Способы реконструкции свайных фундаментов: Выбор рационального способа реконструкции свайных фундаментов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Способы реконструкции свайных фундаментов: Выбор рационального способа реконструкции свайных фундаментов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Содержание

Выбор рационального способа реконструкции свайных фундаментов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 692.115

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА РЕКОНСТРУКЦИИ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ

А.Н. Стасишина, М.И. Абу Махади

Российский университет дружбы народов ул. Орджоникидзе, д. 3, Москва, Россия, 115419

Выбор рационального, эффективного способа усиления свайных фундаментов и оснований является основополагающим при реконструкции зданий в средней полосе России. В данном регионе применение свайного фундамента является целесообразным ввиду геологических особенностей строения грунта, а также наличия территорий с воднасыщенными слабыми грунтами. Наиболее оптимальными решениями усиления фундаментов и оснований являются те, благодаря которым максимально задействуются существующие конструкции фундаментов и возможности несущей способности оснований. К данным решениям относятся: реконструкция свай, усиление ростверка фундамента и закрепление грунтового основания. Усиление свай осуществляется способом усиления свайных столбов либо с помощью установки дополнительных буроинъекционных свай. Для усиления основания прибегают к методу погружения дополнительных забивных или устройства буронабивных свай вплотную к существующим сваям. Основным методом закрепления грунтового основания является способ инъекции различных растворов в грунт. Выбор необходимого способа усиления фундамента либо основания зависит от грунта и его характеристик, а так же от нагрузок, передающихся от вышерасположенных конструкций и динамических воздействий.

Ключевые слова: свайный фундамент, деформации свай, усиление свайных столбов, буро-инъекционная свая, буронабивная свая, усиление ростверка фундамента, торкретирование, закрепление грунтового основания, обжиг грунта

Реконструкция зданий, как правило, производится из-за потери несущей способности основных конструкций здания, вызванных либо дополнительными на-гружениями, не предусмотренными при проектировании, либо изменениями работы конструктивной схемы здания. В этих случаях возникают дополнительные нагрузки на фундамент и, как следствие, неравномерная осадка. Данный процесс может повлечь за собой не только нарушение эстетического облика здания, но и являться основополагающим фактором разрушения несущих конструкций, что может привести к частичному или полному разрушению всего здания.

Особенностью строительства домов в средней полосе России является широкое распространение свайных фундаментов. Принимая во внимание, что в данном регионе чаще всего присутствуют слабые водонасыщенные грунты, в частности насыщенные водой сильносжимаемые грунты, которые при обычных скоростях приложения нагрузок на основание теряют свою прочность, вследствие чего уменьшается их сопротивление сдвигу и возрастает сжимаемость, свайные фундаменты являются оптимальным решением, когда требуется передать нагрузку от здания на более плотные породы, залегающие на некоторой (иногда значи-

тельной) глубине. В современном строительстве свайные фундаменты широко востребованы, так как характеризуются повышенной несущей способностью и экономичностью из-за малого объема земляных работ.

Однако в процессе эксплуатации жилых домов и прочих сооружений в фундаменте могут происходить различные деформации. Это можно определить по возникновению трещин на цоколе, фасаде, стенах здания. В случае проявления данных признаков возникает необходимость реконструкции фундамента.

Под реконструкцией фундаментов понимаются работы, проводимые в связи с изменением расчетной схемы здания, ввиду изменения геометрических размеров сооружения, возрастанием нагрузок на несущие элементы, устройством дополнительных подземных или надземных помещений, а также усилением несущей способности фундамента, нарушенной вследствие изменения характеристик грунта основания. Цель реконструкции — выровнять неравномерность осадок до допустимых пределов и предотвратить возможность возникновения дополнительных усилий в надземных конструкциях здания.

К основным причинам повреждения фундамента относятся:

— снижение прочностных и деформационных свойств грунтов при проявлении процесса набухания и пучения грунтов;

— земляные работы вблизи здания;

— прокладка коммуникаций;

— увеличение нагрузок на основание;

— вибрационные и динамические воздействия.

При реконструкции фундаментов перед обследователями и проектировщиками неизбежно встают вопросы о физико-механических свойствах грунтов основания, об их расчетных характеристиках, о размере дополнительных (неравномерных) осадок, о степени устойчивости существующих фундаментов. Чтобы ответить на данные вопросы, необходимо определить свойства грунтов, расположенных под подошвой фундамента. Для этого необходимо выполнить исследовательские шурфы рядом с отдельными фундаментами, которые позволят оценить не только состояние конструкции фундаментов, но и уточнить физико-механические свойства грунтов.

Проведение изыскательских работ и получение физико-механических характеристик грунтов основания является главнейшим фактором при планируемой реконструкции фундаментов и оснований. Свойства грунта, определенные непосредственно на месте залегания существующих фундаментов, позволят обоснованно решать проектные вопросы, связанные с дополнительным нагружени-ем основания.

По результатам обследования составляется технический отчет с результатами обследования и техническим заключением. Основываясь на предоставленной документации, принимают решения об эффективных способах проведения реконструкции фундамента.

Наиболее оптимальными решениями усиления фундаментов и оснований являются те, благодаря которым максимально задействуются существующие конструкции фундаментов и возможности несущей способности оснований.

Среди факторов, влияющих на то, каким образом будет проведено восстановление фундамента, отмечаются конструктивные особенности дома, состояние грунта и оснащенность организации, осуществляющей работы. На сегодня существует множество технологий, подробно обосновывающих, как восстановить фундамент. Это зависит от состояния здания на текущий момент, степени риска, связанной с возможным разрушением основания, стен дома.

Основополагающими при выборе технологии усиления являются конструктивные особенности здания, состояние грунта в основании и оснащенность организаций, осуществляющих работы. Современное оборудование позволяет выполнять работы по усилению оснований и фундаментов технологично, быстро, надежно, с минимальным использованием ручных операций.

Современные методы расчета позволяют смоделировать на основе геотехнической информации конкурентоспособные варианты технологии усиления оснований и фундаментов. Без должного расчетного обоснования нельзя отказываться от традиционных технологий. В комплексе с новыми, современными, они часто дают положительный эффект.

Наличие деформаций в сваях рассматриваемого нами типа фундамента влечет за собой их обязательное устранение. Среди способов устранения подобных деформаций возможно рассмотреть следующие.

Способ усиления свайных столбов. Если здание имеет высокий ростверк, наиболее доступным является способ усиления свайных столбов. Свая усиливается железобетонными обоймами, с помощью стенки толщиной не менее 100 мм, замкнутой по периметру свайного столба конструкции, которые за счет своего обжатия, предотвращают распространение трещин и существующих деформаций. Обойма увеличивает площадь свайной опоры, что приводит к увеличению несущей способности сваи. Обоймы устанавливаются по всей видимой длине, осуществляется заглубление сваи не менее, чем на 1 м.

Способ усиления с дополнительной установкой буроинъекционныа свай. Данный метод способствует созданию вокруг сваи «рубашки», препятствующей дальнейшему разрушению. Такой способ осуществляется посредством бурения нескольких скважин вокруг деформированной сваи, в последствие заполняемых цементным раствором с пластификаторами, сокращающими время отвердевания смеси. Размеры скважин от 50 до 80 мм и устанавливаются не менее одной, возле каждой грани сваи. Стандартный метод представляет собой подачу бетона при давлении 15—20 мПа. Струйная технология позволяет уплотнить почву вокруг сваи и увеличить ее несущую способность, благодаря высокому давлению подачи бетона 350—450 мПа, поток бетона расширяет стенки пробуренного шурфа, вытесняя почву.

Способ усиления сваи с помощью погружения забивной или устройства бурона-бивной сваи вплотную к свайному стволу. Данный метод позволяет увеличить несущую способность основания и является целесообразным при надстройке дополнительных этажей. Дополнительные сваи не устраняют существующих дефектов в сваях, они служат дополнительными опорами для равномерного распределения нагрузки от здания, воспринимая некоторую ее часть на себя.

В случае реконструкции здания на винтовых сваях, здание поднимается посредством гидравлических домкратов над свайным полем, а опоры устанавливаются по контуру стен. При реконструкции здания с железобетонными сваями, новые опоры монтируются на расстоянии 1,5—2 м от существующих стен дома и соединяются со старым свайным полем с помощью выносных балок.

Помимо рассмотренных способов устранения деформаций свай, часто возникает необходимость усиления ростверка фундамента. Здесь также возможно рассмотреть несколько способов.

Способ торкретирования позволяет устранить коррозию наружного слоя способом послойного нанесения цементного раствора под давлением в 0,5—0,7 мПа. Предварительно поверхность необходимо очистить вручную с помощью стальных щеток или обдува поверхности из пескоструйного компрессора и закрепить арматурную сетку ячейкой 5—10 см, диаметр проволоки 3—5 мм для увеличения адгезии (схватывания) наносимой смеси со стенками ростверка. Общая толщина наносимого бетона должна составлять 2—4 см и выполняться в 2—3 слоя. Между торкретированием слоев необходимо делать перерывы для отвердевания нанесенной смеси.

Если повреждения ростверка значительны, то раствор нагнетают в заранее пробуренные продольные и накладные шпуры, которые должны охватывать всю поврежденную область ростверка. Шпуры на поверхности ростверка высверливаются в шахматном порядке перфоратором. Диаметр отверстий от 2 до 4 мм, а расстояние межу ними от 80 до 150 см. Глубина отверстий составляет 40% от общей толщины ростверка (при высверливании с двух сторон и 75% (при высверливании с лицевой стороны). Все отверстия выполняются между поясами арматурного каркаса. В образовавшиеся отверстия нагнетается бетонная смесь под давлением 0,7—1,2 мПа, предварительно полости промываются водой, подающиеся через трубки под давлением 0,3—0,2 мПа.

При существенном разрушении свайного фундамента выполняются работы по усилению фундамента в целом.

В данном случае необходимо закрепить грунт вокруг свай, утерявший свои несущие способности. Грунтовое основание требует усиления, если его деформации привели к недопустимым неравномерным осадкам фундаментов и эти деформации не стабилизировались. Усиление грунтового основания производится путем его закрепления. Существует также ряд методов закрепления грунтового основания.

Основным методом закрепления грунтового основания является инъекции в грунты различных растворов. Укрепление фундамента производят с помощью нагнетания определенного раствора в грунт посредством инъекторов. Инъекторы представляют собой стальные трубы диаметром 27—150 мм с перфорированной нижней частью. Такие трубы забиваются в грунт на глубину 6—8 м с помощью пневмомолотов. Извлечение иньекторов производят копровыми установками либо домкратами.

По составу смеси для укрепления грунтов делятся на инъекции она основе цементных вяжущих; инъекции на основе силиката натрия (жидкого стекла) и

отвердителей в виде слабых растворов кислот или щелочей; инъекции растворов полимерных смол и отвердителей в виде слабых растворов кислот.

Выбор состава смеси зависит от типа укрепляемого грунта. Силикатизация для крупных песчаных и лессовидных грунтов, смолизация — для мелких песков, цементация — для гравелистых и глинистых грунтов. При силикации используется раствор силиката натрия, благодаря которому при взаимодействии с солями кальция в лессовидных грунтах, образуется кремниевый гель, который отвердевает и превращает песок в твердую породу. При смолизации достигается аналогичный эффект за счет раствора из карбамидной смолы. При цементации процесс нагнетания производится при помощи цементных растворонасосов, а для приготовления цементных растворов используются растворосмесители. Данный метод превосходно себя зарекомендовал при уплотнении средних и крупных песков.

Также к способам укрепления грунта относится метод обжига, при котором увеличивается плотность и несущая способность основания. Технология данного метода заключается в использовании топливной смеси, которая, при сгорании в заранее пробуренных скважинах, способствует поддержанию высокого давления за счет нагнетания сжатого воздуха. Под воздействием воздуха внутрь грунта проникают раскаленные газы, что приводит к образованию пласта обожженной, высокотвердой породы.

Таким образом, при реконструкции свайного фундамента применяется целый комплекс мер, направленный на его усиление и повышение несущей способности. Выбор конкретной технологии усиления производится после глубоко исследования конструкций, и в зависимости от того, что послужило причиной возникновения дефектов фундамента, осуществляется выбор конкретного и рационального способа его усиления. Одним из важных критериев выбора рациональной технологии усиления фундаментов является соотношение прочности и экономичности, что способствует не только восстановлению несущей способности фундамента, но и возможности экономии материалов и снижения трудозатрат.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Алексеев С.И. Осадки фундаментов при реконструкции зданий: учеб. пособие. СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2009. 82 с.

[2] Бурлаков Е. Усиление и реконструкция оснований и фундаментов. URL: http:// allaboutadvertising.ru/usilenie-i-rekonstrukciya-osnovanij-i-fundamentov/

[3] ГроздовВ. Т. Усиление строительных конструкций при реставрации зданий и сооружений. СПб., 2005. 114 с.

[4] Пьянков С.А. Свайные фундаменты: учеб. пособие. Ульяновск: УлГТУ, 2007.

[5] Усиление свайного фундамента. URL: http://ustanovkasvai.ru/stati/74-usilenie-svajnogo-fundamentа

SOME RATIONAL METHOD OF OF RECONSTRUCTION OF FOUNDATIONS

A.N. Stasishina, Abumahadi Mohamed

Peoples’ Friendship University of Russia Ordzhonikidze str., 3, Moscow, Russia, 115419

The choice of a rational, efficient method of strengthening pile foundations and bases is fundamental in the reconstruction of buildings in Central Russia. In this region the use of pile foundation is efficient due to the geological characteristics of the structure of the soil, and the presence of areas with weak water-saturated soils. The most optimal solutions of strengthening of bases and foundations are the ones that are the most using existing foundations and possibility of load-carrying ability of foundations. These solutions include the reconstruction of piles, reinforcement of foundation frame and consolidation of the earth foundation. Data solutions include: reconstruction ofpiles, pile cap foundation strengthening and consolidation of the subgrade. Strengthening piles follow the method given by enhance the pillars either by installing additional CFA piles. In order to strengthen the base are resorted to the method of immersing devices or other precast bored piles adjacent to existing piles. The basic method of fixing the subgrade is a method of injection of various solutions into the ground. Selecting the way to strengthen the foundation or base depends on the soil and its characteristics, as well as the loads transmitted from the upstream structures and dynamic effects.

Key words: piles foundation piles deformation, strengthening of pile pier, augercast pile, pressure pile, reinforcement of foundation frame. shooting, consolidation of the earth foundation, burning of soil

REFERENCES

[1] Alekseev S.I. Osadki fundamentov pri rekonstrukcii zdanij: uchebnoe posobie [Precipitation foundations for reconstruction: a tutorial]. SPb.: Peterburgskij gosudarstvennyj universitet putej soobshcheniya, 2009. 82 s.

