2021-01-11
2020 год не очень легким но коллектив компании справился со всеми трудностями и смог завершить свои обязательство по договорам на следующих объектах:

— «Создание нового производства малеинового ангидрида (МАН) мощностью 45 тыс.тонн в год на площадке ООО «СИБУР Тобольск», г. Тобольск — «Марченковская ВЭС» в рамках реализации проекта «Строительства ВЭС 300 МВт»

2020-08-09
В честь празднования Дня строителя состоялось торжественная церемония награждения почетными грамотами и благодарственными письмами следующих сотрудник

Таранов Павел Владимирович, Машинист буровой установки, награжден Почетным Званием «Заслуженный строитель Республики Башкортостан», стаж работы на предприятии 14 лет;

Когда воздвигаются новые жилые объекты в историческом центре или спальных районах с плотной застройкой, лучшим решением становится использование буронабивных свай. В Москве и других крупных городах России это технология сегодня лидирует. В отличие от забивных свай, в данном случае динамические нагрузки на грунт минимальны, поэтому близко расположенные здания не подвержены риску разрушения.

Требования к технологии

Диаметр скважин для свай обычно достигает 400 мм. Готовая скважина заливается цементом через полый шнек под давлением. Не давая бетону застыть, в скважину вслед за смесью опускают каркас для предотвращения горизонтального разрушения сваи. Когда бетон застывает, получается крепкая и долговечная железобетонная конструкция, которая станет для будущего строения надежной опорой.

К монтажу свайных фундаментов в Нижнем Новгороде и других городах России предъявляется ряд требований:

• В целях экономии времени скважины можно бурить одновременно, но только если расстояние между ними в три раза больше диаметра скважины. В противном случае, скважину придется сначала забетонировать, подождать сутки и лишь потом приступить к следующей.
• Важно сохранять постоянное давление в процессе бетонирования, если же оно падает, то и извлечение шнековой колонны должно идти пропорционально медленнее. В процессе заливания смеси возвратно-поступательные движения шнека должны идти непрерывно.
• Незагрязненная бетонная смесь, появляющаяся из скважины, говорит о том, что она заполнена. После этого наступает этап монтажа кондуктора и бетонирование части сваи, поднимающейся над землей.
• Армирование происходит не позднее, чем в течение 20 минут после того, как скважина заполнена, а устье полости очищено.

Требования СНиП

При изготовлении свайных фундаментов в Волгограде важно соблюдать строительные нормы и правила:

• Продольные пояса каркасов должны располагаться на одинаковом расстоянии.
• Предписанный класс арматуры А3.
• Диаметр каркаса на 140 мм уже диаметра скважины.
• Длина секции каркаса не должна превышать 11,7 м. Если армируется скважина большого диаметра, каркасы свариваются на площадке перед погружением.
• Арматуру усиливают металлическими кольцами с шагом в 2 м.
• Необходимо наличие защитного слоя бетонной смеси вокруг арматуры толщиной выше 7 см.
• Чтобы каркас располагался равномерно, используют фиксаторы на стальных кольцах.
• Важна правильная консистенция бетонной смеси, чтобы последняя могла свободно двигаться при бетонировании.
• Для буронабивных свай предназначен бетон марки М300.

Заявка отправлена

Защитный слой бетона для арматуры в фундаменте

Фундамент – основа любого здания, от которой зависит прочность и долговечность всего строения в целом. То есть значение этого «нулевого цикла» строительства – сложно переоценить: всё должно быть выполнено на основании расчетов и со строгим соблюдением всех установленных правил.

 Самым, пожалуй, универсальным, и оттого – наиболее популярным у частных застройщиков является ленточный фундамент. Довольно широко в последнее время применяется и плитная разновидность. Органичное сочетание монолитного бетона и правильно смонтированного армирующего каркаса обеспечивает надежность основы для дальнейшего строительства. Но арматурные пруты, придающие необходимую пространственную жёсткость железобетонной конструкции, сами нуждаются в определенной защите. Это налагает дополнительные требования к формированию каркаса. А если точнее – должен обязательно выдерживаться защитный слой бетона для арматуры в фундаменте.

Это вовсе не мелочь, как могут подумать некоторые начинающие строители. И толщина этого слоя тоже подчиняется определенным правилам, о которых как раз и пойдет речь в настоящей публикации.

Если посмотреть на чертежи или фотографии правильно смонтированных армирующих каркасов будущих железобетонных конструкций, подготовленных к заливке раствора, то можно сразу заметить, что арматурные пруты никогда не касаются стенок опалубки. Таким образом, после заполнения бетоном и его созревания между металлическими деталями и краем конструкции всегда получается прослойка определенной толщины. Именно она в технической документации и в практике строительства и называется «защитным слоем».

Армирующий каркас компенсирует недостаток бетона – низкую прочность при нагрузках на растяжение или излом. То есть надёжность конструкции в равной мере зависит и от качества бетонирования, и от правильности ее армирования.

Сами по себе арматурные пруты, изготовленные в соответствии с ГОСТ, обладают необходимым запасом прочности и рассчитаны на длительную эксплуатацию. Однако, сталь неустойчива к воздействию на нее химических соединений и влаги – от коррозии избавиться полностью не удается. Ну а если делать каркас из металла, не подвергающегося коррозии, то такое строительство становится чрезвычайно дорогим – нерентабельным.

Цены на арматуру

арматура

Для максимально возможного снижения негативного влияния на металл используются способы антикоррозийной обработки арматурного прута — оцинкованием и оксидированием. Но и подобный подход тоже дешевым не назовешь, да и не дает он абсолютной застрахованности от возникновения коррозийных процессов. Это связано с тем, что защитная пленка не обладает слишком высокой прочностью, так как ее толщина составляет всего несколько микрон. Поэтому неаккуратная транспортировка или сварка легко нарушают целостность покрытия. Теряется защита и на торцах  в местах реза прутов.

Еще одной опасностью для защитного слоя на арматуре являются наполнители бетонного раствора, представляющие собой щебень или гравий. При заполнении опалубки с установленным в ней арматурным каркасом грубым бетонным раствором, острые края камня легко повреждают гальванический или цинковый слой.

А так ли опасна коррозия арматурного каркаса? Может, особой беды в этом и нет?

Увы, но опасность действительно велика. И дело даже не столько в том, что сами пруты теряют свои прочностные характеристики – чтобы такая потеря стала ощутимой, потребуется немало времени (хотя и этот аспект нельзя сбрасывать со счетов).

Но очаги коррозии внутри железобетонной конструкции неизбежно ведут к появлению внутренних пустот. Сначала, вроде бы, небольших, но довольно быстро расширяющихся, превращающихся в трещины, которые под действием влаги и отрицательных температур приводят к эрозии, разрушению, осыпанию бетона. А вот это уже – беда серьезная, требующая принятия срочных мер.

Поэтому арматурный каркас, находящийся внутри бетонного монолита, необходимо в максимальной степени отгородить от проникновения к нему влаги в любом виде. Необходим барьер от агрессивного воздействия различных химических растворов, образующихся вследствие ставшего уже обыденным явлением техногенного загрязнения воздуха и грунта. Кстати, немалую роль в нейтрализации процессов химической коррозии играет щелочная среда, присущая бетону.

Вот в роли такой преграды и выступает прослойка, называемая «защитный бетонный слой». Но этим ее функции не ограничиваются. По сути, правильно созданная прослойка обеспечивает стабильную комплексную «работу» стального прута и бетона.

Цены на цемент

цемент

Итак, защитный бетонный слой выполняет следующие функции:

• Обеспечивает требуемое позиционирование арматурного каркаса внутри бетонного массива.
• Способствует равномерному распределению нагрузки на арматуру и основную массу бетона.
• Защищает металл от влаги, химических реагентов, иных негативных внешних воздействий, возникающих при сезонных изменениях погодных условий.
• Создаёт возможность качественной анкеровки (закрепления) арматуры в бетоне для обустройства стыковки арматурных каркасов соседних ж/б-конструкций или переходов на другой уровень.
• Значительно повышает огнестойкость железобетонной конструкции.
• Служит надежным основанием для последующего монтажа дополнительной защиты (гидро— и термоизоляции), на надземных участках фундамента – цокольной отделки.

Толщина этого защитного слоя берется «не с потока». Если она будет меньше установленной нормативами, то металл все равно начнет постепенно разрушаться коррозией. В то же время выдерживать ее чрезмерно большой (не нарушая при этом расчетных размерных параметров арматурного каркаса) – возрастут общие затраты на строительные материалы. Поэтому, необходимо выбрать единственно верный вариант этого параметра, который, как говорилось выше, нормируется СНиП.

Зависит толщина защитного слоя от следующих моментов:

• Диаметр и тип арматурного прута. Чем больше размер прута в сечении, тем толще должен быть защитный слой
• Сила и характер механической нагрузки на фундамент.
• Условия окружающей среды, в которые будет эксплуатироваться конструкция. Например, если фундамент устанавливается на влажных почвах, необходима надежная гидроизоляция конструкции. И в этом случае толщина защитного бетонного слоя должна быть максимально допустимой. Более подробная информация, касающаяся воздействия на железобетонную конструкцию внешних агрессивных сред, находится в СНиП 2.03.11—85 «Защита строительных конструкций от коррозии» в пунктах 2.18.- 2.29. и таблицах № 9—11.

Позаботьтесь о фундаменте – он требует утепления и гидроизоляции!

К сожалению, очень многие неопытные строители игнорируют вопросы дополнительной защиты основания дома от воздействия влаги и отрицательных температур. Чтобы обеспечить максимальную долговечность здания и комфортность проживания в нем необходимо провести комплекс работ по гидроизоляции фундамента тем или иным способом, а затем выполнить и утепление фундамента. Обо всем этом – в специальных публикациях нашего портала.

• Тип строения или отдельно расположенного железобетонного изделия. Размеры слоя для каждого из типов нормируются специальными документами.
• Технические эксплуатационные условия. В арматурном пруте, используемом в конструкциях с большой нагрузкой, возникает большее напряжение, чем в тех, которые имеют незначительную нагрузку. Стало быть, и защита для него должна быть более полноценной.

• Функциональная нагрузка на металлические изделия. Арматура в каркасе может быть конструктивной, распределительной или же рабочей. Каждый тип прута монтируется в каркас соответственно рекомендациям, данным в нормативных документах по возведению и обустройству железобетонных и бетонных конструкций.

Конкретные значения толщины защитного слоя бетона устанавливаются нормативными документами — СНИП и созданными на их основе Сводами Правил. При этом обязательно учитываются особенности железобетонной конструкции, о которых было сказано выше.

Нормативы «разбросаны» по нескольким документам, поэтому попробует все же сделать некую «сублимацию», чтобы картина получилась максимально наглядной.

• Если обратиться к положениям СНиП 52—01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», пункт 7.3 «Требования к армированию», то в их подпунктах о защитном слое сказано, что толщина защитного слоя бетона должна быть не меньше диаметра арматурного прута, но при этом и не меньше 10 мм.
• Теперь – Свод Правил СП 50—101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». Здесь уже информация – более конкретная:

— Для продольной рабочей арматуры фундаментных балок (ленточных фундаментов) и сборных оснований толщина защитного слоя должна выдерживаться не менее 30 мм.

— Для монолитных фундаментов рекомендуется выполнять бетонную подготовку основания, толщиной 100 мм. Допускается трамбованное песчаное или щебенчатое заполнение с последующей заливкой стяжки. В обоих этих случаях толщина защитного слоя для продольной рабочей арматуры в области подошвы должна составлять не менее 35 мм.

— Если монолитный фундамент, по обоснованным соображениям, будет заливаться без упомянутой выше бетонной подготовки, только на песчано-щебеночную подушку, то защитный слой в области подошвы должен составить не менее 70 мм.

• Следующий регламентирующий документ – Свод Правил СП 52—101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры». Он дает нам следующую информацию:

— Для железобетонных конструкций, расположенных в закрытых помещениях с нормальным или пониженным уровнем влажности, для рабочей арматуры достаточно толщины защитного слоя 20 мм.

— То же, но для помещений с повышенным уровнем влажности и без проведения в них специальных дополнительных защитных мероприятий, толщина защитного слоя возрастает до 25 мм.

— Для железобетонных конструкций, расположенных на открытом воздухе, без проведения дополнительных защитных мероприятий, потребуется слой в 30 мм.

— Для конструкций, расположенных в грунте, в том числе и в фундаментах при выполнении бетонной подготовки, устанавливается минимальная толщина слоя в 40 мм.

При использовании сборных элементов толщина защитного слоя для них может быть уменьшена на 5 мм.

Для конструктивной арматуры показатели толщины защитного слоя также могут быть уменьшены на 5 мм по сравнению с нормативами для рабочих прутов. Но при этом все равно соблюдается жесткое правило, чтобы толщина слоя не стала меньше диаметра самой арматуры.

