установить её на плотный грунт, расположенный на значительной глубине. Составные сваи удобно использовать и в том случае, если у организации, ведущей строительные работы, нет сваебойной техники. Если строительный элемент имеет слишком большую длину, его слишком большой вес повлияет на прочность, и свая может треснуть в процессе погрузки или установки. В этом случае целесообразно использовать именно составные конструкции, так как длина мачты сваебойной машины не превышает 12 м, использовать более длинные конструкции нерационально с этой точки зрения.

Погружение составных свай в грунт производится в несколько стадий: забивка нижней секции с заострённым нижним концом; приварка стальных пластин; монтаж следующей секции,приварка пластин к ней; забивание верхней секции.

Сваи составные железобетонные — основная часть фундамента. Благодаря сваям увеличивается надежность и устойчивость самого сооружения. Это важно на участке с подвижным слабым грунтом, на глинистой почве, а также при строительстве высоких зданий.

32647 RUB

Марка бетона

В25

При строительстве промышленных и гражданских зданий применяются железобетонные сваи. Фундаменты с использованием таких элементов позволяет получить высокопрочные, надежные и долговечные сооружения. Погружение свай в грунт осуществляют несколькими способами. Это может быть вибропогружатель или свайный гидравлический молот.

Данные изделия необходимы, когда показатели прочности грунта недостаточны для возведения сооружений с обычным фундаментом. Это может быть глинистая почва, насыщенная водой, а также условия вечной мерзлоты.В таких случаях применяют железобетонные сваи, использовать которые можно во всех климатических зонах.

При маркировке изделия используется буквенно-цифровая комбинация, которая содержит полную информацию о материале, размерах и способе погружения в грунт.

Особенности составных свай.

Составные сваи применяются в случаях, когда использование обычных, цельны свай, длиной более 12 метров невозможно по различным причинам. Например, глубокое залегание плотных слоев грунта, невозможность доставки на место строительства свайных элементов сплошного сечения необходимой длины и другие причины. Для различного применения выпускаются составные сваи различной длины и поперечного сечения.

Конструктивно составные сваи состоят из двух или более частей, соединенных между собой с помощью сварки, болтов или специальных стыковых соединений. Сварной стык представляет собой две металлические пластины, забетонированные в верхний и нижний концы составной сваи в процессе изготовления. Стыкуются две части на месте после забивания нижней половины. Этот вид соединения считается одним из самых трудоемким и материалоемким.

Характеристики материалов, основные технические показатели.

Изготавливают сваи с использованием тяжелых марок бетона (класс по прочности на сжатие В20 и выше). Класс водонепроницаемости может быть W6 или W8, что позволяет применять сваи железобетонные составные на водонасыщенных почвах. Морозостойкость бетона F200 и выше позволит эксплуатировать данные изделия в условиях морозного пучения верхних слоев грунтов.

Армируются сваи ненапрягаемой арматурой класса А-I и А-III согласно ГОСТ 5781-82. Каркас представляет собой сваренные между собой контактно-точечной сваркой от 4 до 8 стержней, диаметром не менее 12 мм. Острие сваи дополнительно армируется спиралью, а верхняя часть усиливается сеткой.

Что мы готовы предложить своим клиентам?

Компания «Мир ЖБИ» предлагает к реализации номенклатурный ряд железобетонных составных свай под сварной стык. Изделия прошли многоступенчатый контроль, поэтому обладают высоким качеством. Цены от производителя вас приятно порадуют. По телефонам, указанным на сайте, можно оформить заказ и организовать доставку продукцию на объект. Продукция доставляется в сжатые сроки.

FHWA-HRT-04-043-Глава 2. ПРЕДЫСТОРИЯ И ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Лабораторные и полевые исследования композитных свай для мостовых конструкций — март 2006 г.

Глава 2. ОБЗОР ИСТОРИИ И ЛИТЕРАТУРЫ

2,1 ВВЕДЕНИЕ

В этой главе представлены общие сведения о композитных сваях. и обзор литературы с особым вниманием к двум типам композитные сваи, выбранные для данного исследования: стеклопластик, заполненный бетоном композитные сваи и армированный сталью переработанный пластиковый композит геморрой.

2.2 КОМПОЗИТНАЯ СВАЯ СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Композитные сваи относятся к альтернативным свайным основаниям, которые использование FRP, переработанного пластика и других материалов для замены и / или защиты стали или бетона с целью изготовления свай которые имеют более низкие затраты на техническое обслуживание и более длительный срок службы, чем обычные сваи, особенно при использовании в морских приложениях и другие агрессивные среды. Примеры изношенных обычных сваи показаны на рисунке 1.

Рисунок 1. Фотографии. Разрушение обычных свай (Искандер и Хассан 1998).

Композитные сваи впервые были использованы в США в конце 1980-е годы в качестве замены деревянных отбойных свай в порту Лос-Анджелеса. Анхелес (Хайнц, 1993). Был забит первый прототип композитной сваи. в 1987 году и состоял из композитной стальной трубы, заключенной в оболочку из переработанного пластик (Horeczko 1995). С момента первого применения композитных свай в 1987 году в нескольких других проектах использовались композитные сваи.Список выбранных проектов, в которых использовались композитные сваи, представлены в таблице 1. Как показано в таблице и сообщается Искандер и др. (2001), в основном использовались композитные сваи. как морские отбойные сваи, как несущие сваи для легких конструкций, и как экспериментальные тестовые сваи.

2.2.1 Типы Композитные сваи

На рынке доступно несколько изделий из композитных свай. сегодня, например, сваи из стальных труб, конструктивно усиленные сваи с пластиковой матрицей, сваи из стеклопластиковых труб, заполненные бетоном, стеклопластик пултрузионные сваи и сваи из пластиковых пиломатериалов.Из этих пяти куч типы, первые три считаются более подходящими для несущие нагрузки (Lampo, et al., 1998). Эти три кучи типы показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. Иллюстрация. Распространенные виды композита геморрой.

В следующих подразделах описаны эти три несущие более подробно о кандидатах на композитные сваи.

2.2.1.1 Свая стальная труба-сердечник

Эта свая состоит из переработанной пластмассовой оболочки со стальной трубой. внутренняя часть сердечника, как показано на рисунке 2а.Эту стопку можно получить в диаметром от 8 до 24 дюймов (от 20,3 до 61,0 см) и до 75 футов (22,9 м) в длину (Plastic Pilings 2001). Стальная труба сердцевина имеет внешний диаметр от 4 до 16 дюймов (от 10,2 до 40,6 см), с толщиной стенки трубы от 6 до 40 миллиметров (от 0,236 до 1,57 дюйма) (Plastic Pilings 2001).

Таблица 1. Избранные проекты, предусматривающие установку композитные сваи.

Площадка	Год	Приложение	Изготовитель свай	Тип сваи	Источник
Порт Лос-Анджелеса, Калифорния	1987	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Труба стальная с толстой пластиковой оболочкой	Хайнц (1993), Хой (1995)
	1991-5	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc .; Сивард Интернэшнл, Инк .; Хаммера Переработка пластика	Пластиковый свай со стальным сердечником
Порт Нью-Джерси, Ньюарк, Нью-Джерси	1991	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Труба стальная с толстой пластиковой оболочкой	Хой (1995)
Военно-морская база Roosevelt Roads, Пуэрто-Рико	1991	Пробные отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Труба стальная с толстой пластиковой оболочкой	Хой (1995)
Порт-оф-Грейс-Харбор, Абердин, WA	1992-3	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Труба стальная с толстой пластиковой оболочкой	Хой (1995) www.plasticpilings.com
Порт Сиэтла, штат Вашингтон	1993	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Труба стальная с толстой пластиковой оболочкой	Хой (1995) www.plasticpilings.com
Порт-оф-Окленд, Калифорния	1993	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Труба стальная с толстой пластиковой оболочкой	Хой (1995) www.plasticpilings.com
Перл-Харбор, Гавайи	1994	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Труба стальная с толстой пластиковой оболочкой	Хой (1995) www.plasticpilings.com
Порт Нью-Йорка / Нью-Джерси	1994	Отбойные сваи	Seaward International, Inc.	Переработанный пластик с армированием стекловолокном	Хой (1995)
			Creative Pultrusions, Inc.	Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы
Pier Bravo, NAS North Island, Сан-Диего, CA	1995	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Переработанный пластик, армированный сварным стальным арматурным сепаратором	Tetra Tech EM, Inc.(1999)
Делавэр Бэй, DE	1996	Отбойные сваи	Хардкорные композиты	Оболочка из стекловолокна, заполненная бетоном	Phair (1997) www.hardcorecomposite.com
Порт Нового Орлеана, Лос-Анджелес	1996	Отбойные сваи	Seaward International, Inc.	Переработанный пластик с армированием стекловолокном	Eustis Engineering Co, Inc. (1996)
Причал 16 — военно-морская база амфибий Коронадо, Сан-Диего, Калифорния	1996	Отбойные сваи	Plastic Pilings, Inc.	Переработанный пластик, армированный сварным стальным арматурным сепаратором	Tetra Tech EM, Inc.(1999)
US Navy EMR Facility Pier Ingleside, TX	1997	Сваи опор	Композиты Lancaster	Оболочка из стеклопластика с бетонным сердечником	Стэплмен (1997)
Pier 23, Норфолк, VA	1997	Отбойные сваи	Композиты Lancaster	Оболочка из стеклопластика с бетонным сердечником	Ланкастер (2000) www.lancastercomposite.com

Стальной сердечник обеспечивает прочность конструкции, в то время как пластиковая оболочка защищает ворс от разрушения. Пластиковая оболочка может быть опущен ниже части сваи, открытой для воды (Пластиковые сваи 2001 г.). Если пластиковый корпус используется только в верхняя часть сваи, которая подвергается воздействию воды, конструкция процедура для этой сваи будет по существу такой же, как и для обычная стальная трубная свая.Пластиковая оболочка не входит в играть конструктивно, так как его единственная функция — защита стали трубу по оголенной части сваи. Поскольку дизайн процедура установки стальных трубных свай хорошо отработана, было решено что необходимость в дальнейших исследованиях этого вид куча.

2.2.1.2 Структурно армированная пластиковая матричная свая

Этот композитный ворс состоит из переработанной пластмассовой матрицы. конструктивно усилен стержнями из стеклопластика или сварным стальным арматурным сепаратором.Типовая конфигурация этого типа сваи представлена ​​на рисунке. 2b. Привлекательной особенностью этого ворса является то, что при его армировании Стержни из стеклопластика, свая немагнитна и подлежит 100-процентной переработке (Линдси 1996). Это экологически чистые композитные сваи типа использует примерно 240 переработанных молочных кувшинов емкостью 1 галлон (3,79 л) на погонный фут (0,305 м) сваи номинальным диаметром 12 дюймов (0,305 м) (Тейлор 1995). В продаже имеются сваи диаметров. от 8 до 24 дюймов (0.От 203 до 0,610 м) и усилены от 6 до 24 арматурных стержней из стеклопластика или стали, в диапазоне от От 0,75 до 1,41 дюйма (от 1,91 до 3,58 см) в диаметре (пластиковые сваи 2001, Seaward International 2001).

Эти сваи производятся методом непрерывной экструзии, позволяет изготавливать непрерывные сваи практически любой длины (Линдси 1996, Тейлор 1995). Эта непрерывная длина исключает проблемы проектирования, присущие сегментированным сваям (Horeczko 1995). К повышают долговечность, пластиковая матрица химически обрабатывается антиоксиданты и ингибиторы ультрафиолета (УФ), замедляющие воздействие ультрафиолетового света на пластик (Taylor 1995, Iskander and Hassan 1998).

До настоящего времени эти сваи использовались в основном как отбойные сваи в несколько военно-морских объектов (Hoy 1995). Линдси (1996) сообщил предварительные испытания на диаметре 12 дюймов (0,305 м), 60 футов (18,3 м) длинные сваи. Результаты показали, что сваи могут нести осевые рабочие нагрузки до 10 тонн (89 кН) и 20 тонн (178 кН) на свая при армировании стеклопластиком и стальными стержнями соответственно. Некоторые потенциальные проблемы, связанные с этими сваями, включают возможность отсоединения арматурных стержней из стеклопластика и потенциал для высоких скоростей ползучести, связанных с высоким содержанием полимерных материалов. содержимое этих стопок.Один вариант этой сваи конструктивно армированный арматурным каркасом с арматурой, приваренной к непрерывная стальная спираль. Об этой версии сваи не сообщается. иметь вышеупомянутые проблемы (Plastic Pilings 2001).

Хотя этот тип композитной сваи считается потенциал для несущих нагрузок, изначально не был выбран для второй фазы проекта из-за бюджета ограничения. Поздний отказ одного из производителей свай разрешил включение этой стопки в последнюю минуту.

2.2.1.3 Трубчатая свая из стеклопластика, заполненная бетоном

В композитной свае из стеклопластика, заполненной бетоном, есть два основных структурные компоненты: оболочка или труба из стеклопластика и бетонное заполнение без стальной арматуры. Оболочка FRP обеспечивает, среди прочего вещи, бетонная форма с фиксацией на месте, приуроченность к бетону, растягивающая арматура и защита от коррозии (Fam и Rizkalla 2001а, б). Бетонное заполнение обеспечивает несущую способность при сжатии. Два основных производителя этого типа сваи в США. States are Hardcore Composite и Lancaster Composite (Искандер, и другие., 2001).

Жесткие сваи можно установить, забив пустую оболочку из стеклопластика. а затем заливка бетоном, хотя они тоже устанавливаются заливкой бетоном и последующим движением после того, как бетон застынет. вылечили (Hardcore Composites 2001). Сваи Lancaster Composite продаются под коммерческим наименованием CP40 и заполняются бетоном и позволили вылечить перед вождением (Stapleman 1997, Lancaster Композит 2000).

Оболочки FRP, используемые Hardcore Composites, изготовлены с использованием технология вакуумного литья под давлением (VARTM), в то время как Оболочки из стеклопластика Lancaster Composite изготавливаются с использованием намотки из нити. техника.Обычно обе сваи доступны в диаметрах в диапазоне от 8 до 24 дюймов (от 0,203 до 0,610 м), с толщиной стенки от 0,18 до 0,36 дюйма (от 0,46 до 0,91 см). Оба производители могут изменять композит FRP структура ламината оболочки (включая количество слоев, волокно ориентация, а также типы смолы и волокна), чтобы лучше соответствовать нагрузке требования конкретного проекта. Эти сваи могут быть изготовлены в практически любой длины (Lancaster Composite 2000, Hardcore Composites 2001).

Этот тип композитной сваи считался хорошо потенциал для несущих нагрузок, поэтому он был выбран для второй этап исследовательского проекта.

2.3 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ СВАЙ ВЫБРАНО

Первоначальный план исследования предполагал сосредоточение исследования на бетононаполненные композитные сваи, которые были выбраны после начальная фаза просеивания свай. Сваи должны были быть изготовлены Lancaster Composite, Inc.и хардкорные композиты. Поздно вывод Lancaster Composite, Inc. позволил включить композитная свая из переработанного пластика производства Plastic Pilings, Inc. Доступна информация по композитным сваям из стеклопластика, заполненным бетоном. и армированные сталью сваи из переработанного пластика из композитных материалов. в следующих подразделах.

2.3.1 Структурный Поведение

2.3.1.1 Бетонные композитные сваи из стеклопластика

Значительные усилия были затрачены на исследование структурных поведение заполненных бетоном композитных трубчатых свай из стеклопластика (например,г., Лампо, и др., 1998 г., Самаан и др., 1998 г., Мирмиран и др., 1999 г., Fam 2000, Fam and Rizkalla 2001a, b, Mirmiran, et al., 2001, Moran and Pantelides 2002a, Becque и др., 2003). Соответствующие выводы из отдельные исследования описаны ниже подразделы.

2.3.1.1.1 Поведение при осевой нагрузке

Структурное поведение композитных труб из стеклопластика, заполненных бетоном при осевом сжатии широко изучена, и несколько были предложены аналитические модели для прогнозирования их реакции.В таблице 2 перечислены эти модели.

Таблица 2. Выражения для прочности ограниченного бетона. и максимальная осевая деформация (адаптировано из Shehata, et al., 2002).

Автор	Тип заключения	Ultimate Strength f куб.см	Предельная осевая деформация e куб.см
Фардис и Халили (1981)	Бетон с покрытием из стеклопластика
Карбахари и Экель (1993)	Бетон с FRP-оболочкой
Мирмиран и Шахоуи (1997) *	Бетон с покрытием из стеклопластика		–
Мияучи, et al.(1997) **	Бетон, обернутый углепластиком
Samaan, et al. (1998) *	Бетон с покрытием из стеклопластика
Saafi, et al. (1999)	Бетон с оболочкой из углепластика и углепластика
Тутанджи (1999)	Бетон с оболочкой из углепластика и стеклопластика
Споэльстра и Монти (1999)	Бетон с оболочкой из углепластика и стеклопластика

Примечания: * единицы указаны в МПа, ** Уравнение для _куб.см действительно для f _co = 30 МПа

CFRP = полимер, армированный углеродным волокном, GFRP = стекло полимер, армированный волокном,

f _co = прочность на сжатие неограниченного бетон, _co = предельная деформация безнапорного бетона,

E _f = Модуль упругости обруча трубы FRP, f _f = Предел прочности обруча трубы из стеклопластика,

f _l = боковое ограничивающее напряжение, t _f = толщина трубы FRP, D = диаметр бетонного ядра.