[2] Burlakov E. Usilenie i rekonstrukciya osnovanij i fundamentov [Strengthening and reconstruction of the foundations]. URL: http://allaboutadvertising.ru/usilenie-i-rekonstrukciya-osnovanij-i-fundamentov/

[3] Grozdov V.T. Usilenie stroitel’nyh konstrukcij pri restavracii zdanij i sooruzhenij [Strengthening of building structures in the restoration of buildings and sooruzheniy]. SPb., 2005. 114 s.

[4] P’yankov S.A. Svajnye fundamenty: uchebnoe posobie [Pile foundations: the manual]. Ul’yanovsk: UlGTU, 2007.

[5] Usilenie svajnogo fundamenta [Strengthening of pile foundation]. URL: http://ustanovkasvai.ru/ stati/74-usilenie-svajnogo-fundamenta

Реконструкция оснований и фундаментов дома

Реконструкция оснований и фундаментов необходима для обеспечения эксплуатационной надежности здания и его долговечности. При проектировании, всегда устанавливаются срок службы любого здания, но его можно продлить, при помощи своевременной реконструкции или ремонта.

Реконструкцию производят, когда были замечены первые признаки разрушения фундамента или планируется повышение нагрузки, например, в виде увеличения этажности здания или перепланировки. Существует несколько способов реконструкции (и ремонта), каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, а также применяется для различного типа фундаментов.

Реконструкция бетонного фундамента часто выполняется при помощи установки бетонных бондажей и обойм, которые фиксируют разрушающиеся участки старой бетонной ленты фундамента. Для выполнения установки, на участке необходимо проводить обширные земляные работы, что является явным минусом. В связи с необходимостью выполнения земельных работ, реконструкция проводится лишь в хорошую погоду.

Реконструкция свайного фундамента зависит от состояния несущих столбов. Если они подверглись эрозии и растрескались, но всё же полноценно функционируют, то их можно облачить в бетонный пояс усиления, что продлит срок их службы. Если некоторые столбы сильно разрушились или появились глубокие трещины, то стоит производить реконструкцию фундамента с поднятием дома. В этом случае дом поднимают на домкратах, сильно разрушенные столбы полностью перекладывают, а остальные ремонтируют. Забитые сваи, которые со временем покосились, требуется заменить. Реконструкция фундамента винтовыми сваями происходит по такому же методу. Данный способ также имеет минусы – долгое время ремонта, а также большие финансовые растраты. При поднятии дома в нём нельзя будет проживать, что также делает данный способ реконструкции весьма затруднительным ведь придёться арендовать другое жильё.

Реконструкция фундаментов по технологии URETEK позволяет избежать земляных работ и отселения, что выделяет данный способ из всех возможных вариантов. Работы по реконструкции фундаментов по данной технологии помогают  равильно выполнить последоватьельнось работ необходимую для подъёма и стабилизации любого вида фундамента, что позволит значительно продлить срок службы.

 Реконструкция фундаментов с технологией URETEK

Реконструкция фундаментов старого дома требует особого подхода, особенно если здание требуется восстановить без изменений внешнего вида. Для этой цели идеальным будет использование технологии URETEK. Данная технология подходит для реконструкции любого вида фундамента, ведь она происходит без произведения земляных работ. С данной технологией реконструкция фундамента дачного дома, многоэтажного здания или коммерческой постройки не вызовет никаких проблем и будет выполнена с точностью до 0,5 миллиметров.

Технология выполняется в несколько этапов:

  • После детального изучения объекта, составляется подробный проект работ.
  • Работа начинается с бурения отверстий, в которые вводятся инъекционные трубки. Отверстия не превышают 32 миллиметров в диаметре, а потому не нарушают ландшафтный дизайн и не провоцируют дальнейшего разрушения фундамента.
  • Через трубки под фундамент закачивается полимерный состав URETEK, который мгновенно расширяется и поднимает фундамент на необходимую высоту. Весь процесс контролируется специализированным оборудованием, а потому точность регулируется до 0,5 мм.
  • При наличии трещин в конструкциях, после стабилизации и усиления, они усиливатются специальной спиральной арматурой, предотвращающей их дальнейшее развитие, что позволяет приступить к отделке здания.

Данная технология позволяет зафиксировать фундамент в необходимом положении более, чем на 50 лет. Материалы не влияют на окружающую среду, а также являются защитой от негативного влияния грибков, бактерий и грунтовых вод.

Для получения детальной информации и заказа аудита объекта – звоните нам по телефону, указанному на сайте.

Реконструкция фундамента

Усиление и реконструкция

С течением времени классические основания неизбежно разрушаются, теряя свои эксплуатационные свойства под воздействием природных и техногенных факторов. Необходимость модернизации или реконструкции фундамента может быть также следствием изначально неверного расчета проектировщиков. В ходе эксплуатации зданий их конструкции часто деформируются. Так, на сложных грунтах основной причиной деформаций зданий является неравномерность осадки грунтов, что вызывает разрушение фундаментов и стен.

При выборе способа реконструкции фундаментов необходимо учитывать экономические, эксплуатационные и экологические аспекты, а также вопросы безопасности ведения работ. Экологический аспект в большей степени касается многочисленных химических способов улучшения свойств грунтов. Последствия такого вторжения в природную гидрогеологическую среду непредсказуемы. А с помощью новейших технологий, к которым относятся свайно-винтовые фундаменты, работы по усилению оснований можно выполнять быстро, с высокой степенью надежности, минимальным использованием ручного труда и негативным воздействием на окружающую среду. Итак, почему бывает необходимо усилить или полностью реконструировать (заменить) фундамент?

Это важно сделать, если:

  • заметно возросла нагрузка на фундамент
  • разрушена кладка фундамента или снижены его гидроизолирующие свойства
  • фундамент стал неустойчивым или ослаб грунт в его основании
  • увеличилась деформация грунта
  • недопустимо переместились конструкции

Все эти причины и их следствия несложно устранить с помощью винтовых свай. Каждая из них, в зависимости от типоразмера, выдерживает нагрузку до десяти тонн. Они обеспечат фундаменту надежную гидроизоляцию. Благодаря особому устройству винтовой лопасти, при ввинчивании в грунт они укрепляют, уплотняют его. Винтовые сваи используют даже при строительстве на неровных, холмистых участках. Ни деформация, ни перемещение свайно-винтовому фундаменту не страшны. Свайно-винтовой фундамент экологичен, он не оказывает негативного воздействия на грунт, почву и окружающую природную среду. Реконструировать фундамент при помощи винтовых свай гораздо легче и быстрее чем любым другим способом. Реконструкция фундамента представляет собой усиление существующего фундамента или его полную замену.

Усиление фундамента необходимо если:

  • произошло увеличение нагрузок на фундаменты не предусмотренное проектом
  • планируется надстроить мансарду или полноценный этаж
  • ухудшилась несущая способность основания под фундаментом
  • ухудшилась устойчивость фундамента

Замена фундамента необходима если:

  • в ходе эксплуатации здания фундамент пришел в негодность
  • не прекращаются недопустимые перемещения конструкций
  • основание под подошвой фундамента имеет разные характеристики, вследствие чего усадка фундамента в ходе эксплуатации происходит неравномерно

Все традиционные технологии усиления фундаментов сводятся в основном к увеличению площади опоры существующих фундаментов и уменьшению давления на грунт. Также производится искусственное улучшение свойств грунтов путем введения различных химических реагентов. Часто реконструкция фундамента классическим способом сопряжена с частичной или даже полной разборкой сооружения. Свайно-винтовая технология этого не требует.

Реконструкция фундаментов при помощи винтовых свай

Использование винтовых свай для усиления и реконструкции фундаментов имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами:

  • отсутствие земельных работ
  • отсутствие необходимости демонтировать объект
  • монтаж без использования тяжелой техники
  • отсутствие вибраций при работе, которые могут отрицательно повлиять на существующую часть здания
  • скорость проведения реконструкции
  • доступная цена проведения реконструкции

Работа по реконструкции или модернизации фундамента делится на ряд этапов.

Проведение технической экспертизы и обследование здания. На этом этапе оценивается текущее состояние здания и выполняется отчет, по которому дальше будут работать проектировщики.

Проводятся замеры с целью определения уклона земельного участка и точных размеров здания. Для того чтобы произвести расчет фундамента, проектировщику также нужно знать характер деформации здания, состояние остова здания, тип фундамента, его заглубление. 

После проведенных замеров и экспертизы здания производится расчет нагрузок, по результатам которого определяется необходимое количество свай для реконструкции, их тип и размер, расстояние между сваями.

При реконструкции деревянных сооружений из бруса, бревен, а также каркасно-щитовых производится погружение свай до проектной отметки с двух сторон от стен. При этом дом поднимается на строительных домкратах. Здесь важно, чтобы нижний венец дома не был сгнившим. Дом приподнимают для того чтобы была возможность связать сваи ростверком.

На винтовые сваи, вкрученные за глубину промерзания грунта, обрезанные по уровню и заполненные цементно-песчаным раствором, устанавливают швеллер или балку, попарно связывая ими винтовые сваи. Затем объект опускают на новый свайно-винтовой фундамент.

Усиление железобетонных фундаментов винтовыми сваями необходимо, если планируется надстроить здание или несущая способность основания под фундаментом ухудшилась. Усиление производится после определения текущего состояния фундамента. Укрепление может быть сделано как с двух сторон от фундамента, так и с одной. Выбор зависит от частного случая и нагрузок. На определенном расстоянии от существующего фундамента производится погружение свай до проектной отмтки. При одностороннем укреплении балка жестко фиксируется в существующий фундамент и приваривается к свае, далее вся конструкция укрепляется бетонным раствором. При двухстороннем усилении балку пропускают сквозь заготовленное отверстие в ленточном фундаменте, укладывают на сваи и также закрепляют раствором.

Способ реконструкции деревянного свайного фундамента

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к реконструкции деревянных свайных фундаментов. Технический результат изобретения заключается в снижении стоимости и повышении технологичности работ по реконструкции, а также обеспечении всесезонности работ. Способ реконструкции деревянного свайного фундамента включает выемку грунта около верхних частей свай, срезку их поврежденных гнилью участков и формирование ростверка. Новым в способе является то, что между оставшимися частями свай и железобетонным ростверком укладывают сухую грунтоцементную смесь с послойным армированием рулонным материалом. Причем в нижний слой грунтоцемента добавляют порошкообразный антисептик. 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для реконструкции деревянных свайных фундаментов. Необходимость реконструкции фундаментов возникает из-за загнивания деревянных свай в зоне аэрации, когда несущая способность по материалу их верхних частей значительно снижается.

Известно свайное основание, включающее ростверк и сваи, расположенные ярусами, где сваи прорезают только слои слабого грунта (Авторское свидетельство СССР N 1668562, МКП E 02 D 27/12, 1989 г. ). Недостатком вышеуказанного свайного основания является невозможность его применения в тех случаях, когда слой слабого грунта выходит на поверхность. Кроме того, при гниении деревянных свай возможно развитие неравномерных осадок зданий или сооружений. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ усиления деревянных свайных фундаментов, заключающийся в замене сгнивших верхних частей свай элементами из монолитного железобетона. (Дидык В.П. Технология и организация ремонтно- строительного производства, Киев: Будивельник, 1975, с.96). Недостатками способа являются высокая стоимость и трудоемкость работ из-за необходимости срезки деревянных свай ниже уровня грунтовых вод, а также большой расход бетона и арматуры. Изобретение направлено на снижение стоимости и повышение технологичности работ по реконструкции, а также обеспечение всесезонности работ. Это достигается тем, что при реконструкции фундаментов выполняют выемку грунта около верхних частей деревянных свай, срезают поврежденные гнилью головы свай выше уровня грунтовых вод и формируют двухслойный ростверк. Верхнюю часть ростверка выполняют из железобетона, а нижнюю — из армированной сухой грунтоцементной смеси, причем нижний слой грунтоцемента выполняют из сухой смеси с добавлением антисептика для защиты оставшихся частей деревянных свай от гниения. Данное решение позволяет снизить расход бетона и арматурной стали, обеспечивает защиту оставшейся части деревянных свай от развития грибковой микрофлоры, а также делает возможным производить реконструкцию фундамента деревянного здания или сооружения вне зависимости от климатических условий и сезона года. Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена конструкция деревянного свайного фундамента после реконструкции. Фундамент включает в себя рулонный материал 1, сухую грунтоцементную смесь 2, существующие деревянные сваи 3, железобетонную часть ростверка 4, слой сухой грунтоцементной смеси с добавкой трудновымываемого антисептика 5. На фундамент опирается стена деревянного здания или сооружения 6. Способ реализуют следующим образом. Производят «вывешивание» участка стены деревянного здания или сооружения 6. После чего осуществляют выемку грунта с креплением стенок траншеи инвентарными щитами. Спиливают сгнившие головы деревянных свай на отметке дна траншеи. Далее производят послойную укладку и уплотнение слоев рулонного материала 1 и сухой грунтоцементной смеси 2. В качестве рулонного материала 3 может выступать дорнит, широко используемый в дорожном строительстве. В нижний слой грунтоцементной смеси 5 добавляют порошкообразный антисептик с целью защиты оставшейся части деревянной сваи 3 от развития грибковой микрофлоры за счет миграции антисептика вниз по сваям. В качестве порошкообразного трудновымываемого антисептика может быть использован кремнефтористый натрий. Увлажнение и последующее твердение сухой грунтоцементной смеси 2 будет осуществляться при сезонном колебании уровня грунтовых вод и при инфильтрации дождевых и талых вод. После достижения отметки поверхности грунта приступают к выполнению железобетонной части ростверка 4. При наборе бетоном достаточной прочности нагрузку от стены здания или сооружения 6 переносят на фундамент. Данный способ позволяет снизить расход бетона и арматурной стали при реконструкции фундамента, избежать неравномерных осадок при эксплуатации здания или сооружения, защитить оставшиеся части деревянных свай от развития дальнейшего гниения, а также повысить технологичность работ. Кроме того, использование сухой порошкообразной грунтоцементной смеси позволяет придать работам по устройству ростверка всесезонный характер.

Формула изобретения

Способ реконструкции деревянного свайного фундамента, включающий выемку грунта около верхних частей свай, срезку их поврежденных гнилью участков и формирование ростверка, отличающийся тем, что между оставшимися частями свай и железобетонным ростверком укладывают сухую грунтоцементную смесь с послойным армированием рулонным материалом, причем в нижний слой грунтоцемента добавляют порошкообразный антисептик.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Усиление фундаментов и оснований, 🔨 в каких случаях производится усиление фундаментов, способы усиления различных фундаментов

В ходе эксплуатации зданий нередко возникает необходимость усиления старых фундаментов, потерявших значительную часть несущей способности, а также при реконструкции зданий, когда проектная нагрузка на фундамент увеличивается.