• Еще один очень интересный документ. Если посетить форумы профессиональных строителей, то можно заметить массу положительных отзывов о справочном пособии «Проектирование железобетонных конструкций» под редакцией доктора технических наук А. Б. Голышева. Эта книга вышла еще в 1985 году в Киевском издательстве «Будiвельник», затем неоднократно переиздавалась. И, по мнению многих профессионалов — ничего лучше до сих пор для практических расчетов не предложено. Есть смысл ознакомиться и с рекомендациями этого справочного пособия:

— Толщина защитного слоя для сборных фундаментов и фундаментных балок, вне зависимости от сечения – 30 мм.

— Для монолитных фундаментов, устраиваемых на бетонной подготовке, или без нее, но на скальной грунте – 35 мм.

— Монолитные фундаменты без предварительного выполнения бетонной подготовки – 70 мм.

— Для поперечной, распределительной и конструктивной арматуры, если минимальный размер сечения (высота или ширина) конструкции менее 250 мм, толщина защитного слоя должна составлять не менее 10 мм. При размерах сечения более 250 мм этот параметр возрастает до 15 мм. Понятно, что им в этом случае действует единое правило – толщина не может быть меньше диаметра арматурного прута.

Этим же пособием рекомендуется толщина защитного слоя с торцевых сторон продольных и поперечных арматурных прутьев, проходящий по все длине или ширине железобетонной конструкции.

— Для сборных элементов длиной до 9 метров включительно – 10 мм.

— Для монолитных элементов длиной до 6 метров, при диаметре арматуры до 40 мм – 15 мм.

— Для монолитных элементов длиной свыше 6 метров при диаметре арматурных прутов до 40 мм, а также для конструкций любой длины при диаметре прутов более 40 мм – 20 мм.

• Наконец, стоит посмотреть еще и на СНиП 3.03.01—87 «Несущие и ограждающие конструкции», в котором оговорены возможные отклонения от заданных параметров толщины защитного бетонного слоя:

Грамотно используя рекомендации всех перечисленных выше руководящих документов, можно правильно спланировать конструкцию армирующего каркаса для фундамента. Никаких послаблений на этот счет (кроме указанных в последней таблице) быть не должно. В противном случае сохранность и долговечность создаваемого фундамента гарантироваться ничем не будет.

В данной публикации мы не станем подробно останавливаться на иных правилах монтажа арматурного каркаса для фундамента. Это – очень обширная тема, и она хорошо рассмотрена в других статьях нашего портала.

Качество и правильность монтажа армирующего каркаса – залог надежности и долговечности фундамента

Создание армирующей конструкции должно основываться на проведенных расчетах и выполняться в строгом соответствии с установленными нормативами. Вопросам армирования ленточного фундамента посвящена специальная подробная статья нашего портала, в которой приведены и примеры расчетов, и базовые чертежи наиболее сложных узлов. Технологии вязки арматуры под ленточный фундамент уделена отдельная публикация. Ну а если в планах — создание монолитного плитного фундамента – то и на этот счет найдется немало полезной информации.

Если ознакомиться с рекомендуемыми инструкциями (к которым ведут ссылки), то становится понятно, что величина защитного слоя закладывается уже при проведении расчетов каркаса и составлении чертежей будущей арматурной конструкции. Но как соблюсти это уже на практике?

Понятно, что нижний ярус арматуры должен быть приподнят над уровнем дна траншеи (котлована) на необходимую высоту. Полную безграмотность проявляют те «мастера», которые используют в качестве подпорок оставшиеся после монтажа опалубки обрезки доски или бруса. Дерево, во-первых, недолговечно, а во-вторых — не станет преградой для проникновения влаги. И в местах таких опор под подошвой неизбежно появятся очаги распространения коррозии стальной арматуры.

Допустимый, но, скажем прямо, не самый идеальный вариант – использовать для подкладок обломки кирпича или бетона. Все равно «герметичность» защитного слоя в точках опоры будет недостаточной.

Цены на бетономешалку

бетономешалка

Оптимальным вариантом видится применение специальных полимерных стоек. Они выпускаются различной высоты, то есть имеется возможность подобрать именно такие, какие требуются для данной конструкции. Стоимость их, особенно на фоне общих затрат на создание фундамента — совсем невелика. Но зато они имею полую конструкцию, которая также заполнится бетоном при заливке, и арматура будет «запечатана» бетоном по все длине.

Аналогичным образом удобнее всего поступить и для создания необходимого просвета между внешними продольными прутьями и стеками опалубки. При заливке весьма тяжеловесного бетонного раствора каркас может сместиться, и его требуется надежно зафиксировать в определенном положении. Для этого применяются специальные фиксаторы—«звездочки» требуемого радиуса. Устанавливаются они буквально одним движением, и проблема решается сама собой.

Ознакомьтесь с особенностями выполнения работ, как заливать фундамент зимой, из нашей новой статьи на нашем портале.

Кстати, можно посмотреть интересный видеосюжет, в котором мастер делится секретом самостоятельного изготовления бетонных фиксаторов для арматуры. Очень неплохой вариант в тех случаях, когда нет возможности приобрести специальные «стаканы» или «звездочки».

Непосредственно перед заливкой бетона, после окончания монтажа арматурного каркаса, имеет смысл еще раз внимательно осмотреть созданную конструкцию. Случается, что какой-либо поперечный конструктивный прут своим торцом «опасно приближается» к стенкам опалубки. Лучше это устранить сразу – подрезать его для задания требуемого просвета. В противном случае именно в этой точке может образоваться скол бетонной поверхности, появиться поверхностная трещина. И хорошо, если этим все ограничится – хуже, когда такой участок становится очагом распространения масштабной эрозии бетона.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, для того чтобы создать равномерный защитный бетонный слой, необходимо выставить армирующий каркас с учетом установленных норм, то есть разместить арматурные пруты на заданном расстоянии ото дна и от стенок опалубки. При заливке бетонного раствора, его необходимо максимально равномерно и плотно распределить по всей емкости опалубки. Этим обеспечится равномерное распределение нагрузок, а металл арматурного «скелета» будет должным образом защищен от внешних воздействий, а значит — и от возникновения очагов коррозии. А это, в свою очередь – залог общей долговечности и надежности всего фундамента в целом.

Защита арматуры с помощью бетона

Железобетонные конструкции состоят из двух компонентов:

1. Бетон – искусственный камень, который отлично работает на сжатие, не боится воды, но совершенно неустойчив к растяжению на изгиб;
2. Cтальная арматура – строительный компонент для каркаса бетонных конструкций. Металл работает на изгиб, поэтому создает запас напряжения для бетонных элементов, чтобы они не разрушались под действием вертикально направленных нагрузок.

Сколько бы не было металлических компонентов в камне, они должны быть надежно защищены от губительной влаги. В пустотных плитах, лестничных маршах, в монолитном или сборном фундаменте – везде необходим защитный слой бетона для арматуры. Он определяется конструктивно.

Нормативная документация

Размер защитного слоя определяется, согласно:

• СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»;
• СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»;
• СНиП 52.01.2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

Для плиты межэтажного перекрытия и фундаментного блока минимальный/максимальный размер защиты армирования определяется по-разному, в зависимости от условий эксплуатации элемента и марки используемого бетона, а также расположения металлических прутов. Все эти нюансы отражены в нормативной документации.

Толщина защитного слоя бетона

Инженеры и проектировщики принимают толщину защитного слоя арматуры, опираясь на нормы из СНиП 2.03.01-84*, с применением формул, а также с учетом ряда факторов.

В зависимости от условий эксплуатации минимальная толщина слоя бетона для арматуры определяется по-разному.

Эти факторы являются определяющими при выборе толщины защиты стального каркаса.

Поскольку не для каждой конструкции есть возможность устанавливать слой бетона по таблице в виду разных обстоятельств (размеры элементов, диаметр прутков, дополнительная гидроизоляция), специалисты сделали обобщающую сводку:

Также учитывается длина изделия при определении слоев, защищающих торцы прутков:

• до 9 метров – 10 мм;
• до 12 м – 15 мм;
• более 12 м – 20 мм.

Влияние марки бетона

Для легких бетонов защитный слой арматуры будет больше, чем для тяжелых при одинаковых размерах аналогичных конструкций. Дело в том, что легкие камни, как правило, обладают увеличенной пористостью, в которые проникает вода. Совсем плохо, если используемые для создания конструкций и элементов бетоны обладают пористостью открытого типа, то есть влага проникает из одной поры в другую.

Так, для изделий из тяжелого бетона М300-М400 минимальный слой в нормальных условиях составит 10 мм, для облеченного В7,5 – 20 мм, а для ячеистого – все 25 мм.

Несколько базовых правил

Принятие толщины защитного слоя бетона для арматуры – это процесс творческий, но требующий соблюдения точного расчета и тщательного обдумывания, поскольку от него зависит в последующем срок эксплуатации конструкций, а значит, надежность зданий и сооружений. Несколько основных правил:

• приведенные табличные данные актуальны для изготовления элементов сборных конструкций (если не оговорено иное). Для монолитного строительства значения следует увеличить на 5 мм;
• защитная прослойка не может быть менее, чем 1-2 диаметра арматуры, но и не менее 10 мм;
• при использовании конструктивной арматуры защитный слой из таблиц можно уменьшить на 5 мм.

Как обустраивается слой бетона для защиты арматуры

Величина минимального защитного слоя бетона строго обязательно к изготовлению. Не будет считаться ошибкой, если он увеличен. Это наиболее возможно в частном строительстве. Заводские изделия производятся по ГОСТам и другим нормативным документам, поэтому обладают точными геометрическими размерами и параметрами изготовления.

Как соблюсти толщину защитного слоя при армировании:

1. Вяжут каркас строго по проектным показателям.
2. Опалубку выставляют с учетом общей ширины, высоты и длины элемента/конструкции. Для фиксации в ней арматурного каркаса используют различные приспособления, но можно обойтись самодельными прокладками камнями, перевязки арматуры и стенок формы проволокой.
3. Заливают бетон. Толщину слоя можно проконтролировать с помощью линейки, пока раствор еще свежий и не схватился.

Если монтажные работы проводила строительная бригада или элементы сборных конструкций произведены на заводе, проконтролировать в них расстояние от поверхности до арматуры можно магнитным способом, используя специальные измерительные приборы.

Представляем интересное видео, в котором мастер покажет самодельную замену фиксаторов для каркаса и расскажет о необходимости создания защитного слоя для арматуры:

А вот так гниёт бетон, если защитный слой был недостаточным или камень отслужил немалый срок:

Арматура для свайно ростверкового фундамента

Технология армирования свайного ростверка

Свайный фундамент — универсальное основание для строительства кирпичных (об армировании кирпичной кладки — читаем отдельно), деревянных, газобетонных (про армирование газобетона — читаем отдельно) и пенобетонных малоэтажных домов в любых грунтовых условиях. Такие основания применяются и для других конструкций (к примеру — заборов, колонн). Прочность и надежность свайного фундамента непосредственно зависит ростверка, о технологии армирования которого мы поговорим в данной статье.

Вы узнаете, зачем необходимо армирование свайно-ростверкового фундамента, какие материалы для этого используются и как выполняется сам процесс. Будут приведены схемы и чертежи, объясняющие все нюансы армирования монолитного ростверка.

1 Какие функции выполняет ростверк и зачем нужно его армирование?

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию (о том, как армируют обычный ленточный фундамент — читаем отдельно), соединяющую отдельно стоящие сваи между собой. За счет обвязки опоры получают дополнительную пространственную жесткость и устойчивость к опрокидывающим нагрузкам. Также ростверк выступает в качестве опорной поверхности, на которой возводятся стены здания.

Читайте также: что такое анкеровка арматуры, и зачем она необходима?

Существует несколько разновидностей обвязки по материалу изготовления — стальная (из швеллера либо двутавра) деревянная (из бруса) и железобетонная. Именно в случае монтажа монолитного свайного ростверка, который используется при обустройстве домов из тяжелых материалов, необходимо выполнить армирование обвязки.

Потребность в укреплении монолитного ростверка арматурой обуславливается тем, что бетон как материал имеет высокую устойчивость к сжимающим нагрузкам, но при этом ему свойственно слабое сопротивление к нагрузкам на изгиб и растяжения, которые могут стать причиной его деформации.

Схема свайно-ростверкового фундамента

Размещенный внутри монолитного ростверка армокаркас воспринимает на себя вышеуказанные нагрузки, предотвращая риск его разрушения, что значительно увеличивает надежность и долговечность конструкции. Армирование необходимо не только при монтаже свайно-ростверкого фундамента, но и в столбчатом основании, которое имеет схожую конфигурацию.

Читайте также: какой сеткой делается армирование стяжки пола?

Отметим, что армированию подлежат фундаменты, в которых используются сваи двух видов — забивные и буронабивные. Забивные сваи представляют собой конструкции заводского изготовления, которые по завершению монтажа с помощью копровой техники обрезаются специальной гидравлической сваерезкой.