Недавно были предложены другие модели Fam (2000), Fam и Ризкалла (2001a, b), Моран и Пантелидес (2002b), Shehata и др. (2002) и Бекке и др. (2003). Большинство этих моделей основаны на простое наблюдение, что типичная кривая напряжения-деформации композитные колонны из стеклопластика, заполненные бетоном, имеют приблизительно билинейную форму форма, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. График и фотографии. Эффект удержания трубки FRB на бетоне (Фам и Ризкалла 2001a, b).

Как показано на рисунке 3, трубка из стеклопластика композитной сваи структурно способствует свае, сопротивляясь некоторым осевым нагрузки, и обеспечивая прилегание к бетонному ядру. В благотворное влияние локализации на общую несущую способность вместимость короткого трубчатого элемента из стеклопластика, заполненного бетоном, составляла изучали Фам и Ризкалла (2001a). Как показано на рисунке 3, емкость композитной заглушки значительно превышает нагрузочную совместное использование двух отдельных материалов (Фам и Ризкалла 2001а).Кривая нагрузка-деформация начинает отклоняться от неограниченного кривая бетона в непосредственной близости от прочности неограниченного бетона. По мере приближения к этому уровню напряжения бетонное ядро ​​начинает испытывают значительные микротрещины, а также увеличиваются боковые расширение. В ответ на поперечное расширение бетона, оболочка из стеклопластика оказывает ограничивающее радиальное давление, которое непрерывно увеличивается благодаря своим линейно-упругим свойствам (Fam 2000). Второй наклон кривой нагрузка-деформация является функцией жесткость на разрыв оболочки из стеклопластика и максимальный пик Прочность определяется пределом прочности на разрыв оболочки из стеклопластика.Более подробное описание поведения заполненного бетоном FRP трубы под осевой сжимающей нагрузкой можно найти в Fam и Ризкалла (2001а, б).

Кратковременная осевая нагрузка трубы из стеклопластика, заполненной бетоном, может можно спрогнозировать с использованием модели ограничения, такой как предложенная Фам и Ризкалла (2001b). Эта модель представляет собой инкрементную переменную модель удержания, которая удовлетворяет равновесию и радиальному совместимость смещения между бетонным ядром и FRP трубка, и он использует модель постоянного удержания Мандера, и другие.(1988).

Радиальное ограничивающее давление, прикладываемое оболочкой из стеклопластика, может быть полученный из равновесия и наложения радиального смещения совместимость между бетонным ядром и оболочкой из стеклопластика. Когда как бетонный сердечник, так и оболочка из стеклопластика подвергаются осевой нагрузке тот же уровень деформации ( _куб.см ), радиальное ограничивающее давление ( _R ) можно оценить следующим образом (Fam 2000):

(1)

где

• u _c — коэффициент Пуассона бетона (может быть варьируется с помощью секущего коэффициента Пуассона)
• u _FRP — коэффициент Пуассона оболочки FRP (-упругая деформация / осевая деформация при осевой нагрузке)
• R _FRP и t _FRP являются радиус и толщина стенки трубы из стеклопластика соответственно
• E _FRP-Hoop — модуль упругости FRP. снаряд в пяльцовом направлении (натяжение пялец)
• E _c — модуль упругости бетона. сердечник (можно варьировать с помощью секущего модуля)
• e _cc — осевая деформация трубчатый патрубок из стеклопластика с бетонным наполнением

Переменное радиальное ограничивающее давление получается из уравнения 1, используя секущий модуль упругости и секущий коэффициент Пуассона соотношение бетона как функция уровня осевой деформации.

Модель связывает осевое напряжение ограниченного бетонного ядра ( f _cc ) при любом заданном уровне осевой деформации ( _куб.см ), ограниченный пиком прочность бетона ( f ’ _cc ) следующим образом:

(2)

где

(3)

, а где

Пиковая ограниченная прочность ( f _cc ) можно оценить с помощью следующего выражения, предложенного Мандером: и другие.(1988):

(4)

Реакция нагрузки-деформации, спрогнозированная с использованием модели, показанной выше, и экспериментальное поведение нагрузки-деформации, полученное для Test Stub № 1 (из Fam and Rizkalla 2001a) показаны на рисунке 4. рисунок показывает хорошее соответствие модели и экспериментальной Результаты.

Рисунок 4. График. Экспериментальная и прогнозируемая нагрузка-деформация поведение с использованием модели Фама и Ризкаллы.

Эта модель будет использоваться позже в главе 4 для иллюстрации влияют на то, что ухудшение свойств обруча (жесткости и прочность) трубы FRP имеет длительную осевую способность бетонные трубчатые сваи из стеклопластика.

2.3.1.1.2 Поведение при изгибе

Исследование свойств изгиба FRP, заполненного бетоном Круглые трубы включают исследования Mirmiran (1999), Fam (2000), Мирмиран и др. (2000), Фам и Ризкалла (2000), Мирмиран и др. (2001) и Фам и Ризкалла (2002). Эти структурные элементы могут использоваться для противодействия изгибающим моментам, но преимущества бетона удержание меньше при изгибе, чем при чисто осевом нагружении (Фам 2000). При изгибе трубка FRP действует как некоррозионный армирование, а бетон обеспечивает внутреннее сопротивление силы в зоне сжатия и увеличивает жесткость член (Фам и Ризкалла, 2002).Бетонный сердечник также предотвращает местное коробление трубки из стеклопластика.

Комплексная экспериментальная программа для изучения краткосрочных поведение при изгибе и режимы разрушения бетонных труб из стеклопластика был недавно завершен Fam и Rizkalla (2002). Их исследование показали, что поведение при изгибе сильно зависит от жесткость и отношение диаметра к толщине трубы FRP, а также в меньшей степени на прочность бетона. Исследование также показало, что, в целом сопротивление моменту растрескивания относительно невелико по сравнению с предельным моментом

Кратковременная прочность на изгиб трубы из стеклопластика, заполненной бетоном. можно предсказать, используя модель совместимости / равновесия деформаций. например, предложенный Mirmiran и Shahawy (1996) или Fam (2000).Методология предполагает, что участки от нормального до нейтрального ось остается плоской после изгиба, и что оболочка FRP идеально сцепляется с бетонным интерьером (т. е. линейная деформация распределение по сечению). Метод состоит в разделение поперечного сечения сваи на ряд полосовых элементов для интегрирования нормальных напряжений по площади поперечного сечения. Дискретизация приводит как к элементам из стеклопластика, так и к бетонным полосам, как показано на рисунке 5.Интеграция напряжений выполняется путем присвоения соответствующая учредительная модель для каждого материала. Детали разработка модели и ее валидация посредством экспериментальные результаты можно найти в Fam (2000) и Fam и Ризкалла (2002).

Рисунок 5. Иллюстрация. Ленточные элементы для секционных анализ (Mirmiran and Shahawy 1996).

Отклик от нагрузки и кривизны, спрогнозированный с использованием модели только описано, и экспериментальное поведение нагрузки-деформации для балок 4 и 13 из Fam and Rizkalla (2002), показаны на рисунке 6.В рисунок показывает хорошее соответствие модели и экспериментальной результаты, особенно с учетом увеличения жесткости при растяжении.

Рисунок 6. Графики. Экспериментальный против аналитического кривизна момент-кривизна (адаптировано из Fam и Rizkalla 2002).

Эта модель будет использоваться позже в главе 4 для иллюстрации влияют на то, что ухудшение свойств трубки из стеклопластика (жесткость и прочность) имеет долгосрочную осевую способность бетонные трубчатые сваи из стеклопластика.

2.3.1.1.3 Поведение при комбинированном изгибе и осевом загрузка

Mirmiran и Shahawy (1999) провели подробное исследование заполненные бетоном трубы из стеклопластика при различных комбинациях осевых и изгибающие нагрузки. Два типа трубок из стеклопластика использовались для моделирования условия чрезмерного армирования (когда происходит разрушение при сжатии) и недоармирование (где правит отказ от растяжения). В сверхармированные образцы были приготовлены из труб диаметром 348 мм (13,7 дюймов) в диаметре с толщиной стенки 14 мм (0.551 дюйм), в то время как в недостаточно армированных образцах использовались трубы диаметром 369 мм (14,5 дюйма). с толщиной стенки 6 мм (0,236 дюйма). Коэффициенты армирования (отношение площади оболочки FRP к площади бетонного ядра) для пере- и недоармированные трубы, заполненные бетоном, составляли 18,27 и 7,56 процентов соответственно. Поскольку прочность трубок из стеклопластика различалась в этих образцах авторы предложили использовать арматуру индекс, определяемый как коэффициент усиления, умноженный на коэффициент осевого сопротивления растяжению трубы FRP к бетону прочность на сжатие.Показатели усиления сверх- и недоармированные секции составили 3,39 и 0,19 соответственно. В диаграммы взаимодействия для двух типов образцов показаны на рисунок 7.

Рисунок 7. График. Диаграммы взаимодействия, стеклопластик, заполненный бетоном трубки (Mirmiran 1999).

Было обнаружено, что чрезмерно армированные образцы ведут себя лучше как балка. столбцы. Они отклонялись в меньшей степени (предельные отклонения чрезмерно усиленные образцы были примерно на 25-50 процентов ниже, чем недоармированные образцы) и не удалось при гораздо большем изгибе моменты.Выход из строя чрезмерно армированных образцов во время сжатие считалось постепенным или пластичным. В Режим недоармированного разрушения был хрупким и внезапным. Основываясь на этом исследования, авторы пришли к выводу, что трубы из стеклопластика, заполненные бетоном, могут использоваться для балок-колонн, и рекомендуется использовать сверхармированные образцы. Тестовые наблюдения также показали, что нарушение связи или проскальзывание в колоннах балки не так значительно, как в образцах балок (чистый изгиб), пока концевые соединения спроектированы правильно.Для балочных образцов перенос сдвига механизмы, такие как внутренние ребра или обработка внутренней поверхности трубок были рекомендованы для усиления действия композита. между оболочкой из стеклопластика и бетонным ядром.

Конструкция заполненных бетоном труб из стеклопластика для данного типа погрузочной тары. быть выполнено с использованием того же секционного анализа, как описано в разделе 2.3.1.1.2 для чистого изгиба. Эту методологию анализа легко запрограммированы и используются для создания кривизны момента и взаимодействия диаграммы.Более подробное описание методики можно найдено у Mirmiran and Shahawy (1996), Mirmiran (1999) и Fam (2000).

2.3.1.2 Стальные композитные сваи из переработанного пластика

Исследование структурного поведения армированной стали вторичной переработки пластиковые сваи заметно отсутствуют в опубликованной литературе. Информация о производительности этих свай ограничена отчеты по заказу производителей свай. В таблице 3 перечислены доступная структурная информация от производителя.Этот информация состоит из результатов тестирования и не включает методы проектирования.

Таблица 3. Доступная структурная информация для композитные сваи из пластика, армированные сталью.

Тип испытания	Источник
Испытание на трехточечный изгиб	Асаро (2000)
Ограниченные испытания на изгиб	Уоррен (1996)
Испытание на осевое сжатие	Стокса (2002)

Искандер и др.(2003) изучили прочность на сжатие пластик, используемый для таких свай. Результаты показали заметное нелинейное поведение и значительное пространственное распределение прочность и плотность внутри образцов. Однако результаты результаты испытаний, приведенных в таблице 3, показывают, что большинство конструктивная способность и жесткость обеспечивается сварной стальной арматурой клетка.

2.3.2 Долгосрочные Долговечность

Отсутствие долгосрочных данных о производительности и долговечности композитные сваи вызывают озабоченность (Lampo, et al., 1998, Искандер и Хассан 1998, Искандер и др., 2001). Существует острая необходимость в исследования в этой области.

2.3.2.1 Бетонные композитные сваи из стеклопластика

Основные механизмы деградации композитов FRP в сваях используются влагопоглощение с течением времени и замораживание-оттаивание циклы. Химическая деградация и УФ-излучение также влияют на долгосрочное долговечность, но в меньшей степени. Кроме того, УФ-деградация стойкость большинства композитов повышается за счет применения защитных покрытия и добавки в процессе производства.В механизмы разложения, связанные с поглощением влаги и Циклы замораживания-оттаивания обсуждаются ниже.

Разложение из-за поглощения влаги может значительно снизить срок службы композитов FRP (Garcia, et al., 1998). Впитывается влага может вызвать заметные изменения модуля, прочности и напряжение до отказа (Springer, et al., 1980). Влажность погруженных композитов FRP увеличивается за счет диффузии. Поглощенный влага может действовать как пластификатор композитной смолы и может вызывают растрескивание матрицы, расслоение волокна и матрицы и коррозию стекловолокно (коррозия под напряжением) (Garcia, et al., 1998). Эти эффекты приводят к снижению прочности и жесткости FRP композитный. Например, Schulheisz, et al. (1997), записано снижение прочности и жесткости примерно на 20% и 5% процентов, соответственно, для композитов E-стекло / винилэфир, погруженных в воду в воде 25 ^o C (77 ^o F) в течение периода 200 дней. Последствия такого снижения прочности и жесткости для конструкция композитных свай может иметь большое значение.

Помимо времени погружения, температуры и уровня нагрузки также влияют на количество влаги, которую впитывает стеклопластик, пока затоплен.Ожидается, что композит FRP подвержен растягивающим напряжениям. для более быстрого поглощения влаги. На рисунке 8 показано схематично, как время и температура влияют на влажность абсорбция, как абсорбция влаги ухудшает значения свойств, и как время выдержки, таким образом, приводит к снижению стоимости свойств. Доказательства наличия повреждений композитов FRP после погружение в воду проиллюстрировано сканирующим электроном. микроскопические (СЭМ) изображения, показанные на рисунке 9.СЭМ-изображение погруженный образец показывает повреждение волокна и образование трещин на интерфейс волокно-матрица (McBagonluri, et al., 2000).

Рисунок 8. Графики. Долговечность, связанная с поглощением влаги модель.

Рисунок 9. Изображения. SEM-изображения, показывающие повреждение FRP (МакБагонлури и др., 2000).

Циклы замораживания-оттаивания также могут повредить композиты FRP. Замораживание-оттаивание циклы увеличивают объем поглощенной воды.Такой объем изменения приводят к распространению трещин и повреждению FRP (Verghese, et al. др., 1999).

2.3.2.2 Стальные композитные сваи из переработанного пластика

Искандер и Хассан (2001) провели ускоренную исследование деградации переработанного пластика, используемого в пластиковый свай производства Seaward International. Их исследование включали испытания на сжатие на образцах купонов, погруженных в водную растворов с pH от 2 до 12. Потеря 25% сопротивление сжатию прогнозировалось через 21 год воздействие используемых типов водных растворов.

Прочность стальных пластиковых свай, установленных на Пирс Браво на Северном острове NAS, Сан-Диего, Калифорния, был оценен в 1999. Сваи были изготовлены компанией Plastic Pilings, Inc. и были установлен в декабре 1995 года. Проверки проводились через 3,5 года после установка не показала значительной деградации.

2.3.3 Геотехнические Поведение

На сегодняшний день проведено мало исследований по геотехническим вопросам. относится к композитным стеклопластикам, заполненным бетоном, или армированным сталью переработанные пластиковые сваи.Некоторые важные вопросы — куча управляемость, допустимая поперечная и осевая нагрузка. Эти вопросы обсуждаются в следующих подразделах.

2.3.3.1 Проходимость сваи

На сегодняшний день имеется очень мало историй болезни с контролируемыми информация о забивке композитных свай. Параметрический или аналитический недавно были проведены исследования управляемости (например, Ashford и Джакрапиянун 2001, Искандер и др., 2001, Искандер и Stachula 2002) с использованием анализа волнового уравнения (e.г., компьютерный код GRLWEAP ^TM (Программа анализа волновых уравнений GRL)) на исследовать возможность забивки композитных свай из стеклопластика эффективно и без повреждений, и сравнить их производительность с обычные стальные и бетонные сваи. Эти аналитические исследования установлено, что композитные сваи могут достигать эквивалентной проектной способности обычные сваи, но низкий импеданс некоторых композитных свай могут ограничивать их проходимость и грузоподъемность. Эти исследования сделали не требует полевых испытаний.Скудная полевая информация доступный был в основном произведен производителями свай.

Недавнее исследование с использованием полевых данных, полученных не с помощью свайных производителей было выполнено Mirmiran, et al. (2002). Этот исследование включало забивание четырех композитных свай из стеклопластика и одной предварительно напряженной бетонная свая. Трубы из стеклопластика, используемые для свай, имели наружный диаметром 0,348 м (1,14 фута) и толщиной стенки 14 мм (0,546 дюймы). Две композитные сваи забиты бетоном. заполнение и два других были забиты пустыми с помощью стального конического наконечника.Общая длина свай из стеклопластика составляла от 7,9 до 9,1 м (25,9 м). и 29,8 футов). Предварительно напряженная бетонная свая составляла 0,356 м (1,17 фута). квадратной формы и длиной 9,1 м (29,8 футов). Заполненные сваи из стеклопластика и предварительно напряженные бетонные сваи были забиты на глубину около 7,3 м. (23,9 футов). Авторы обнаружили, что движущие напряжения в заполненных трубках были сопоставимы с таковыми для предварительно напряженной бетонной сваи. В было обнаружено, что пустые пробирки подвержены короблению и повреждению во время движения, кроме случаев, когда загоняется на небольшую глубину в мягких почвах или со стальной оправкой.Геотехнической информации предоставлено не было. о месте проведения полевых испытаний.