Оглавление:

Усиление фундамента существующего дома

Среди причин, приводящих к необходимости усиления оснований и реконструкции фундаментов, основными являются:

  • периодические колебания уровня грунтовых вод;

  • износ фундаментов старых построек под воздействием промораживания, перепадов температур, производства земляных работ вблизи фундаментов, пучения грунтов, превышения проектных нагрузок в ходе эксплуатации, вибрационного воздействия оборудования т. п.;

  • деформации вследствие ошибок при проектировании и строительстве;

  • суффозия (вымывание более мелких частиц грунта в процессе фильтрации через него паводковых вод.

Рис. 1:  Усиление фундамента существующего дома

Существующие технологии усиления фундаментов зданий различны и позволяют восстановить или существенно повысить показатели по несущей способности фундамента любого здания. Существенной разницы между усилением фундамента частного дома и многоэтажного административного, производственного или жилого здания нет, а вот от типа усиливаемого фундамента и характеристик грунтов методы усиления фундаментов зависят.

Способы усиления ленточных фундаментов

Перечислим основные способы усиления ленточных фундаментов, применяемые сегодня на практике строителями:

  • Усиление фундаментов торкретированием. Вдоль фундамента участками (захватками) отрывается траншея, поверхность фундамента тщательно очищается, на ней делаются насечки, глубиной не менее 15 мм, а затем наносится бетон с применением бетонной пушки.

  • Укрепление фундаментов цементацией. Без проведения земляных работ специальными механизмами через каждые 0, 5–1 м по периметру (или только на определенном проблемном участке) бурят шурфы в грунте и фундаменте, и с помощью специальных инъекторов под большим давлением подают раствор бетона; он заполняет пустоты и трещины фундамента и частично пространство между фундаментом и грунтом.

  • Усиление фундаментов железобетонными обоймами. Фундамент открывается участками, очищается, грунт основания уплотняется домкратами, монтируется каркас арматуры и заливается бетоном.

  • Усиление фундамента буронабивными сваями. Производится вертикальное бурение скважин сквозь опорную плитную часть фундамента, закладывается и перевязывается арматура сваи с арматурой фундамента, заливается и трамбуется бетон.

  • Усиление фундамента сваями. Пол основание фундамента домкратом вдавливаются составные железобетонные сваи.

  • Усиление фундаментов буроинъекционными сваями. Фундамент пробуривается в нескольких местах насквозь скважинами небольшого диаметра под углом к вертикали и не проектную глубину. Закладывается арматура и под давлением закачивается бетон.

Есть и другие способы, которые скорее можно назвать разновидностью перечисленных выше.

Усиление фундаментов путём усиления подошвы

Усиление свайных фундаментов

Свайные фундаменты также можно усилить, в случае необходимости., и для этого существуют следующие способы: 

  • усиление свай железобетонной обоймой, стенки которой должны быть не менее 100 мм толщиной, а углубление в грунт — не менее 1 м;

  • усиление свай «бетонной рубашкой», путем нагнетания раствора в заранее пробуренные по периметру сваи скважины;

  • усиление сваи второй сваей (забивной или буронабивной), вплотную с первой;

  • усиление ростверка торкретированием;

  • усиление ростверка нагнетанием раствора в предварительно устроенные в нем шпуры;

  • усиление фундамента дополнительными бурение скважин.

Часто усиление свайных и ленточных фундаментов сочетается с усилением грунтов основания.

Способы усиления железобетонных фундаментов

Железобетонные фундаменты могут быть монолитными (сделанные посредством заливки бетоном опалубки с арматурным каркасом) либо сборными (возведенными из блочных железобетонных конструкций).

В строительной практике применяются следующие способы усиления железобетонных оснований:

Усиление фундаментов посредством обустройства железобетонной обоймы

Совет эксперта! Выделяют два вида ЖБ обойм — с уширением опорной пяты основания, и обоймы без уширения.

  • К использованию обоймы без уширения прибегают при необходимости укрепления поврежденных железобетонных фундаментов с достаточной несущей способностью;
  • Обойму с уширением обустраивают при недостаточных несущих характеристиках основания либо при надстройке здания.

Особенности технологии:

По периметру основания копается траншея, оголенный фундамент очищается от грунта и промывается цементным молоком. По всей высоте основания в шахматном порядке просверливаются отверстия, в которые забиваются арматурные прутья диаметром 15-20 мм (они должны выходить из стены как минимум на 15 сантиметров).

Рис. 1.1:  Схема железобетонной обоймы

На забитых в фундамент стержнях формируется арматурный каркас, к которому приваривается листовой металл. В пустоты кладки фундамента через инъекционные трубки нагнетается бетон до полного заполнения всех существующих трещин. После отвердевания бетона в фундаменте производится заполнение бетоном металлической опалубки и обрезка верхних частей инъекционных трубок.

Усиление фундамента железобетонной рубашкой

Метод обустройства железобетонной рубашки идентичен технологии усиления обоймой, единственное отличие — охват основания.

Рис. 1.2: Схема отличий железобетонных обойм и рубашек

Совет эксперта! Обоймы представляют собою замкнутые конструкции, которые оцепляют весь периметр фундамента, тогда как рубашки используются для усиления одной из его поврежденных частей.

Усиление фундамента посредством увеличения площади опирания на грунт

Увеличение опорной площади производится с помощью наращивания толщины основания железобетонными отливами. 

Рис. 1.3:  Схема железобетонного отлива

После откопки фундамента в нем сверлятся сквозные отверстия, в которые проводятся стальные тяжи для фиксации ЖБ отливов. По завершению крепления отливов между ними и стеной размещаются гидравлические домкраты и осуществляется разжатие опалубки. Образовавшееся пространство заполняется бетоном, выжидается время до его схватывания и домкраты убираются. Происходит уплотнение бетона, в результате чего фундамент обжимается как самим отливом, так и бетонной прослойкой.

Усиление фундамента увеличением глубины его заложения

При необходимости переноса опорной подошвы фундамента в нижерасположенный слой грунта, под основанием дома формируются бетонные блоки.

Фундамент разгружается с помощью рандбалок и гидравлических домкратов, поднимающих стены дома. После чего вокруг фундамента участками по 2-2,5 метра откапываются шурфы глубиной на 1 метр ниже глубины заложения основания. Стенки и дно шурфов укрепляется деревянной забиркой.

Рис. 1.4:  Схема углубления фундамента бетонными блоками

Под опорной пятой фундамента роется колодец, размер которого соответствует глубине увеличения основания.

Совет эксперта! Колодец бетонируется так, что бы между поверхностью бетона и нижней стенкой опорной пяты фундамента оставался зазор в 3-4 см.

После отвердевания бетона в зазоре размещаются гидравлические домкраты и производится обжатие бетона в колодце. По завершению обжатия зазор бетонируется и траншея отсыпается грунтом.

Усиление фундамента второй сваей

Усиление фундамента буронабивными сваями не требует откопки основания, что значительно сокращает сроки проведения реконструкции.

Данный метод применяется при необходимости усиления фундаментов с недостаточной несущей способностью из-за неправильно проектирования, необходимости надстройки здания либо уменьшения плотности грунтов.

Дополнительные сваи могут размещаться как вплотную к уже существующим опорам фундаментам, так и выноситься за периметр контура основания. В таком случае нагрузка на дополнительные сваи передается с помощью горизонтальных балок, которыми они объединяются с ростверком дома.

Рис. 1.5: Схема усиления фундамента дополнительными сваями

Совет эксперта! При усилении фундаментов редко используются забивные ЖБ сваи, поскольку их погружение сопровождается деструктивными динамическими нагрузками на уже существующее основание, которые могут привести к его разрушению.

Усиление посредством подводки опорных элементов под подошву основания

Данная технология позволяет усилить мелкозаглубленные фундаменты не увеличивая их глубину и ширину. В качестве подкладываемого опорного элемента используются монолитные железобетонные плиты либо столбы, с помощью которых достигается увеличение площади опоры фундамента и увеличение его несущей способности.

Рис. 1.6: Схему усиления фундамента с помощью подводки и формирования ЖБ плит

Усиление железобетонного фундамента опускным колодцем

Опускные колодцы представляют собою сборные конструкции из ЖБ плит, которыми обжимается грунт вокруг стенок фундамента. Погружение колодца выполняется в процессе последовательной выемки грунта под бетонными плитами. Образованная вокруг стенок фундамента траншея засыпается песком, который поливается водой и послойно уплотняется.

Рис. 1.7: Схема опускного колодца для усиления фундамента

Совет эксперта! Глубина заложения опускного колодца должна быть в два-три раза большей глубины заложения самого основания.

Усиление фундамента переустройством его конструкции

Нередки случаи, когда для усиления столбчатого основания из него формируют ленточный фундамент, а при необходимости усиления ленточного, из него, в свою очередь, делают плитный фундамент.
К данному методу прибегают при серьезных деформациях фундамента, когда остальные способы его усиления не способны обеспечить требуемый результат.

Усиление грунтов основания

Основным фактором, провоцирующим усадку фундаментов нередко выступает недостаточная плотность и несущие характеристики грунтов, на которых они расположены. В таком случае в комплексе с укреплением фундамента должны выполняться работы по усилению грунтов. Существует несколько способов усиления грунтов основания:

путем нагнетания специальных химических реагентов в грунт, способных изменить его структуру (смолизация и силикатизация) цементация — нагнетание в грунт цементной суспензии; обжиг — путем сжигания газа в специальных шурфах и скважинах электросиликатизация.

  • Цементизация — проводится для усиления скальной почвы, гравелистых песков и супесей с минимальным содержанием пылистых частиц;

Цементизация выполняется посредством специального инъекционного оборудования — по периметру основания в почву погружаются полые металлические трубы диаметром от 25 до 80 миллиметров, на нижней части которых с шагом в 3 см просверлены отверстия диаметром 4-5 мм.

Рис. 1.8:  Схема усиления грунта цементизацией

В трубы с помощью компрессора нагнетается цементно-песчаный раствор под давлением в 7 атмосфер. Давление при подаче раствора контролируется с помощью манометров. В результате цементизации под опорной подошвой основания формируется бетонная прослойка, значительно увеличивающая несущую способность фундамента.

  • Силикатизация — используется для усиления мелкозернистой почвы: суглинка, плывунов, глины, и лессовидной почвы;

Силикатизация выполняется с помощью аналогичного инъекционного оборудования. В почву через рядом расположенные инъекторы подается два вида раствора — силикат натрия (он же жидкое стекло) и смесь хлористого кальция с водой.

Совет эксперта! При усилении лессовидного грунта применяется однорастворная силикатизация — хлористый кальций не используется, но количество нагнетаемого жидкого стекла увеличивается в три раза.

Усиление плохо проницаемых плывунов производится с помощью специальной эмульсии — силикадоля, состоящего из силиката натрия и фосфорной кислоты. Данная смесь имеет низкую вязкость и лучше проникает в поры лессового грунта.

Рис. 1.9:  Схема усиления грунта силикатизацией

Силикатизация может дополнятся электрическим воздействием на раствор силиката натрия, что способствует более равномерному распределению эмульсии внутри почвы. При электросиликатизации воздействие током на раствор производится в течении 2 суток.

  • Битумизация — применяется для скальных грунтов и сухой песчаной почвы;

Для битумизации используется расплавленный битум, который через инъекторы подается в пробуренные в скальных грунтах скважины. Заполнивший пустоты битум отвердевает и препятствует размытию трещиноватой скальной почвы грунтовыми водами.

Рис. 2.0:  Расплавленный битум

Усиление песчаной почвы проводится по методу холодной битумизации, для которой используется битумная эмульсия (смесь частиц битума с водой) с добавлением коагулянтов (катализаторов осадка битума). После нагнетания эмульсии в почву частицы битума заполняют поры грунта и создают уплотняющую почву водонепроницаемую завесу.

  • Смолизация — используется для усиления песчаной почвы;

Через инъекторы в песчаный грунт подается смесь соляной и карбамидной кислоты. После попадания в почву эмульсия, в результате химической реакции, образует гель, заполняющий поры и склеивающий песчаный грунт между собой.

  • Глубинное уплотнение — применяется для укрепление насыпных грунтов, сформированных для выравнивания и поднятия уровня строительных площадок;

Глубинное уплотнение производится с помощью обустройства вертикальных и наклонных буронабивных свай. Бурение ведется с помощью оборудования CFA (полым шнеком) с использованием обсадной трубы, после достижения проектной глубины скважины бур поднимается вверх и заполняет скважину бетонным раствором.

Рис. 2.1:  Усиление грунтов буронабивными сваями

Совет эксперта! Чем шире диаметр формируемых свай — тем сильнее уплотняется почва.

  • Термоусиление (обжиг) — используется для укрепления глинистой почвы;

Обжиг происходит в предварительно пробуренных вертикальных и наклонных скважинах. При усилении оснований, расположенных на склонах, практикуется горизонтальное бурение скважин под фундаментом здания. По завершению бурения в нижней части скважины размещается нихромовый электронагреватель, а оголовок скважины закрывается герметичным затвором.

Электронагреватель в процессе работы (температура от 300 до 500 градусов) поднимается с дна скважины в ее верхнюю точку, в результате чего все слои грунта подвергаются термическому воздействию.

Таким образом из арсенала средств по усилению фундаментов всегда можно выбрать наиболее приемлемый способ для вашего конкретного случая.

Наши услуги

Наша компания «Богатырь» специализируется исключительно на услугах: забивка свай, лидерное бурение, забивка шпунта, а так же статических и динамических испытаниях свай. В нашем распоряжении собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и мы готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

Реконструкция фундамента: способы усиления и инъектирование

Потеря несущей способности фундамента может возникать по нескольким причинам: нарушение технологии возведения основания, неправильно выполненный водоотвод по периметру здания, непредвиденные геологические подвижки грунта.

Если возникла неравномерная осадка сооружения, появились трещины в стенах дома, основание пола стало местами разрушаться, значит пришло время реконструкции фундамента. Не затягивая времени, надо произвести усиление фундамента. Существующие проведения такой операции в большинстве случаев «спасают» здания от их полного разрушения.

Оценка состояния

Для оценки состояния фундамента стоит пригласить специалистов

Выбор способа усиления фундамента определяют на основании результатов обследования опорных конструкций существующего здания и анализа грунтового основания. Самостоятельно провести изыскательские работы довольно затруднительно, и в некоторых случаях практически сделать это невозможно.

Под угрозой потери собственного жилья не стоит экономить средства, а нужно заказать обследование основания в специализированной организации. Специалисты дадут заключение о состоянии фундаментных конструкций дома. На основании полученных данных фирма разработает комплекс мероприятий по усилению основания.

Усиление фундамента может быть востребовано тем, что хозяин дома решил надстроить ещё один этаж. Надстройка значительно увеличит нагрузку на фундамент постройки. В этом случае реконструировать основание нужно путём усиления фундамента здания.