После обрезки оголяется арматура на торцевой части сваи, которая впоследствии связывается с каркасом монолитного ростверка. При монтаже буронабивных опор их армокаркас делается так, чтоб над бетонным телом сваи находились выступы арматуры высотой 30-40 см.
к меню ↑

1.1 Чем и как армировать?

Армирование ленточного ростверка выполняется посредством пространственного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов арматуры (верхнего и нижнего), соединенных между собой горизонтальными и вертикальными перемычками.

Продольные пояса выполняются из прутьев арматуры класса А3 (горячекатаный профиль рифленого типа), диаметр которой составляет 13-16 мм. Использовать стеклопластиковую арматуру можно, что подтверждают отзывы о успешной эксплуатации таких свайно-ростверковых фундаментов на специализированных форумах.

Соединяющие вертикальные и горизонтальные перемычки могут выполняться в двух вариантах — в виде отдельных прутков приваренной к продольных поясам арматуры (схема демонстрирует конфигурацию). В таком случае необходимо использовать стержни аналогичного типоразмера, что и при обустройстве продольного пояса.

Чертеж соединения поясов отдельными перемычками

Также каркас может соединяться перемычками из выгнутой в хомуты прямоугольной формы арматуры (нижеприведенная схема). При таком подходе используются гладкие стержни класса А2 (диаметр 8-10 мм). Гнутые хомуты трудоемки в монтаже, однако они за счет меньшего количества сварных швов они более надежны и долговечны. Стеклопластиковая арматура, не подлежащая гибке, для создания хомутов не применяется.

Чертеж соединения поясов хомутами

Согласно положениям СНиП №2.03.01 «Пособие по проектированию и обустройству свайно-ростверковых фундаментов», при монтаже армокаркаса необходимо соблюдать следующий шаг между составляющими элементами:

• количество стержней в продольных поясах — минимум 4, расстояние между ними — до 10 см;
• шаг между поперечными перемычками продольного пояса — 20-30 см;
• шаг между вертикальными соединяющими перемычками — до 40 см;
• защитный слой бетона — минимум 5 см.

Защитный слой представляет собой расстояние между крайними контурами армокаркаса и стенками бетонного тела монолитного ростверка. Если защитный слой не будет иметь требуемую толщину возникнет две проблемы — каркас не сможет правильно перераспределять действующие на ростверк нагрузки и арматура будет чрезмерно подвержена коррозии под воздействием влаги, проникающей в микропоры бетона.

Пластиковая подставка под арматуру

Чтобы сделать защитный слой по нижней грани ростверка используются специальные пластиковые подставки-грибки, которые поднимают арматуру над опалубкой. Применение в данных целях кусков кирпича не допускается.
к меню ↑

1.2 Как рассчитать количество арматуры?

В качестве примера приводим расчет количества арматуры для монолитного ростверка периметром 8*6 м. Используем условные габариты обвязки 40*40 см. Армокаркас под такую обвязку будет состоять из двух продольных поясов по 3 стержня А3 диаметр 14 мм в каждом (шаг между прутьями 10 см, по 5 см с каждой стороны съедает защитный слой бетона). Пояса соединяются перемычками из арматуры А1 диаметр 11 мм, расположенных с шагом в 20 см.

Расчет выполняется по следующему алгоритму:

1. Определяем общую длину прутьев в верхнем продольном поясе. Для этого: а) определяем периметр ростверка: 8+8+6+6 = 30 м; б) делаем расчет длины 3-ех стержней: 3*30 = 90 м; в) рассчитываем длину арматуры А3 на оба пояса: 90*2 = 180 м.
2. Для соединения прутьев продольного пояса нам потребуются перемычки длиной 30 см, которые будут расположены с шагом 20 см. Выполняем расчет их количество на оба контура ростверка: 2*(30/0.2) = 300 шт, после чего рассчитываем общую длину поперечных перемычек: 300*0,3 = 100 м.
3. Осталось произвести расчет длины вертикальных перемычек, соединяющих верхний и нижний контуры каркаса между собой. Но поскольку в примере рассчитывается прямоугольный ростверк, их количество и длина будет идентичной поперечным перемычкам. Если же используется ростверк прямоугольной конфигурации, расчет выполняется по указанной в пункте №2 формуле.

В итоге расчет нам показал, что армирование ростверка требует 180 м арматуры класса А3 и 200 м (100+100) стержней А2 диаметром 11 мм. Также может потребоваться расчет вязальной проволоки, если вы не планируете использовать стыковку сваркой. Выполняется он с учетом того, что на одно соединение уходит около 40 см материала: определяем количество соединений: 4*(30/0,2) = 600 шт; и высчитываем расход материала — 600*0.4 = 240 м.
к меню ↑

1.3 Особенности армирования ростверка (видео)

2 Технология армирования монолитного ростверка

Амирование ростверка начинается после выполнения всех предыдущих этапов обустройства свайного фундамента — монтажа свай, их обрезки и обустройства опалубки. Вы должны иметь готовую опалубку, внутри которой на высоту, равную сечению обвязки, выступают армокаркасы свай.

Опалубка и сваи перед началом армирования

При сборке каркаса арматуру можно вязать между собой с помощью проволоки либо соединять прутья методом сварки. Существенной разницы в способе стыковки нет — нередко утверждают, что сваренный каркас из-за отсутствия эластичности хуже противостоит деформациям, чем соединенная вязкой конструкция, однако в промышленном многоэтажном строительстве каркасы свайно-ростверковых фундаментов всегда свариваются, так что эти опасения беспочвенны. К тому же, сварка более практичный и быстрый в реализации способ.

Читайте также: как армируют лестницы, и нужно ли это делать?

Армирование ростверка — пошаговая инструкция:

1. К выступающей из сваи арматуре на высоте от 5 см от дна опалубки привариваются горизонтальные прутки.
2. На прутьях с заданным шагом размещается и приваривается арматура нижнего продольного пояса.

Первый пояс армокаркаса и хомуты

Усиление углов на верхнем поясе каркаса

Сборка армокакаркаса на прямых участках ростверка достаточно проста в исполнении. Трудности наступают при армировании углов, которое необходимо дополнительно усиливать, поскольку эта часть каркаса испытывает максимальные нагрузки.

Схема правильного армирования углов и примыканий ростверка

Углы и места примыкания внутренних стен обвязки к наружным нельзя армировать перехлестом арматуры. На данных участках необходимо укладывать цельные стержни, выгнутые в Г либо П-образной конфигурации. Схема правильного армирования углов свайного ростверка приведена на изображении.

Статьи по теме:

Портал об арматуре » Армирование » Технология армирования свайного ростверка

Об армировании ростверка свайного фундамента

В сфере индивидуального строительства при использовании свайного основания монолитный железобетонный ростверк является наиболее популярным вариантом, поскольку даже при значительных размерах его всегда можно изготовить своими силами.

Используемые для этого материалы могут быть доставлены на стройплощадку обычным грузовым или даже легковым транспортом без применения специальных платформ или подъемных кранов.

Однако, работы по монтажу монолитного ростверка являются более сложными, чем сборного, и главная трудность заключается в правильном армировании свайного ростверка.

Как работает ростверк

• если для ленточного фундамента возникновение изгибающего момента в вертикальной плоскости — скорее, явление из ряда вон выходящее, то для ростверков, представляющих собой уложенные на сваи балки, это – норма. Находящийся между опорами пролет воспринимает вес частей здания и другие нагрузки, будучи при этом как бы подвешенным в воздухе, что и обуславливает прогиб;
• еще одно отличие состоит в том, что приходящаяся на ленточный фундамент нагрузка является менее предсказуемой. Подстилающий грунт под различными участками основания может «поплыть» либо вспучиться. Это вызывает разнонаправленные прогибы, при которых растянутой может быть как верхняя, так и нижняя часть поперечного сечения. А растянутая зона, имеющая место при прогибе железобетонного элемента, — это, как известно, именно та зона, в которой должна располагаться арматура. Таким образом, обычный ленточный фундамент приходится армировать одинаково как в верхней части, так и в нижней.

В случае с ростверком воздействие со стороны грунта полностью исключается, поэтому возникающие в нем напряжения вполне прогнозируемы: в пролетах между сваями растянутой всегда оказывается нижняя часть поперечного сечения, в зонах опирания на сваи – верхняя.

Этим определяется и схема армирования ростверка свайного фундамента. Нижний пояс арматурного каркаса на участках между сваями делается более мощным, а в точках опирания на сваи усиливают верхний пояс.

Выбор материалов арматурного каркаса и определение его параметров

Диаметр используемой арматуры и параметры каркаса подбираются на основании расчета, учитывающего постоянные и временные нагрузки.

Расчет армирования ростверка свайного фундамента должен выполняться опытным строительным инженером, хорошо владеющим темой железобетонных конструкций.

Типовые решения

• в растянутых зонах ростверка укладывают несколько продольных стержней арматуры класса AIII диаметром 20 мм и более;
• в сжатом поясе размещают арматуру диаметром 8 – 15 мм. Шаг между стержнями продольной арматуры, также именуемой рабочей, составляет 80 – 100 мм.
• Для восприятия поперечных растягивающих усилий, а также для объединения продольной арматуры в единый каркас, к ней крепятся поперечные стержни – гладкая арматура класса AI диаметром от 6 до 8 мм. Расстояние между ними не должно быть менее 250 мм, но обычно оно принимается равным 3/8 высоты сечения ростверка.

Если высота ростверка превышает 150 мм, в арматурном каркасе устанавливают вертикальные стержни, шаг которых соответствует шагу поперечной арматуры.

Чаще всего вместо отдельных продольных и поперечных стержней используют хомуты – детали из арматуры в виде замкнутого прямоугольника или перевернутой литеры «П».

Армирование зон примыкания лент ростверка

Здесь располагают согнутые под прямым углом стержни, каждая часть которого укладывается в одну из примыкающих лент и заходит в нее не менее, чем на 40 диаметров.

Хомуты в этих зонах устанавливают в два раза чаще.

Производство работ

Армирование ростверка свайного фундамента выполняют сразу после сооружения опалубки. Обязательным элементом последней должны быть поперечные перемычки в верхней части, к которым, в конечном итоге, будет подвешиваться арматурный каркас.

Работы по монтажу армирования в будущем ростверке можно разбить на несколько операций.

Устройство нижнего пояса арматурного каркаса

Если бобышек в наличии нет, их можно заменить фрагментами кирпича или деревянными брусками высотой 40 – 50 мм:

• высота всех подкладок должна быть одинаковой, чтобы стержни арматуры заняли строго горизонтальное положение;
• шаг между бобышками или элементами, используемыми в качестве альтернативы, зависит от диаметра рабочей арматуры: он должен быть таким, чтобы стержни не прогибались;
• на бобышки с равным шагом необходимо уложить рабочую арматуру нижнего пояса. Расстояние от крайних стержней до боковых поверхностей опалубки должно составлять 30 – 40 мм.

При сооружении каркаса исполнитель должен руководствоваться требованиями документов, описывающих армирование ростверка свайного фундамента: чертеж конструкции со всеми необходимыми указаниями приводится в проекте постройки.

Если лента ростверка имеет значительную длину, каждую нитку рабочего пояса набирают из нескольких арматурных стержней, соединяемых с нахлестом в 1 м.

К нижнему поясу крепят стержни поперечной арматуры или хомуты, совмещающие в себе поперечную и вертикальную арматуру.

Устройство верхнего пояса

Стержни верхнего пояса связываются с поперечной и вертикальной арматурой либо с хомутами, если таковые используются.

Затем оба рабочих пояса следует привязать к арматуре, выступающей из свай. Арматурный каркас можно считать готовым.

Способы вязки арматуры

Соединять сваркой обычную арматуру не допускается, поскольку вследствие воздействия высоких температур она становится менее прочной.

Для вязания арматуры применяют только отожженную круглую проволоку диаметром 1 мм. Необожженная проволока является менее пластичной, поэтому плохо гнется и легко обрывается.

Быстрее всего вязка арматуры осуществляется с помощью специального пистолета, снабженного аккумулятором. Но его приобретение целесообразно только при больших объемах работ, к тому же он не очень удобен при вязке арматуры в труднодоступных местах.

Армирование свайно – ростверкового фундамента для частного дома в основном осуществляют посредством другого инструмента – специального крючка. Профессионалы предпочитают самодельные крючки, но для разовых работ сгодится и покупной.

В продаже можно найти как обычные, так и винтовые крючки, называемые, также, полуавтоматическими.

Последние позволяют выполнять вязку арматуры несколько быстрее, но в силу своей конструкции после затягивания узла они оставляют слишком длинные свободные концы проволоки, которые часто выступают из бетона и начинают ржаветь.

Наиболее простыми и распространенными видами узлов являются так называемые «петля» и «две петли». Первый используется при соединении арматуры внахлест, второй – для стыковых соединений. На практике же петлю часто применяют не только для нахлесточных соединений, но и для угловых.