Очевидно, что в эта зона. В частности, существует острая необходимость в дополнительных полях. испытания, проводимые контролируемым образом на хорошо охарактеризованных сайтов, чтобы тщательно оценить и проверить возможности управления этими новыми геморрой.

В общем, забиваемость сваи зависит от энергии, подаваемой на сваи сваебойным молотом, сопротивление забиванию предлагаемый грунтом, способность сваи переносить забивку нагрузки на верхушку сваи и прочность сваи противостоять водительские стрессы.Хорошее вождение достигается, когда молот эффективно передает энергию свае, и вызванная волна напряжения развивает силы в свае, достаточной для преодоления сопротивления грунта. Бедные вождение происходит, когда передаваемая энергия слишком мала для развития сила, способная преодолеть сопротивление почвы. Если стрессы наведенные во время забивки превышают прочность сваи, ворс будет поврежден.

Способность сваи передавать энергию, передаваемую забивание молотка в сваю связано с сваей импеданс (или динамическая жесткость).Импеданс определяется как Z = EA / c, где E — модуль упругости сваи, A — сваи площадь поперечного сечения, c — скорость распространения волны в куча. Чем больше сопротивление сваи, тем больше сила, которая будет передаваться сваей в землю. Таблица 4 сравнивает типичные значения импеданса четырех выбранных композитных свай с импедансами трех условных свай одинакового поперечного сечения разделы.

Таблица 4. Сравнение импеданса сваи.

Описание сваи	Импеданс	Коэффициент импеданса 1	Источник
Квадратный предварительно напряженный бетон 12 дюймов	750	8	Искандер и Стахула 2002, Эшфорд и Джакрапиянун 2001
12.FRP , заполненный бетоном, диаметром 8 дюймов	691	7,4	Эшфорд и Джакрапиянун 2001
Пластиковый корпус диаметром 10,6 дюйма труба стальная	412	4,4	Искандер и Стахула 2002
13.Стальная трубная свая диаметром 4 дюйма (толщина стенки 0,374 дюйма)	391	4,2	Эшфорд и Джакрапиянун 2001
Деревянная свая диаметром 12,4 дюйма	266	2,8	Искандер и Стахула 2002
15.Куча переработанного пластика диаметром 7 дюймов (усиленная FRP сухожилия)	215	2,3	Искандер и Стахула 2002
Полая оболочка из стеклопластика диаметром 14 дюймов (толщина стенки 0,51 дюйма)	93,7	1	Эшфорд и Джакрапиянун 2001

Примечание: (1) Коэффициент импеданса = импеданс сваи / импеданс полости Куча FRP.

1 дюйм = 25,4 мм.

В таблице 4 показано соотношение импеданса каждой сваи по сравнению с свая с наименьшим сопротивлением (пустая оболочка из стеклопластика). Видно, что предварительно напряженная бетонная свая и заполненная бетоном свая из стеклопластика имеют одинаковые значения импеданса, и они имеют самые высокие значения. В стальные трубы в пластиковом корпусе и переработанный стеклопластик Значения импеданса пластиковой сваи составляют около 55% и 29%. импеданса предварительно напряженной бетонной сваи соответственно.Самый низкий импеданс соответствует пустой оболочке FRP с значение, равное примерно 12,5 процентам предварительно напряженного бетона куча.

2.3.3.2 Боковая нагрузка

Конструкция свай для использования против боковых нагрузок обычно регулируется максимально допустимым прогибом (Поулос и Дэвис 1990). Боковые прогибы одиночных свай зависят от бокового прогиба. нагрузка, изгибная жесткость (EI) сваи и грунта устойчивость к боковому смещению (характеризуется прочностью грунта и жесткость).На основании имеющихся структурных исследований бетонные сваи из композитных труб из стеклопластика, упомянутые ранее, это ожидается, что эти композитные сваи, как правило, будут иметь более низкую жесткость на изгиб, чем у обычных предварительно напряженных бетонных свай обычно используется для мостовидных конструкций. Следовательно, боковые прогиб композитных свай ожидается больше, чем для обычные сваи, подверженные одинаковым боковым нагрузкам. Выше гибкость этих композитных свай может оказаться очень важно в тех случаях, когда конструкция контролирует боковые прогибы.В снижение жесткости на изгиб также окажет важное влияние на механизм передачи нагрузки и глубина, на которую боковой грунт мобилизовано сопротивление.

Для «обычных» свай с боковой нагрузкой обычная практика анализировать реакцию на отклонение от нагрузки с помощью аналитических методов такие как метод Винклера (метод реакции земляного полотна), эластичный теория континуума, метод p-y и методы на основе конечных элементов. Подробное описание этих методов можно найти в другом месте. (е.g., Reese 1984, Poulos and Davis 1990). Все эти методы стремятся моделировать сваю как упругую балку. Однако для композитного сваи, это предположение может оказаться неприемлемым. Хан (1997) и Хан и Фрост (1997) указали, что для разумного предсказания реакция на прогиб композитной сваи с боковой нагрузкой, Следует учитывать эффекты деформации сдвига. Эта проблема возникает из-за того, что композитные материалы значительно более низкий модуль сдвига (G), чем у обычных материалов (Scott, et al., 1998). Поэтому, строго говоря, классический Бернулли-Эйлер теория балок, игнорирующая деформацию сдвига, неприменима. (Банк 1989, Хан и Фрост 1997). Например, исследование душ Рейса и Goldman (1987) на композитных трубчатых оболочках из стеклопластика показали, что прогибы, предсказанные с использованием классической теории балок, дали прогиб примерно на 30 процентов ниже, чем прогнозировалось с использованием конечных элементный анализ, учитывающий эффект сдвига деформации. Хан и Фрост (1997) провели теоретическое исследование, которое расширил существующее решение для упругого континуума, включив в него сдвиг эффекты деформации и сваи-грунт.Их решение из с теоретической точки зрения, предлагает разумный подход к проектированию для композитные сваи. Однако их модель довольно сложна и требует значительные вычислительные затраты. Также их модель еще не подтверждены модельными или натурными испытаниями композитных свай. Безусловно, в этой области требуются дополнительные исследования. Дальнейшие исследования должен быть направлен не только на улучшение понимания нагрузки-прогиба ответ композитных свай, но и разработать надежные и простые в использовании процедуры проектирования, которые могут быть легко реализованы с помощью практикующие.

2.3.3.3 Допустимая осевая нагрузка

Поведение свай при осевом нагружении зависит от осевого жесткость (AE) сваи, остаточные напряжения, оставшиеся в свае и почва после установки сваи, и устойчивость почвы к свая нисходящее движение.

Осевая жесткость свай из композитных труб из стеклопластика, заполненных бетоном Ожидается, что он будет сопоставим с обычным предварительно напряженным бетонные сваи, так как композитная осевая жесткость этих свай во многом определяется жесткостью бетонной засыпки.

Важная разность потенциалов между композитными сваями и обычные сваи заключается в том, что прочность на сдвиг на границе раздела между сваей и грунтом может быть разным из-за уникального свойства интерфейса, такие как более низкая твердость поверхности и различные шероховатость поверхности. Такие различия могли иметь существенное влияние на применимость стандартных процедур для оценка поверхностного трения сваи. На сегодняшний день большинство лабораторных исследований опубликованные в этой области, включают испытания на сдвиг границы раздела на традиционных ворсовые материалы.На интерфейсе доступно относительно мало исследований. сдвиг между композитными свайными материалами из стеклопластика и грунтом.

Хан (1997) провел экспериментальное исследование, в котором сравнивали трение на границе раздела между листом из композита Е-стекло / полиэстер ворс и песок с трением на границе раздела между низкоуглеродистой сталью (A36) и песок. В общем, Хан обнаружил, что образец FRP был относительно более грубый, чем стальной образец, что привело к более высокие пиковые углы трения на границе раздела для композита FRP, чем для стали.Однако такие проблемы, как ухудшение шероховатости поверхности не исследовались. Деформации межфазной ползучести не исследовались. или.

Данные испытаний на сдвиг границы раздела для других типов композитных свай в настоящее время недоступен. Ясно, что эта область требует значительного объем обучения.

2.4 РЕЗЮМЕ

В этой главе представлена ​​общая информация о композитных сваях. и проанализировал литературу, относящуюся к двум типам свай, используемым в научно-исследовательский проект: сваи из стеклопластика, заполненные бетоном, и армированные сталью. переработанные пластиковые сваи.Исследования структурного поведения, долгосрочные долговечность и геотехнические характеристики для каждого типа свай был рассмотрен. Обзор литературы показывает, что следующие существуют пробелы в знаниях.

1. При исследовании структурного поведения бетонных Сваи из стеклопластика привлекли пристальное внимание, аналогичные исследования на сваях из переработанного пластика, армированных сталью, ограничивается отчетами по заказу производителей свай.
2. Исследования долговечности обоих типов свай ограничены, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять влияние влаги циклы абсорбции и замораживания-оттаивания.
3. Существует лишь небольшое количество исследований геотехнического поведения. композитных свай. Необходимы более контролируемые полевые испытания. на хорошо изученных участках для тщательной оценки и проверки сваи управляемость. Будущие исследования должны быть направлены на улучшение понимания отклика на прогиб композитных свай, а также разработать надежные и простые в использовании процедуры проектирования для практикующие.

Композитные сваи: обзор — ScienceDirect

Основные моменты

•

Обсуждаются результаты исследований по строительству и применению композитных свай.

•

SRP и пустотелые сваи из FRP имеют значительный потенциал для несущих нагрузок.

•

Композитные сваи обладают превосходными характеристиками замораживания-оттаивания.

•

Проблемы конструкции, такие как расслоение сердечника и оболочки, обсуждаются с решениями.

•

Обсуждается применимость аналитических подходов к проектированию композитных свай.

Abstract

Традиционные сваи из стали, бетона или дерева подвержены опасностям в суровых морских условиях.Износ древесины, коррозия стали и разрушение железобетонных / предварительно напряженных свай в глубоких фундаментах побудили исследователей экспериментировать с методами решения этих проблем. Сваи из композитных материалов, таких как армированные волокном полимеры (FRP) и структурно-армированные пластмассы (SRP), являются уникальным решением проблем, с которыми сталкиваются традиционные сваи в морской среде. Их устойчивость к коррозии и длительный срок службы делают их экономичным и экологически приемлемым решением по сравнению с традиционными сваями.Хотя некоторые производители начали применять некоторые формы композитных свай для отбойных устройств, остаются барьеры, препятствующие их широкому использованию в качестве несущих свай. Эти препятствия включают отсутствие конкретных инструкций по вождению и установке, ограниченные данные полномасштабного геотехнического проектирования, долгосрочные исследования долговечности и углубленные исследования воздействия на окружающую среду. Чтобы облегчить исследования в вышеупомянутых областях, этот обзорный документ подробно описывает историческое использование композитных свай, конструктивное и геотехническое проектирование нескольких типов несущих композитных свай, долговечность свай и, наконец, соответствующие процессы строительства и производства.Результаты показывают, что среди исследователей существует общий консенсус в отношении того, что армированные волокном сваи (FRP) структурно и геотехнически подходят для ряда применений, несущих нагрузку, и что SRP-сваи с соответствующим армированием потенциально могут использоваться в глубоких фундаментах. По-прежнему необходимы более полномасштабные полевые исследования для разработки достаточных руководств по вождению, а также необходимо провести испытания на долговечность, имитирующие морские соленые условия, для оценки эффективности эпоксидных смол, и, наконец, необходимо испытать армирующие устройства для предотвращения бокового отклонения.

Сокращения

Полимер, армированный волокном FRP

— модель композитного материала с полимерной матрицей, армированной волокнами

Полимер, армированный углеродным волокном CFRP

, имеет самое высокое отношение прочности к массе, образованное термореактивной смолой, такой как эпоксидная смола, в дополнение к другие композиты, такие как арамид или углеродное волокно

GFRP

полимер, армированный стекловолокном — также известный как стекловолокно, где основным армирующим волокном является стекло

SRP

структурно армированный пластик — переработанный пластик, отформованный в формы ворса и армированный стекловолокном или стальными стержнями

Ключевые слова

Строительные материалы

Сваи из композитных материалов

Полимер, армированный волокном

Воздействие на окружающую среду

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

Copyright © 2016 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Горизонтальная несущая способность композитных стальных трубных свай, заполненных бетоном

Стальные обсадные трубы (SC) широко и все чаще используются для стабилизации стенки скважины при строительстве свайных фундаментов мостов. Стальные обсадные трубы (ЖБК) вместе с железобетонными сваями (ЖБП) образуют композитные заполненные бетоном стальные трубчатые сваи (ББТ), которые существенно отличаются от обычных ГТН по горизонтальной несущей способности.В этом исследовании, основанном на характеристиках CCFSTP, горизонтальная несущая способность CCFSTP была исследована посредством испытания на центробежной модели с длиной стального корпуса ( L _SC ) и модулем массы грунта в стали. зона уплотнения грунта обсадной колонны ( E _{SCSC_zone} ) в качестве переменных. Сопротивление грунта со стороны сваи, кривые нагрузки-смещения и кривые момента сваи были получены для CCFSTP. Результаты показывают, что увеличение L _SC в пределах диапазона 12 см значительно увеличивает предельную горизонтальную несущую способность CCFSTP, а дальнейшее увеличение L _SC свыше 12 см приводит к непрерывному увеличению предельной горизонтальной несущей способности. CCFSTP, но лишь в незначительной степени.Кроме того, увеличение E _{SCSC_zone} увеличивает предельную горизонтальную несущую способность CCFSTP, но в относительно небольшой степени. Результаты этого исследования обеспечивают теоретическую основу и техническую поддержку для проектирования и строительства CCFSTP.

1. Введение

Свайный фундамент [1–10] является важной частью строительства автомобильных мостов. При строительстве буронабивных свай стальная обсадная труба обычно используется для стабилизации стенки скважины или решения проблемы утечки шлама из огромных пещер.Когда стальные обсадные трубы перерабатываются, они называются железобетонными сваями (ЖБС). Однако стальные кожухи (SC), используемые во время строительства, трудно утилизировать после сооружения свай из-за последующих требований к конструкции и их относительно большой глубины заглубления. Таким образом, вместе с железобетоном (RC) SC образуют композитную конструкцию из стальных труб, заполненных бетоном, которую в данном исследовании называют композитными сваями из стальных труб, заполненных бетоном (CFST) (CCFSTP). Более того, CCFSTP имеют большое поперечное сечение вверху и маленькое поперечное сечение внизу, как показано на Рисунке 1.Несущая способность CCFSTP имеет больший запас прочности, чем у обычного RCP того же диаметра. Фактически, CCFSTP уже широко используются при строительстве автомобильных мостов. Однако в основном SC считается запасом прочности для свайного фундамента. Сохранение этого запаса прочности необходимо учитывать при проектировании.

Ученые всего мира провели исследования, касающиеся композитных структур CFST. Техническая спецификация на конструкции CFST в Китае, выпущенная в 2014 году, в основном вводит методы проектирования круглых CFST.В этой спецификации используется теория ограничения и предполагается, что увеличение прочности бетона ядра прямо пропорционально горизонтальному давлению, создаваемому внешней стальной трубой [11]. Несколько стран, включая США и Японию, провели исследования, касающиеся использования структур CFST для строительства фундаментов. Спецификация расчета коэффициента нагрузки и сопротивления Американского института стальных конструкций определяет методы расчета композитных колонн. В данной спецификации рассматривается общая стабильность элементов при осевом сжатии путем обработки элементов CFST как элементов из чистой стали и включения прочности бетона в прочность стали [12].Спецификация Стальной трубы, заполненной бетоном (CFST), Японского архитектурного института учитывает ограничивающее воздействие стальной трубы на бетон сердечника при расчете несущей способности круглого элемента CFST [13]. Спецификация на сталь, бетон и композитные мосты Британского института стандартов для проектирования бетонных мостов гласит, что центральный бетон сжимается в трех направлениях под действием стальной трубы, и прочность увеличивается при расчете несущей способности круглого члена CFST [ 14].В Еврокоде 4 Европейского комитета по стандартизации «Проектирование стали и зданий» указано, что конструкция железобетонной композитной конструкции накладывается на всю пластиковую секцию, а затем несущая способность корректируется путем сравнения и анализа результатов испытаний [15]. Johansson et al. [16] изучили механическое поведение 13 образцов колонн CFST при трех различных условиях нагружения посредством статических испытаний и обнаружили, что прочность сцепления сильно влияет на эффекты удержания, когда нагрузка прикладывается только к бетонной части, и, таким образом, влияет на механические свойства колонн. .Trentadue et al. В [17] предложены аппроксимации в замкнутой форме диаграмм взаимодействия осевого силового и изгибающего момента для железобетонных колонн и бетонных стальных труб круглого сечения. Юсуф и др. [18] изучали поведение полых и заполненных бетоном трубчатых колонн из нержавеющей стали при статической и ударной нагрузке. Патель и др. [19, 20] описали проверку и применение многомасштабной модели для столбцов CFST. Brown et al. [21], Aguirre et al. [22], и Montejo et al.[23] исследовали нелинейное сейсмическое поведение железобетонных стальных труб. Юнг и др. [24] улучшили расчетные уравнения сдвига посредством дальнейших экспериментальных и аналитических исследований сопротивления сдвигу и поведения круговой CFT. Du et al. [25] и Ding et al. [26] исследовали режимы разрушения, кривые зависимости ударной силы от времени и кривые зависимости от времени деформации, чтобы оценить поведение элемента CFCST под ударной нагрузкой. Zhu et al. [27] и Wang et al. [28] изучали факторы, влияющие на несущую способность заполненных бетоном колонн из стальных труб.Все вышеупомянутые исследования сосредоточены на механических свойствах и несущей способности композитных стальных трубчатых бетонных конструкций. Однако отсутствуют исследования горизонтальной несущей способности CCFSTP, когда они взаимодействуют с окружающей горной породой и массивом грунта. Функциональное различие между свайным фундаментом моста и колоннами CFST приводит к разнице в горизонтальной несущей способности между колоннами CCFSTP и CFST. Следовательно, необходимо изучить горизонтальную несущую способность CCFSTP.