Реконструкция фундамента винтовыми сваями

Сваи устанавливают по периметру дома, максимально близко к стенам

Реконструкция фундамента деревянного дома лучше всего осуществляется с помощью винтовых свай. Такой способ укрепления основания применим и к другим зданиям малой этажности.

Деревянный дом относится к категории лёгких строений. Обычно постройку возводят на мелкозаглублённом  ленточном основании без армирования, бетонных столбах или на деревянных сваях. Учитывая особенности строения, усиление фундамента производят следующим образом:

  1. Ремонт начинают с разгрузки опорных конструкций дома. Помещения освобождают от мебели и других предметов домашнего обихода.
  2. Снимают оконные рамы и дверные полотна. Демонтируют конструкции полов.
  3. По периметру здания максимально близко к стенам устанавливают винтовые сваи.
  4. Сваи бетонируют. Устанавливают на опоры оголовки.
  5. После установки свайного основания переходят к процедуре подъёма дома, которую производят специальными мощными домкратами.
  6. Оголовки свай соединяют железобетонными балками, которые могут быть изготовлены из швеллера или двутавра.
  7. Затем весь дом медленно опускают на новое свайное поле.
  8. После полной передачи нагрузки на сваи домкраты не убирают в течение суток. Только убедившись в полном отсутствии осадки дома, подъёмное оборудование демонтируют.

Схема усиления винтовыми сваями (14 штук) дома 6 х 9 м

Если всё же усиление фундамента не дало ожидаемых результатов, дом опять поднимают и свайное поле усиливают дополнительными винтовыми сваями. Таким же образом производят ремонт и усиление других свайных фундаментов.

Ремонт фундамента кирпичного дома

При проседании фундамента трещины будут не только на цоколе, но и на стенах дома

Признаками разрушения оснований домов является наличие вертикальных трещин в стенах, перекашивание оконных и дверных проёмов, возникновение крена на одну сторону.

Реконструируемое основание можно усилить следующими методами.

Установка бандажа

Если начались подвижки основания, то усиление фундамента здания можно осуществить установкой бандажа, изготовленного из металлопрофиля.  Это делают так:

  1. По периметру здания прорывают шурф. Стенки фундамента очищают от грунтов основания.
  2. Бандаж готовят из швеллера с высотой профиля 200 мм. Шпильки делают из металлического прута диаметром 30 – 40 мм. На концах шпилек нарезают резьбу.
  3. На углах здания отрезки швеллера соединяют через отверстия в закладных деталях болтами.
  4. Посередине длиной стены концы швеллеров стягивают шпильками.
  5. Если щели в фундаменте продолжают увеличиваться, то гайками на концах шпилек стягивают бандаж ещё больше. Увеличением стягивающих усилий останавливают разрушение структуры основания.
  6. Так как шурфы подлежат обратной засыпке грунтом, металлическое усиление фундаментов покрывают грунтовкой и затем красят.

Возведение подпорных стенок

Подпорные стенки прислоняют к боковой поверхности фундамента

Подпорные стенки возводят со стороны крена сооружения следующим образом:

  • прорывают шурф на полную глубину фундамента;
  • на дне шурфа устраивают песчаную подушку;
  • бетонную стенку в местах установки подпорок оголяют до металлической арматуры;
  • устанавливают опалубку с арматурным каркасом; каркас приваривают к оголённой арматуре основания;
  • подпорные стенки устанавливают через 2 метра друг от друга; стенки выглядят в форме прямоугольных треугольников, прислонённых к боковой поверхности фундамента;
  • опалубку заливают бетонным раствором;
  • по истечении 25-30 дней опалубку демонтируют и опоры покрывают гидроизоляцией;
  • затем делают обратную засыпку шурфа. Подробнее о ремонте смотрите в этом видео:

При наличии подвала нужно провести тщательное обследование его стен. При обнаружении трещин их нужно расчистить на всю глубину. После этого проводят инъецирование жидким бетоном всех расчищенных полостей.

Восстановление фундамента дачного дома

При ремонте опор деревянного домика, конструкцию временно ставят на балки

Зачастую загородные постройки возводятся самостоятельно хозяевами дачных участков весьма далёкими от строительной науки, поэтому неудивительно, что владелец дома вдруг обнаруживает перекос своего строения.

Внутри дома появляется сырость, а двери и окна плохо закрываются. Всё это говорит о том, что опорная конструкция здания разрушается и нуждается в восстановлении.

Появление сырости внутри дома объясняется тем, что гидроизоляция основания была выполнена плохо или она вообще отсутствует. Особенно это проявляется на глинистой почве.

При таком положении дел нужно срочно произвести ремонт опорной конструкции постройки:

  1. Со стороны разрушенной части основания устанавливают домкраты. Домик приподнимают так, чтобы обеспечить свободный доступ к разрушенному участку опоры.
  2. Образовавшиеся трещины в основании расширяют зубилом и очищают от мелкого мусора.
  3. Увлажнённые полости заполняют цементным раствором с водостойкими добавками. В некоторых случаях применяют эпоксидную смолу либо другие специальные смеси.
  4. Разрушенные кирпичи вынимают из основания и вместо них делают новую кладку.
  5. Чтобы произвести ремонт гидроизоляционного покрытия, прорывают ров вокруг фундамента.
  6. Тщательно очистив от грунта, стенки грунтуют.
  7. После этого поверхность фундаментов при реконструкции покрывают горячей битумной мастикой. Сверху приклеивают листы рубероида либо толи в 2-3 слоя.
  8. Перед укладкой нового слоя рубероида поверхность заливают битумом.
  9. Приподнятую сторону дома опускают. Делают обратную засыпку грунтом. Пример ремонта фундамента смотрите в этом видео:

Ремонт фундамента методом подкопа

Высота подкопа должна вместить песчаную подушку

Существует способ усиления опорной конструкции дома методом подкопа. Под проблемным участком основания здания делают подкоп:

  1. В целях обеспечения безопасности выполнения земляных работ, длину подкапываемого участка делают не более 80 см. Подкоп производят одновременно с двух сторон.
  2. Если разрушения основания значительные, то подкоп разбивают на несколько мелких участков.
  3. Высота подкопа должна позволять устроить песчаную подушку и поместить арматурный каркас.
  4. Устанавливают опалубку, оставляя вверху щель для заполнения полости бетоном. Бетон заливают до тех пор, пока он не начнёт переливаться через верх опалубки.
  5. Щель закрывают доской.
  6. Сняв опалубку, поверхность бетона покрывают гидроизоляцией.
  7. Производят обратную засыпку подкопа.

Радикальный способ реставрации фундамента

Такой вид работ выполняется строительной организацией с применением грузоподъёмных механизмов и специализированного оборудования:

  • суть способа заключается в том, что всё здание поднимают и под него устанавливают специальные катки;
  • дом перемещают в сторону от фундамента;
  • обследовав состояние конструкций основания здания, принимают решение о полном демонтаже фундамента или частичной реставрации несущих элементов;
  • по окончании ремонтных работ или полной замены основания новым фундаментом производят обратную доставку дома;
  • передвинув здание на старое место, с помощью домкратов его опускают на обновленное основание.

Такой метод реконструкции фундамента стоит очень дорого, поэтому прежде чем приступать к такой реставрации основания здания, нужно понять «стоит ли овчинка выделки». Не дешевле ли будет снести старое строение и на его месте построить новый дом?

Осуществление контроля над осадкой фундамента

После выполнения ремонтных работ обязательно нужно наблюдать за поведением опорной конструкции дома.

Образовавшиеся трещины в стенах не нужно спешить заделывать. На них наклеивают контрольные маркеры.

Квадратные кусочки бумаги намазывают клеем ПВА и помещают их прямо на трещины.

Разрыв бумаги означает, что процесс разрушения продолжается

Если в течение месяца бумажки не разорвались, значит, усиливаемая часть фундамента отремонтирована правильно.

В противном случае придётся все восстановительные работы производить заново. Лучше всего не заниматься этим самостоятельно, а поручить ремонт фундамента специалистам.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что своевременное усиление или полная реконструкция фундамента позволит избежать полного разрушения дома и обезопасит жизнь и здоровье его обитателей.

Реконструкция фундамента 🔨 Почему мы не используем винтовые сваи

Содержание

Даже самый крепкий и долговечный фундамент со временем может потребовать ремонта. Причиной может быть естественный износ конструкций или изменение объема здания за счет надстройки. И в том, и в другом случае требуется реконструкция фундамента. Как и строительство, любые переделки основания дома лучше доверить специалистам.

1. Причины деформации основания дома

Неважно, какого типа фундамент — реконструкция может потребоваться в следующих случаях:

  • Естественный процесс старения материала фундамента связан с ежедневными внешними воздействиями на него: атмосферные явления, циклы заморозки и оттаивания, влияние грунтовых вод. Такие мероприятия, как утепление, гидроизоляция, защитная отделка основания позволяют существенно продлить срок его службы.
  • Изначально неправильно выбранный тип фундамента, может потребовать реконструкцию уже в ближайшее время. Поэтому строительство основания доверяют профессионалам, которые учитывают особенности почвы на участке, региона строительства, выполняют расчеты и соблюдают технологию.



  • Причиной деформации фундамента может стать техногенная или природная ситуация в виде паводка, сейсмической активности, воздействия вибрации, если рядом с домом ведется строительство.
  • Реконструкция дома, когда увеличивается его вес (при строительстве мансарды или еще одного этажа) должна проводиться на основании расчетов специалистов. В противном случае фундамент будет испытывать нагрузки, превышающие расчетные показатели, и рано или поздно утратит эксплуатационные свойства.

Каждая из указанных причин приводит к снижению несущей способности основания, и даже разрушению фундамента. Компания «Артель и С» для усиления оснований домов применяет буронабивные сваи. Реконструкция свайного фундамента под стоящим домом выполняется с соблюдением технологии и строительных норм.

2. Способы реставрации оснований

Для того, чтобы повысить несущую способность фундамента, выполняют несколько видов работ в комплексе:

  1. укрепляют грунт;
  2. усиливают конструкцию основания;
  3. выполняют меры по защите фундамента (гидроизоляция, утепление, монтаж дренажной системы).


























Торкретирование

Проблема, которую нужно решить Разрушение наружной поверхности при удовлетворительном состоянии тела фундамента.
Какие способы усиления можно применить Нагнетание торкрета, формирование обойм.
Основная цель Укрепление поверхности без увеличения нагрузок.

Устройство обоймы без расширения подошвы

Проблема, которую нужно решить Глубокие трещины в теле фундамента
Какие способы усиления можно применить Заключение фундамента в железобетонную обойму. Как вариант, производится инъекционный ремонт.
Основная цель Обеспечение жёсткости фундаменту, утрачивающему несущую способность.

Увеличение площади опоры

Проблема, которую нужно решить Нормальное состояние фундамента, которому предстоит воспринимать увеличенные нагрузки.
Какие способы усиления можно применить Расширение площади опоры фундамента путём уширения подошв железобетонными башмаками.
укрепление грунта цементацией.
Основная цель Надстройка здания, увеличивающая нагрузки.

Выносные сваи с поперечной обвязкой

Проблема, которую нужно решить То же, но прочный пласт грунта расположен глубоко.
Какие способы усиления можно применить Монтаж выносных свай с поперечной ростверковой обвязкой.
Основная цель Передать нагрузки на более прочный слой почвы.

Ступенчатый вариант углубления фундамента

Проблема, которую нужно решить Фундамент не повреждён, но будет сильнее нагружаться.
Какие способы усиления можно применить Углубление фундамента за счёт наращивания стенок и расширения подошвы.
Основная цель Построить под домом подвал.

Нагнетание раствора в грунт

Проблема, которую нужно решить Просадка грунта, увеличение нагрузок.
Какие способы усиления можно применить Укрепление грунта цементацией.
Основная цель Пристройки и надстройки к дому, увеличивающие вес здания.

2.1. Торкретирование

Этот способ реконструкции фундамента чаще всего применяется для устранения коррозии бетона ростверков. Заключается он в нанесении на конструкцию цементного раствора под давлением. Поверхность предварительно очищается пескоструем или металлическими щётками, продувается подаваемым компрессором воздухом и промывается водой.

Торкретная смесь наносится по стальной сетке, привязанной заанкерованной в ростверк вязальной проволокой. Слоёв толщиной не более 4 мм может быть несколько, каждый последующий наносится после того, как схватится предыдущий.

2.2. Инъекционный ремонт

Такой вид реконструкции производится при более значительных повреждениях ростверков и заглублённых лент. Образовавшиеся в бетоне раковины и трещины заполняют цементной суспензией или двухкомпонентный эпоксидной или полиуретановой смолой.

Составы нагнетают под давлением через трубки для инъекций — паркеры.

Для их установки перфоратором бурят наклонные отверстия (шпуры), располагая их между стержнями арматуры в шахматном порядке.

2.3. Формирование обоймы

Этот способ отлично зарекомендовал себя в случаях, когда прочности бетона существующего фундамента недостаточно, чтобы выдержать дополнительные нагрузки. Применяют его для усиления фундаментов ленточного типа – как заглублённых ниже УПГ и мелкого заложения, так и наземных ростверков, и выполняют обычно по всей высоте конструкции.

Этим же способом можно усилить сваи в видимой части и на глубину до 1-2 метров. При надземном расположении ленты обвязки фундамента на сваях (ростверк) можно обследовать состояние свай и обнаружить на их поверхности трещины в поперечном и продольном направлении. Чтобы остановить рост существующих трещин и предотвратить образование новых сваи фундамента укрепляют ЖБ обоймами. Это полая внутри конструкция, длина которой превышает длину опоры на 1 м для предотвращения осадки строения. Толщина стенок обоймы 10 см.

2.4. Выносные сваи

Реконструкция фундамента деревянного дома может быть выполнена с помощью дополнительных опор. Этот способ реставрации применяют при увеличении нагрузки на основание, например, из-за надстройки.

Для этого вблизи граней существующей конструкции бурят скважины в диаметре 60-80 мм, в которые нагнетают раствор на саморасширяющемся цементе. Из таких свай выполняется сплошная рубашка, которая повысит прочность грунта вокруг фундамента. Свайный фундамент можно усилить и путём установки в непосредственной близости буронабивной или забивной сваи. Используя такой способ, достаточно усилить только разрушенные сваи, или каждую вторую.

На заметку: Если старые сваи не разрушены, а основание просто нуждается в усилении при увеличении нагрузок, дополнительные сваи могут быть установлены за контуром фундамента. Нагрузка на них будет передаваться через горизонтальные упорные балки, объединённые с ростверком. Подобную работу проделывают с двух сторон опоры одновременно.

3. Преимущества буронабивных опор

Данный способ реконструкции фундамента универсален, и может применяться в отношении как относительно новых жилых объектов, так и ветхих построек.