На завершающем этапе монтажа арматурного каркаса следует извлечь бобышки, на которых устанавливалась рабочая арматура нижнего пояса. После этого весь каркас окажется подвешенным на проволоке, обвитой вокруг верхних перемычек опалубки. Теперь можно приступать к заливке бетона.

Видео об армировании ростверка свайного фундамента

Монолитный ростверк. Основные положения проектирования

Уроки по LIRA SAPR. Жмите>>>

Монолитный ростверк. Основные положения проектирования

Способы соединения ростверка со сваями

Защита ростверка от коррозии

Защита ростверка от морозного пучения

Металлический ростверк

План работ по проектированию ростверка:

1. Получить схемы свай и нагрузок на ростверк;

2. Вычерчивание контура ростверка;

3. Простановка размеров;

4. Расчет ростверка, определение площади арматуры;

5. Маркировка сечений;

6. Вычерчивание сечений по ростверку;

7. Оформление узлов сопряжения каркасов ростверка;

8. Подсчёт объёмов материалов. Заполнение спецификации;

9. Оформление текстовой части.

Возможные спорные вопросы и затруднения, которые могут возникнуть при проектировании ростверка:

Как рассчитать армирование в ленточном монолитном ростверке?

Ответ: Руководство по проектированию свайных фундаментов. Приложение 9 Расчёт железобетонных ленточных ростверков свайных фундаментов под кирпичные и крупноблочные стены

1. Ростверки под стенами кирпичных и крупноблочных зданий, опирающиеся на железобетонные сваи, расположенные в один или в два ряда, должны рассчитываться на эксплуатационные нагрузки и на нагрузки, возникающие в период строительства.
2. Расчет ростверка на эксплуатационные нагрузки следует вести из условия распределения нагрузки в виде треугольников с наибольшей ординатой р, тс/м, над осью сваи, которая определяется по формуле

p=q_o*L / а

где L – расстояние между осями свай по линии ряда или рядов, м;

q_o – равномерно распределенная нагрузка от здания на уровне низа ростверка (вес стен, перекрытий, ростверка и полезная нагрузка), тс/м;

а – длина полуоснования эпюры нагрузки, м, определяемая по формуле

a=3.14*√(Е_р*I_р/E_к*b_к)

где Е_р – модуль упругости бетона ростверка, кгс/см²;

I_р – момент инерции сечения ростверка, см⁴;

Ек – модуль упругости кладки стены над ростверком, кгс/см²;

b_к – ширина стены, опирающейся на ростверк (ширина цоколя), м.

3. Наибольшую ординату эпюры нагрузки над гранью сваи р₀, тс/м, можно определить по формуле

p=q_o*L_p / а

L_p – расчетный пролет, м, принимаемый равным 1,05 L_св, (где L_св – расстояние между сваями в свету, м.)

Для различных схем нагрузок расчетные изгибающие моменты М_оп и М_пр определяются по формулам, приведенным в табл. 1

Класс бетона, как правило, для фундаментов не должен превышать В15. Арматура для фундаментов, как правило, принимается минимум диаметром 12мм, даже если по расчёту получилось меньше.

Как армировать монолитный ленточный ростверк?

При проектировании обратить внимание на защитный слой бетона, таблица 10.1 СП 63.13330.2012, защитный слой не должен быть меньше той величины, но и не должен сильно её превышать, для экономии бетона. В зависимости от вида подготовки назначается толщина защитного слоя бетона нижней арматуры, соответственно 70 мм и 35 мм (п. 5.5 СНиП 2.03.01-84*).

Предусмотреть в углах и пересечениях лент дополнительное армирование для обеспечения жёсткой связи в соответствии с требованием п.8.9 СП 50-101-2004 (Сборно-монолитные и монолитные фундаменты всех стен должны быть жестко связаны между собой и объединены в систему перекрестных лент). Жёсткое соединение может быть выполнено по аналогии сопряжения между собой балок и колонн, схемы армирования углов смотреть в СП 63.13330.2012 п. 10.4.1. Применение предложенных решений в монолитном ростверке показано на рисунке.

Какую подготовку предусмотреть под монолитный ростверк? Сколько слоёв, из какого материала и какой толщины?

Подготовку под фундамент выполняют из уплотненного щебня или тощего бетона” – п. 13.2.22 СП 50-101-2004 “Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений”. В каких случаях применять щебеночную или бетонную подготовку в нормативных документах не оговаривается. 
Толщина щебеночной подготовки как правило принимается 150-200 мм, бетонной подготовки B15 100 мм. Какой из вариантов принять – зависит от конкретной задачи. Если речь идет о фундаментной плите или ростверке, армированных пространствнными каркасами, “тяжелыми” сетками, то по технологическим, конструктивным соображениям предпочтительнее предусматривать бетонную подготовку: на ней не деформируются каркасы и сетки фундаментной плиты, можно выполнить разметку осей , првязку к ним выпусков арматуры, не происходит утечка цементного молока с рабочей арматуры нижней плоскости плиты и т.д. 
При щебеночной подгтовке необходимо предусматривать проливку ее битумом до полного насыщения или образования пленки, сложнее выставлять на фиксаторах каркасы и сетки, уменьшается рабочая высота КП и сеток и т.д. 
При бетонировании в зимних условиях так-же предпочтительнее иметь бетонную подготовку – ее можно прогреть шнурами, тепляком,можно использовать бетон с противоморозными добавками, но гораздо больше проблем прогревать и проливать битумом промерзший щебень. 
По сложившейся у нас практике в основном применяют бетонную подготовку – качество арматурных и бетонных работ в этом случае заметно повыше.

Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)

3.24. Под монолитными фундаментами независимо от грунтовых условий (кроме скальных грунтов) рекомендуется всегда предусматривать бетонную подготовку толщиной 100 мм из бетона марки М50, а под сборными – из среднезернистого песка слоем 100 мм.
При необходимости устройства фундаментов на скальных грунтах следует предусматривать выравнивающий слой по грунту из бетона марки М50.

Другие уроки по теме

Уроки по LIRA SAPR. Жмите>>> Многопустотные плиты перекрытия длиной 4.8–6.3 м (марки ПК) с шагом 0.3 м, шириной 1, 1,2 и 1,5 м и высотой 220 мм изготавливаются из тяжёлого бетона. Класс бетона по прочности определяется заводом–изготовителем. Армирование плиты в нижней (растянутой) зоне выполняется из высокопрочной проволоки периодического профиля диаметром 5 мм с выраженными анкерными головками, по граням контура […]

Уроки по LIRA SAPR. Жмите>>> Узнай ещё: Авторский надзор опыт работы Может ли авторский надзор осуществлять другая организация (не выполнявшая проект)? В соответствии с СП 11-110-99 3.5 Проектировщик – физическое или юридическое лицо, разработавшее, как правило, рабочую документацию на строительство объекта и осуществляющее авторский надзор. Работы по авторскому надзору могут выполняться сторонней организация, т. е. следить […]

Забивка сваи, часть II: типы свай и инструкции

Полный текст статьи можно найти здесь.

При забивании свай для строительного проекта очень важно понимать типы свай и способы их использования. Как правило, есть два основных типа свай: несущие сваи и шпунтовые сваи. При разработке проекта решение о том, какой тип сваи использовать, а также подтип сваи, будет основываться на ряде факторов, специфичных для данной работы.

Несущие сваи классифицируются в зависимости от типа материала, техники установки, оборудования, используемого для установки, и конфигурации.Их также можно разделить на категории в зависимости от метода передачи нагрузки от сваи на массу грунта: трение, опора на носке или их комбинация. Существует четыре основных типа несущих свай: стальные, бетонные, деревянные и пластиковые. Ниже мы обсудим каждый тип и их использование.

Как промышленный продукт, стальные сваи обладают контролируемыми свойствами, которые хорошо известны перед установкой. Стальные сваи имеют самые высокие допустимые рабочие напряжения среди всех материалов для свай, но они не обязательно имеют самые высокие значения, пропорциональные пределу прочности самого материала.Как правило, стальные сваи представляют собой сваи большой грузоподъемности, но могут использоваться для решения широкого диапазона нагрузок. Существует два основных типа стальных свай: двутавровые и трубчатые.

Стальные двутавровые сваи

спроектированы с широкими полками одинаковой толщины как в стенке, так и во фланцах. Глубина каждой секции примерно равна ширине. Эти двутавровые сваи горячекатаные из слитков на стане того же типа, который используется для производства широкополочных конструкционных профилей.

Н-образные сваи невероятно универсальны и могут использоваться как в концевых подшипниках, так и в системах трения. Они приобретаются как готовый продукт, которым можно управлять со стандартным оборудованием. Использование двутавровых свай имеет множество преимуществ, в том числе высокую индивидуальную несущую способность при опоре на твердые или плотные материалы, готовность к эксплуатации, компактную форму с малым смещением, высокую прочность на изгиб для применений, связанных с поперечными нагрузками, и хорошее растяжение свай. для поднятия. Однако у использования H-образных свай есть недостатки, такие как относительно более высокая стоимость, невозможность проверки физического состояния после забивки, непостоянный радиус вращения и проблемы с коррозией в определенных средах, если они не защищены.

Н-образные сваи наиболее эффективно подходят для использования с концевыми опорами или частичными концевыми опорами, и их можно рассматривать при расчетной нагрузке от 80 до 500 тысяч фунтов. Они являются стандартом для многих штатов при строительстве определенных типов, включая опоры и опоры автомобильных мостов на удаленных участках. Они также обычно используются для высоких статических и временных нагрузок, связанных с многоэтажными зданиями. Учитывая величину этих нагрузок, обычно требуются сваи большой грузоподъемности, которые забиваются до концевых опор.Это делается для уменьшения количества поселений, а также из соображений экономии места и экономии.

H-образные сваи полезны при растяжении, так как постоянное поперечное сечение, заключенное в почве между фланцами, обеспечивает отличную посадку при вытягивании. Кроме того, двутавровые сваи могут использоваться в качестве разрушенных натяжных свай для анкеровки переборок шпунтовых свай. Стальные двутавровые сваи могут работать как сваи сжатия и растяжения, когда подъем из-за гидростатических или ветровых условий учитывается при проектировании фундамента. Низкая характеристика смещения делает H-образные сваи более предпочтительными, чем сваи смещения, если может возникнуть проблема вертикального вертикального смещения грунта.Поскольку H-образные сваи могут противостоять резкому забиванию, они способны проникать в почву, где другие типы свай не могут.

производятся в соответствии со спецификациями ASTM и могут изготавливаться с улучшенными характеристиками коррозии для зон брызг соленой воды. Этот сорт можно отнести к стали «погодостойкого» типа.

Для стальных свай, забиваемых в естественный грунт, коррозия не часто является проблемой из-за отсутствия кислорода в почве. Однако над уровнем грунтовых вод или в насыпи может произойти умеренная коррозия.После этого могут быть применены защитные меры, такие как нанесение покрытий перед вождением. Сюда могут входить каменноугольные эпоксидные смолы, эпоксидные смолы, полученные плавлением, фенольные мастики и металлизированные алюминиевые мастики. Кроме того, монолитный или сборный бетон можно использовать для ограждения свай, обеспечивая защиту свай, выступающих над землей.

Стыки двутавровых свай могут быть выполнены стыковыми швами с полным проплавлением, при этом прочность стыка не уступает прочности самой сваи. Для быстрого соединения двутавровых свай можно использовать специальные сварочные аппараты.Поскольку сращивание выполняется относительно легко, H-образные сваи можно использовать для любой глубины.

Н-образные сваи могут нуждаться в усилении носка при проходке через плотную почву или почву, содержащую валуны или камни. Его также можно использовать для проникновения в наклонную поверхность горных пород. Для этого часто используются точки сваи, приваренные к носкам сваи. Стальной колпачок для передачи нагрузки не нужен, если верхняя часть сваи в достаточной степени заделана в бетонный колпак.

Н-образные сваи подходят для использования в качестве концевых несущих свай, а также в качестве комбинации фиксации и концевой опоры.Поскольку они обычно вытесняют минимальное количество материала, они легче проходят через глину и плотные гранулированные слои. Использование двутавровых свай может уменьшить проблемы, связанные с пучением грунта и вибрациями грунта во время установки фундамента. Их также можно использовать для въезда в почву с препятствиями, такими как валуны, если они должным образом защищены с ног.

В качестве концевых свай H-образные сваи наиболее эффективны, когда они забиваются до отказа или практического отказа на скале или в плотных материалах, перекрывающих скалу.Свая работает как короткая колонна, поэтому порода может быть прочнее стали для максимальной расчетной нагрузки, которая может быть приложена. Компетентная порода в естественном слое может выдерживать очень высокие концентрации напряжений без раздавливания, если только свая не установлена ​​в чрезвычайно мягких грунтах. В результате такая комбинация дает возможность для высоких и очень эффективных нагрузок на сваи. Когда прочность несущего материала значительно меньше, чем у стали, Н-образные сваи получают поддержку за счет развития повышенного давления вокруг носка и трения по длине заделки.