В этом исследовании, основанном на испытании на центробежной модели, горизонтальная несущая способность CCFSTP зависит от длины стального корпуса ( L _SC ) и модуля упругости массы грунта в грунте стального корпуса. зона уплотнения (SCSC) ( E _{SCSC_zone} ). Анализируется механизм передачи нагрузки CCFSTP при горизонтальной нагрузке с целью обеспечения технической основы для проектирования и строительства свайных фундаментов мостов.

2. Экспериментальное исследование

Для изучения горизонтальной несущей способности свай была проведена серия испытаний на центробежных моделях для анализа влияния стального корпуса и модуля упругости грунта в зоне уплотнения грунта стального корпуса на несущую способность. свай.

2.1. Физическая модель

Для изучения разницы в горизонтальной несущей способности между композитными заполненными бетоном стальными трубчатыми сваями (CCFSTP) и обычной железобетонной сваей (RCP) были спроектированы 4 модели CCFSTP и 1 модель RCP, как показано в Таблице 1 и Рисунок 2 с учетом влияния длины стального кожуха.Сваи фрикционные.

7 9018 D D (мм) 900 Номер модели сваи L (см) L SC (см) D (мм) t (мм) t SC (мм) CCFSTP-1 35 20 25 30 2 CCFSTP-2 35 16 25 30 2 2 CCFSTP-3 35 12 25 30 2 CCFSTP-4 35 8 25 30 2 2 RCP-0 35 0 25 0 2 2

Примечание . L обозначает длину ворса модели. L SC представляет собой длину стального кожуха. D — внешний диаметр сваи модели. D SC представляет собой внешний диаметр стального кожуха. t — это толщина сваи модели. t SC представляет собой толщину стального кожуха.

Грунт в модели сложен несборным лёссом толщиной 40 см.На практике стальной корпус уплотняет почву вокруг сваи. Чтобы точно отразить механические условия исходного CCFSTP, влияние уплотнения грунта стального корпуса на горизонтальную несущую способность CCFSTP было смоделировано в модельном испытании путем изменения E _SCSC _ _зона (зона SCSC — зона толщиной 15 мм вокруг стального кожуха, где 15 мм — радиус стального кожуха). Из-за сложности работы в ограниченном пространстве внутри модельной камеры для предварительной подготовки грунта в зоне SCSC была использована форма для уплотнения грунта, разработанная внутри компании [26], как показано на рисунке 3.

В этой статье в качестве переменных были выбраны длина стального кожуха L _SC и E _{SCSC_zone} . В таблице 2 приведены условия испытаний.

R567530 40 912 0 Название Длина стального кожуха L SC (см) E SCSC_zone (МПа) 1.0 E Зона без SCSC CCFSTPs 8, 12, 16 и 20 1,1 E Зона без SCSC 8 1,1 E SCSC_zone , 1.2 E Non-SCSC_zone , 1.3 E Non-SCSC_zone , 1.4 E Non-SCSC_zone , и 1.5 E 146740 9 146740 905

Примечание .« E Non-SCSC_zone » означает модуль сжатия массы грунта в зоне без SCSC.

2.2. Свойства материала

Поскольку монолитные сваи состоят из железобетона, трудно как можно скорее сформировать бетон с такой же прочностью, как у прототипов свай. Поэтому аналогичные материалы будут использоваться для моделирования по критериям распознавания. Материал модели контролируется жесткостью на изгиб EI (модуль упругости и момент инерции), как показано в уравнении (1).В этом исследовании алюминиевая труба использовалась в качестве материала для обычной железобетонной сваи. В таблице 2 приведены характеристики тестовых свай. Поскольку модуль Юнга прототипа сваи составляет 18,7 ГПа, коэффициент подобия 100 доступен в соответствии с уравнением (1) и таблицей 3: где — модуль Юнга модели; — модуль Юнга прототипа; — момент инерции модели; — момент инерции прототипа; — коэффициент подобия; — внешний диаметр модели; — внутренний диаметр модели; диаметр прототипа.

900 (GPa) ) уровень Длина сваи L Наружный диаметр D Толщина т Модуль Юнга 9037 E Прототип (м) Модель (мм) Прототип (м) Модель (мм) Прототип (м) 100 350 35 25 2.5 2 0,2 40,2

Четыре типовые сваи из композитных стальных трубчатых свай, заполненных бетоном, имеют те же материалы, что и обычная железобетонная свая. Стальной кожух моделировался стальной трубой. В таблице 4 приведены характеристики стального кожуха.

уровень Длина L SC Наружный диаметр D Толщина т Модуль Юнга E (модуль Юнга E ) (см) Прототип (м) Модель (мм) Прототип (м) Модель (мм) Прототип (м) 100 20 20 30 3 2 0.2 164 16 16 12 12 8 8

Были протестированы основные физические свойства несжимаемого материала. испытанием на уплотнение (рис. 4 (а)), испытанием на содержание влаги (рис. 4 (б)) и испытанием на прямой сдвиг (рис. 4 (с)). Плотность определялась по массе и объему почвы. Модуль сжатия был получен при испытании на уплотнение.Содержание влаги измеряли тестом на содержание влаги. Угол внутреннего трения и сила сцепления были рассчитаны с помощью испытания на прямой сдвиг. Результаты показаны в таблице 5.

Название Плотность ρ (г / см 3 ) Модуль упругости E Зона без SCSC (МПа ) Влагосодержание ω (%) Когезия c (кПа) Угол внутреннего трения φ (°) Лесс 1.7 19,8 13,5 27 21

2.3. Прибор для проведения экспериментов

В этом исследовании использовалась геотехническая центрифуга типа TLJ-3 в университете Чанъань с эффективным радиусом вращения 2 м, как показано на рисунке 5. Максимальное центробежное ускорение составляет 200. Она имеет контейнер и Балансировочная емкость как балочная центрифуга. Размеры контейнера: длина 700 мм, высота 500 мм, ширина 360 мм.На центрифуге 40 каналов, по которым собранные данные могут передаваться на компьютер. Данное исследование удовлетворяет законам подобия [29]. Подробное соотношение подобия модели и прототипа показано в таблице 6.

1 Параметр Отношение Длина 1: 900 n62 Диаметр 1: n Рабочий объем 1: n Момент инерции 1: n 4 Напряжение и деформация Усилие 1: n 2

Примечание .Центробежное ускорение = n ·. Для измерения деформации свай использовались

Тензорезисторы ВЭ120-3АА с коэффициентом чувствительности 2,0–2,2 и сопротивлением 120 Ом. Чтобы обеспечить относительно высокую выживаемость тензодатчиков сопротивления после закопания в слой почвы, модельные сваи были разрезаны вдоль и шесть пар тензодатчиков были размещены с противоположных сторон с определенным интервалом на внутренней стене. После прикрепления тензодатчиков модели сваи были приклеены и восстановлены эпоксидной смолой, а положение тензодатчиков ствола сваи было размечено, как показано на Рисунке 6.Поскольку глубина тела сваи в грунт 30 см, а длина сваи 35 см, положение первой группы тензодатчика находится на расстоянии 5 см от вершины сваи. От второй до пятой группы тензодатчиков расположены по длине стального корпуса. Для экономии количества тензодатчиков и отражения деформации у дна сваи шестая группа тензодатчиков расположена на расстоянии 2 см от дна сваи.

Алюминиевые трубы и стальные трубы были скреплены эпоксидной смолой, независимо от трения между ними.Наконец, наждачной бумагой была отполирована внешняя поверхность модельной сваи, чтобы ее несущие характеристики были более близки к реальной свае. К каждой свае прикреплялись колонные миниатюрные датчики давления компрессионного типа BW11-1.2 (диаметр: 12 мм; разрешение: 1 με ; коэффициент чувствительности: (0,25 ± 0,01)%; диапазон: 0–1,2 МПа; точность: 0,001 МПа). через определенный интервал для измерения сопротивления грунта со стороны сваи. На рисунке 3 показано размещение тензодатчиков и ячеек давления грунта на CCFSTP.

2.4. Процедура испытания

Конкретные шаги заключаются в следующем, и основные процедуры испытания показаны на рисунке 7. (a) Чтобы гарантировать равномерную плотность почвы в контейнере, сожмите определенную массу почвы в определенный объем. В этом испытании плотность грунта составляет 1,7 г / см ³ , и каждый слой почвы уплотняется до 2 см. Поскольку длина контейнера составляет 70 см, а ширина — 36 см, каждый слой почвы уплотняется до 5040 см ³ , поэтому качество почвы, необходимое для каждого слоя, составляет 8568 г.Сначала взвесьте 8568 г почвы и поместите ее в полиэтиленовый пакет. Затем с помощью лопаты равномерно распределите почву по емкости. Наконец, используйте вибратор, чтобы сжать почву на 2 см. Затем просверлите отверстия в соответствии с положением сваи, как показано на рисунке 8. Глубина отверстия составляет 30 см. Отверстие было немного меньше диаметра сваи, что приближает осевое сопротивление между сваей и грунтом к фактическому значению. Наконец, стопку вдавливали в отверстие. (Б) Контейнер помещали в центрифугу.(c) Сначала реакционная рама была прикручена к контейнеру. Затем к каналу центрифуги были подключены датчики давления почвы, тензодатчики и датчики смещения. (D) измерение уровня 100 g в течение пяти минут. (E) Данные были переданы в компьютер. (F) Повторите шаги, описанные выше. когда заканчивается одна загрузка. Горизонтальная нагрузка была достигнута путем добавления стальных пластин к погрузочной платформе (крюк на конце троса), а горизонтальная нагрузка была разделена на восемь уровней; нагрузка составляла 25 Н, 50 Н, 75 Н, 100 Н, 125 Н, 150 Н, 175 Н и 200 Н, как показано на Рисунке 9.

3. Результаты и обсуждение

3.1. CCFSTP Сопротивление грунта на стороне

Аналогичные закономерности можно наблюдать для изменения сопротивления грунта на стороне сваи с L _SC при различных горизонтальных нагрузках. Здесь и далее в качестве примера для анализа взяты условия испытаний с горизонтальной нагрузкой 150 Н. На рис. 10 показаны закономерности изменения сопротивления грунта со стороны сваи для L _SC .

Сопротивление грунта со стороны сваи CCFSTP ниже, чем у обычного RCP на той же глубине, и сопротивление грунта со стороны сваи постепенно уменьшается по мере увеличения длины стальной обсадной трубы.Для CCFSTP сопротивление грунта со стороны сваи сначала увеличивается, а затем уменьшается с увеличением глубины. Сопротивление грунта со стороны свай приближалось к нулю на глубине примерно 17 см от поверхности и возрастало по мере дальнейшего увеличения глубины. Это, вероятно, указывает на то, что CCFSTP претерпел деформацию перегиба на глубине примерно 17 см от поверхности. По мере увеличения длины стальной обсадной трубы максимальное сопротивление грунта со стороны сваи CCFSTP постепенно снижалось. Максимальное сопротивление грунта со стороны сваи CCFSTP составляет 125.3 кПа, 123,0 кПа, 120,5 кПа и 118,1 кПа при длине стального корпуса 8 см, 12 см, 16 см и 20 см соответственно, что на 10,9%, 12,6%, 14,4% и 16,1% ниже, чем у обычные RCP соответственно. Это связано с тем, что с увеличением длины стального корпуса увеличивается жесткость CCFSTP. Кроме того, диаметр стального кожуха немного больше, чем размер ствола скважины, что оказывает экструзионное воздействие на грунт, а с увеличением длины стального кожуха площадь выдавливания стального кожуха и грунта увеличивается, и сваи становятся больше. может быть получено сопротивление почвы со стороны.Следовательно, глубина грунтового массива на стороне сваи, пораженной сваей, увеличивается, что приводит к снижению максимального сопротивления грунта на стороне сваи.

На рисунке 11 показаны закономерности изменения сопротивления грунта со стороны сваи с E _{SCSC_zone} .

По мере увеличения значений E _{SCSC_zone} сопротивление грунта со стороны сваи CCFSTP увеличивается. Однако сопротивление грунта со стороны свай CCFSTP остается ниже, чем у обычного RCP.Максимальное сопротивление грунта на стороне CCFSTP составляло 118,1 кПа, 120,8 кПа, 123,7 кПа, 125,6 кПа и 127,8 кПа при E _{SCSC_zone} = 1,1 E _{Non-SCSC_zone} , 1,2 E , 1,2 E -SCSC_zone , 1.3 E _{Non-SCSC_zone} , 1.4 E _{Non-SCSC_zone} и 1,5 E _{Non-SCSC_zone} соответственно, что составляет 16,1%, 14,1%, 12,1%, 10,7% , и на 9,2% ниже, чем у обычного RCP, соответственно.Это связано с тем, что по мере увеличения модуля массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной колонны масса грунта вокруг CCFSTP становится более плотной, а площадь грунта вокруг сваи, на которую воздействует свая, уменьшается, что приводит к увеличению максимальной сваи. -сторонняя устойчивость грунта.

3.2. Горизонтальная несущая способность CCFSTP

На рисунке 12 показаны кривые нагрузка-смещение и кривые градиента нагрузка-смещение CCFSTP при различных значениях L _SC .

Как показано на Рисунке 12, при одинаковом горизонтальном смещении, чем больше длина стального кожуха, тем большую нагрузку может выдержать свая. Кривые градиента нагрузки-смещения CCFSTP при различных значениях L _SC не содержат заметных точек перегиба, что указывает на то, что свая не была повреждена. В результате невозможно определить предельную несущую способность сваи по точкам перегиба кривых. В этой статье предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP контролируется смещением.Горизонтальная нагрузка, соответствующая тому, когда CCFSTP претерпела горизонтальное смещение на 0,4 мм, используется в качестве его предельной несущей способности [30]. Пусть будет степень воздействия на предельную горизонтальную несущую способность сваи. , где — предельная горизонтальная несущая способность обычной железобетонной сваи (RCP), а — предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP. На рисунке 13 показано, как предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP изменяется в зависимости от длины стального корпуса.

Как показано на рисунке 13, предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP выше, чем у обычного RCP, и она увеличивалась по мере увеличения значений L _SC . Предельная горизонтальная несущая способность RCP ( L _SC = 0 см) составляет 69,5 Н. Предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP составляет 78,9 Н, 83,7 Н, 85,4 Н и 85,8 Н при длине стального корпуса 8 см, 12 см, 16 см и 20 см соответственно. С увеличением длины стального кожуха постепенно увеличивается горизонтальная предельная несущая способность CCFSTP.Причина в том, что диаметр стального кожуха немного больше размера ствола скважины, что оказывает экструзионное воздействие на грунт, а с увеличением длины стального кожуха площадь выдавливания стального кожуха и грунта увеличивается и может быть получено большее сопротивление грунта со стороны сваи. Вышеупомянутый анализ показывает, что предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP увеличивалась в относительно большой степени по мере увеличения длины стального корпуса в пределах 12 см и что предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP продолжала увеличиваться по мере увеличения длины стального корпуса. более 12 см, хотя и в относительно небольшой степени.Когда длина стального кожуха составляет 8 см, предельная несущая способность увеличивается на 13,3%, что указывает на то, что наличие стального кожуха может улучшить предельную несущую способность. При длине стального корпуса 16 см увеличение предельной несущей способности составляет 22,7%. Это всего на 2,5% выше, чем у CCFSTP со стальным корпусом длиной 12 см. Это связано с тем, что, когда длина стального кожуха превышает определенное значение, увеличение длины стального кожуха мало влияет на горизонтальную несущую способность CCFSTP.

На рисунке 14 показаны кривые нагрузка-смещение и кривые градиента нагрузка-смещение CCFSTP при различных значениях E _{SCSC_zone} .

Как показано на Рисунке 14, кривые градиента нагрузки-смещения CCFSTP при различных значениях E _{SCSC_zone} не содержат заметных точек перегиба, что указывает на то, что свая не была повреждена. Точно так же предельная несущая способность CCFSTP также контролируется горизонтальным смещением.Кроме того, из рисунка 14 также видно, что при одинаковом горизонтальном смещении, чем больше модуль массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной трубы, тем большую нагрузку может выдержать свая. На рисунке 15 показан график изменения предельной горизонтальной несущей способности фундамента CCFSTP с E _{SCSC_zone} .