Реконструкция фундамента сваями имеет следующие преимущества:

  • Повышается эксплуатационная стойкость не только основания, но и других элементов здания (стен, перекрытий).
  • Способ подходит для реставрации фундаментов разных объектов — даже тех, которые представляют архитектурную ценность.
  • Можно применять на фундаментах любого размера.
  • Соседние здания при проведении процесса реконструкции фундамента не подвергаются негативным воздействиям.
  • Способ подходит для любых грунтов.
  • Обсадная труба, которая служит дополнительной защитой сваи, может проходить через грунтовые воды.

Часто реконструкция фундамента не обходится без усиления грунта под ним. Чтобы снизить степень просадки применяют термический метод или силикатизацию почвы.

4. Почему мы не используем винтовые сваи

Мы можем выполнить работу любой сложности. Однако реконструкция фундамента винтовыми сваями – у нас доверия не вызывает, поэтому этот способ мы не применяем. Винтовые сваи изготовлены из металла, который при ненадлежащей антикоррозийной обработке со временем начнет гнить, особенно если недалеко от них расположены грунтовые воды – есть риск, что они изменят свое направление и начнут оказывать непосредственное воздействие на сваи. Прибавьте к этому щелочные соединения грунта.

Винтовые сваи широко используют в малоэтажном строительстве, но минусы данного метода заставили нас сделать акцент на более надежных материалах и технологиях.

5. Реконструкция фундамента: цена

Стоимость мероприятий по усилению и реконструкции фундамента зависит от нескольких факторов: выбранной технологии, типа основания и его материала, степени износа конструкций и их размера. Компания «Артель и С» выполняет ремонт оснований разной сложности. Мы проведем обследование, составим смету на основании расчетов и реального состояния вашего фундамента, предложим оптимальное решение. Все работы выполняются со строгим соблюдением строительных норм и графика.


Бесплатная консультация

Рекомендуемые статьи этой категории

Реконструкция частного дома 2021


Отдых на природе — это отличное времяпровождение и возможность смены обстановки. Если у вас есть соб …

Подробнее

Реконструкция дома


Если вы хотите жить в комфортном и современном жилье, но ваш дом уже не отвечает требованиям – фасад …

Подробнее

Ремонт домов Клин


Реконструкция коттеджа или домовладения всегда начинают с подготовительных работ. Сначала выявляют в …

Подробнее

PDF — топ 10 ошибок при выборе подрядчика

Забрать

Оставьте Ваш телефон и мы Вам поможем

Не можете найти нужную информацию?

Загрузка таймера

Наши спецпредложения и акции.

Основные принципы и классификации свайных фундаментов

Введение

Неглубокие и глубокие фундаменты обозначают относительную глубину почвы, на которой построены здания. Когда глубина фундамента меньше ширины основания и меньше десяти футов, это неглубокий фундамент. Фундаменты мелкого заложения используются, когда поверхностный грунт достаточно прочен, чтобы выдерживать приложенные нагрузки. Если глубина фундамента больше ширины фундамента здания, это глубокий фундамент.Глубокие фундаменты часто используются для передачи строительных нагрузок глубже в землю.

Условия, при которых используется глубокий фундамент

· Грунт у поверхности, который имеет относительно слабую несущую способность (700 фунтов на квадратный фут или меньше)

· Грунт вблизи поверхности, содержащий экспансивные глины (усадка / набухающие почвы)

· Поверхностные почвы, уязвимые для удаления в результате эрозии или размыва

Классификация глубоких фундаментов

Глубинные фундаменты подразделяются на три категории:

· Свайные фундаменты

· Фундаменты скважин

· Фундаменты кессона

Типы фундаментов и базовые механизмы, участвующие в классификации глубоких фундаментов, рассматриваются в нашем обзорном курсе экзамена FE по гражданскому праву для тех, кто готовится стать инженером в процессе обучения.

Свайный фундамент

Свайный фундамент определяется как серия колонн, построенных или вставленных в землю для передачи нагрузок на более низкий уровень грунта. Свая — это длинный цилиндр, состоящий из прочного материала, например, бетона. Сваи вдавливаются в землю, чтобы служить устойчивой опорой для построенных на них конструкций. Сваи переносят нагрузки от конструкций на твердые породы, скалы или грунт с высокой несущей способностью. Сваи поддерживают конструкцию, оставаясь прочно уложенными в почву.Поскольку свайные основания закладываются в почву, они более устойчивы к эрозии и размыву.

Устройство свайного фундамента

Сваи сначала закладываются на уровне земли, а затем забиваются или забиваются в землю с помощью сваебойной машины. Сваебойщик — это машина, которая держит сваю вертикально и забивает ее в землю. Удары повторяются, когда тяжелый груз поднимается и опускается на сваю. Сваи следует забивать в землю до тех пор, пока не будет достигнута точка отказа, то есть точка, в которой сваю нельзя забивать в грунт дальше.Метод установки сваи является важным фактором структурной целостности свайного фундамента. Метод забивной сваи является идеальным вариантом, поскольку он меньше всего нарушает поддерживающий грунт вокруг сваи и обеспечивает максимальную несущую способность каждой сваи. Поскольку у каждой сваи есть зона воздействия на почву вокруг нее, сваи должны располагаться достаточно далеко друг от друга, чтобы нагрузки распределялись равномерно.

Категории свай

· В зависимости от назначения сваи подразделяются на несущие, фрикционные, фрикционные, несущие, направляющие и шпунтовые сваи.

· По составу материалов сваи классифицируются как деревянные, бетонные, песчаные или стальные.

1) Несущие сваи забиваются в землю до достижения твердого слоя. Несущие сваи опираются на твердые породы и действуют как столбы для поддержки конструкции. Несущие сваи допускают вертикальные нагрузки и передают нагрузку здания на твердый слой под ними.

2) Фрикционные сваи используются, когда почва мягкая и нет твердых слоев.Эти сваи длинные, а поверхности имеют шероховатую поверхность для увеличения площади поверхности и повышения сопротивления трения. Они оказывают сопротивление трению между своей внешней поверхностью и соприкасающейся почвой. Сваи трения не опираются на твердые слои.

3) Бетонные сваи забиваются под наклоном, чтобы выдерживать наклонные нагрузки.

4) Направляющие сваи используются при формировании коффердамов для обеспечения устойчивых оснований для подводного строительства.

Основные принципы свайных фундаментов и их классификации — рекомендуемые темы для изучения перед сдачей экзамена FE Civil.

Типы свай в зависимости от формы и состава

Новый метод расчета осадки одиночной сваи и группы свай в мягком грунте

Эта статья математическими методами соответствует кривой τ -z одиночной сваи. На основе одномерного подобия кривых τ -z получены кривые τ -z одиночной сваи при различных нагрузках. Он изучает распределение осевой силы одиночной сваи, принимая во внимание собственный вес сваи и коэффициент сопротивления концов сваи, и устанавливает расчетное уравнение осадки для одиночной сваи.Эффект взаимного усиления между сваями полностью учитывается, и оседание каждой фундаментной сваи в группе свай рассчитывается с использованием метода сдвигового смещения. Анализ примера показывает, что распределение осевой силы одиночной сваи с учетом собственного веса и отношения сопротивления торца сваи хорошо согласуется с экспериментальными данными. Погрешность осадки одиночной сваи, рассчитанная традиционным методом, составляет 18,52% по сравнению с измеренным значением. Если соотношение собственного веса и конечного сопротивления не учитывается, ошибка достигает 2.26%. Однако при их учете погрешность может уменьшиться до 1,64%. Он хорошо применим для расчета осадки группы свай по кривым τ -z одиночной сваи. Кроме того, он может лучше прогнозировать поведение группы свай при оседании в аналогичных условиях.

1. Введение

В последние десятилетия для расчета осадки групп свай использовались некоторые методы. В основном они включают метод эквивалентного фундамента опоры, метод слоистого суммирования, метод передачи нагрузки и метод анализа конечных элементов [1].По применению этих методов было проведено множество исследований. Метод эквивалентного фундамента опоры и метод слоистого суммирования принимают группу свай и верхушку как единое целое, что хорошо для расчета общей осадки группы свай. Однако он не может анализировать дифференциальную осадку между сваями в основании свайной группы. Метод передачи нагрузки очень эффективен при расчете осадки одиночной сваи, в то время как он не может учитывать сплошность грунта и взаимодействие между сваей и окружающей почвой, как это используется при расчете групповой сваи.Метод анализа конечных элементов может хорошо описать геометрические характеристики группы свай и конкретные параметры грунта вокруг сваи. Однако из-за сложности моделирования на точность расчета сильно влияет выбор параметров, что в некоторой степени приводит к некоторым ограничениям в инженерных приложениях.

Метод смещения при сдвиге был предложен Куком в 1974 году. Смещение грунта, вызванное напряжением сдвига вала, рассматривается как логарифмическое отношение радиального расстояния от сваи.Взаимодействие между сваями можно рассматривать по принципу суперпозиции. Это простой и эффективный метод анализа реакции сваи на осевую нагрузку [2, 3]. Позже метод сдвигового смещения используется для анализа группового эффекта свай и взаимодействия сваи [4, 5]. Основываясь на методе смещения сдвига, Lin et al. В [6, 7] предложена упрощенная формула коэффициента взаимодействия и установлено матричное уравнение гибкости для расчета осадки свайной группы.

На практике испытания одиночной сваи статической нагрузкой проводились при проектировании фундаментов большинства проектов.Это привлекает все больше и больше внимания исследователей к тому, как использовать результаты испытаний одиночных свай для эффективной оценки деформационного поведения групп свай.

В основном исследователи оценивали оседание групп свай через кривую осадки-осадки одиночной сваи. Параметры фундамента получены путем обратного анализа нагрузочного испытания, а взаимодействие между сваями описывается коэффициентом взаимного взаимодействия [8, 9]. Мао и Цзян [10] проанализировали нагрузочные испытания одиночной сваи и получили эквивалентный модуль деформации.Решение Миндлина, решение Буссинеска и принцип суперпозиции использовались для расчета взаимодействия между сваями в группе свай, а программа C ++ была скомпилирована для расчета осадки группы свай. Pan et al. [11] установили модель передачи нагрузки для одиночной сваи, которая аналогична гиперболической функции. Основываясь на методе Рунге-Кутта, они рассмотрели взаимодействие сваи с сваей и предложили улучшенный метод передачи нагрузки для расчета реакции группы свай. Ключом к расчету осадки группы свай одной сваей является анализ взаимодействий между сваями.Более того, учет эффектов взаимного усиления играет очень важную роль при анализе взаимодействий между сваями. Liang et al. [12], Ян и Чжан [13] и Синь [14] рассмотрели влияние самой фундаментной сваи на деформацию грунта и изучили эффект усиления группы свай. Шейл и МакКейб [15] учли эффект усиления разгруженной сваи и рассчитали осадку фундамента свайного плота нелинейным итерационным методом. Осадка свай в групповом свайном основании связана не только с поверхностным трением свай, но и с эффектом взаимного усиления других окружающих свай [15, 16].

Помимо кривой «нагрузка-оседание», кривые τ -z, полученные в результате испытания на статическую нагрузку, также содержат обширную информацию о взаимодействии сваи и грунта. Более того, он может хорошо отражать обратную связь сваи и грунта под осевой нагрузкой. В этой работе аппроксимируются кривые τ -z, полученные в результате испытаний при определенной нагрузке, и, таким образом, кривые τ -z при различных нагрузках получены из них. Принимая во внимание влияние наличия свай на окружающий грунт и эффект взаимного усиления между сваями, оседание группы свай выводится по кривым τ -z одиночной сваи.По сравнению с методом численного анализа предложенный в данной работе метод значительно экономит время расчета, а результаты расчетов хорошо согласуются с тестовым значением.

2. Установка и изготовление одинарной сваи

При различной осевой нагрузке на верх сваи, хотя величина бокового трения сваи по глубине разная, ее кривые близки друг к другу в касательном направлении соответствующего бокового трения, когда глубина меняется. Другими словами, развитие бокового трения сваи по глубине при различных уровнях нагрузки имеет определенную пропорциональную зависимость.Они похожи в одномерном направлении. Для описания этого явления было введено одномерное подобие. В этой работе на основе примера функциональные выражения между трением на поверхности и глубиной одиночного ворса получены путем подбора. По одномерному подобию кривых τ -z получены несопоставимые функциональные выражения при различных нагрузках.

Для сверхдлинной сваи в мягком грунте несущая способность, обеспечиваемая концом сваи, очень мала при рабочей нагрузке.Практически вся несущая способность обеспечивается трением о кожу сваи, а оседание вершины сваи происходит почти за счет сжатия тела сваи, что проявляется как чисто фрикционная свая [15, 17]. Поэтому предполагается, что сваи, изучаемые в данной статье, ведут себя как сваи трения.

Испытание на нагрузку на одиночную сваю S3 в многослойных грунтах было получено из Xin [18]. Участок имеет 23,36 метра илистой глины, а толщина рыхлого грунта составляет 52,3 метра. Параметры почв приведены в таблице 1.На рисунке 1 представлена ​​схематическая диаграмма толщи сваи и грунта. Испытательная свая S3 имеет диаметр 1,1 м и длину 88,17 м. Это типичная сверхдлинная свая в мягком грунте. Несущий слой — это умеренно выветренная коренная порода, а осадка вершины сваи составляет 49,52 мм под несущей нагрузкой.

——

9034

В литературе кривые τ -z при разных нагрузках аналогичны. Параметр вводится где — эффективная длина сваи, а z — глубина от верха сваи. В данной работе за значение принимается длина сваи.- величина поверхностного трения при изменении. Полиномиальная функция используется для определения отношения между поверхностным трением и эффективной глубиной при определенной нагрузке. Когда полином имеет шестой порядок в исходном программном обеспечении, этого достаточно для удовлетворения требований точности подбора. Взяв, например, = 9600 кН, аппроксимирующая функция получается следующим образом:

В (1) — полиномиальный коэффициент [19]. Подгоночная кривая и измеренная кривая показаны на рисунке 2. Как показано на рисунке 2, поверхностное трение сначала увеличивается, а затем уменьшается с увеличением глубины.Сопротивление трению вдоль сваи постепенно увеличивается, и поверхностное трение верхнего слоя почвы предшествует трению нижнего слоя почвы. Это асинхронный процесс. Коэффициент корреляции двух кривых равен 0,9319. Чем ближе значение к 1, тем выше точность аппроксимации кривой.