Н-образные сваи, как правило, наиболее эффективны при забивании относительно глубоких, мягких и средне жестких глин до концевой опоры. Сваи, которые устанавливаются на концевую опору, часто допускают гораздо более высокие нагрузки, чем фрикционные сваи согласно строительным нормам.

Как фрикционные сваи, Н-образные сваи имеют тенденцию продвигаться дальше по рыхлому и илистому песку. Когда H-образные сваи забиваются в жесткие глины, грунт обычно захватывается между полкой и стенкой и уплотняется. В этом случае почва становится частью сваи и уносится вместе с ней.Это ядро ​​из уплотненного грунта может помочь сжать окружающую почву, позволяя ей создавать сопротивление дальнейшему смещению. Основная нагрузка передается за счет сил трения, а не от концевого подшипника. Поскольку может быть трудно предсказать пропускную способность любой заданной длины, которая была забита сваями в жестких глинах, рекомендуется испытание под нагрузкой. В мягких или средних глинах или илах сваи будут развивать сопротивление трению вала, которое почти равно площади поверхности сваи, кратной прочности на сдвиг.Поскольку эти почвы имеют относительно высокое содержание влаги, сопротивление сваи забивке будет казаться относительно низким. В результате может потребоваться несколько недель, чтобы определить точную оценку долгосрочной геотехнической способности сваи.

H-образные сваи также могут использоваться в качестве балок для постоянных или временных подпорных стен. Как правило, эти H-образные сваи забиваются по центру от 6 до 8 футов в ряд, при этом фланцы обращены друг к другу. Затем бетонную или деревянную футеровку укладывают так, чтобы концы полок были обращены к стенкам, так что полки двутавровых свай сохраняют футеровку.Для дополнительной боковой поддержки можно использовать системы поперечных распорок или стяжек.

Трубные сваи обычно изготавливаются из бесшовных, сварных или спирально-сварных стальных труб разной толщины и диаметра. В особых случаях можно использовать и большие размеры. Наиболее распространенные размеры трубных свай могут использоваться для нагрузок от 60 до более 400 тысяч фунтов, и они очень конкурентоспособны как комбинированные сваи с торцевыми опорами и фрикционные сваи, когда они забиваются закрытым концом и заполняются бетоном.Трубные сваи также обеспечивают прочную оболочку для заливки бетоном на площадках с высоким подземным давлением. Эти сваи можно забивать с закрытым или открытым концом.

Использование трубной сваи дает множество преимуществ, в том числе широкий выбор размеров и толщин, отличные возможности доставки, возможность забивать стандартные размеры с помощью обычного забивного оборудования, способность выдерживать очень высокие индивидуальные нагрузки при заполнении бетоном, способность использовать преимущества композитной сваи при заполнении бетоном, возможность проверки материала на предмет повреждений и кривизны перед приемкой, а также простота сращивания для увеличения длины, устойчивость к резкому движению и более прямолинейное движение.Однако у трубных свай есть недостатки. Сюда входит сопротивление проникновению из-за пробки грунта внутри трубы для труб с открытым концом, работающие как сваи полного вытеснения при использовании труб с закрытым концом, и стоимость по сравнению с другими сваями вытеснения.

Бесшовная труба изготавливается как одно целое из горячей стальной заготовки путем прошивки центра и расширения стали до желаемой формы и размера. Он редко используется для трубных свай из-за своей стоимости, но поступает на рынок в качестве избыточной трубы.Для электросварных труб — наиболее часто используемых труб для свай — можно использовать различные производственные процессы, включая контактную сварку сопротивлением, сварку плавлением и сварку оплавлением. Швы этих труб могут быть спирально-стыковыми, прямыми или спирально-нахлесточными. Процесс изготовления этих труб начинается с горячекатаных листов или стальных листов. В зависимости от производственного оборудования производится сборка трубы и сварка швов. Кажется, что один процесс не имеет преимущества перед другими для забивки трубных свай.

Сваи из труб с закрытым концом могут быть заполнены бетоном или оставлены незаполненными, или заполнены структурной формой в дополнение к бетону, а затем вставлены в коренные породы. Если необходима несущая способность по всей площади носка, то носк сваи должен быть закрыт пластиной или коническим наконечником. Поскольку трубные сваи обычно забиваются из головы сваи, оправки для этой цели обычно не используются. Когда один конец трубной сваи снабжен запорным устройством, она становится вытесняемой и хорошо работает как свая трения, особенно в рыхлых песках.При забивке с открытым или закрытым концом она также может работать как свая, несущая концевую часть большой грузоподъемности.

Сваи труб с открытым концом используются, когда ожидается тяжелая забивка. Эти трубы можно оснастить специальной башмаком для вождения, который увеличивает толщину на носке, чтобы уменьшить нагрузки и повреждения. Во время движения материалы плаггера должны быть удалены, чтобы облегчить движение. Сваи труб с открытым концом также могут быть частично забиты камнями на крутых склонах коренных пород или там, где требуется фиксация сваи у основания.Сваи труб, которые были забиты открытым концом, могут быть заполнены бетоном после очистки пробки, засыпки песком или игнорирования пробки.

При забивании плотных материалов сваи с открытым концом могут образовывать пробки из грунта, которые могут заставить сваю действовать как сваю с закрытым концом и значительно увеличить несущую способность носка сваи. В таких ситуациях заглушку снимать нельзя, если только свая не будет залита бетоном. Если трубная свая не заполнена бетоном, не следует учитывать образование грунтовой пробки при определении несущей способности конца сваи.

Сваи труб с открытым концом обычно используются при установке морских нефтяных платформ, независимо от того, забиваются ли они с поверхности или под водой. При таком использовании сваи в первую очередь рассчитаны на подъемные нагрузки, возникающие из-за воздействия на конструкцию волн или ветра. Если пробка сваи, образующаяся во время сушки, не затрудняет забивание сваи, пробку обычно не удаляют.

Если свая или группа свай будет подвергаться горизонтальным нагрузкам и изгибающим моментам, например, ударам судна и размыву больших конструкций, рекомендуется использовать трубы с открытым концом.Трубные сваи также являются наиболее эффективными колоннами из-за открытого вращения, и их следует учитывать в ситуациях, когда важна прочность отдельно стоящих колонн. Эти сваи особенно хорошо подходят для сейсмических ситуаций, связанных с оловом, когда разжижение и другие факторы влияют на конструкцию глубоких фундаментов. В этих случаях размер сваи может достигать 3000 миллиметров в диаметре, и может потребоваться добавление к сваям труб.

Для всех типов стальных свай необходимо учитывать коррозию.В частности, если на линии разбрызгивания есть морская вода, коррозия может быть особенно проблематичной. Пресная вода обычно вызывает медленную коррозию стали, если не присутствуют загрязняющие вещества.

Катодная защита может быть полезной, но может оказаться неэффективной в зоне брызг, если сталь не всегда влажная. На этих участках может быть предпочтительнее бетонная оболочка.

Краска также может обеспечить защиту, если выбран правильный материал, сталь должным образом очищена и краска наносится, когда сталь сухая и теплая.Металлизированные алюминиевые покрытия также могут быть полезны для защиты стальных трубопроводов в морской воде. Эти покрытия могут применяться в коммерческих целях на специализированных предприятиях.

Литая сталь по своей природе устойчива к ржавчине, поэтому защита подошвы стальных труб из литой стали редко ржавеет в какой-либо степени. Поскольку металл подвергается коррозии только в присутствии кислорода, точки забивных свай обычно хорошо защищены в земле, и защитное покрытие обычно не требуется.

В случае бетонных свай бетон сам по себе является основным конструкционным материалом для сжимающих нагрузок.Поскольку бетон не способен противостоять растягивающей нагрузке, если бетонная свая будет подвергаться прямому растяжению или изгибу, необходимо добавить сталь, чтобы противостоять этим напряжениям.

Бетонные сваи могут быть сборными или монолитными в зависимости от способа изготовления. Сборные сваи формируются в станине для литья, а затем отверждаются перед установкой на место. Они могут быть изготовлены из обычных стальных стержней, высокопрочных стержней или проволоки или из высокопрочных стержней или проволоки, протянутых через каналы.Забивные сваи закладываются в предварительно сформированный котлован на бетонной площадке. В результате бетон не подвергается действию движущих сил.

Хотя монолитные бетонные сваи обычно устанавливаются путем укладки бетона в вырытую яму в земле, яма также может быть облицована стальной оболочкой или обсадной колонной, которая может быть временной или постоянной. При заполнении бетоном сваи из стальных труб можно отнести к монолитным бетонным сваям.Предварительное определение длины сваи не так важно для этого типа сваи, поскольку требуемая длина сваи может быть легко изменена во время установки.

Этот тип сваи может быть установлен без оправки, в зависимости от толщины стенки сваи. Оправка позволяет забивать сваи с относительно тонкими стенками, тогда как забивные без оправки обычно имеют более толстые стенки. В последнем случае в забиваемую оболочку закладывается бетон, который является основной основой конструкционной прочности свай.Подрядчики, использующие этот метод, могут избежать расходов на оправки, но они будут платить больше за более тяжелую стальную оболочку.

Наиболее часто используемым типом забивной сваи для оправки является свая Raymond Step-Taper. Эта свая собирается из коротких отрезков стальных гофрированных оболочек. На объекте объединенные отрезки оболочки натягиваются на конусообразную оправку, которая затем ступенями соответствует оболочке. Когда головка оправки приводится в движение, и оправка, и оболочка врезаются в землю. Затем оправку можно вынуть, а оболочку можно заполнить бетоном.В этом случае сталь действует как форма для бетона и не предполагается, что она несет какую-либо часть приложенной нагрузки. Также доступны другие типы забивных свай, которые могут быть менее экономичными, чем ступенчатые сваи, поскольку сужающаяся форма позволяет использовать меньше бетона и потенциально более короткие длины для достижения той же несущей способности.

Однотрубные сваи достаточно жесткие, чтобы их можно было забивать головкой за счет использования толстой стали с продольными оребрениями во время процесса холодной штамповки.Однотрубные сваи похожи на сваи с более легкими стенками, а также на монолитные сваи с приводом от оправки с точки зрения трения и применения концевых опор. Эти сваи спроектированы с учетом того, что и бетон, и сталь будут выдерживать приложенную нагрузку.

Также можно использовать уплотненные бетонные сваи. В этом методе используются тяжелая съемная оболочка трубы и заряд специальной бетонной смеси, при этом тяжелый молот забивает бетонную смесь в почву внутри трубы. По мере того, как смесь опускается, она тянет за собой трубу.После достижения желаемой отметки труба фиксируется, и бетонная смесь выталкивается из основания, где она образует компактный баллон. Оттуда оболочка сваи забивается на головку луковицы. Эта свая лучше всего подходит для сыпучих грунтов.

Композитные сваи, которые объединяют два типа свай на одной длине, могут состоять из разных материалов, таких как легкая металлическая оболочка, заполненная монолитным бетоном, и деревянная свая. Этот тип сваи обеспечивает экономию древесины ниже уровня грунтовых вод наряду с долговечностью бетона наверху.Другая составная свая представляет собой головку сваи-оболочки с дном трубной сваи, которая обеспечивает длину и проникающую способность трубы при невысокой стоимости монолитной бетонной головки. Предварительно напряженные бетонные сваи, которые комбинируются с H-образным стингером, также могут обеспечить защиту пальцев ног и помощь при проникновении сваи.

Сваи из сборного железобетона и предварительно напряженного бетона могут быть изготовлены различными способами. Их часто отливают с полым сердечником, чтобы уменьшить вес, при этом верхняя и нижняя части сваи отливаются твердыми.Пустотелый сердечник можно использовать для размещения КИПиА при строительстве или для определения повреждений сваи. Сборные железобетонные сваи обычно имеют постоянное поперечное сечение, но могут иметь конический наконечник. Хотя бетонные сваи не вызывают коррозии, они могут быть повреждены определенными химическими веществами, электролитическим действием или окислением. Могут применяться специальные покрытия или специальные цементы для защиты от химического воздействия.

Сборные сваи должны быть пропорциональны, отлиты, вулканизированы, усилены и иметь ручки, чтобы противостоять нагрузкам, возникающим при перемещении и забивке, а также конструкционным нагрузкам.По этой причине в деталях конструкции должны быть указаны соответствующие точки захвата и опоры для каждой длины сваи.

Железобетонные сваи изготавливаются из бетона и имеют стальной арматурный каркас, предназначенный для армирования. Эти сваи более подвержены повреждениям при погрузочно-разгрузочных работах и ​​повреждению по сравнению с предварительно напряженными сваями. По этой причине они редко используются в США.

Предварительно напряженные бетонные сваи изготавливаются аналогично железобетонным сваям, за исключением того, что предварительно напряженная сталь заменяет продольную арматурную сталь.Это может быть в виде прядей или проволок, натянутых. Затем эту сталь заключают в обычную стальную спираль. Эти сваи могут быть легче и длиннее, чем обычно железобетонные сваи той же жесткости.