Как показано на рисунке 15, предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP выше, чем у обычного RCP, и она увеличивается с увеличением значений E _{SCSC_zone} .Предельная горизонтальная несущая способность RCP ( E _{SCSC_zone} = 1.0 E _{Non-SCSC_zone} ) составляет 69,5 Н. Конечная горизонтальная несущая способность CCFSTP составляет 78,9 Н, 81,0 Н, 82,8 Н, 83,6 Н, и 84,4 N, когда значения E _{SCSC_zone} равны 1,1 E _{Non-SCSC_zone} , 1,2 E _{Non-SCSC_zone} , 1,3 E _{Non-SCSC_zone} , 1,4

Ezone , 1,4 SCSC_zone и 1.5 E _{Non-SCSC_zone} соответственно. С увеличением модуля массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной колонны, горизонтальная предельная несущая способность CCFSTP постепенно увеличивается при постоянной длине стальной обсадной трубы. Основная причина заключается в том, что с увеличением модуля массы грунта в зоне вокруг CCFSTP почву вокруг CCFSTP нелегко сжать, и сопротивление грунта со стороны сваи увеличивается. Можно видеть, что предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP увеличилась в относительно большой степени, поскольку значения E _{SCSC_zone} увеличились в пределах 1.3 E _{Non-SCSC_zone} и что предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP продолжала расти, поскольку значения E _{SCSC_zone} превышали 1,3 E _{Non-SCSC_zone} , хотя и в относительно небольшой степени. Когда значение E _{SCSC_zone} равно 1,1 E _{Non-SCSC_zone} , предельная несущая способность увеличивается на 13,3%, что указывает на то, что увеличение модуля упругости грунта вокруг сваи может улучшить предельную несущую способность.Когда значение E _{SCSC_zone} равно 1,4 E _{Non-SCSC_zone} , увеличение предельной несущей способности составляет 20,1%. Это всего на 1,1% выше, чем значение E _{SCSC_zone} , равное 1,3 E _{Non-SCSC_zone} . Это связано с тем, что, когда модуль упругости грунта вокруг сваи превышает определенное значение, увеличение модуля упругости грунта вокруг сваи мало влияет на горизонтальную несущую способность.

3.3. Изгибающий момент CCFSTP

На рисунке 16 показано правило изменения изгибающего момента CCFSTP с L _SC .

Из рисунка 16 видно, что на той же глубине с увеличением длины стального кожуха максимальный изгибающий момент CCFSTP постепенно увеличивается. И для RCP, и для CCFSTP с L _SC 8 см изгибающий момент сначала увеличивался, а затем уменьшался в продольном направлении по мере увеличения глубины. Кроме того, на определенной глубине изгибающий момент начал резко уменьшаться, а после достижения нуля стал отрицательным, а со временем стал нулевым.Это указывает на то, что при длине стальной обсадной трубы 8 см свая претерпевает деформацию перегиба в продольном направлении на определенной глубине. Более того, когда длина стальной обсадной трубы превышает 12 см, изгибающий момент сваи сначала увеличивается, а затем уменьшается в направлении длины, а затем резко уменьшается на определенной глубине, но не становится отрицательным по мере того, как глубина продолжает увеличиваться. По мере увеличения длины стальной обсадной трубы положение поперечного сечения сваи, в котором возникает ее максимальный изгибающий момент, смещается вниз.Основная причина аналогична анализу в разделе 3.1: с увеличением длины стального кожуха увеличивается площадь выдавливания стального кожуха и увеличивается сопротивление грунта со стороны сваи. Кроме того, по мере увеличения длины стального кожуха увеличивается жесткость CCFSTP, поэтому положение, в котором возникает максимальный изгибающий момент, смещается вниз.

На рис. 17 показано правило изменения максимального изгибающего момента CCFSTP и положение поперечного сечения CCFSTP, в котором его максимальный изгибающий момент возник при увеличении L _SC .

Как показано на Рисунке 17, максимальный изгибающий момент CCFSTP увеличивается с увеличением длины стального кожуха. Максимальный изгибающий момент CCFSTP составляет 24,7 Н · м, 27,1 Н · м, 27,8 Н · м и 28,0 Н · м при длине стального корпуса 8 см, 12 см, 16 см и 20 см соответственно, что на 16,5%, 27,8%, 31,1,5% и 32,1% выше, чем у обычных RCP. Очевидно, что при длине стального кожуха менее 12 см длина стального кожуха относительно существенно влияет на максимальный изгибающий момент CCFSTP; влияние длины стального корпуса на максимальный изгибающий момент CCFSTP уменьшается по мере того, как длина стального корпуса превышает 12 см.По мере увеличения длины стального корпуса место поперечного сечения CCFSTP, в котором возникает его максимальный изгибающий момент, медленно перемещается вниз. Это говорит о том, что положение поперечного сечения CCFSTP, при котором возникает его максимальный изгибающий момент, незначительно зависит от длины стального кожуха после того, как длина стального кожуха достигает определенного значения. Это связано с тем, что, когда длина стального кожуха превышает определенное значение, увеличение длины стального кожуха мало влияет на максимальный изгибающий момент CCFSTP.

На рисунке 18 показано правило изменения изгибающего момента CCFSTP с E _{SCSC_zone} .

Аналогичные закономерности можно наблюдать на рисунке 18 для изменений изгибающего момента CCFSTP и обычного RCP в направлении длины. Изгибающий момент сначала увеличивается, затем уменьшается и на определенной глубине начинает резко уменьшаться; он становится отрицательным после достижения нуля и в конечном итоге уменьшается до нуля. Изгибающий момент CCFSTP больше, чем у обычного RCP при том же поперечном сечении.Для CCFSTP при той же длине стального кожуха его максимальный изгибающий момент постепенно уменьшался по мере увеличения модуля массы грунта в зоне уплотнения грунта стального кожуха. Основная причина заключается в том, что с увеличением модуля массы грунта в зоне, грунт вокруг CCFSTP нелегко сжать, и сопротивление грунта со стороны свай увеличивается. На рисунке 19 показано правило изменения максимального изгибающего момента CCFSTP и положение поперечного сечения CCFSTP, при котором возникает максимальный изгибающий момент при увеличении E _{SCSC_zone} .

По мере увеличения значений E _{SCSC_zone} максимальный изгибающий момент CCFSTP уменьшается, но остается больше, чем у обычного RCP. Максимальный изгибающий момент CCFSTP составляет 24,7 Н · м, 23,8 Н · м, 23,0 Н · м, 22,2 Н · м и 21,6 Н · м, когда модуль массы грунта в зоне уплотнения грунта стального кожуха составляет 1,1 E _{Зона не SCSC} , 1,2 E _{Зона не SCSC} , 1,3 E _{Зона не SCSC} , 1.4 E _{Non-SCSC_zone} и 1,5 E _{Non-SCSC_zone} соответственно, что на 16,5%, 12,3%, 8,5%, 4,7% и 1,9% выше, чем у обычного RCP, соответственно. Более того, по мере увеличения E _{SCSC_zone} положение поперечного сечения CCFSTP, в котором возникает его максимальный изгибающий момент, перемещается вверх. Однако из-за наличия стального кожуха местоположение максимального изгибающего момента остается ниже местоположения поперечного сечения обычного RCP, при котором возникает его максимальный изгибающий момент.Это говорит о том, что изменения в E _{SCSC_zone} не оказывают значительного влияния на положение поперечного сечения CCFSTP, где возникает его максимальный изгибающий момент. Это происходит главным образом потому, что, когда модуль массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной трубы превышает определенное значение, грунт вокруг CCFSTP трудно продолжать сжиматься, а увеличение модуля упругости грунта мало влияет на максимальный изгиб. момент CCFSTP.

3.4. Расчет оптимального армирования для CCFSTP и его проверка на основе инженерной структуры

Приведенный выше анализ показывает, что сопротивление изгибу CCFSTP выше, чем у обычного RCP.Однако при проектировании свайного фундамента влияние стальной оболочки на сопротивление сваи изгибу не принимается во внимание; вместо этого стальной кожух рассматривается только как запас прочности, что, очевидно, неразумно. Следовательно, необходимо проанализировать оптимальную конструкцию армирования для CCFSTP.

Для обычного RCP — круглого эксцентрикового компрессионного элемента с равномерным периферийным армированием — когда количество продольных арматур составляет не менее шести, продольное армирование может быть преобразовано в эквивалентное стальное кольцо с общей площадью (является поперечным площадь сечения одиночной продольной арматуры и n ( (число продольной арматуры)) и радиусом [31].

Примем за радиус поперечного сечения свайного фундамента (т.е. расчетный радиус) и как расстояние между центром толщины стенки эквивалентного стального кольца и центром поперечного сечения (то же, что и расстояние между центром продольной арматуры и центром поперечного сечения). Тогда толщина стального кольца, эквивалентная продольной арматуре, определяется как отношение продольной арматуры () и отношение радиуса эквивалентного стального кольца к расчетному радиусу свайного фундамента ().

Подобно расчету сопротивления изгибу путем преобразования продольной арматуры в эквивалентное стальное кольцо, стальной кожух в CCFSTP также может быть преобразован в эквивалентное стальное кольцо с радиусом r _s в том же месте как продольная арматура, основанная на принципе эквивалентности сопротивления поперечному изгибу. Таким образом, стальной корпус и продольная арматура могут быть включены в расчет сопротивления изгибу свайного фундамента, что обеспечит основу для оптимального проектирования арматуры для CCFSTP.На рисунке 20 показан метод преобразования стального кожуха в эквивалентное стальное кольцо.

Исходя из того принципа, что сопротивление поперечному сечению стального кожуха на изгиб равно сопротивлению эквивалентного стального кольца, мы имеем где и — модули упругости стального кожуха и продольной арматуры, соответственно (Па), и — моменты инерции. стального кожуха и продольной арматуры относительно центра поперечного сечения соответственно ( ^{м 4} ).

Для каждого стального кожуха и эквивалентного стального кольца толщина стенки намного меньше, чем расстояние между его центром и центром поперечного сечения (). Таким образом, где — расстояние между центром толщины стенки стального кожуха и центром поперечного сечения (м), — это расстояние между центром толщины стенки эквивалентного стального кольца и центром поперечного сечения. (м), — толщина стенки стального кожуха (м), и — толщина стенки стального кольца, эквивалентная стальному кожуху (м).

Подставляя уравнение (4) в уравнение (3), мы получаем где — отношение радиуса эквивалентного стального кольца к радиусу стального кожуха (). Где — количество продольной арматуры, эквивалентной стальному кожуху, равно площадь поперечного сечения стального кольца, эквивалентного стальному кожуху ( ² м), является радиусом продольной арматуры (м), а остальные параметры имеют то же значение, что описано ранее.

Как показано в уравнении (6), в системе несущей конструкции CCFSTP стальной кожух с модулем упругости, толщиной стенки и радиусом играют ту же роль, что и количество продольной арматуры с модулем упругости. и радиусом.Исходя из этого, продольное армирование может быть разумно оптимизировано для свайных фундаментов.

3.5. Пример из практики

CCFSTP широко используются в качестве фундамента моста на скоростной автомагистрали Гуанчжоу-Цзянмэнь. На примере свайного фундамента FY3 # -0 моста Фучжоу на участке Цзяннань участка TJ05 скоростной автомагистрали Гуанчжоу-Цзянмэнь. FY3 # -0 CCFSTP содержит продольные стержни одного типа и диаметра, но трех разных длин по длине сваи (см. Таблицу 7).

Длина сваи (см) Диаметр сваи (м) Количество стержней Количество Диаметр (мм) Длина (см) Количество стержней Общая длина (м) 6300 1,5 4 1 25 6419,7 7 449,4 2 3624 2 3624 2 3624 3 8 289,9 3 25 2624,3 15 393,6

CCFSTP остается в водной среде в течение длительного периода и, следовательно, его стальной корпус в некоторой степени корродирован. Следовательно, необходимо учитывать влияние коррозии на стальной корпус. Согласно Спецификации свайных фундаментов портового строительства [32] и Спецификации проектирования автомобильных дорог, железобетонных и предварительно напряженных бетонных мостов и водопропускных труб [33], скорость коррозии составляет 0.03 мм / год можно использовать для металлоконструкций в речных портах. При расчетном сроке службы 100 лет толщина стального кожуха составляет 3 мм в качестве запаса прочности против коррозии. Таким образом, при расчете сопротивления свайного фундамента на горизонтальный изгиб следует вычесть вклад этих 3 мм толщины стального кожуха.

На основе уравнения (6) можно рассчитать количество продольных стержней, эквивалентных стальному кожуху в свайном фундаменте. Подставив E ₁ = 2.05 × 10 ⁵ МПа, E ₂ = 2 × 10 ⁵ МПа, r ′ = 0,9 м, r _с = 0,64 м, r ₀ = 0,0125 м , и t _s = 0,007 м в уравнение (6), получаем

На основе приведенного выше расчета сопротивление изгибу FY3 # -0 CCFSTP, обеспечиваемое встроенным стальным кожухом, эквивалентно предусмотренному 163 продольных стержня диаметром 25 мм. Это указывает на то, что стальной кожух может обеспечить достаточное сопротивление изгибу свайному фундаменту.Следовательно, конструктивная арматура должна быть спроектирована для CCFSTP с минимальным коэффициентом армирования 0,5% в соответствии с Техническими условиями для железобетона для автомагистралей и предварительно напряженных бетонных мостов и водопропускных труб, обеспечивая при этом достаточную эффективную толщину стенок стального корпуса [33].

FY3 # -0 имеет диаметр D 1,5 м. Для конструкции арматуры, основанной на минимальном коэффициенте армирования 0,5%, необходимое количество вышеупомянутых продольных стержней составляет

Учитывая, что стальной кожух в основном расположен в верхней части свайного фундамента, принцип оптимизации армирования снижает следует использовать количество относительно коротких продольных стержней.Основываясь на фактическом армировании в FY3 # -0 CCFSTP (Таблица 8), было определено, что необходимо оптимизировать только арматурные стержни № 3 в исходной конструкции. В итоге снято 12 прутков № 3. В результате удалось сэкономить арматуру общей длиной 314,9 м.

Модуль упругости стального кожуха E 1 (× 10 5 МПа) Модуль упругости арматуры E 2 (× 10 МПа) Радиус стального кожуха r ′ (см) Эффективная толщина стенки стального кожуха t (мм) Радиус арматуры r 0 (мм) Радиус эквивалентного стального кольца r s (см) 2.05 2 90 7 12,5 64

4. Выводы

Предельная горизонтальная несущая способность CCFSTP в некоторой степени выше указанной обычного RCP. Чем длиннее стальной корпус, тем ниже максимальное сопротивление грунта со стороны сваи. По мере увеличения модуля массы грунта в зоне уплотнения грунта стальной обсадной трубы максимальное сопротивление грунта со стороны сваи увеличивается.Когда масса грунта со стороны сваи относительно мягкая, увеличение длины стальной обсадной трубы может компенсировать недостаток сопротивления грунта со стороны сваи. Максимальный изгибающий момент CCFSTP больше, чем у обычного RCP. Чем длиннее стальной корпус, тем больше максимальный изгибающий момент CCFSTP и тем ниже положение поперечного сечения CCFSTP, при котором возникает максимальный изгибающий момент. Чем больше значение E _{SCSC_zone} , тем меньше максимальный изгибающий момент CCFSTP и тем выше положение поперечного сечения CCFSTP, при котором возникает максимальный изгибающий момент.

Уравнение оптимизации продольного армирования для CCFSTP получено на основе теоретического вывода, который обеспечивает теоретические рекомендации по разумному армированию свайных фундаментов. Из-за наличия стального корпуса CCFSTP имеет чрезмерное сопротивление изгибу. Чтобы сэкономить на инвестициях в проект, можно спроектировать оптимальное армирование, используя уравнение оптимизации армирования для свай, чтобы уменьшить количество продольных стержней внутри сваи, обеспечивая при этом достаточное сопротивление сваи на изгиб.

Доступность данных

В статью включены данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Исследование было поддержано Программой ключевой транспортной науки и технологий провинции Гуандун в рамках гранта No. 2011-01-001. Авторы также хотели бы выразить свою огромную признательность Чэньсинь Си за помощь в разработке экспериментов и Ханчжоу Су за доработку и доработку рукописи.

Сборные сваи для моста Маршрут 40 в Вирджинии с использованием труб из стеклопластика, заполненных бетоном

Название: Сборные сваи для моста Маршрут 40 в Вирджинии с использованием труб из стеклопластика, заполненных бетоном
Дата: Май-июнь 2003 г.
Том: 48
Выпуск: 3
Номер страницы: 32-45
Автор (ы): Амир Фам, Мигель Пандо, Джордж Фильц, Сами Ризкалла
https://doi.org/10.15554/pcij.05012003.32.45

Щелкните здесь, чтобы просмотреть всю статью журнала

Аннотация

В этом документе обобщаются детали конструкции и результаты лабораторных и полевых испытаний нового поколения сборных композитных свай, впервые использованных при строительстве каркаса автомобильного моста Route 40 через реку Ноттуэй в Вргинии.Сваи состояли из круглых труб из бетононаполненного армированного стекловолокном полимера (GFRP) диаметром 24,6 дюйма (625 мм) с толщиной стенки 0,21 дюйма (5,3 мм). Композитные сваи выступали над уровнем земли и были непосредственно заделаны в железобетонную балку, поддерживающую надстройку. Лабораторные испытания включали две полномасштабные композитные сваи, нагруженные до разрушения с использованием конфигурации четырехточечного изгиба. Полевые испытания включали полномасштабную сборную композитную сваю и обычную 20-дюймовую.(508 мм) квадратная бетонная свая, предварительно напряженная четырнадцатью прядями диаметром 1/2 дюйма (12,7 мм). В этой статье представлены детали конструкции и забивки свай, сравнения между поведением композитных и предварительно напряженных бетонных свай при осевой и боковой нагрузке, наблюдаемые режимы разрушения и детали соединения между сваями и железобетонной опорной балкой. .