Нетрудно найти у Xin et al. [18] что кривые τ -z при разных нагрузках имеют некоторые общие особенности по глубине. Величина и направление наклона касательной кривых τ -z примерно одинаковы, хотя значения поверхностного трения на одной и той же глубине разные.Подобные ситуации можно найти в других источниках, таких как Zhu et al. [20], МакКейб [21] и Чен [15]. Можно также сказать, что существует одномерное сходство между кривыми τ -z при различных нагрузках. Позвольте быть аппроксимирующей кривой поверхностного трения; — производная кривая поверхностного трения на той же глубине и представляет собой любую малую дифференцируемую функцию. Ниже приводится вывод упомянутых выше членов:

Let, где h — бесконечно малый параметр.Тогда (2) меняется на

And, где, — соответствующая нагрузка, соответственно. Значение h легко получить по (6). Следовательно, в соответствии с одномерным сходством между кривыми τ -z при различных нагрузках в одном и том же испытании, мы можем получить функциональные выражения между поверхностным трением и эффективной глубиной при любой нагрузке:

. = 12000 кН, подставить, и (1) в (7). Таким образом, функциональные выражения между поверхностным трением сваи и глубиной можно записать как

. Расчетное поверхностное трение по производному уравнению сравнивается с измеренными данными, как показано на рисунке 3.Коэффициент корреляции равен 0,9336, что подтверждает правильность выведенного уравнения.

Коэффициенты корреляции между производной функцией и измеренными данными при различных нагрузках на верх сваи показаны в таблице 2. Чем ближе коэффициент корреляции к 1, тем ближе два типа данных. Из таблицы 2 видно, что при различных верхних нагрузках минимальное значение подгоночного коэффициента корреляции составляет 0,8617, а максимальное значение — 0,9745, что указывает на хорошее совпадение рассчитанного и производного значений.


Название Глубина грунта (м) Плотность (кН / м 3 ) Содержание воды (%)
1 Заполнение 1.33∼3,82 17,38 43,5
3-1 Ил 10,50∼11,40 15,67 70,1
3-2 64,7
3-3 Глина грязная 20,85∼23,36 17,27 50,5
4-1 Глина 22,4824123

2 Глина 28.47∼30.90 18.20 40.9
5-1 Илистая глина с глиной 31.01∼33.55 19.33 29.9
5-2 Глина 18,55 37
6-1 Глина с алевритовой глиной 38,96∼45,60 19,49 29,6
6-2 Глина 8
7-1 Глина с алевритовой глиной 47.46 19.12 30.7
8 Иловая глина с примесью рифа 42.925212.30 90–
9-1-1 Полностью выветренная коренная порода 58.68∼69.52 —— ——
9-1-2 Полностью выветренная коренная порода 75.46129125.76
9-2 Сильно выветренная коренная порода 84.48∼114,48 —— ——
9-3 Коренная порода умеренно выветренная Неперфорированная —— ——


9030


P (кН) 4800 7200 14400 18000 20400 22800 R 2 0,8617 0,9688 0,9622 0,9496 0,9683 0,9742 0,9747 0.9722

Предложенный метод также применялся в различных полевых испытаниях [21]. Принимая в данном случае 46 кН. Когда нагрузка на верх сваи принимается как разные значения, производные функции могут быть получены с использованием одного и того же метода. Коэффициенты корреляции R 2 показаны в таблице 3. Хорошее соответствие между измеренными значениями и производными кривыми обычно наблюдается из таблицы 3. Более того, надежность предлагаемого метода в этой статье дополнительно доказана.

0,9926

P (кН) 17 56 30 50


0,9265 0,9992

3. Пример реагирования одиночной сваи

Анализируемый случай был представлен Ченом [15].Сверхдлинная фрикционная свая была забита на глубину 67,5 м и имела диаметр 0,85 м. Несущая способность одинарной сваи была рассчитана на 12000 кН. Класс прочности бетона сваи — C50, а модуль упругости принят равным 34,5 ГПа.

Кривые τ -z при различных нагрузках могут быть получены из литературы Чена [15]. Во-первых, полином используется для соответствия функциональным выражениям между трением о поверхностном слое сваи и параметром φ , когда, как показано в следующем уравнении:

На практике конец сваи по-прежнему обеспечивает небольшую несущую способность.При расчете полного поверхностного трения сваи в этом случае вводится коэффициент сопротивления торца сваи β , чтобы учесть усилие на конце сваи в мягкой зоне. « β » равно силе на конце сваи, деленной на сумму силы на конце сваи и общего поверхностного трения. Предположим, что β = 0,06 здесь при объединении данных испытаний на мягком грунте [22, 23]. Когда верхняя нагрузка = 8400 кН, трение о поверхностный слой сваи можно выразить следующим уравнением в соответствии с одномерным подобием кривых поверхностного трения при различных нагрузках:

Коэффициент корреляции равен 0.9725 при 9600 кН. И значение равно 0,9568 при 8400 кН. Сравнивая измеренное значение с подгоночной кривой и производной кривой, результаты показаны на рисунке 4. Как видно из рисунка 4, подгоночная кривая и производная кривая в этой статье могут хорошо отражать правило изменения поверхностного трения сваи по глубине. . Кроме того, они хорошо согласуются с экспериментальным значением.

Поскольку сверхдлинная свая имеет большую длину, пренебрежение весом тела сваи во время расчета будет иметь большее влияние на результаты расчета.Поэтому особенно необходимо учитывать собственный вес сверхдлинной сваи. Осевое усилие сверхдлинной сваи можно выразить с помощью первого следующего уравнения, а общее поверхностное трение вдоль сваи можно рассчитать с помощью второго следующего уравнения. Таким образом, мы можем легко получить осевую силу на разной глубине вдоль сваи. Без учета собственного веса сваи рассчитываются распределения осевой силы по направлению глубины и сравниваются с экспериментальными данными, как показано на рисунке 5: где Н, — осевое усилие сваи. куча; — действующая нагрузка на верхушку сваи; — собственный вес тела сваи; T — полное сопротивление трения в диапазоне от 0 до z .

Как видно из рисунка 5, осевое усилие сваи постепенно уменьшается с увеличением глубины. Осевое усилие в верхней части тела сваи уменьшается очень медленно и постепенно увеличивается по мере увеличения глубины. При нагрузке на верх сваи 120,00 кН погрешности осевого усилия на глубинах 37,2 м и 66,2 м без учета собственного веса сваи составляют 3,4% и 24,56% соответственно. После учета веса сваи погрешность уменьшается до 0.75% и 11% соответственно. Это ближе к экспериментальным данным распределения осевой силы при учете собственного веса сверхдлинной сваи. Поэтому совершенно необходимо учитывать собственный вес сваи при анализе осадки сверхдлинной сваи и распределения усилий вдоль сваи.

Поскольку нагрузка на верх сваи и вес сваи являются постоянными величинами, ключом к вычислению осевой силы N является расчет полного сопротивления трения T в соответствии с (11).Значение T получается на основе подгоночного полинома. Из рисунка 4 видно, что эффект моделирования бокового трения немного хуже, чем в нижней части сваи, когда он находится в диапазоне от 0 до 0,4. Это также приводит к ошибке полного сопротивления трения T , когда оно находится между 0 и 0,4. Следовательно, погрешность осевой силы N немного больше при рассмотрении около глубины 0–28 м на рисунке 5. Однако это не влияет на общую согласованность расчетной осевой силы с экспериментальными данными, если принять во внимание.

На практике сверхдлинные сваи чаще всего представляют собой сваи трения. Однако конец сваи также несет часть силы. На рис. 6 показано сравнение распределения осевой силы с учетом и без учета коэффициента торцевого сопротивления сверхдлинной сваи, а также измеренного значения. Из рисунка 6 также видно, что осевое усилие сваи значительно меньше экспериментального значения без учета отношения торцевых сопротивлений β . Поскольку верхняя нагрузка сваи составляет 120,00 кН, погрешности осевого усилия на глубине 37.2 м и 66,2 м без учета коэффициента торцевого сопротивления составляют -3,4% и -38,08% соответственно. Погрешности после учета коэффициента сопротивления концов уменьшаются до 0,21% и 8,5% соответственно. Следовательно, в этой статье анализ распределения осевой силы с учетом отношения торцевых сопротивлений β более соответствует реальным условиям. Расчетная осевая сила также больше соответствует экспериментальному значению.

Осадка сваи под осевой нагрузкой в ​​основном складывается из сжатия тела сваи и грунта в конце сваи.На практике нагрузка на конец сваи очень мала. Нагрузка на верх сваи в основном воспринимается поверхностным трением, которое в основном проявляется в виде сваи трения. Чжан [24, 25] провел множество исследований сверхдлинных свай. Согласно результатам экспериментов, сжатие тела сваи составляет большую часть общей осадки, и эта доля может достигать более 80% при предельной нагрузке. В условиях глубоких мягких грунтов это явление более распространено. Осадка одиночной сваи в основном происходит из-за упругого сжатия сваи, поэтому осадка грунта в конце сваи не учитывается при анализе.Основываясь на классическом законе сжатия стержня Гука, мы можем рассчитать осадку одиночной сваи под осевой нагрузкой по следующему уравнению: где E — модуль упругости тела сваи. — площадь поперечного сечения сваи.

В таблице 4 сравниваются расчетные значения упрощенного метода расчета в коде, метода в данной работе и эксперимента. Видно, что ошибка между упрощенным методом расчета в коде и измеренным значением составляет 18,52%.Когда отношение конечных сопротивлений β не рассматривается, ошибка между расчетным методом в этой статье и экспериментальным значением составляет 2,26%. Однако ошибка снижается до 1,64%, если принять во внимание отношение концевых сопротивлений β , что показывает хорошее соответствие с экспериментальным значением. Традиционный метод предполагает, что распределение осевой силы вдоль сваи подобно перевернутому треугольнику. Это предположение означает, что конец сваи не подвергается воздействию силы, что приведет к большой ошибке в расчетах.Метод, представленный в этой статье, учитывает силу, воспринимаемую концом сваи, и расчетное значение немного больше, чем измеренное значение, что указывает на его безопасность в реальной инженерии.

57


Измеренное значение Метод кода β = 0 β = 0,06
18,39 22,06 22,94
Ошибка (%) 0 −18,52 −2,26 1,64


Группа
4.1. Получение группы свай

Используя кривую τ -z для одиночной сваи, можно получить функциональные выражения между трением о поверхности сваи и глубиной сваи фундамента в группе свай.Полностью учитывая взаимное усиливающее действие свай в группах свай, таким образом определяется деформационное поведение сваи фундамента.

Усиливающий эффект в группе свай в основном вызван напряжением сдвига на стороне сваи. В этой статье напряжение сдвига на стороне одиночной сваи связано с напряжением сдвига на стороне сваи фундамента в группе свай. Конкретный анализ выглядит следующим образом:

Когда сваи и существуют независимо и осевая нагрузка приложена к вершине сваи и , принимается поверхностное трение на глубине z сваи и .В то же время, в приведенном выше случае, когда существует соседняя свая j и верхняя часть сваи разгружена, поверхностное трение в грунте вокруг сваи и передается радиально наружу на основе режима сдвига тонкого кольца концентрического цилиндра. . Тогда поверхностное трение сваи j на той же глубине можно записать в виде следующего уравнения согласно Рэндольфу и Уорту [26]: где — расстояние между центрами сваи i и j .- радиальное расстояние от центра сваи до точки, в которой трением сдвига, вызванным сваей, можно пренебречь. Его значение можно принять по Линю и Даю [7].

Наличие сваи j вызовет создание силы реакции с той же величиной, но в противоположном направлении. Сила реакции будет передаваться в радиальном направлении и прилагаться к свае и , что заставит сваю и произвести уменьшение снизу вверх. Подставив в (14), таким образом, уменьшение поверхностного трения о свае и можно вычислить по следующему уравнению:

Свая и не имеет нагрузки, в то время как осевая нагрузка приложена к свае j ; напряжение сдвига сваи и передается в радиальном направлении, так что свая и создает пассивное напряжение сдвига, а именно, направленное вниз.Величина может быть представлена ​​следующим уравнением:

Между тем, из-за усиливающего воздействия сваи и на сваю и , возникнет уменьшение напряжения сдвига сваи и вверх. Подставляя в (14), величина снижения напряжения сдвига, может быть выражена как

. Тогда полностью учитывается влияние наличия сваи и взаимного усиливающего эффекта между сваями на поверхностное трение.Кожное трение фундаментной сваи и в группе свай можно выразить следующим уравнением:

Приняв и обобщив (18) на группу свай, тогда, где представляет количество свай в зоне воздействия.

Подставив (19) в (12), можно получить общее поверхностное трение фундаментной сваи в группе свай:

Затем, подставив (20) в (13), оседание фундаментной сваи и в группа свай « может быть записана как

Когда известна верхняя нагрузка Q на заглушку группы свай и заглушка является жесткой, оседание каждой фундаментной сваи может быть получено по следующему уравнению:

Когда заглушка является гибкой , следующее уравнение (23) будет принято для расчета осадки каждой фундаментной сваи:

4.2. Пример из практики ответа группы Pile

О первом случае сообщили Мао и Цзян [10]. Юго-западный университет Цзяотун и Центральный Южный университет провели испытания на статическую нагрузку одиночной сваи и испытания группы свай на свайном фундаменте № 505 на участке озера Янчэн высокоскоростной железной дороги Пекин-Шанхай. Несущая площадка имеет ширину 6,8 м, длину 10,5 м и толщину 2 м. Всего в свайном фундаменте 10 свай, при этом каждая свая имеет диаметр 1 м и забивается до глубины проникновения 55.5 мес. Прочность бетона тела сваи C30. Схематическая диаграмма расположения свай показана на следующем рисунке 7. Здесь сваи 1, 2, 7 и 8 определены как угловые, сваи 3, 4, 5 и 6 определены как краевые сваи, а оставшиеся сваи 9 и 10 определены как центральные сваи. Поскольку свайный фундамент в этом случае представляет собой симметричную конструкцию, силы и осадки сваи в одном и том же месте также одинаковы.

Во-первых, функциональная зависимость между поверхностным трением и параметром φ одиночной сваи получается путем подгонки, когда максимальная нагрузка составляет 1380 кН.Коэффициент корреляции между подгоночным значением и измеренным значением составляет 0,90. Получая взаимосвязь между поверхностным трением и параметром φ при различных нагрузках и сравнивая с измеренным значением, результаты показаны на рисунке 8. Когда верхняя нагрузка одиночной сваи составляет от 920 кН до 1840 кН, коэффициенты корреляции между производное значение и измеренное значение равны 0,9682 и 0,9874 соответственно. Нетрудно сделать вывод, что метод, описанный в этой статье, может лучше предсказать взаимосвязь между поверхностным трением и глубиной при различных нагрузках.

Вертикальная нагрузка свайного фундамента составляет всего 15 984 кН. Влияние грунта на днище цоколя в расчетах не учитывается. Модуль упругости сваи принят равным 30 ГПа. Подставив соответствующие параметры в указанную выше формулу, результаты расчетов показаны в Таблице 5.