Предварительно напряженные бетонные сваи могут иметь предварительное или последующее натяжение. Предварительно натянутые сваи чаще всего отливают по всей длине на постоянных станинах, в то время как сваи с последующим натяжением обычно производятся по частям, а затем собираются и предварительно нагружаются до необходимой длины на заводе-изготовителе или на строительной площадке.Основное преимущество предварительно напряженных бетонных свай по сравнению с обычными армированными сваями в том, что они более долговечны. Поскольку бетон находится под постоянным сжатием, микротрещины остаются плотно закрытыми. Кроме того, растягивающие напряжения, которые могут возникнуть при определенных условиях движения, менее критичны. Предварительно напряженные сваи лучше всего подходят для фрикционных свай в песке, глинах и гравии.

Цилиндрические сваи с предварительным напряжением представляют собой предварительно напряженные сваи, которые разливаются методом центрифугирования, затем соединяются пластиковым герметиком перед последующим растяжением по длине.Специальный бетон AA используется в процессе, который обеспечивает высокую плотность при низкой пористости. В результате сваи этого типа практически непроницаемы для влаги и обладают высокой устойчивостью к проникновению хлоридов. Этот тип свай чаще всего используется для морских сооружений или эстакад на суше.

Предварительно натянутые спиральные бетонные сваи — это относительно новый тип сваи, состоящий из цилиндрической сваи с пустотой. Это похоже на цилиндрические сваи, но с другим производственным процессом.

Деревянные сваи используются в Северной Америке с середины 1750-х годов и используются до сих пор.Несмотря на то, что промышленные материалы широко используются, деревянные сваи по-прежнему имеют решающее значение для конструкции фундамента. Более 90% деревянных свай, используемых сегодня, сделаны из южной сосны и пихты Дугласа, при этом некоторые виды специальной древесины импортируются из тропических регионов для морских свайных работ из-за устойчивости к гниению и атакам морских организмов-бурильщиков. Сваи из пиломатериалов используются редко, предпочтительной формой является округлая или коническая форма.

Деревянные сваи имеют ряд преимуществ, в том числе низкую стоимость на тонну вместимости, возобновляемые источники, доступные различной длины и размеров, простоту обращения и забивки, коническую форму и характеристики полного смещения для увеличения емкости почвы при более коротких длинах, а также прочность. при растяжении и изгибе.Однако деревянные сваи нельзя сращивать для увеличения длины, они более уязвимы для повреждений при забивке, уязвимы для разрушения без обработки и обладают неустойчивыми свойствами в отношении прочности, размеров и длины.

Древесные сваи могут обрабатываться как очищенные от кожуры, с удалением всей внешней коры и 80% внутренней коры, грубой кожурой, с удаленной всей внешней корой или неочищенной. Если в дальнейшем ворс будет обрабатываться консервантами, его необходимо очистить от кожуры. Во многих случаях деревянные сваи устанавливаются неочищенными и необработанными, как правило, для использования во временных сооружениях или с коротким сроком службы.Однако сейчас большинство деревянных свай обрабатывают химическими веществами, чтобы продлить срок их службы.

Древесина, используемая для сваи, должна быть прочной, не подверженной гниению и повреждению насекомыми. Следует провести осмотр, чтобы проверить наличие других потенциальных проблем, таких как разделение древесины, проходящей через годичные кольца (проверка), разделение колец роста по окружности (встряхивание), продольное разделение древесины поперек годичных колец. годичные кольца (трещина), сучки и прямолинейность.

Деревянные сваи, которые постоянно остаются влажными из-за их расположения ниже уровня грунтовых вод, могут иметь неограниченный срок службы. Однако, если деревянные сваи подвергаются колебаниям уровня грунтовых вод или нападению насекомых, грибки или морские древоточцы могут проявить себя на фоне разрушения. В этих ситуациях может потребоваться обработка консервантом. Это включает введение креозота для сохранения древесины. Решение об использовании обработанной древесины следует принимать после рассмотрения среды, в которой будет забиваться свая.Например, сваи, забитые в колеблющийся уровень грунтовых вод, должны быть полностью обработаны консервантами, включая креозот, раствор креозотовой смолы, креозот-нефть, пентахлорфенол, аммиачный арсенат меди и хроматидный арсенат меди, чтобы предотвратить попадание влаги в древесину для предотвращения гниения и создать негостеприимную среду для лесоразрушающих организмов. Деревянные сваи, используемые на суше в пресной воде, могут потребовать различных консервантов.

Деревянные сваи широко используются в соленой и солоноватой воде при строительстве судов.Однако древоточцы, включая моллюсков и ракообразных, питаются и живут в необработанной древесине. В более теплой воде некоторые виды лечения, например креозот, могут оказаться неэффективными. Двойная обработка водных солей металлов креозотом может помочь защитить сваи древесины в соленой или солоноватой воде.

Специальная древесина также может использоваться для строительства береговой линии, которая функционирует как сваи, так и как часть самой конструкции, включая деревянные опоры и мостки, причалы, дельфины и крылья. Одним из таких специальных видов древесины является Greenheart, который выращивают в Гайане, Южная Америка.Эта древесина особенно плотная и в 3 раза прочнее пихты дугласовой и южной сосны при изгибе и сжатии. Он также содержит алкалоидное вещество, которое удерживает морские организмы от нападения. Его плотность является дополнительным сдерживающим фактором для бурильщиков. Учитывая стоимость и ограничения на поставку этой древесины, она обычно не используется для чистых фундаментных свай.

Хотя существуют методы защиты как бетонных, так и деревянных свай от гниения и разрушения, существуют пределы того, насколько хорошо они могут быть защищены.Для решения этих проблем, особенно в морских системах свайных кранцев и доков, могут использоваться круглые сваи из переработанного пластика. Эти сваи изготавливаются из переработанного пластика диаметром от 8 дюймов до 23 футов и длиной до 120 футов. Эти пластиковые сваи имеют армирующий каркас из стали, стекловолокна или их комбинации. Место трубы в центре пластиковой сваи также может служить армированием. Некоторые варианты пластиковых свай могут иметь и квадратное сечение. Пластиковые сваи рассчитаны на то, чтобы выдерживать как осевые, так и боковые нагрузки, включая удар корабля, и могут быть установлены с помощью любого типа ударного молота.

Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе типа сваи, исходя из конкретных условий и требований проекта. Например, для рыхлого сцепления с почвой с меньшим содержанием конусообразной сваи будет развиваться максимальное поверхностное трение. Для глубокой мягкой глины грубые бетонные сваи увеличивают адгезию и скорость отвода поровой воды.

Другие факторы, которые следует учитывать, включают вибрационное повреждение от забивных свай, ограничения по размеру забивного оборудования из-за удаленности рабочей площадки, доступности определенных материалов, использование более коротких секций свай при работе с водой из-за ограничений по обращению с сваями и крутой местности, которая делает использование определенного свайного оборудования дорогостоящим или невозможным.

Во многих ситуациях возможно использование нескольких различных типов свай. В этих случаях окончательный выбор должен основываться на анализе затрат, который включает общую стоимость всех вариантов. Сюда входят неопределенности в исполнении, стоимость программы нагрузочных испытаний, задержки и разница в стоимости других элементов конструкции, таких как заглушки свай.

Шпунтовые сваи — это структурные элементы, которые при соединении образуют непрерывную стену.Обычно они используются либо для удержания земли, либо для исключения воды. Блокирующие устройства, которые образуются в процессе производства, обеспечивают непрерывность стены. Существует ряд различных материалов, которые можно использовать для шпунтовки, как обсуждается ниже. Сталь — наиболее распространенный выбор, учитывая ее доступность, относительную прочность и простоту хранения, обращения и установки.

Стальной шпунт обычно доставляется на стройплощадку заранее заказанной длины и уложен в штабель, готовый к использованию.Затем отдельные части сваи или пары, которые предварительно заблокированы, устанавливаются путем забивки с помощью ударных молотков, водоструйной очистки или вибраторов. Листы навинчиваются друг на друга во время установки и движения, так что образуется непрерывная стенка. Эта стена относительно грунтовая и водонепроницаемая.

В этом качестве шпунт под нагрузкой действует как балка. Таким образом, он должен сопротивляться изгибу. В некоторых случаях способность противостоять изгибу не так важна, как прочность блокировки.

Современные стальные шпунтовые сваи состоят из ряда высокопрочных Z, U и прямых форм. Успешный шпунт должен обладать прочностью и формой, чтобы выдерживать ударную нагрузку, и должен содержать свободно скользящие блокировки, позволяющие непрерывно соединять один лист с соседним. Он также должен быть достаточно прочным, чтобы обеспечивать желаемый срок службы, и иметь конструктивную способность выдерживать ожидаемые нагрузки.

Стальной шпунт может использоваться в различных областях.Сюда могут входить искусственные острова, коффердамы, переборки, отрезные стены, стены сухого дока, подпорные стены, доки барж, швартовные и поворотные камеры, стены навигационных шлюзов, дамбы, стены от наводнения и защитные ячейки мостов.

Стальной шпунт типа Z — самый прочный и эффективный тип стальных шпунтовых свай. Эти сваи напоминают широкополочные балки со стенкой и двумя полками. Блокировки расположены на фланцах на наибольшем удалении от нейтральной оси. Это обеспечивает модуль сопротивления изгибным движениям.По этой причине Z-образные формы чаще всего используются для более тяжелых строительных проектов. Однако их можно использовать с U-образными формами для более легких работ. Для этой цели также можно использовать более легкие Z-образные формы.

Замки на шпунтовых сваях Z-типа предназначены для обеспечения свободного скольжения и целостности во время забивки. Большинство Z-образных свай используются для возведения прямых стен. По этой причине обычно нет необходимости в гарантированном повороте или прогибе между листами. В зависимости от страны производителя Z-образный шпунт может иметь механизм блокировки другого типа, включая шар и гнездо, одинарную челюсть, двойную челюсть, большой палец и палец, двойной крючок и крючок и захват.Даже если блокировки кажутся одинаковыми, подрядчики не должны предполагать, что листы можно смешивать во время работы. Замки более тяжелых шпунтовых свай могут не блокироваться с более легкими сваями.

Поскольку Z-образные сваи обладают высоким уровнем внутренней прочности, с ними обычно можно обращаться и перевозить с меньшим риском повреждения по сравнению с листами других типов. Однако блокировки Z-типа не подходят для сращивания.

Шпунт после временного использования можно вытащить, очистив и восстановив замки.По этой причине существует возможность аренды шпунта во временное пользование.

Арочная стенка и U-образные сваи используются реже, чем Z-образные, потому что они не так эффективны. Это связано с тем, что замки расположены на средней линии стены, что снижает прочность стены до свойств одного листа. Горячекатаные арочные шпунтовые сваи, кроме очень мелких арок, используемых в основном для круглых ячеек, не производятся в Соединенных Штатах, но могут быть доступны у европейских и японских производителей.Хотя они менее эффективны, чем Z-образные сваи, с ними легче работать в полевых условиях из-за более слабых блокировок. Арочное полотно и листы U-образного типа также может быть проще сращивать для увеличения длины. Сваи арочной формы в основном используются для более легких конструкций, таких как опалубка траншей, легкие переборки, неглубокие подпорные стены и отрезные стены.

Плоские и мелкие арочные шпунтовые сваи используются для круглых, отдельно стоящих конструкций, известных как заполненные ячейки. При использовании в этих случаях листы подвергаются кольцевому растяжению из-за внутреннего давления удерживаемого грунта.В результате блокировки специально разработаны, чтобы выдерживать эти нагрузки. При использовании для создания этих бочкообразных конструкций отдельные листы напоминают бочкообразные клепки. Плоские и мелкие арочные сваи перепончатого типа имеют плоские профили, поэтому они не удлиняются и не сплющиваются по арке.

Плоские листы заправляются с помощью замков большого пальца и пальца для непрерывного соединения друг с другом вокруг круглого направляющего шаблона. Затем ствол ячейки заполняется такими материалами, как песок или камень.Эти заполненные ячейки обычно строятся на скале, твердой глине или забиты песком или гравием. Хотя они могут использоваться в качестве искусственных островов, дельфинов или причальных сооружений, их основное применение — строительство коффердамов, переборок, пирсов или других сооружений на набережной. Когда вода глубокая и нагрузки высоки, отдельные ячейки строятся и соединяются друг с другом с помощью промежуточных соединительных ячеек, в результате чего получается сплошная стена из стали и заполнения. Эти коффердамы можно разобрать и использовать повторно, хотя гарантия производителя обычно распространяется только на первое использование.

Опора для стены из шпунтовых свай обеспечивается анкерной системой в верхней части стены. Таким образом, реакция передается от стены к анкерам через каркас из конструкционной стали, который обычно крепится к задней части стены с помощью болтов. Уэльс обычно размещается на внутренней стороне стены и состоит из двух каналов, расположенных спина к спине, с распорками.