Список литературы

1. Лампо, Р., «Федеральные интересы дают преимущество переработанным пластиковым пиломатериалам», Новости стандартизации ASTM, 1996, стр.26-31.

2. Искандер, М., Хассан, М., «Обзор состояния практики в композитных сваях из стеклопластика», Журнал композитов для строительства, Американское общество инженеров-строителей, т. 2, № 3, 1998 г., стр. 116-120.

3. Фам, А. З., Флисак, Б., и Ризкалла, С., «Экспериментальные и аналитические исследования поведения балок и колонн из бетонных стеклопластиковых труб», журнал ACI Structural Journal, принят к публикации.

4. Фам, А. З., и Ризкалла, С. Х., «Модель удержания для бетона с осевой нагрузкой, ограниченного трубами из стеклопластика», ACI Structural Journal, V.98, № 4, июль-август 2001 г., стр. 25 1-461.

5. Фам, А. З., и Ризкалла, С. Х., «Поведение аксиально нагруженных бетонно-наполненных армированных волокном армированных полимерных труб», ACI Structural Journal, V.98, № 3, май-июнь 2001 г., стр. 280-289.

6. Фам, Аризона, и Ризкалла, С.Х., «Поведение при изгибе армированных волокном армированных бетоном круглых труб», Журнал композитов для строительства, Американское общество инженеров-строителей, т. 6, № 2, май 2002 г., С. 123-132.

7.Пандо, М., Фильц, Г., Хоппе, Э., Или, К., и Мучард, М., «Характеристики композитной сваи в программе полномасштабных статических нагрузочных испытаний», Труды 53-й Канадской геотехнической конференции, V 1, Монреаль, Канада, 2000 г., стр. 909-916.

8. Пандо, М., Фильц, Г., Дав, Дж., И Хоппе, Э., «Испытания на сдвиг границы раздела на композитных сваях из стеклопластика», Материалы Международного конгресса по глубоким фондам, Американское общество инженеров-строителей, Орландо, Флорида. , Февраль 2002 г., стр. 1486-1500.

9.Мирмиран, А., Шао, Ю. и Шахоуи, М., «Анализ и полевые испытания характеристик композитных труб при ударе сваи», Композитные конструкции, т. 55, № 2, 2002 г., стр. 127- 135.

10. Нагиб, В., Мирмиран, А., «Зависимое от времени поведение бетонных колонн, армированных волокном и содержащих полимеры, при осевых нагрузках», ACI Structural Journal, т. 99, № 2, март-апрель 2002 г. С. 142-148.

11. Дэниел И. М., Ишай О. Инженерная механика композитных материалов. Издательство Оксфордского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 1994.

12. Коллинз, М. П., Митчелл, Д., Предварительно напряженные бетонные конструкции, Response Publications, Торонто, Канада, 1997.

13. Фам, А. З., «Полимерные трубы, армированные бетонным волокном, для осевых и изгибаемых элементов конструкции», доктор философии. Диссертация, Университет Манитобы, Виннипег, Манитоба, Канада, 2000 г., 261 стр.

14. Комитет PCI по предварительно напряженным бетонным сваям, «Рекомендуемая практика для проектирования, изготовления и установки предварительно напряженных бетонных свай», PCI JOURNAL, V.38, № 2, март-апрель 1993 г., стр. 14-41.

15. Браун, Д. А., «Оценка статической емкости глубоких фундаментов на основе статистических испытаний», Журнал геотехнических испытаний, Американское общество испытаний и материалов, т. 17, № 4, апрель 1994 г., стр. 403-414.

16. Миддендроп П., Бермингхаммер П. и Койпер Б., «Испытания статической нагрузкой фундаментных свай», Труды Четвертой Международной конференции по применению теории волновых напряжений к сваям, Гаага, Нидерланды, 1992, стр.58 1-588.

Конструкция, прочность и ходовые качества предварительно напряженного полимера, армированного углеродным волокном …

Заголовок: Конструкция, прочность и забивные характеристики предварительно напряженных бетонных свай, армированных углеродным волокном.
Дата публикации: июль-август 2016 г.
Объем: 61
Выпуск: 2
Номера страниц: 24-37
Авторы: Мишель Рэмбо-Родденберри, Кунал Джоши, Сэм Фаллаха, Родриго Эррера, Рафаэль Кампманн, Джон Чипперфилд и Примус Мтенга
https: // doi.org / 10.15554 / pcij61.4-04

Щелкните здесь, чтобы получить доступ к полной статье журнала

Аннотация

Полимеры, армированные углеродным волокном, выгодны из-за их устойчивости к коррозии, особенно в агрессивных средах или в соленой воде. В этом исследовании изучались кабели из углеродно-волокнистого композитного материала (CFCC) в предварительно напряженных бетонных сваях для фундаментов мостов. Были построены пять квадратных свай диаметром 24 дюйма (610 мм), которые предварительно напряжены с помощью CFCC диаметром 0,6 дюйма (15 мм).Измерения деформации во время снятия напряжения показали, что длина переноса была меньше, чем прогнозирование расчетных кодов для стальных прядей предварительного напряжения. Дополнительные тесты показали, что продолжительность разработки также была меньше, чем предсказания кода. Испытание на изгиб сваи длиной 40,0 футов (12,2 м) привело к прочности на изгиб, которая была на 8% выше теоретической прочности на изгиб, а свая имела хорошую пластичность с прогибом в середине пролета более 9,0 дюймов (230 мм) при отказ. Две сваи длиной 100 футов (30 м), контролируемые в тяжелых условиях на строительной площадке моста, вели себя хорошо, без серьезных повреждений или потери предварительного напряжения.

Список литературы

Подкомитет ASTM D20.70. 2013. Стандартные методы испытаний плотности и удельного веса (относительной плотности) пластмасс смещением. ASTM D792 13. West Conshohocken, PA: ASTM International.

ACI (Американский институт бетона) Комитет 440. 2004. Предварительное напряжение бетонных конструкций с помощью стержней из стеклопластика. ACI 440.4R-04. Фармингтон-Хиллз, Мичиган: ACI.

Грейс, Н. 2003. «Первый мост из углепластика в США». Отчет об исследованиях C&T No. 97: 1–4.

Грейс, Н.2007. «5-летний мониторинг первого трехпролетного моста из предварительно напряженного бетона в США». В материалах 12-й Международной конференции по структурным неисправностям и ремонту. Эдинбург, Шотландия: Engineering Technics Press.

Грейс, Н., Т. Эномото, П. Баа и М. Бебавей. 2012. «Поведение при изгибе тавровых балок из предварительно напряженного железобетона из углепластика». Журнал композитов для строительства 16 (3): 225–234.

Issa, M., R. Sen, and A. Amer. 1993. «Сравнительное исследование переходной длины в предварительно растянутых железобетонных элементах из фибры и стали.PCI Journal 38 (6): 52–63.

Доменико, Н. Г. 1995. «Связующие свойства предварительно напряженных прядей из CFCC в предварительно напряженных бетонных балках». Диссертация магистра, Университет Манитобы.

Махмуд, З. И., С. Х. Ризкалла, Э.-Э. Р. Заглул. 1999. «Перенос и разработка длин полимеров, армированных углеродным волокном, для предварительного напряжения армирования». Структурный журнал ACI 96 (4): 594–602.

Махмуд З. И. и С. Х. Ризкалла. 1996. «Связующие свойства предварительно напряженной арматуры из углепластика.”Труды Ежегодной конференции Канадского общества инженеров-строителей, Эдмонтон, Канада.

Хади, М. Н. С., Т. М. Фам и Х. Лей. 2013. «Новый метод усиления железобетонных квадратных колонн путем циркуляции и обертывания армированными волокном полимерными или стальными лентами». Журнал композитов для строительства 17 (2): 229–238.

Гайдосова К. и Дж. Бильчик. 2013. «Полномасштабные испытания усиленных углепластиком тонких железобетонных колонн». Журнал композитов для строительства 17 (2): 239–248.

Абало В., В. Поттер и С. Фаллаха. 2010. «Испытания сборных свай с армированной углеродным волокном полимерной сеткой». Исследовательский отчет. Таллахасси, Флорида: Департамент транспорта Флориды.

PCI Industry Handbook Committee. 2010. Справочник по проектированию PCI: Сборный и предварительно напряженный бетон. 7-е изд. Чикаго, Иллинойс: PCI.

Андравес, Б., М. Шин и А. Позоло. 2009. «Перенос и развитие длины предварительно напряженных стержней в полноразмерных предварительно напряженных бетонных фермах AASHTO с использованием самоуплотняющегося бетона.Отчет ICT 09 038. Урбана, Иллинойс: Транспортный центр Иллинойса.

AASHTO (Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта). 2011. Технические условия на проектирование мостов AASHTO LRFD, 6-е издание — Промежуточные редакции 2013 г.. Вашингтон, округ Колумбия: AASHTO.

Комитет ACI 318. 2011. Требования Строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318-05) и комментарии (ACI 318R-05). Фармингтон-Хиллз, Мичиган: ACI.

Рассел Б. и Н. Бернс. 1996. «Измеренная длина переноса 0.Пряди 5 и 0,6 дюйма в предварительно натянутом бетоне ». Журнал PCI 41 (5): 44–65.

Балаж, Г. Л. 1993. «Длины переноса напряженных прядей в зависимости от втягивания и начального предварительного напряжения». Журнал PCI 38 (2): 86–93.

Логан Д. Р. 1997. «Критерии приемки для качества сцепления пряди для предварительно напряженного предварительно напряженного бетона». Журнал PCI 42 (2): 52–90.

Grace, N. 2000. «Переходная длина прядей из углепластика / CFCC для двутавровых балок». Журнал PCI 45 (5): 110–126.

Позоло, А. 2010. «Длина перемещения и развития стальных прядей в полномасштабных предварительно напряженных самоуплотняющихся бетонных мостовых балках». Диссертация на степень магистра, Иллинойсский университет в Урбане-Шампейн.

Гросс С. П. и Н. Х. Бернс. 1995. «Длина предварительного напряжения 15,2 мм (0,6 дюйма) диаметром 15,2 мм (0,6 дюйма) в высокоэффективном бетоне: результаты испытаний балки Хоблитцеля-Бакнера». FHWA / TX-97 / 580-2. Остин, Техас: Центр транспортных исследований.

Лу, З., Т. Э. Бутби, К. Э. Бакис и А. Нанни. 2000. «Длины переноса и развития сухожилий предварительного напряжения FRP». Журнал PCI 45 (2): 84–95.

Эррера Р., Л. Джонс и П. Лай. 2009. «Мониторинг забивного бетонного фундамента с помощью встроенной системы сбора данных». In Contemporary Topics in Deep Foundations: Selected Papers from the 2009 International Foundation Congress and Equipment Expo. Рестон, Вирджиния: Американское общество инженеров-строителей.

FDOT (Департамент транспорта Флориды).2014. Рекомендации по проектированию конструкций, FDOT Structures Manual. Том 1. Таллахасси, Флорида: FDOT.

FDOT. 2014. Стандартные спецификации FDOT для строительства дорог и мостов. Таллахасси, Флорида: FDOT.

Патент США на композитные железобетонные и деревянные сваи и способ установки Патент (Патент № 4696605 от 29 сентября 1987 г.)

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к забивке и забивке свай, а более конкретно — к конструкции свай из композитных деревянных и железобетонных свай.Еще более конкретно, настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу установки композитных свайных конструкций, которые включают в себя самую нижнюю деревянную секцию сваи и самую верхнюю железобетонную секцию сваи, при этом деревянную секцию сваи сначала забивают стальным пуансоном или оправкой внутри внешней гильзы, значительно ниже поверхности земли на расстояние, по существу равное длине армированной секции сваи. Полая трубчатая втулка используется для предотвращения попадания грунта в область над деревянной сваей рядом с пуансоном или оправкой.Затем бетонную сваю устанавливают в отверстие втулки и присоединяют к верхней части деревянной сваи с помощью соединителя, который частично встраивается в нижний конец бетонной сваи.

В различных регионах страны, где несущее давление грунта низкое и / или непригодно для строительных целей, в строительстве можно использовать один или несколько удлиненных несущих элементов, которые в промышленности называют сваями или сваями. Эти устройства для передачи нагрузки между зданием и подстилающей землей могут быть в строительстве из бетона, стали или дерева.

Деревянные сваи обычно имеют несколько ограниченную длину из-за самой природы их источника, а именно деревьев. Таким образом, желательно соединить сваи вместе, чтобы образовать сваи увеличенной длины. Эти деревянные сваи также могут различаться по диаметру от конца к концу, что усложняет операцию сращивания. Деревянные сваи над уровнем воды, как правило, более подвержены гниению. Таким образом, при использовании композитных свай желательно использовать бетонную сваю выше ватерлинии.

Часто деревянные сваи комбинируют с сваями другой конструкции, например, бетонными.Патент США № 3 003 323, выданный А. Р. Холту, предоставляет «Соединитель для композитных свай». «Устройство для сварки свай» также является предметом патента США No. №3,802,206, выданный Robert Moore, et al. В этом патенте раскрыто сращивающее средство для соединения двух деревянных свай встык, чтобы образовать длинную сваю для передачи нагрузок сваи на более низкую и прочную почву. Сварочный аппарат в этом патенте обеспечивает пластинчатый, по существу, горизонтальный элемент, приспособленный для размещения между соседними концами сваи. Дополнительный эпоксидный клей между верхней и нижней поверхностями может быть предусмотрен между элементом и верхней и нижней сваями.Центральный вертикальный дюбельный элемент проходит над и под пластинчатым элементом, вбитым в каждый свайный элемент, соответственно. Патент Мура предполагает забивание всей сваи после сращивания. Это отличается от настоящего изобретения, в котором вторая секция сваи добавляется после того, как первая самая нижняя секция сваи уже приведена в свое окончательное положение.

A «Композитная свая и способ производства» является предметом патента США No. № 4252473, выданный Альберту М. Томасу и др. Составная секция включает деревянную секцию и гофрированную по спирали оболочку, прикрепленную к деревянной секции переходным фитингом.Гофрированная сталь имеет соединительный элемент, который соединяется с секцией деревянной сваи. После забивки в отверстие гофрированной оболочки можно залить жидкую суспензию из незатвердевшего бетона. Таким образом, оболочка действует как форма для бетона. Композитная свая из бетона и дерева является предметом патента США No. № 1,471,124, озаглавленный «Средства соединения железобетонных или железобетонных свай к деревянным сваям». «Композитные сваи и стяжки для них» являются предметом патента США No. No. 2,912,829, выданный W.H.Коби. Патент Cobi показывает композитную сваю из бетона и дерева с соединительным элементом для нее.

A «Способ и устройство для соединения сменных секций сваи с заглушкой сваи» является предметом патента США No. № 3,720,068, выданный Э. Р. ДеРоса. Этот патент, однако, касается металлических секций сваи, которые ремонтируются другой металлической секцией сваи.

Соединительный элемент для двух деревянных опор, например, предусмотрен в патенте США No. № 4032244. Удлинитель будет прикреплен к плоской вершине существующей опоры.Выступающий центральный вал выступает для установки кронштейна в сопрягаемые центральные отверстия, предусмотренные в опоре электросети, деревянной удлиняющей стойке или и в том, и в другом. Резьбовые крепления и металлические ремни завершают соединение между существующей стойкой и удлинительной стойкой.

«Соединение свай и способ забивки свай» можно найти в патенте США No. № 3762173, выданный Ричарду Маршу. Патент раскрывает средство соединения секций сваи и способ забивки сваи с использованием тонкостенной секции сваи из композитного материала.Муфта состоит из тонкостенной втулки с телескопическим толстостенным кольцом или воротником, механически закрепленным внутри втулки. Отводы, образованные вместе в воротнике, или весь воротник в целом, расширяются внутри рукава, образуя соответствующие анкерные гнезда во втулке, таким образом, механически сцепляя воротник и втулку. Муфта предназначена для соединения последовательных секций толстостенной трубчатой ​​сваи или для соединения тонкостенной трубчатой ​​композитной сваи или толстостенной трубчатой ​​сваи.Использование тонкостенной трубчатой ​​композитной сваи позволяет использовать метод забивки, который устраняет необходимость удерживать последующую толстостенную трубчатую сваю после забивки исходной.