Метод Нагрузка на угловую сваю (кН) Нагрузка на краевую сваю (кН) Нагрузка центральной сваи (кН) Осадка (мм)

Расчетное значение [10] 1894.04 1444,04 1314,04 3,4
Расчетное значение 1704,97 1581,33 1419,38 2,91

Из таблицы 5 видно, что тренд распределения нагрузки угловой сваи, краевой сваи и центральной сваи, вычисленный в этой статье, согласуется с Мао и Цзян [10].В данной статье расчетная осадка свайного фундамента составляет 2,91 мм, а погрешность измеренного значения осадки составляет всего 6%. Результаты расчетов имеют хорошую точность.

5. Выводы

В данной работе исследуется картина распределения поверхностного трения по глубине одиночной сваи при испытании на статическую нагрузку путем подбора кривой τ -z одиночной сваи для получения функциональных выражений между поверхностным трением сваи и глубина. На основе одномерного подобия кривых τ -z одиночной сваи можно получить функциональные выражения между поверхностным трением и глубиной одиночной сваи при других осевых нагрузках.

Проанализировано влияние собственного веса и коэффициента торцевого сопротивления на распределение осевых усилий сверхдлинной сваи. Результаты показывают, что погрешность осевой силы с учетом собственного веса и отношения торцевых сопротивлений намного меньше, чем расчетный результат без их учета. Это больше соответствует фактическому распределению осевой силы с учетом соотношения собственного веса и торцевого сопротивления. Между тем расчетная осевая сила хорошо согласуется с экспериментальным значением.Сравнение данных испытаний с расчетной осадкой одиночной сваи разными методами показывает, что ошибка между традиционным методом и данными испытаний составляет 18,52%. Погрешность без учета конечного сопротивления составит 2,26%. Если учесть коэффициент конечного сопротивления, ошибка расчета уменьшится до 1,64%. Точность методики расчета, предложенной в данной работе, дополнительно подтверждается.

Полностью учитывая влияние существующих свай на окружающий грунт и эффект взаимного усиления между сваями в группе свай, разработана расчетная модель свай фундамента.Погрешность между измеренным значением и расчетным значением составляет всего 6%. Нетрудно обнаружить, что метод в этой статье имеет хорошую согласованность, сравнив результаты расчетов в этой статье с результатами, полученными Мао и Цзян. Кроме того, он может лучше прогнозировать деформационное поведение группы свай в аналогичных условиях.

Доступность данных

Основные данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Все авторы заявляют, что в этой статье нет конфликта интересов.

Выражение признательности

Работа была выполнена при поддержке Национального фонда естественных наук Китая (№ 11932010) и Общей программы (№ 11572186).

% PDF-1.6
%
11625 0 объект
>
эндобдж

xref
11625 73
0000000016 00000 н.
0000004474 00000 н.
0000004838 00000 н.
0000005029 00000 н.
0000005352 00000 п.
0000005418 00000 н.
0000005470 00000 н.
0000005536 00000 н.
0000005608 00000 н.
0000005680 00000 н.
0000007755 00000 н.
0000009668 00000 н.
0000009740 00000 н.
0000012010 00000 п.
0000014006 00000 п.
0000016020 00000 н.
0000017888 00000 п.
0000018193 00000 п.
0000018586 00000 п.
0000019798 00000 п.
0000021103 00000 п.
0000029135 00000 п.
0000029351 00000 п.
0000029742 00000 п.
0000032176 00000 п.
0000032338 00000 н.
0000032497 00000 п.
0000032655 00000 п.
0000032803 00000 п.
0000032971 00000 п.
0000033037 00000 п.
0000033084 00000 п.
0000033132 00000 п.
0000033210 00000 п.
0000033321 00000 п.
0000033438 00000 п.
0000033488 00000 п.
0000033647 00000 п.
0000033697 00000 п.
0000033851 00000 п.
0000033901 00000 п.
0000034023 00000 п.
0000034073 00000 п.
0000034174 00000 п.
0000034224 00000 п.
0000034389 00000 п.
0000034439 00000 п.
0000034582 00000 п.
0000034639 00000 п.
0000034768 00000 п.
0000034825 00000 п.
0000034954 00000 п.
0000035011 00000 п.
0000035150 00000 п.
0000035207 00000 п.
0000035327 00000 п. q2,
d 뒍 yvwv {z

Метод реконструкции деревянного свайного фундамента

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительства, а именно к реконструкции деревянных свайных фундаментов.Технический результат изобретения — снижение стоимости и повышение технологичности реконструкции, а также обеспечение круглогодичных работ. Способ реконструкции деревянного свайного фундамента включает выемку грунта возле верхних участков свай, вырезание на них участков, поврежденных гнилью, и формирование ростверка. Новый метод заключается в том, что между оставшимися частями свай и железобетонным плотом укладывают насухую грунтово-цементную смесь послойно армирующим рулонным материалом. А в нижний слой (грунт-цемент добавить порошкообразный антисептик.1 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при реконструкции деревянных свайных фундаментов. Необходимость реконструкции фундаментов возникает из-за гниения деревянных свай в ненасыщенной зоне, когда несущая способность материала верхних частей сильно снижается. Вы знаете, свайный фундамент, включая ростверк и свайные ярусы, где сваи срезаются. слои только слабо, причина CSO — невозможность его применения в случаях, когда слой слабого грунта выходит на поверхность.Кроме того, при гниении деревянных свай возможно развитие неравномерного оседания зданий или сооружений. Ближайшим техническим решением изобретения является способ усиления деревянного свайного фундамента, заключающийся в замене прогнивших верхних частей свайных элементов из железобетона. . (Дидык В.П. Технология и организация строительно-ремонтного производства, Киев: Будивельник, 1975, с. 96). Недостатками этого способа являются высокая стоимость и сложность работ из-за необходимости разрезания деревянных свай ниже уровня грунтовых вод, т.к. а также большое количество бетона и арматуры.Изобретение направлено на удешевление и повышение технологичности реконструкции, а также обеспечение круглогодичных работ. Это достигается тем, что при реконструкции фундаментов выполняют выемку возле верхних частей деревянных свай, срезают Поврежденная головка гнилью накапливается над водой и образует двухслойную сетку. Верхняя часть заглушки сваи выполнена из железобетона, а нижняя — из армированной сухой грунтово-цементной смесью, а нижний слой (грунт-цемент отвечает требованиям информационно-коммуникационных технологий, позволяет уменьшить количество бетона и арматурной стали, обеспечивает защиту за оставшуюся часть деревянных свай от грибковой микрофлоры, а также дает возможность производить реконструкцию деревянного фундамента здания или сооружения независимо от климатических условий и времени года.Изобретение поясняется чертежом, на котором показана конструкция деревянного свайного фундамента после реконструкции. Фундамент включает рулонный материал 1, сухую грунтово-цементную смесь 2, существующие деревянные сваи 3, бетонную часть решетчатой ​​решетки 4, слой сухой грунтово-цементной смеси с добавкой трудновымываемого антисептика 5. На фундамент опирается деревянный стена здания или сооружения 6. Способ реализуется следующим образом. Производят «свисающий» участок стены деревянного здания или сооружения 6.Далее следует установка траншейных инвентарных щитов. Вырезав сгнившую головку деревянной сваи на уровне дна траншеи. Далее производят послойную укладку и уплотнение слоев рулонного материала 1 и сухой грунтово-цементной смеси 2. В качестве рулонного материала 3 может быть дорнит, широко применяемый в дорожном строительстве. В нижнем слое цементно-цементного грунта находится аналогичная микрофлора за счет миграции антисептика вниз по сваям. В качестве порошкообразных трудновымываемых антисептиков может использоваться силикофторид натрия.Гидратация и последующее твердение сухой грунтово-цементной смеси 2 будет осуществляться при сезонных колебаниях уровня грунтовых вод и проникновении дождевой и талой воды. После выхода на поверхность земли приступают к выполнению бетонной части ростверка 4. Когда бетон набирает достаточную прочность, нагрузка от стены здания или сооружения 6 передается на фундамент. Этот метод позволяет уменьшить количество бетона и арматурной стали при реконструкции фундамента, чтобы избежать неравномерного осадка при эксплуатации здания или сооружения, защитить оставшуюся часть деревянных свай от дальнейшего разрушения и повысить технологичность работ.Кроме того, использование сухой порошковой цементно-цементной смеси позволяет придать ростверку всесезонный характер.
Способ реконструкции деревянного свайного фундамента, включающий выемку около верхних частей свай, вырезание на них участков гнили и формирование ростверка, отличающийся тем, что между оставшимися частями свай и железобетонным рестеролом (грунт-цемент) добавить порошкообразный антисептик.

Забивка сваи, часть I: Введение в молотки и методы

Полный текст статьи можно найти здесь.

Забивка сваи — это процесс установки сваи — укрепленной структурной колонны — в землю без предварительной выемки грунта. Эти сваи забиваются, проталкиваются или иным образом устанавливаются в землю. Как метод строительства забивка свай существовала еще до того, как человечество стало грамотным. По сути, забивные сваи — самый старый тип глубокого фундамента.

Забивные сваи позволяют размещать конструкцию в области, которая в противном случае была бы непригодной с учетом подземных условий.Это делает эту технику невероятно полезной по сей день. Несмотря на то, что метод забивки свай претерпел значительные изменения, та же самая основная техника все еще используется для достижения цели установки сваи в землю.

История забивки свай: от римского мира до наших дней

Забивка свай существует уже тысячи лет. С незапамятных времен забитые сваи использовались, чтобы поднять укрытие над водой или землей. Используя забивные сваи таким образом, древние люди могли также защитить себя и свою пищу от животных и других людей.

В римском мире забивные сваи обычно использовались для обеспечения прочного фундамента на различных почвах Средиземного моря. Римляне — опытные проектировщики инфраструктуры — также использовали забивные сваи для поддержки военных и гражданских работ. Фактически, один из старейших мостов в Риме назывался «Pons Sublicius», что означает «мост из свай». В конце Римской республики один из самых амбициозных и сложных мостов был построен армией Юлия Цезаря, когда они пересекали реку Рейн.Этот мост поддерживался серией свай и был спроектирован так, чтобы не только быть устойчивым, но и выдерживать атаки противоборствующих армий.

В римскую эпоху сваи делали из дерева. Эти сваи забивались отбойными молотками, которые поддерживались небольшими деревянными установками. Деревянные сваи использовались до конца девятнадцатого века.

В тот же период китайские и другие азиатские строители использовали инновационный метод забивки свай. Каменный блок поднимался с помощью веревок, которые натягивались людьми, и которые располагались в виде звезды вокруг головы сваи.Когда веревки натягивались и растягивались, каменный блок поднимался вверх, а затем направлялся вниз, чтобы нанести удар по головке сваи.

В Венеции, городе, построенном в болотистой дельте реки По, первые итальянцы использовали деревянные сваи для поддержки зданий. Эти сваи были забиты через мягкую грязь болота на слой валунов внизу. Эти забивные сваи исключительно хорошо сохранились; в 1902 году, когда рухнула колокольня Сан-Марко, деревянные сваи были в таком хорошем состоянии, что их использовали для поддержки реконструированной башни.Колокольня и поддерживающие ее плитки были построены в 900 г. н.э.

г.

В девятнадцатом веке ряд достижений позволил более широко использовать забивные сваи. Во-первых, пар заменил человеческую силу вращать лебедки, которые забивали сваи. Разработка парового молота, использование бетонных свай и создание первой формулы динамического забивания свай позволили еще более эффективно устанавливать сваи.

В 1845 году шотландский изобретатель Джеймс Нейсмит разработал паровой молот, который использовался для забивки свай на Королевских верфях в Девонпорте, Англия.Это открытие стало возможным благодаря широкому использованию энергии пара, которая использовалась как в Великобритании, так и в России для паровых двигателей. Паровой молот Naysmith был первоначально разработан для использования в качестве кузнечного молота для производства стали. Его использование в качестве механизма забивки свай позволяло забивать сваи со скоростью одна за четыре с половиной минуты. В то время забивка свай с помощью человека позволяла установить только одну сваю более чем за двенадцать часов.

Паровые молоты вошли в употребление в США после 1875 года.В 1887 году компания Vulcan Iron Works разработала первый молоток №1. Этот и последующие молотки стали самыми популярными типами паровых молотов в Соединенных Штатах. В Европе паровые молоты производились такими компаниями, как BSP, Menck + Hambrock и Nilens.

Эти первые паровые молоты полагались исключительно на падение поршня в качестве энергии, используемой для забивания сваи. В двадцатом веке были разработаны паровые молоты с опусканием вниз. В этих молотах использовался пар (а позже и сжатый воздух) для ускорения плунжера вниз с большей силой, чем могла бы обеспечить только сила тяжести.Существовали два типа молотов. Составные молоты использовали воздух или пар для хода вниз, а молоты двойного или дифференциального действия использовали воздух или пар при полном давлении для ускорения толкателя вниз.

Хотя сваи с таймером чрезвычайно долговечны в надлежащих условиях, они уязвимы для разрушения. Кроме того, деревянные сваи ограничены по размеру и длине, так как они могут быть только такими же длинными или широкими, как деревья, из которых они были вырезаны. В конце 1800-х годов французский инженер представил в Европе бетонные сваи.Вскоре после этого американское АА. Раймонд впервые в США применил бетонные сваи при строительстве фундамента здания в Чикаго. Раймонд основал компанию Raymond Concrete Pile Company, которая стала одним из крупнейших и наиболее успешных предприятий по забивке свай в мире.

В то время как деревянные сваи обычно забивались до допустимой грузоподъемности менее 50 тысяч фунтов, бетонные сваи можно было забивать до 60 тысяч фунтов или больше. В результате меньшее количество свай и меньшее количество опор можно было использовать для той же нагрузки при использовании бетонных свай (по сравнению с деревянными сваями).По мере развития производства бетона использование бетонных свай стало более распространенным.

На рубеже двадцатого века также началось использование стальных свай. В то время использовались стальные сваи двух типов: двутавровые и трубчатые. H-образные сваи использовались как способ решения проблем, возникающих при использовании двутавровых свай. Когда двутавровые сваи забивались в плотный песок и гравий для опор и опор мостов, часто происходило размывное подрывание. Н-образные сваи выдерживали резкое забивание, что позволяло забивать их достаточно глубоко, чтобы противостоять размыванию.

Трубы использовались в качестве свай двумя разными способами. Открытые или закрытые трубы использовались без бетонной заливки в тех случаях, когда сваи должны выдерживать боковые или морские растягивающие нагрузки, например, на морских нефтяных платформах. Бетонные трубы для заполнения использовались в других приложениях и забивались с помощью оправок. Стальные трубы, заполненные бетоном, могут включать кессоны, сваи-балки, однотрубные сваи и сваи-оболочки.

В дополнение к усовершенствованию самих свай, эволюционировали и установки, на которых они были установлены.Установка на салазках чаще всего использовалась до разработки крановых установок. С появлением мобильных крановых установок использование буровых установок прекратилось.

Модель EK250 от CZM, оснащенная гидравлическими молотами, более эффективная, чем традиционная установка на кране, является одной из самых инновационных и передовых частей оборудования для фундамента на рынке.