Анкерные стержни, расположенные через равные промежутки времени, проходят от лицевой стены через Уэльс до анкерной стены или анкерных свай в задней части.Расстояние между этими подъездными дорогами, как правило, даже кратно расстоянию забивки пары шпунтовых свай. Это упрощает установку. Стяжки изготавливаются из стальных стержней с высаженными концами, чтобы обеспечить дополнительный металл на резьбе, а затем собираются на рабочем месте с помощью удерживающих пластин, гаек, шайб и стяжных муфт. Они должны быть расположены как можно ближе к отметке низкого уровня воды, чтобы уменьшить расстояние между опорами, но должны быть установлены над водой для облегчения установки. Подъездные дороги должны иметь покрытие и упаковку для защиты от коррозии и перенапряжения из-за оседания грунта.

Системы земляных анкеров и натяжные сваи двутавровых свай также могут использоваться для анкеровки переборок. Если за стеной недостаточно места для установки обычной системы анкерных стержней, можно использовать заземляющие анкеры. Они используют технику наклонного бурения для установки высокопрочных стальных стержней или троса между стеной и скалой или устойчивым грунтом на более низкой высоте. Затем анкер заливается на место. Стальные двутавровые сваи можно забить на тесто и затем прикрепить к системе стенок. Эти сваи затем работают как сваи натяжения.

Чтобы вода не попадала на строительную площадку, когда постоянная конструкция строится в сухом месте, почти всегда используются шпунтовые сваи. Для этой цели можно использовать прямые перегородки, состоящие из замкнутой квадратной или прямоугольной стены из шпунта. На воде используются обычные системы распорок, чтобы внутренняя часть коффердамов оставалась чистой. На суше можно использовать земляные или каменные анкеры.

Реакции обшивки создают нагрузки на перемычки, которые действуют как балки на опорах.Нагрузки на Уэльс должны включать осевые тяги от других элементов яруса. Поперечные ярусы должны быть спроектированы как колонны и расположены таким образом, чтобы они не мешали серьезно работать внутри перемычки.

Алюминиевый шпунт может использоваться как в соленой, так и в пресной воде, и производится в различных размерах, формах и толщинах. При принятии решения об использовании шпунтовых свай из алюминия следует учитывать ряд факторов, включая то, достаточно ли они прочны, функциональны, начальные и общие затраты в течение срока их службы, будет ли он хорошо выглядеть и как долго прослужит. последний.

Одним из преимуществ шпунтовых свай из алюминия перед другими типами шпунтовых свай является их легкий вес и одно из самых эффективных соотношений прочности к весу среди строительных материалов любого типа. Учитывая небольшой вес, с этими шпунтами легко обращаться. Это также позволяет установщикам работать в относительно узких местах. Исторически сложилось так, что подавляющее большинство (90%) применений алюминиевых свай выполнялось в морской среде без защитных покрытий. Если материал установлен правильно, защитные покрытия обычно не требуются.

Один из самых больших вопросов, которые следует задать об использовании алюминиевых шпунтовых свай, — это то, будет ли они работать в определенных условиях. Алюминиевые сплавы могут противостоять коррозии под воздействием атмосферных погодных условий, пресной и соленой воды и хорошо работают при контакте с различными почвами. Его коррозионная стойкость обеспечивается защитной невидимой оксидной пленкой на его поверхности. Даже если эта пленка разрушена, она сразу же начинает восстанавливаться при наличии кислорода. Пока эта оксидная пленка остается неповрежденной и сплошной или может преобразовываться, металлический алюминий будет сохранять свою высокую устойчивость к коррозии.Однако в некоторых условиях эта пленка может разрушиться или раствориться. Обычно это происходит в крайне неблагоприятных условиях окружающей среды, что приводит к травлению и / или точечной коррозии.

Чтобы определить, хорошо ли будут работать алюминиевые шпунтовые сваи на стройплощадке, можно взять пробы грунта вдоль предполагаемой линии установки переборки, а также пробы воды в различных точках. Если результаты испытаний показывают, что либо почва, либо вода находятся за пределами безопасного диапазона для алюминия, тогда можно использовать защищенный алюминий, незащищенный алюминий или другой материал.

Относительно новый тип шпунтовых свай, виниловые сваи, легкие, простые в установке и остановке, а также устойчивы к воздействию окружающей среды. Его можно использовать в различных приложениях, и он может быть окрашен в различные цвета. Виниловые шпунтовые сваи спроектированы таким образом, чтобы быть стойкими к атмосферным воздействиям, коррозии, не поражаться грибками и морскими бурильщиками, экологически чистыми, простыми в установке и экономичными. Он идеально подходит для легких переборок, которые обычно используются при строительстве жилых, рекреационных и пристаней для яхт.

Виниловые шпунтовые сваи доступны в нескольких конфигурациях, наиболее распространенной из которых является сваи Z-типа, похожие на стальные. Поскольку виниловый шпунт является экструзионным, он может иметь большее разнообразие секций, чем листовой прокат из стали. Производители часто предлагают ребра жесткости и / или утолщают углы.

Виниловый шпунт изготавливается из модифицированного поливинилхлорида (ПВХ). Это делает его подходящим для большинства морских условий. Этот винил также включает УФ-стабилизатор, который снижает износ из-за солнечного света.Виниловый шпунт имеет низкие показатели прочности и эластичности по сравнению с другими шпунтовыми материалами. Как и любой другой тип пластмасс, свойства материала применить сложнее, чем с металлами. Прочность на растяжение может значительно варьироваться в зависимости от способа нагрузки и со временем. По этой причине следует строго соблюдать рекомендации производителя по загрузке.

Этот тип сваи может быть установлен с помощью вибромолота, переносного воздушного компрессора или гидравлического отбойного молотка с листовым башмаком, ударного молота или водометного топлива с помощью высокопроизводительного насоса.Как и в случае других типов шпунтовых свай, виниловые шпунты следует устанавливать перед забивкой. Эти сваи можно установить вручную, учитывая их небольшой вес, с помощью крана или экскаватора. Точный метод установки будет зависеть от условий на строительной площадке и предпочтений подрядчика.

Пултрузионная пленка из стекловолокна — относительно новый продукт, состоящий из высокоэффективной смолы со значительной продольной прочностью и прочностью на разрыв.Поскольку лист протягивается через матрицу, которая формирует его форму, а не проталкивается сквозь нее, листы очень стабильны по допускам и свойствам от одного к другому.

Пултрузионный шпунт устойчив к коррозии, ультрафиолетовому излучению, воздействию морских бурильных молотков и других разрушающих элементов. Эти листы также легкие, что в большинстве случаев упрощает установку.

Шпунтовые стены из стекловолокна спроектированы с использованием тех же принципов, что и другие типы шпунтовых материалов.Однако он более подвержен деформации, чем листовая сталь, поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить чрезмерных прогибов. Он может быть более подвержен локальному короблению и поперечному изгибу, чего можно избежать, ограничив обычные напряжения изгиба и прогиба. Прочность блокировки этого материала может быть недостаточной для некоторых применений, таких как коффердамы, потому что поперечная прочность меньше продольной прочности. Следует тщательно выбирать засыпку, чтобы избежать разрыва листов во время расширения из-за изменений содержания воды, с просверливанием дренажных отверстий в листе для дренажа.Пултрузионные шпунтовые сваи не следует класть на скалу.

Пултрузионные шпунтовые сваи устанавливаются аналогично другим типам шпунтовых свай, как описано выше. Лучше всего установить перед поездкой. Если позволяют условия безопасности, это можно сделать вручную. В противном случае его можно установить краном или экскаватором. После того, как защитное покрытие забито, следует установить рамы, подхваты и заглушки.

Деревянный шпунт можно использовать для небольших раскопок, когда нет серьезных проблем с грунтовыми водами.Он может состоять из одинарной обвязки или досок или из одинарного шпунта. В насыщенных почвах необходимо использовать более сложную форму шпунтовых свай, например, доски внахлест, скрепленные шипами или болтами. Например, система Wakefield состоит из трех досок определенной толщины и ширины, разлитых по бутылкам и / или с шипами вместе с центральной деталью на один или несколько дюймов впереди других, чтобы образовать гребень и канавку.

Бетонные шпунтовые сваи — экономичный выбор для морских стен, пазов и других прибрежных сооружений.Они часто используются, когда сборные элементы будут включены в окончательную конструкцию или останутся на месте после строительства. Если сваи сборные, они обычно состоят из секции шпунта и паза, усиленной вертикальными стержнями и обручами.

Если сваи будут контактировать с морской водой, предварительное напряжение является критическим для закрытия мелких трещин. Хотя этот тип покрытия не является водонепроницаемым, промежутки между сваями можно залить. Сделать бетонную шпунтовую стену водонепроницаемой поможет конструкция шпунта и паза.После установки сваи щели промываются и затирка забивается в проем.

При разработке проекта, включающего несущие сваи или шпунтовые сваи, очень важно понимать различные типы имеющихся свай, а также их соответствующее использование. Хотя может быть несколько типов свай, которые можно использовать для конкретной работы, часто существует более экономичный выбор, основанный как на немедленных, так и на долгосрочных затратах. Тщательно исследуя каждую альтернативу, можно сделать лучший выбор как с точки зрения настоящей, так и будущей долговечности.

Полную статью можно найти здесь.

Свайные фундаменты — обзор

6.1 Введение

Энергетические свайные фундаменты, как и обычные свайные фундаменты, состоят из двух компонентов: группы свай и свайного колпака (последний задуман как общий структурный элемент, соединяющий сваи с надстройка). Определение реакции свай в группе имеет решающее значение для всестороннего понимания поведения любого свайного фундамента.В то же время во многих практических случаях рассмотрение свай как отдельных изолированных элементов является отправной точкой любого анализа и проектирования. Этот подход рассматривается ниже для энергетических свай, подвергающихся механическим тепловым нагрузкам и , связанным с их структурной опорой и ролью геотермального теплообменника.

Приложение механических и тепловых нагрузок к энергетическим сваям привносит новые аспекты в механическую реакцию таких фундаментов по сравнению с характеристиками обычных свай, которые обычно подвергаются только механическим нагрузкам из-за их единственной опорной роли.Причина этого в том, что вследствие связи между теплопередачей и деформацией материалов, ранее рассмотренных в Части B этой книги, тепловые нагрузки вызывают тепловое расширение и сжатие как свай, так и окружающего грунта, а также модификации. стрессового состояния. Понимание влияния тепловых нагрузок, применяемых отдельно или в сочетании с механическими нагрузками, является ключом к изучению термомеханического поведения энергетических свай.

Для исследования реакции одноэнергетических свай на механические и тепловые нагрузки можно использовать различные подходы.Полномасштабные испытания на месте, лабораторные испытания на моделях и испытания на центрифугах являются примерами экспериментальных подходов. В целом, для проведения полномасштабных испытаний на месте требуются более значительные финансовые затраты по сравнению с лабораторными испытаниями в масштабе модели и испытаниями на центрифугах. Несмотря на это ограничение, возможность полномасштабных испытаний на месте предоставлять данные, не подверженные влиянию масштаба, которые потенциально могут характеризовать результаты лабораторных испытаний в масштабе модели и испытаний на центрифуге, может сделать такой подход предпочтительным для целей анализа и проектирования.

В этой главе представлен анализ реакции одноэнергетических свай на механические и тепловые нагрузки, основанный на результатах натурных испытаний на месте. Основное внимание уделяется энергетическим сваям, подверженным механическим и тепловым тепловым нагрузкам, хотя о влиянии охлаждающих тепловых нагрузок можно судить по представленным результатам.

Для решения вышеупомянутых аспектов сначала представлены идеализации и предположения : в этом контексте цель состоит в том, чтобы предложить краткое изложение предположений, сделанных для интерпретации реакции энергетических свай, подвергающихся механическим и тепловым нагрузкам.Во-вторых, рассматривается классификация одиночных энергетических свай : цель этой части — обобщить характеристику типов одиночных энергетических свай. В-третьих, обсуждаются изменения температуры в энергетических сваях: в этом контексте цель состоит в том, чтобы расширить тепловое поле, характеризующее энергетические сваи. Затем рассматриваются термически индуцированные вертикальные и радиальные деформации , характеризующие энергетические сваи: в этой структуре цель состоит в том, чтобы обсудить влияние тепловых нагрузок на деформацию энергетических свай.После этого обсуждаются температурные и механические колебания вертикального смещения, напряжения сдвига и вертикального напряжения , характеризующие энергетические сваи: цель этой части состоит в том, чтобы расширить вариации рассматриваемых переменных вдоль энергетических свай и выделить важные различия между ними. влияние тепловых нагрузок по сравнению с механическими. Затем рассматриваются варианты степени свободы : в этом контексте цель состоит в том, чтобы прокомментировать реакцию энергетических свай в зависимости от ограничения, обеспечиваемого землей и надстройкой, характеризующей такие фундаменты.Наконец, предлагается вопрос и проблемы: цель этой части — исправить и проверить понимание предметов, затронутых в этой главе, с помощью ряда упражнений.