Патент США. В патенте № 3,003,323, выданном A.R. Holt под названием «Соединитель для композитных свай», показан соединитель для использования с нижней частью из дерева и верхней частью металлической трубы как части сборки из композитных свай. Соединитель включает в себя металлическое кольцо, имеющее две пластины, расположенные как хорды внутри кольца, каждая хордовая пластина встречается на одном конце с другим, образуя вершину V с одной ножкой на каждой стороне центра кольца.Пластины приварены к кольцу, и пластины имеют длину, превышающую радиус колец. Пластины служат для того, чтобы сместить древесину деревянной груды, чтобы она плотно заклинивала в кольце. Это отличается от настоящего изобретения, в котором в качестве верхней секции сваи используется сборная, укрепленная железобетонная свая, и эта секция соединяется с самой нижней деревянной секцией сваи как часть составной свайной конструкции. Настоящее изобретение улучшает способ предшествующего уровня техники, поскольку относительно хрупкую бетонную секцию сваи вообще не нужно забивать.

Daigle et al., Патент США. В US 4547096, озаглавленном «Выравнивание трубчатых свай для соединения», предлагается метод выравнивания двух трубчатых свай. Выравнивающий элемент выступает из одного конца трубчатой ​​сваи для вставки в другую трубчатую сваю. Один или несколько прокладочных элементов расположены между внешней поверхностью удлиненной части выравнивателя и внутренней поверхностью внешней трубчатой ​​сваи и находятся в зацеплении с ней, когда расширенная часть вставлена ​​в нее для поддержания двух свай в совмещении для соединения.Этот патент отличается от настоящего изобретения, поскольку в нем не рассматривается соединение железобетонной и деревянной сваи как части составной секции.

Заявитель также является патентообладателем предыдущего патента США No. № 4431347, выпущенный 14 февраля 1984 г. и озаглавленный «Система композитных деревянных свай». В этом предшествующем патенте Гиллена способ забивки секций композитной деревянной сваи предусматривает создание пары деревянных секций сваи, первая из которых вбивается в землю на некотором расстоянии, оставляя оголенным торец сваи.В оставшуюся часть сваи заделывают стыковочный элемент, а в верхнюю часть первой части сваи добавляют выравнивающий материал.

Предыдущий патент США заявителя. В патенте № 4525102, озаглавленном «Система соединения деревянных свай», предложен способ забивки секций деревянных свай из композитных материалов, который предусматривает создание пары деревянных секций сваи, первая из которых вбивается в землю на некотором расстоянии, оставляя оголенным стык сваи. В оставшуюся часть сваи заделывают стыковочный элемент, а в верхнюю часть первой части сваи добавляют выравнивающий материал.При сборке и во время забивки выравнивающий материал сбоку ограничивается соединительным элементом, в то время как соответствующие сопрягаемые поверхности двух секций сваи ограничивают выравнивающий материал вертикально с выравнивающим материалом, таким образом передавая сжимающие усилия между двумя секциями сваи. Соединительный элемент представляет собой цилиндрический элемент с полым отверстием, в котором во время работы находится выравнивающий материал. Первоначально смещаемый, но позже схватывавшийся, несмещаемый материал, такой как мотар (смесь цемента, песка и воды), может быть использован в качестве выравнивающего материала.Предыдущий патент Gillen отличается от настоящего изобретения тем, что предусматривает забивку секции композитной сваи. Кроме того, первую деревянную секцию сваи забивают на некоторое расстояние вниз, но при этом остается открытой стыковой участок сваи, чтобы можно было добавить соединительный элемент и выравнивающий материал. Это отличается от настоящего изобретения, в котором самая нижняя секция сваи забивается значительно ниже поверхности земли, и фактически на расстояние, по существу равное длине второй секции сваи, которая изготовлена ​​из железобетона, а не из дерева.

Способ забивки композитных свай описан в патенте США Ingalls No. № 4 102 141. В этом патенте композитная свайная конструкция образована из нижней деревянной секции и верхней трубчатой ​​металлической секции, которая соединяется с деревянным элементом и затем заполняется бетоном. Деревянная секция сначала укладывается в землю на желаемом расстоянии, а затем металлическая секция поддерживается верхним концом деревянного элемента. Элемент оправки расположен в приводном зацеплении с верхним концом металлической секции, а нижний конец оправки поддерживается на расстоянии от деревянного элемента.Начальная энергия молота ограниченной интенсивности применяется для забивания металлической секции в деревянный элемент до тех пор, пока нижняя часть оправки не войдет в контакт с верхней частью деревянного элемента. После этого энергия удара большей интенсивности прикладывается к соединенным секциям и концентрируется на поверхности деревянного элемента, заключенного в заделанную металлическую секцию. Этот метод предполагает добавление жидкого бетона в суспензию к металлической секции после того, как композитная свая забита на желаемую глубину.Это отличается от настоящего изобретения, в котором сборная секция сваи из упрочненного железобетона соединяется с самой нижней секцией деревянной сваи после того, как самая нижняя секция деревянной сваи полностью доведена до своего вертикального положения, обычно значительно ниже поверхности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает способ установки составной свайной конструкции из секции деревянной сваи и секции сваи из сборного железобетона. Способ включает в себя забивание секции деревянной сваи сначала в землю на расстояние значительно ниже поверхности земли, по существу равное длине секции железобетонной сваи.При забивке секции деревянной сваи используется трубчатая втулка с полым отверстием для предотвращения попадания грунта в зону вертикально над секцией деревянной сваи. В отверстие гильзы помещается сборная железобетонная свая. В нижней части бетонной сваи находится соединитель, который затем вбивается в деревянную сваю, так что две секции сваи соединяются. Затем трубчатая втулка удаляется, так что вторжение почвы может поддерживать секцию железобетонной сваи в вертикальном положении.Секции деревянной и бетонной сваи соединяются предпочтительно путем приложения небольшого давления к верхней части секции бетонной сваи, достаточного для вдавливания соединителя в секцию деревянной сваи. Соединитель может нести массу перемещаемого выравнивающего материала, который входит в отверстие с железобетонной сваей, предпочтительно соединенным с соединительной частью стыка. Железобетонная свая предпочтительно представляет собой полностью застывшую бетонную отливку. Секция деревянной сваи и втулка одновременно приводятся в движение удлиненной цилиндрической оправкой, имеющей диаметр, по существу равный диаметру сборной железобетонной сваи, и диаметр, немного меньший, чем диаметр отверстия втулки.Таким образом, при забивке секции деревянной сваи гильза и оправка располагаются концентрически. Таким образом, оправка упирается в верхнюю часть трубчатой ​​втулки и в верхнюю часть секции деревянной сваи во время забивки секции деревянной сваи. Выравнивающий материал содержится в гибком контейнере, таком как пластиковая пленка, мешок или что-то подобное, и прикреплен к нижней части бетонной сваи внутри соединителя, так что мешок может разорваться, равномерно распределяя выравнивающий материал по древесине и бетону. примыкают секции свай.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Лучшее понимание изобретения может быть достигнуто, если подробное описание предпочтительного варианта осуществления, изложенное ниже, рассматривается вместе с чертежами, на которых:

РИС. 1 представляет собой вертикальную проекцию способа согласно настоящему изобретению, иллюстрирующую начальную забивку секции деревянной сваи на расстояние ниже поверхности земли;

РИС. 2 — вид сбоку способа согласно настоящему изобретению, иллюстрирующий начальный этап забивки секции деревянной сваи в положение, находящееся значительно ниже поверхности земли;

РИС.3 — фрагментарный вид, иллюстрирующий способ согласно настоящему изобретению и, в частности, начальный этап соединения необработанной деревянной секции сваи с секцией полой металлической гильзы;

РИС. 4 — другой вид сбоку способа по настоящему изобретению, иллюстрирующий этап соединения сборной секции из упрочненного железобетона с деревянной секцией после того, как деревянная секция находится в вертикальном положении;

РИС. 5 — вид в вертикальной проекции, иллюстрирующий способ по настоящему изобретению и, в частности, соединение секций железобетонной и деревянной сваи; и

РИС.6 представляет собой вертикальную проекцию способа по настоящему изобретению, иллюстрирующую удаление металлической втулки после размещения секции железобетонной сваи на секции деревянной сваи.

РИС. 7 — увеличенный вид соединительных средств, показанных на фиг. 4.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

РИС. 1-6 иллюстрируют способ настоящего изобретения. На фиг. 1 можно увидеть секцию деревянной сваи, обычно необработанную или обработанную секцию 12 деревянной сваи, имеющую самую верхнюю или торцевую часть 13 и самую нижнюю оконечную часть 14.На фиг. 1, секция 12 сваи забивалась до тех пор, пока стык практически не примыкал к поверхности земли, обозначенной цифрой 15 на чертеже.

На ФИГ. 2-3, необработанную секцию деревянной сваи забивают на расстояние значительно ниже поверхности 15 грунта с помощью цилиндрической оправки 16, имеющей самую верхнюю часть 17 и самую нижнюю часть 18, которая упирается в торец или самый верхний конец 13 деревянной сваи 12. Оправка 16 может быть сплошной металлический цилиндр, но предпочтительно включает в себя самое верхнее периферийное кольцевое кольцо 19, которое во время работы входит в зацепление с верхней кромкой 20 цилиндрической оболочки 21.В обечайке 21 имеется полое отверстие 22, которое во время забивки секции 12 деревянной сваи занимает оправка 16.

На ФИГ. 4, секция 12 деревянной сваи была продвинута на расстояние значительно ниже поверхности 15 грунта, и оправка 16 была удалена из отверстия 22 втулки 21. В этом положении втулка 21 функционирует для предотвращения вторжения окружающего массива 23 грунта в зону. вертикально над секцией деревянной сваи 12.

На ФИГ. 4 способ иллюстрирует размещение участка 24 железобетонной сваи в отверстие 22 втулки 21.Секция 24 бетонной сваи включает верхнюю 25 и нижнюю 26 концевые части и внутреннюю арматурную сталь 27, которая может содержать, например, один или несколько продольно идущих арматурных стержней и множество поперечных связей.

Самая нижняя концевая часть 26 секции 24 бетонной сваи включает соединитель 28, который частично встроен в конец 26 секции бетонной сваи 24. Соединитель 28 предпочтительно представляет собой цилиндрическую секцию, которая образует жесткое соединение с самой нижней концевой частью 26 секции бетонной сваи. 24.

На ФИГ. 4, соединитель 28 включает в себя полое гнездо или концевую часть 29, которая определяет углубление, занятое выравнивающим материалом 30, который предпочтительно находится в форме массы песка или подобного гранулированного материала, содержащегося в пластиковом мешке 31. Мешок может быть соединен с соединительная стенка непосредственно или поддерживается арматурным стальным элементом 27, который может выходить за пределы самой нижней части 26 секции 24 сваи. Когда бетонная секция 24 сваи размещается в положении, показанном на фиг. 4, с помощью оправки 16 прикладывают легкое давление, чтобы прижать секцию 24 сваи вниз до тех пор, пока открытая часть 32 соединителя 38 не войдет в секцию 12 деревянной сваи, как показано на фиг. 5.Выравнивающий материал 30, таким образом, захватывается между секциями 12 и 24 сваи и ограничивается позже соединителем 28, образуя, таким образом, интерфейс передачи нагрузки между секциями 12 и 24 сваи.

Из вышеизложенного специалист в данной области техники поймет, что забивание секции 24 сваи не требуется, что предотвращает ее возможное повреждение. Скорее всего, требуется лишь легкое давление, то есть давление, достаточное для вбивания самой нижней или открытой части 32 соединителя 38 в секцию 12 деревянной сваи.После этого втулку 21 можно снять с помощью драглайна, крана или лебедки, как показано стрелками 33 на фиг. 6. Обычно при снятии гильзы на оправку помещается забивной молоток. Вес таких молотов составляет около 12 000 фунтов. После снятия гильзы 21 окружающий массив грунта 23 может поддерживать секцию сваи 24 сбоку.

Оправка 16 и втулка 21 могут использоваться многократно, что является преимуществом по сравнению с системами предшествующего уровня техники, в которых стальная втулка остается на месте путем постоянного соединения гильзы с нижележащей секцией сваи и последующего заполнения гильзы бетоном.Путем удаления стальной втулки и использования сборной секции сваи из упрочненного бетона обеспечивается экономичная конструкция композитной сваи. Кроме того, поскольку деревянная секция сваи перемещается значительно ниже поверхности земли в ее окончательное исходное положение перед размещением секции железобетонной сваи, секция железобетонной сваи не подвергается никаким забивающим напряжениям, которые обычно передаются секциям сваи. составные и целеустремленные.

Поскольку многие изменяющиеся и различные варианты осуществления могут быть выполнены в рамках концепции изобретения, изложенной здесь, и поскольку многие модификации могут быть сделаны в вариантах осуществления, подробно описанных в данном документе, в соответствии с описательными требованиями закона, следует понимать, что детали здесь следует интерпретировать как иллюстрацию, а не как ограничение.

Успешные судовые композитные сваи

Несмотря на то, что полимеры, армированные стекловолокном (GFRP), использовались для строительства лодок в течение десятилетий, аналогичные материалы медленно применялись при производстве других морских конструкций. Трудно представить себе: композитные несущие сваи идеально подходят для причалов, доков, дамб и отбойных ограждений на набережной. В отличие от традиционных материалов для свай — дерева и стали — композиты противостоят гниению, заражению насекомыми и коррозии — трем самым большим проблемам, с которыми сталкиваются обычные конструкции.

На самом деле пионеры композитных свай ожидают, что рыночные силы, связанные с этими тремя факторами, вскоре вызовут больший интерес к композитам. Значительный рост популяции морских бурильщиков (которые делают с древесиной в воде то же, что термиты делают с древесиной на суше) и строгие ограничения. использование токсичных гидроизоляционных материалов сделало деревянные сваи менее желательными. Аналогичным образом, запреты на грунтовки на основе свинца, пескоструйную очистку и краски на основе растворителей все более затрудняют защиту прибрежной стали от ржавчины, особенно в условиях морской воды.По данным армейского корпуса, затраты на техническое обслуживание и замену изношенных деревянных, бетонных и стальных систем свай в настоящее время оцениваются в более чем 1 миллиард долларов в год только в США. инженеров (UACE) — фактор, который, как ожидается, поставит композиты в более выгодное положение в качестве материала выбора для тех, кто достаточно дальновиден, чтобы избежать длительного обслуживания.

Действительно, варианты композитных шпунтовых свай — гофрированные панели или панели с другим профилем, часто с вертикально сцепляющимися краями, используемыми для сборки стеноподобных конструкций — открывают новые возможности для применений, в которых ранее преобладала сталь.Точно так же композитные круглые сваи (заполненные или полые цилиндрические трубы) начали занимать значительную нишу в отбойных сооружениях и продолжают заменять традиционные материалы в проектах восстановления береговой линии. (Кроме того, обертки из стеклопластика становятся обычным способом ремонта на месте бетонных, деревянных и стальных свай. См. Вторую боковую панель внизу этой страницы.)

Кристофер Гримнес, менеджер по развитию компании Harbour Technologies (Брансуик, штат Мэн), производителя круглых свай, армированных стекловолокном, видит хорошую погоду.«Это займет время», — отмечает он. И, как и многие его коллеги, Гримнес полагается на слухи о текущих успехах, чтобы прояснить любые неправильные представления о композитных сваях и помочь поставщикам свайных свай ориентироваться в будущих конкурентных водах в этой морской нише. «С каждым успехом, — говорит он, — появляются новые возможности».

Информационный бюллетень по шпунтованию

Когда на рынке прибрежных конструкций появились композитные шпунтовые сваи из стеклопластика, они были классифицированы как «в лучшем случае самые легкие из света», — говорит Бен Браун, технический директор Crane Materials International (CMI, Атланта, Джорджия.). «Применения ограничивались переборками высотой менее 10 футов [3 м], и именно здесь композиты оставались на долгие годы», — добавляет он.

«Меньшие коммерческие применения — это место, где композитные шпунтовые сваи получили наибольшее распространение», — подтверждает Дастин Траутман, директор по маркетингу и разработке продуктов Creative Pultrusions (Alum Bank, Пенсильвания). «Более экономично использовать композиты между стенами высотой от 6 до 10 футов», — объясняет он. «При этом трудно конкурировать с винилом. Кроме того, со сталью трудно конкурировать из-за дисбаланса в Минэкономики.
MOE (модуль упругости) — один из основных инструментов, используемых инженерами для измерения степени прогиба шпунтовой системы в зависимости от высоты стены, нагрузок на грунт и других факторов. Винил имеет MOE ~ 380 000 фунтов на квадратный дюйм; древесина составляет приблизительно ~ 1,5 миллиона фунтов на квадратный дюйм. «При использовании композитных шпунтовых свай мы наблюдаем MOE от 4,2 до 4,5 миллионов фунтов на квадратный дюйм», — говорит Джефф Моро, разработчик продукции в компании Gulf Synthetics (Сувани, Джорджия), которая возникла из пепла ныне несуществующей компании Northstar Vinyl Products (Картерсвилл). , Ga.).

Между тем, MOE стальной шпунтовой сваи обычно составляет от 24 до 30 миллионов фунтов на квадратный дюйм. По словам Брауна, USACE классифицирует шпунтовые сваи на шесть категорий в зависимости от их жесткости на изгиб, как это определено Министерством энергетики: две малые, две средней толщины и две толстые. Несмотря на достижения в дизайне, большинство современных композитных шпунтовых свай конкурируют в нижней половине диапазона прочности USACE.

Текущие продукты включают ShoreGuard GG-20 и GG-30 от CMI, шпунт Polaris от Gulf Synthetics, CompositeZ 100 от Composite Components Inc.(CCI; Норт-Палм-Бич, Флорида), шпунт EverComp от Everlast Synthetic Products (Вудсток, Джорджия) и система SuperLoc от Creative Pultrusions.

«Когда дело доходит до замены металлических конструкций на композитные шпунтовые сваи, главным ограничивающим фактором является прочность конструкции», — говорит Моро. Тем не менее, вместо того, чтобы смотреть на прочность стальной конструкции, которая потребуется для конкретного применения дамбы, и сравнивать ее с альтернативными материалами, Моро говорит, что инженеры должны сосредоточиться на том, что действительно требуется для работы.В качестве иллюстрации Моро отмечает, что PZ-27, популярная стальная конструкция, используемая в шпунтовых системах, весит 27 фунтов / фут². «Было бы практически невозможно спроектировать композитный лист, который бы напрямую конкурировал с PZ-27», — признает Моро. «Однако, если вы посмотрите на приложения, в которых указан PZ-27, только в небольшой части из них действительно требуется сила PZ-27». Он утверждает, что в центре внимания должен быть срок службы. «Каждый год стальная стена теряет несколько мил толщины стенки из-за коррозии, и эту потерю необходимо учитывать в системе стальных шпунтовых свай», — объясняет он.В стальной конструкции, например, «инженер может указать изделие толщиной 0,38 дюйма / 9,7 мм, но если толщина стенки будет указана на основе того, что будет выполнять работу с точки зрения прочности», — отмечает он, — « фактическая толщина стенок будет больше в пределах одной стотысячной — структурное требование больше в диапазоне композитов ».

Лицом к лицу с тяжелой сталью

Соответственно, CMI представила несколько новых композитных шпунтовых профилей, предназначенных для проникновения в сегмент более толстых.Первые два представляют собой коробчатые профили: ShoreGuard GG-50 имеет ширину 36 дюймов / 91 см и толщину 0,355 дюйма / 0,9 см; GG-70 имеет ширину 48 дюймов / 122 см и толщину 0,470 дюйма / 1,2 см. Ранее самый большой композитный лист из стеклопластика CMI имел ширину 18 дюймов / 46 см и толщину 0,26 дюйма / 0,27 см.

Еще больше — пара, разработанная специально для замены стальных шпунтовых свай AZ-13 и PZ-22: сваи CMI GG-75 имеют Z-образный профиль шириной 24 дюйма / 61 см, а Z-профиль GG-95 имеет размеры 30 дюймов / 76,2 см в ширину и на 0,54 дюйма / 13.Толщина 7 см, модуль упругости по Z-образному сечению составляет 3145 см3 / м (58,5 дюйма3 / фут). Два Z-профиля объединяются, чтобы создать коробчатый профиль шириной 60 дюймов / 1,5 м, ориентированный, по консервативным оценкам, на переборки шириной 20 футов / 6,1 м, в зависимости от почвы и других аспектов, — говорит Браун.

Компания Gulf Synthetics применила другой подход к сваям большой толщины. Система AquaTerra объединяет арматуру GeoGrid компании Tensar International Corp. в Атланте, штат Джорджия, с композитным шпунтом Polaris от Gulf. Системы
GeoGrid, напоминающие большие сети, обычно используются с подпорными стенками.Армирование засыпки стены с помощью системы GeoGrid предотвращает воздействие грунтовой нагрузки на подпорную стену. Однако до сих пор не существовало способа прикрепления GeoGrid к шпунту. Решение компании Gulf основано на использовании вертикального шпиля GridSpine, который соединяет две шпунтовые сваи вместе, и композитных стержней, которые проходят горизонтально через отверстия в GridSpine. Компания предлагает соединитель Tensar Bodkin для механического соединения GeoGrid и шпунтовой стены вдоль композитного стержня.GeoGrid устраняет необходимость во внешних стенках (горизонтальных опорах), торцевых сваях и анкерах и, следовательно, по сообщениям, позволяет использовать композитные листы в более высоких стенах, но также делает это по сниженной цене.

«Система AquaTerra снимает нагрузку с шпунта», — говорит Моро. Следовательно, подпорные стены, которые когда-то предназначались для толстостенных стальных свай, теперь могут быть построены из легкого композитного листа. «Когда речь идет уже не о прочности конструкции, а об экономике, — добавляет Моро, — мы значительно снижаем стоимость металлической конструкции, особенно с учетом срока службы.”

Траутман из компании

Creative Pultrusions считает, что система AquaTerra позволит выйти на новый рынок для композитных шпунтовых свай. Департамент качества окружающей среды (DEQ) Нью-Йорка уже определил систему AquaTerra для проекта восстановления береговой линии на Лонг-Айленде. Система также обеспечивает 100-летнюю стену урагана, построенную вокруг Капеллы-де-Педрегаль, эксклюзивного курорта, выходящего прямо к Тихому океану, в Кабо-Сан-Лукас, Мексика. Хотя первоначальный дизайн дамбы предусматривал 6 м / 19.Бетонная стена высотой 7 футов, частично засыпанная песком в эстетических целях, подъем уровня грунтовых вод и тот факт, что доступ тяжелого оборудования к удаленной рабочей площадке был ограничен, сделали использование бетона, стали и камня невозможным. Несмотря на высоту стены, AquaTerra соответствовала желаемым спецификациям, а инженеры удовлетворили эстетические требования, разработав метод приклеивания камня, гранита или лепнины к поверхности шпунта.

Моро сейчас работает над более прочной композитной шпунтовой сваей.В соответствии с соглашением о совместном сотрудничестве компании Gulf Synthetics и Bayer MaterialScience (Леверкузен, Германия) разрабатывают новые «сверхпрочные составы смол морского качества», — говорит Моро. «Мы собираемся создать … композитный продукт, который … будет конкурировать с нынешними композитными шпунтовыми сваями по цене», — утверждает он. Сообщается, что новая смола будет предлагать вдвое большую прочность на сдвиг, чем обычный уретан.

Изготовление прочного шпунтового профиля

Учитывая характерный непрерывный профиль, композитные шпунтовые сваи из стеклопластика производятся методом пултрузии.Gulf Synthetics заключает контракт с Creative Pultrusions на производство профилей Polaris, которые пултрузируют с использованием уретан-модифицированной винилэфирной смолы от Reichhold (Research Triangle Park, Северная Каролина) в традиционной открытой системе ванн. Профили набиты ровницей и требуют трех слоев двунаправленной тканой волокнистой ткани, которая увеличивает прочность в продольном (0 °) направлении и в поперечном (90 °) направлении. Также доступно дополнительное армирование системой блокировки шпунтовых свай длинноволокнистым углеродом.Покрывающая вуаль используется для предотвращения распускания волокон и разрушения под воздействием ультрафиолета.

«Мы тесно сотрудничали с Reichhold, чтобы разработать систему смол морского качества, которая была бы гидрофобной для уменьшения водопоглощения», — говорит Моро. По словам Траутмана, водопоглощение — это явление, которое учитывается при проектировании всех шпунтовых систем, отмечая, что «уретановые системы обычно демонстрируют 15-процентное снижение прочности на сжатие в течение 50-летнего срока службы».

«Основная задача пултрузии шпунтовых свай заключается в том, чтобы армировать стеклом соединения, используемые для соединения профилей свай», — говорит Гленн Бэрфут, менеджер по корпоративному маркетингу компании Pultruder Strongwell (Бристоль, Вирджиния.). Без хорошего наполнения волокном вы рискуете потрескаться в поле ». «При больших профилях, подобных тем, которые недавно представила CMI, также критически важно иметь адекватную тяговую способность и правильно управлять процессом отверждения», — добавляет Бэрфут. Кроме того, продукты CMI производятся методом пултрузии с использованием запатентованной полиэфирной смолы, разработанной для морских применений.
«Это тщательно спроектированные продукты», — подчеркивает Браун из CMI. «У вас нет однородной смеси материалов. Он несовместим по дизайну, и самое главное, что он произведен хорошо и с хорошим контролем качества », — добавляет он.

Creative Pultrusions также производит собственные системы свай SuperLoc из полиэстера или двухкомпонентной полиуретановой смолы. Для последнего компания использует технологию прямого впрыска, а не открытую ванну для нанесения смолы на волокно при производстве более тяжелых листов 1610 SuperLoc толщиной 10 дюймов / 245 мм и шириной 24 дюйма / 610 мм. «Мы используем технологию впрыска под высоким давлением, чтобы придать детали более высокую объемную долю стекловолокна и очень низкий коэффициент вариации с точки зрения воспроизводимости прочности материала», — поясняет Траутман.В изделиях SuperLoc используются прошитые ткани, маты из непрерывного волокна, ровницы из Е-стекла и тяжелая вуаль. Полностью композитная система включает композитные угловые соединители, верхние заглушки, ригели, тяги и крепежные детали.

Округление круглых стопок

В отличие от производителей шпунтовых свай, производители круглых композитных свай не все придерживаются определенного производственного процесса. Круглый ворс можно сделать несколькими способами. «Яблоки не всегда сравнивают с яблоками, — признает Гримнс из Harbour Tech.«И хотя мы все можем соответствовать спецификациям, не всегда ясно, где наши продукты лучше или хуже, чем другие».

Первые круглые сваи, которые оказали влияние на рынок марин и набережных, были прочными конструкциями. Круглая свая Composite Pile 40 (CP40), заполненная бетоном трубка с волокнистой намоткой от Lancaster Composites (Ланкастер, Пенсильвания), была представлена ​​на рынке более 10 лет назад. По прочности на изгиб она должна быть равна стальной трубе сортамента 40 того же диаметра.

Без твердого бетонного сердечника сваю, намотанную волокном, невозможно забить во что-либо, что оказывает большое сопротивление. Бетон удваивает прочность на изгиб сваи с намотанной нитью и сопротивляется раздавливанию и короблению, утверждает президент компании Роберт Грин, объясняя, что даже если бетон треснет внутри трубы, он все равно будет поддерживать, позволяя, например, изгибать заполненную трубу. дюймов / 508 мм, прежде чем он выйдет из строя, когда без заполнения он выйдет из строя при 10 дюймах / 254 мм. Между тем, трубка из стеклопластика обеспечивает прочность на сжатие, в три раза превышающую испытанное psi бетонного сердечника, и защищает сердечник от коррозии.«Наши сваи примерно на 40 процентов прочнее дерева того же диаметра», — добавляет он. Эта прочность позволяет CP40 работать не только в тяжелых отбойных устройствах, но и при строительстве пирсов.

Трубка CP40 FRP изготовлена ​​из ровницы из Е-стекла и структурной эпоксидной смолы. В процессе намотки нити наматываются чередующиеся слои богатого смолой волокна, сначала в окружном направлении, а затем в продольной ориентации. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута заданная толщина стенки.Чтобы предотвратить ослабление волокон, которые мешают достижению полной прочности на разрыв, ровницы оборачивают под давлением 10 фунтов на квадратный дюйм.
Lancaster использует изготовленную на заказ машину для непрерывной намотки нити, которая позволяет компании изготавливать сваи любой длины. Однако при транспортировке по дороге длина сваи обычно ограничивается от 90 до 95 футов (от 27 до 29 м). Средняя толщина стенки трубы из стеклопластика составляет 0,2 дюйма / 5 мм. Заливку бетоном можно выполнять на строительной площадке или рядом с ней, чтобы снизить транспортные расходы.

В одном из таких приложений для базы ВМС США в Порт-Хэдлоке (Индиан-Айленд, Вашингтон) компания Lancaster отправила полые сваи длиной 93 фута / 28,4 м и диаметром 16,5 дюйма / 419 мм в Беллингхэм, штат Вашингтон, и получила их залит бетоном местной компанией.

«Мы заполняем трубы безусадочным бетоном», — добавляет Грин, отмечая, что добавляется небольшое количество расширительного агента, чтобы сердцевина расширялась и застывала, создавая постоянное положительное напряжение на внутренней стенке трубы из стеклопластика. Это предотвращает проскальзывание между двумя элементами, которое может привести к потере прочности и преждевременному выходу из строя.

Пустотные сваи имеют свое дело

Полые композитные сваи, которые для прочности основаны на армировании волокном, а не на заполнителе, подобном бетону, не были так легко приняты на рынке, как их сплошные собратья. Гримнес указывает на ранние неудачи, с которыми столкнулись те, кто пытался забивать трубы с филаментной намоткой, изначально предназначенные для дренажных операций. «Труба с намотанной нитью имеет небольшую продольную опору для волокна, поэтому она не передает нагрузку от приводного механизма вниз через сваи и в землю», — объясняет Гримнес.«Вместо этого он будет поглощать нагрузку за счет деформации, расширения и, возможно, разрушения».

Однако пустотелые композитные сваи, производимые сегодня такими компаниями, как Harbour Tech и Pearson Pilings (Фолл-Ривер, Массачусетс), представляют собой новое поколение круглых свай. Обе компании используют вакуумную инфузию для производства круглых свай, которые, как сообщается, не имеют проблем с проходимостью. «Мы успешно проехали по самым твердым из ледниковых отложений в штате Мэн, коралловым щебням во Флориде и лавовым камням на Гавайях», — говорит Гримнес. (Компания Harbour Tech недавно добавила возможности для пултрузии и планирует производить пултрузию меньших, более стандартных размеров, но продолжит вакуумную инфузию своих больших, изготовленных по индивидуальному заказу, свай.)

В большинстве случаев, — объясняет Гримнес, — мы просто приспосабливаемся к условиям почвы, увеличивая толщину стенок для более твердых почв, — добавляет он. В крайних случаях можно добавить стальной или бетонный забивной наконечник или башмак, или можно просверлить отверстия в земле перед забивкой сваи.

Последний потребовался для установки отбойных свай в плотной лавовой породе на базе подводных лодок ВМС США в Беконинг-Пойнт, Гавайи. Компания Harbour Tech поставила 16-дюймовые / 406-миллиметровые сверхпрочные сваи с защитным кожухом из полиэтилена высокой плотности, специально разработанным для того, чтобы выдерживать износ, вызываемый трением от подводных лодок, пришвартованных к причалу.HDPE используется для самых тяжелых абразивных работ. Другие варианты отделки включают легкую вуаль для применения в условиях слабой видимости и малой видимости, а также трехкомпонентное стойкое к истиранию покрытие для использования в маринах с повышенной видимостью и высокой проходимостью.

«Основным преимуществом композитных свай в настоящее время являются отбойные устройства», — говорит Гримнес. «Фендеринг составляет примерно 90 процентов рынка композитных свай». Более пластичные композитные сваи поглощают до 15 раз больше энергии, чем древесина аналогичного поперечного сечения, а низкий коэффициент трения композитов позволяет кораблям легче скользить по крылу после удара.

Ключ к хорошей полой свае отбойного молотка — найти правильный баланс между прочностью и гибкостью. «Мы хотим, чтобы свая была достаточно жесткой, чтобы врезаться прямо в землю, но тогда, если ее ударит корабль, свая должна прогнуться», — объясняет он. «Мы приравниваем его к доске для прыжков в воду из стекловолокна, у которой есть восстанавливаемый прогиб — она ​​может сгибаться и возвращаться обратно».

Для отбойных работ компания Harbour Tech рекомендует использовать HarborPile диаметром 18 дюймов / 457 мм со стенкой толщиной 0,75 дюйма / 19 мм, рассчитанный на несущие и боковые нагрузки, обеспечивая при этом способность поглощать удары.Это HarborPile может быть нестандартного размера от 8 дюймов / 203 мм в диаметре с секцией стенки 0,25 дюйма / 6,25 мм или до 2 футов / 0,6 м в диаметре с толщиной 2 дюйма / 51 мм. стена длиной 100 футов / 30,5 м. Смола на основе сложного винилового эфира используется для обеспечения прочности, гибкости и низкого водопоглощения.

«Мы армируем тяжелыми четырехосными материалами, поэтому волокна проходят во всех четырех направлениях», — поясняет Гримнес. «Примерно 50 процентов движется в продольном направлении [0 °], что улучшает управляемость.Остальная часть волокна сбалансирована между +/- 45 ° и 90 ° ».

Хотя Harbour Tech решительно продвигает использование композитных свай без набивки с точки зрения проходимости, Grimnes допускает, что при несущих нагрузках может потребоваться заливка бетоном или другим плотным материалом. Согласно Pearson Piling, заполнение сваи бетоном «несколько увеличит жесткость, но не увеличит боковую нагрузочную способность, потому что бетон потрескается задолго до того, как композит начнет принимать на себя нагрузку.”

Но Гримнес отмечает, что полая свая, изготовленная по индивидуальному заказу, с более толстыми стеновыми ламинатами также может соответствовать требованиям по несущей способности. «Наша свая не требует бетонной засыпки, — настаивает он, — если вы сделаете стену достаточно толстой».

Накапливая возможности

Ожидается, что продолжение исследований и разработок по обеим сторонам арены для морских свай из композитных материалов, как листовых, так и круглых, будет стимулировать использование композитов в прибрежных зонах на долгие годы. Гримнес прогнозирует большее количество структурных применений для композитных круглых свай в ближайшем будущем — уверенность, которая подкрепляется объемом работ, выполняемых по указанию федеральных агентств, агентств штата и университетов, где жизнеспособность композитных свай из стеклопластика изучается в приложениях, которые включая мостовые опоры.