Минимальное покрытие бетона — обзор

4.13.1 Введение

По мере старения бетона изменения его свойств будут происходить в результате продолжающихся изменений микроструктуры (т.е. медленной гидратации, кристаллизации аморфных компонентов и реакций между цементным тестом и агрегаты), а также воздействия окружающей среды.Эти изменения не должны быть настолько пагубными, что бетон не сможет соответствовать своим функциональным и эксплуатационным требованиям; однако бетон со временем может подвергаться нежелательным изменениям из-за неправильных технических характеристик, нарушения технических требований или неблагоприятных характеристик его матрицы из цементного теста или заполнителей при физическом или химическом воздействии. Дополнительная информация, касающаяся воздействия окружающей среды на бетон, представлена ​​в разделе «Взаимодействие расплавленного бетона» ( Глава 2.25, Core Concrete Interaction).

Долговечность портландцементного бетона определяется как его способность противостоять атмосферным воздействиям, химическим воздействиям, истиранию или любому другому процессу или разрушению. ¹ Прочный бетон — это бетон, который сохраняет свою первоначальную форму, качество и пригодность к эксплуатации в производственных условиях в течение предполагаемого срока службы. Указанные и используемые материалы и пропорции смеси должны быть такими, чтобы поддерживать целостность бетона и, если применимо, защищать закладной металл от коррозии. ² Следует учитывать ожидаемую степень воздействия на бетон в течение его срока службы, а также другие важные факторы, связанные с составом смеси, качеством изготовления и конструкцией. ³ Руководства по производству прочного бетона доступны в национальных согласованных кодексах и стандартах, таких как Американский институт бетона (ACI) 318 ⁴ , которые были разработаны на протяжении многих лет на основе знаний, полученных в испытательных лабораториях и дополненных практическим опытом.Эксплуатационная способность бетона была включена в нормы посредством требований к прочности и ограничений по условиям эксплуатационной нагрузки в конструкции (например, допустимая ширина трещин, ограничения на прогиб балок в середине пролета и максимальные напряжения уровня эксплуатации в предварительно напряженных элементах). Долговечность обычно включалась в такие элементы, как спецификации максимального водоцементного отношения, минимальное содержание вяжущих материалов, тип вяжущего материала, требования к воздуховлеченному воздуху и минимальное покрытие бетона поверх арматуры.Требования часто указываются в терминах классов воздействия окружающей среды (например, хлорид и агрессивные грунтовые среды). Спецификации с точки зрения требований к сроку службы (например, короткий <30 лет, нормальный 30–100 лет и долгий> 100 лет) были разработаны только недавно, в основном в соответствии с европейскими стандартами. ⁵

Вода является единственным наиболее важным фактором, контролирующим процессы разрушения бетона (т.е. процесс разрушения бетона со временем, как правило, зависит от переноса жидкости через бетон), помимо механического разрушения.Скорость, степень и эффект переноса жидкости в значительной степени зависят от структуры пор бетона (то есть размера и распределения), наличия трещин и микроклимата на поверхности бетона. Основной способ переноса в бетоне без трещин — это пористая структура цементного теста (то есть его проницаемость). Доминирующим механизмом, контролирующим скорость проникновения воды в ненасыщенный или частично насыщенный бетон, является поглощение, вызванное капиллярным действием пористой структуры бетона.Чтобы улучшить долговечность бетона, обычно размер капилляров и пор в матрице бетона должен быть уменьшен до минимума.

Хотя коэффициент проницаемости для бетона зависит в первую очередь от водоцементного отношения и максимального размера заполнителя, на него влияют температура отверждения, высыхание, содержание вяжущих материалов и добавление химических или минеральных добавок, а также извилистость путь потока. Прочность бетона на сжатие традиционно использовалась в качестве приемочного испытания для бетона, но обычно это не лучший показатель долговечности.Многие конструкции были изготовлены из бетонов, обладающих адекватной 28-дневной прочностью на сжатие, только для того, чтобы потерять свою функциональность, потому что они находились в среде, для которой они не были разработаны, или потому, что бетон не был правильно размещен или отвержден. ⁶

Безопасные бетонные конструкции на атомных электростанциях (АЭС) спроектированы таким образом, чтобы выдерживать нагрузки от ряда маловероятных внешних и внутренних событий, таких как землетрясение, торнадо и авария с потерей теплоносителя.Следовательно, они прочные и не подвергаются достаточно высоким напряжениям во время нормальной работы, чтобы вызвать заметную деградацию. В целом так и было, поскольку железобетонные конструкции на АЭС работали хорошо. (Опыт эксплуатации обсуждается в следующем разделе.) Однако по мере того, как АЭС стареют, случаи деградации начинают происходить с возрастающей скоростью, в первую очередь из-за факторов, связанных с окружающей средой. Четверть всех защитных кожухов в Соединенных Штатах испытала коррозию, и почти половина бетонных защитных кожухов сообщила о деградации, связанной либо с железобетонной оболочкой, либо с системой пост-напряжения. ⁷ Хотя подавляющее большинство этих структур будет по-прежнему соответствовать своим функциональным и эксплуатационным требованиям в течение первоначального периода лицензирования (т.е. номинально 40 лет), разумно предположить, что с увеличением возраста работающих реакторов они будут изолированы. примеры, когда конструкции могут не демонстрировать желаемую долговечность без какого-либо вмешательства.

В настоящее время в США имеется 104 блока АЭС, лицензированных для коммерческой эксплуатации, которые обеспечивают около 20% поставок электроэнергии.Поскольку все разрешения на строительство существующих АЭС в США, кроме одного, были выданы до 1978 года, акцент для существующих станций сместился с проектирования на оценку состояния. Здесь цель состоит в том, чтобы продемонстрировать, что структурные границы растений не подверглись эрозии или не будут разрушаться в течение желаемого срока службы из-за старения или воздействия окружающей среды. Одним из ключевых факторов поддержания адекватных структурных пределов для защиты здоровья и безопасности населения в маловероятном случае аварии является реализация эффективных программ проверки и технического обслуживания.Программа проверки важна для своевременного выявления и характеристики любого ухудшения качества, которое может иметь место. После того, как деградация была идентифицирована или была установлена ​​ее возможность возникновения, реализуется программа технического обслуживания, чтобы исправить деградацию и остановить (насколько это возможно) механизм (ы), вызывающий деградацию. Правильное обслуживание важно для безопасности конструкций АЭС, и существует четкая связь между эффективным обслуживанием и безопасностью. Неопределенность в оценке состояния может быть оценена с использованием вероятностных методов, которые также являются важным элементом управленческих решений с учетом рисков, касающихся продолжения эксплуатации конструкций АЭС.

Сравнительное исследование защитных схем для экранирующих туннелей, примыкающих к группам свай

Прохождение защитных туннелей, примыкающих к свайным группам, всегда является неизбежной проблемой при строительстве городских метро. Случай был обнаружен в проекте линии метро Тяньцзинь 7, где защитный туннель будет построен рядом с существующими свайными группами моста Шию. Весь щитовой тоннель приближен к свайным группам, а минимальное расстояние составляет всего 0,8 м. Поэтому в данной статье предлагается четыре вида защитных схем.Очень важно выбрать подходящую схему защиты, чтобы гарантировать безопасность при строительстве тоннеля. В этом исследовании основные механические характеристики и физические параметры грунта участка были получены путем лабораторных испытаний. Кроме того, был проведен трехмерный метод конечных элементов для сравнения и анализа эффективности защитных схем в снижении воздействия туннелирования на соседние группы свай. Результаты показывают, что схема заделки глубоких отверстий лучше контролирует боковую деформацию и изгибающий момент свай, тогда как схема опоры свайного фундамента эффективнее снижает оседание конструкции моста и деформацию грунта.Наконец, будет принята схема усиления заделки глубоких отверстий для обеспечения беспрепятственного прохождения экрана через свайные группы.

1. Введение

С развитием городского подземного пространства все больше и больше случаев прокладывания щитов под или рядом с существующими свайными фундаментами зданий. Строительство туннеля неизбежно перераспределяет начальное напряжение грунта, вызывая просадку поверхности, наклон, изменение кривизны, горизонтальное смещение и прерывистую деформацию, которые могут повлиять на близлежащие свайные основания, тем самым создавая потенциальную угрозу безопасности для строительных конструкций [1–7].Воздействие прокладки туннелей на существующие свайные фундаменты вызвало большие проблемы при проектировании и строительстве городского метро, ​​и многие исследователи изучали его численными и аналитическими методами [8–16]. Кроме того, был проведен ряд модельных испытаний центрифуг [17–23] и полевых наблюдений [24–31] для изучения влияния проходки туннелей на земле и близлежащих свайных фундаментах.

Подземные свайные фундаменты плотные в городах с многолюдной застройкой. Если расстояние между свайным фундаментом и щитом слишком мало, прокладка туннелей может вызвать неравномерную осадку, деформацию конструкции и трещины в зданиях [32–37].Для обеспечения плавного продвижения щита и сохранности прилегающих свайных фундаментов необходимо принять некоторые защитные меры [38–50]. Билотта и Руссо [42] использовали простой ряд свай, чтобы предотвратить повреждение зданий при прокладке туннелей. С помощью трехмерного анализа методом конечных элементов и центробежных испытаний был сделан вывод, что уменьшение осадки существенно для очень малых расстояний, а сваи с большим интервалом также помогают снизить среднюю горизонтальную деформацию. Bai et al. [43] применили три метода защиты в сложных строительных процессах: подземная перегородка использовалась для разделения зданий и туннелей, когда их расстояние менее 5 м; метод армирования раствором был принят при минимальном расстоянии от 5 м до 10 м; а если минимальное расстояние больше 10 м, были выбраны оптимизированные параметры строительства, чтобы уменьшить влияние, вызванное выемкой грунта.Fu et al. [45] оценили эффективность подземных стеновых перегородок, залитых струйным раствором, для смягчения воздействия строительства защитного туннеля на существующие свайные конструкции с помощью численного анализа и полевого мониторинга. Их результаты показали, что наличие перегородки может избавить существующие сваи от дифференциального смещения, тем самым улучшая механические характеристики взаимодействия сваи и сваи. Wang et al. [46] расширили и укрепили плотный фундамент моста Фенци и улучшили композитный грунт.Они проанализировали данные мониторинга до и после того, как тело щита пересекает мост, и обнаружили, что эти улучшения могут эффективно уменьшить осадку моста во время проходки туннелей и улучшить механическое состояние мостовых конструкций.

Однако, несмотря на столь сложную инженерную подготовку, предыдущие исследования в этом аспекте все еще недостаточно богаты. В процессе урбанизации появляется больше проектов прокладки туннелей под свайным фундаментом или рядом с ним, а расстояние между свайным фундаментом и щитом становится меньше.Эти исследования в основном сосредоточены на обычном свайном фундаменте, в то время как мало исследований проводилось для изучения глубоких оснований путепроводов или путепроводов, особенно когда туннель находится так близко к свайному фундаменту.

В проекте линии метро Тяньцзинь 7 туннель был построен рядом с существующими свайными группами моста Шию. Чтобы обеспечить плавное продвижение щита и безопасность соседних групп свай, в данной статье проводится сравнительное исследование влияния защитных схем на снижение влияния конструкции туннеля на свайные основания.План документа выглядит следующим образом: Раздел 2 представляет собой обзор проекта линии 7 метро Тяньцзинь и описывает геологию участка. Основные механические характеристики и физические параметры грунта участка были получены в результате лабораторных испытаний. В разделе 3 описывается метод построения трехмерной численной модели туннеля и моста, а также определяющая модель и параметры расчета. В разделе 4 показаны четыре схемы защиты и их применение. В разделе 5, путем выполнения серии трехмерных анализов методом конечных элементов, были изучены напряжения и деформации групп свай, влияющие на туннелирование.Численные результаты трех случаев были сравнены, чтобы оценить эффективность защитных схем в смягчении воздействия строительства туннеля на соседние группы свай. И была предложена схема, подходящая для строительства тоннеля. Наконец, представлены выводы и резюме статьи.

2. Инженерная подготовка

2.1. Обзор проекта

Как показано на Рисунке 1, линия метро Тяньцзинь 7 расположена в Тяньцзине, Китай. Общая протяженность линии метро составляет 26,5 км, она построена в виде двухстворчатых однопутных тоннелей с 21 станцией.Согласно проектной документации, промежуточный туннель от станции Лицзян-Роуд до станции онкологической больницы должен был пройти через прилегающие свайные группы моста Шию. Сдвоенные туннели с внешним диаметром 6,0 м и толщиной футеровки 0,3 м были проложены с использованием двух бурильных машин для проходки щитовидного грунта (EPB). Покрытие над тоннелем варьируется от 17,3 до 19,1 м. Мост Шию представляет собой мост с опорными колоннами, а конструкция палубы представляет собой бетонную непрерывную коробчатую балку шириной 7 м.Под каждой шапкой сваи по четыре буронабивные сваи диаметром 1 м, длиной 40 м и шагом 2,6 м.