Динамика свай

В то время как забивка сваи может показаться простым процессом — забивание сваи в землю с применением силы — успешная забивка сваи на самом деле требует знания различных инженерных специальностей.Это включает в себя понимание того, как свая будет взаимодействовать с грунтом (инженерно-геологические разработки), динамики движущихся тел (инженеры-механики) и напряжений во время забивки и после установки (инженерное проектирование). Лучше всего это продемонстрировать при изучении динамики сваи.

Динамическая формула была первой попыткой создать уравнение, которое моделировало бы динамику забивки свай и делало его полезным для подрядчиков. В динамической формуле использовалась ньютоновская механика удара как способ моделирования движения сваи.Полученную формулу можно затем применить к работе. Самая популярная динамическая формула — формула Engineering News.

Хотя динамическая формула широко использовалась в прошлом, когда в строительных проектах начали использовать бетонные и стальные трубы, она потеряла свою полезность. В динамической формуле не учитывается система забивки и грунт при взаимодействии с сваей. Кроме того, он моделирует сваю как одну жесткую массу. В результате использование динамической формулы с бетонными сваями привело к растрескиванию.

Волновое уравнение — или теория волн напряжений — решает многие из этих проблем. Австралиец Дэвид Виктор Исаакс изучил использование динамической формулы с бетонными сваями и разработал математическую модель, которая учитывала последовательное прохождение и отражение волн. При этом он мог учесть напряжения и смещения сваи во время забивки. В этой формуле также учитываются такие факторы, как растягивающие напряжения в бетонных сваях, влияние веса гидроцилиндра, а также влияние жесткости ударной подушки и веса приводной головки.

Британский совет по исследованиям в строительстве дополнил работу Айзекса, заказав исследование волн напряжений в сваях. Исследование привело к разработке серии диаграмм, которые затем можно было использовать для оценки напряжений и сопротивления свай для бетонных свай. В исследовании также был рассмотрен ряд технических вопросов, которые по-прежнему интересны по сей день, такие как контрольно-измерительные приборы и сбор данных о напряжениях и силах в сваях, влияние ударной подушки на генерацию и влияние волны напряжения сваи, взаимосвязь соотношения веса плашки к весу и поперечному сечению сваи, а также испытания опускаемой башни на амортизирующем материале для определения жесткости амортизатора.

После Второй мировой войны инженер-механик Э.А.Л. Смит из Raymond Concrete Pile Company разработал численный метод моделирования волн напряжений в сваях и их поведения. Техника Смита состояла из пяти основных элементов:

  1. Разделение сваи на ряд пружин и масс;
  2. Интегрирование модели с использованием метода конечных разностей первого порядка;
  3. Моделирование подушек отбойных молотков и свай с использованием метода статического гистерезиса;
  4. Моделирование грунта в виде комбинации демпферов, зависящих от скорости и демпферов смещения; и
  5. Моделирование нелинейностей почвы.

Модель грунта, предложенная Смитом, до сих пор является стандартной для многих волновых уравнений, используемых сегодня, включая программу Техасского транспортного института, которая была разработана с использованием модели Смита. В 1960-х годах программа WEAP добавила еще один элемент: сложность сжигания дизельных молотов.

Помимо динамической формулы, методы полевого мониторинга также могут использоваться для понимания динамики сваи. Принципы геотехнической инженерии, которые учитывают неопределенность, создаваемую использованием грунта и горных пород, усовершенствовали формулы, используемые для забивки свай.Первоначально количество ударов молота на фут использовалось как способ определения вместимости сваи. Позже теория волн напряжения использовалась для сравнения силы и скорости сваи в данный момент времени. Используя этот метод, можно разделить статические и динамические составляющие сопротивления грунта. Компьютерная модель, Программа волнового анализа свай (или CAPWAP) позволила дополнительно уточнить реакцию почвы для определения емкости сваи.

Установка нового поколения для сваи крутого наклона — Junttan PMx26 уникальна своими возможностями.Начало новой эры в свайных машинах, установка свай длиной до 12 м с наклоном до 1: 3 вбок и вперед и с наклоном 1: 2,5 назад. Как обычно в каждом случае, эта установка была разработана и вдохновлена ​​нашими клиентами, чтобы добиться большего успеха.

Введение в дизельные молоты

В 20-х годах прошлого века дизельные молоты были впервые разработаны в Германии. Эти типы молотов обладали двумя явными преимуществами по сравнению с другими методами забивания свай. Во-первых, они могли работать без внешнего источника питания.Во-вторых, они обычно были легче других молотов, но обладали сопоставимой ударной энергией. Дизельные молоты были впервые представлены в Соединенных Штатах после Второй мировой войны.

Большинство выпускаемых сегодня дизельных молотов — трубчатые с воздушным охлаждением. Однако в некоторых случаях используются штанговые дизельные молоты и дизельные молоты с водяным охлаждением. Плунжер штанговых дизельных молотов движется по колоннам, аналогичным тем, что у пневмо / паровых молотов. Однако камера сгорания скрыта, так как воздух сжимается и дуэль нагнетается.Затем камера открывается, когда плунжер поднимается вверх от места сгорания. Сегодня штанговые дизельные молоты используются только для очень маленьких дизельных молотов. В отличие от этого, дизельные молоты с водяным охлаждением имеют резервуар для воды, окружающий камеру сгорания. Хотя эта модель обеспечивает превосходное охлаждение, их неудобно использовать. В результате дизельные молоты с водяным охлаждением не пользуются популярностью в строительной отрасли.

Вибромолоты

В двадцатом веке инженеры из бывшего Советского Союза разработали первый вибропогружатель.Этот молот приводился в действие электродвигателем мощностью 28 кВт и имел динамическую силу 214 кН. В 1950-х годах и позже Советский Союз разработал различные вибрационные сваебойные молотки и оборудование для бурения грунта.

Два наиболее важных типа вибромолотов, разработанных Советским Союзом, включают ВПМ-170 и ВУ-1.6. VPM-170 может забивать свайные трубы диаметром 1600 миллиметров в любой тип почвы, кроме каменистых. Он также мог работать на двух разных частотах.ВУ-1.6 может перемещать трубы такого же размера на глубину до 30 метров. Также можно было вытащить пробку из сваи во время забивки. У этого молота было большое центральное отверстие, которое позволяло удалять грунт, не останавливая сваебойщика.

Лицензия на эту советскую технологию была передана японцам, которые затем разработали собственные вибромолоты. Следует отметить молоток Урага, в котором внутри каждого эксцентрика был размещен электродвигатель. Это сделало молот «Урага» машиной с «прямым приводом».

В 1969 году американцы представили свой первый гидравлический вибромолот MKT V-10. Этот станок отличается от современных вибромолотов во многих отношениях. Во-первых, для амортизации стрелы и крюка крана использовались стальные винтовые пружины; в современных машинах обычно используются резиновые пружины. Во-вторых, эксцентрики V-10 были длинными и устанавливались перпендикулярно самой машине. Сегодня на большинстве машин эксцентрики устанавливаются спереди на заднюю часть корпуса и приводятся в движение напрямую или через ведущую шестерню с переключением скорости.Со временем американцы разработали уникальный тип вибромолота с отбойным молотком с тонкой головкой для забивки шпунтовых свай, гидравлического привода и двигателей, насосов и двигателей большой мощности.

Ударно-вибрационные молотки

Первый ударно-вибрационный молот был построен в Советском Союзе в 1949 году. Этот тип молота включает в себя вибропогружатель, который при забивании сваи передает как вибрацию, так и удары. Первоначальный ударно-вибрационный молот был приварен к верхней части металлической трубы, и затем молоток забивал рубин на самые разные почвы.Результаты забивки свай таким способом сравнивались с результатами забивки свай с использованием только вибрации. Сравнение этих двух результатов показало, что ударно-вибрационное забивание значительно более эффективно с точки зрения максимальной глубины забивки и скорости установки сваи.

Ударно-вибрационный молот впервые был применен при строительстве Сталинградской (ныне Волгоградской) ГЭС. С помощью этих молотков сваи забивались в песчаник средней твердости для сооружения антифильтрационной стены под плотиной.Ударно-вибрационные молоты, использованные в этом проекте, смогли превзойти обычные вибрационные, паровоздушные и дизельные молоты. Успешное использование этих молотов привело к более широкому использованию, особенно в Европе.

С 1980 года HPSI разрабатывает и производит самые качественные, самые надежные и долговечные вибромолоты и гидравлические системы на рынке. Модель 500 HPSI может быть адаптирована к любому типу сваи (трубная свая, стальной шпунт, двутавровая свая, цельная свая, бетонные сваи и т. Д.) с использованием различных специализированных зажимных приспособлений.

Обзор проектирования и строительства свайного фундамента

В отличие от конструктивного проектирования, конструкция свайного фундамента не является аккуратной и точной. То, как сваи взаимодействуют с окружающей почвой, усложняет процесс, поскольку введение свай в почву обычно меняет характер почвы. В результате часто возникают сильные деформации возле свай. Поскольку почвы неоднородны, а группировка и форма свай могут сильно различаться, проектирование и строительство свайного фундамента может быть сложным процессом.

Вместо того, чтобы пытаться широко охарактеризовать поведение свай, имеет смысл поработать над пониманием факторов, влияющих на успешное проектирование свайных фундаментов. Инженер-фундамент должен понимать следующие основные факторы:

  • Нагрузки на фундамент;
  • Подземные условия;
  • Значение специальных дизайнерских мероприятий;
  • Критерии эффективности фундамента; и
  • Существующие методы проектирования и строительства фундаментов в зависимости от местности, где будут проводиться работы.

Следует проконсультироваться с опытным инженером-геологом от начальных стадий планирования до окончательного проектирования и строительства. Этот инженер может помочь в выборе типа сваи, оценке длины сваи и выборе наилучшего метода определения ее вместимости.

Для успешного воплощения конструкции свай в строительстве инженеры должны оценить требования к методам статического анализа, динамическим методам установки на месте и контролю строительства. Инструменты, которые будут использоваться для свайного фундамента, должны быть четко включены в планы.

Свайный фундамент должен соответствовать проектным требованиям по сжимающей, поперечной и подъемной способности. Для достижения этой цели подрядчикам может потребоваться забить сваи на заданную длину или на требуемую предельную вместимость. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать чрезмерного забивания, которое может привести к повреждению сваи и / или перерасходу фундамента. Использование анализа волнового уравнения, динамического мониторинга процесса забивки сваи и статических нагрузочных испытаний может помочь в достижении этих целей.

На протяжении всего строительства опытные инженеры должны контролировать и проверять установку свай.Лучшие проекты, планы и спецификации часто терпят неудачу, если не будет надлежащего надзора и инспекции. Наконец, необходим анализ результатов забивки свай после строительства в сравнении с прогнозами, длиной сваи, полевыми проблемами и возможностями испытаний под нагрузкой, чтобы помочь задействованным инженерам получить опыт и лучше спланировать следующий забивной фундамент.

Процесс проектирования и строительства свайного фундамента уникален для других типов структурного проектирования и строительства.Вместимость свай необходимо учитывать как при проектировании, так и при строительстве. Лучший способ сделать это — использовать динамические данные, а не методы статического анализа. Кроме того, при проектировании следует учитывать возможность забивки свай, поскольку могут возникнуть большие затраты, если сваи, которые были выбраны и запланированы, не могут быть забиты.

Процесс проектирования и строительства забивных свайных фундаментов можно описать с помощью блок-схемы из 18 блоков, а именно:

  1. Установить требования к строительным условиям и характеристикам площадки: определить общие требования к конструкции.
  2. Получить общую геологию участка: это может потребовать обширных геологических исследований или поверхностного исследования.
  3. Соберите опыт фундамента в этом районе: проконсультируйтесь с подрядчиками, которые завершили строительство свайных фундаментов в этом районе.
  4. Разработать и выполнить программу геологоразведки: принять решение о том, какую информацию необходимо получить на участке.
  5. Оцените информацию и выберите систему фундамента: используйте информацию, собранную выше, для определения правильной системы фундамента.
  6. Глубокий фундамент: выбор между забивными сваями и системой глубокого фундамента
  7. Забивная свая
  8. Выберите тип забивной сваи на основе использования формул и с учетом структурной способности сваи, геотехнических возможностей типа сваи для почвенных условий на площадке, возможностей имеющихся подрядчиков и стоимости.
  9. Расчет длины, вместимости и производительности сваи
  10. Расчет управляемости: это делается с помощью программы волнового уравнения.
  11. Дизайн удовлетворительный: проверьте все аспекты дизайна и при необходимости внесите изменения
  12. Подготовить планы и спецификации, установить порядок определения полевой вместимости
  13. Выбор подрядчика
  14. Выполните анализ волнового уравнения для оборудования, предоставленного подрядчиком: анализ должен быть повторен на основе оборудования для забивки свай, которое подрядчик планирует использовать.
  15. Установить предварительные критерии вождения
  16. Забейте тестовую сваю и оцените емкость
  17. Отрегулируйте критерии вождения или дизайн
  18. Строительный контроль: контролируйте и проверяйте забивание свай по мере того, как это происходит.

На протяжении всего процесса хорошее общение необходимо для успешного выполнения любого проекта забивки свай. Это включает в себя взаимодействие между инженерами на этапе проектирования, консультации с экспертами и непосредственный разговор с буровыми бригадами и персоналом лаборатории. Во время строительства все стороны должны продолжать общаться, чтобы они могли решать любые строительные проблемы по мере их возникновения.

Забивка свай — важная строительная техника, которая используется во всем мире.Разработанный на заре цивилизации, когда люди начали строить сооружения, его полезность доказывалась снова и снова. Изучение истории — и будущего — строительства забивных свай может помочь вам сделать правильный выбор при выполнении строительного проекта.

Полный текст статьи можно найти здесь.

Концепция эталонного полигона для испытаний свай для разработки и улучшения NDT-CE

Концепция эталонных полигонов для испытаний свай для разработки и улучшения NDT-CE

Эрнст Нидерлайтингер, Александр Таффе
Федеральный институт исследования материалов (BAM), Берлин, Германия

РЕФЕРАТ

Испытание свай как метод NDT-CE (неразрушающий контроль в гражданском строительстве) предоставляет информацию о состоянии фундаментов.Он также используется как инструмент контроля качества. Испытательные поля реальных размеров с прочными сваями, сваями с дефектами и сваями, соединенными с фундаментом, позволяют проводить калибровку измерительных приборов и сравнение методов в «реальных» условиях. Такая площадка планируется на полигоне БАМа к югу от Берлина. Совместное использование облегчает создание испытательного полигона в качестве национального или европейского эталонного сайта.

1 Идея и намерение

В связи с сокращением среднего срока службы зданий на городских территориях возникает необходимость в повторном использовании фундаментов старых построек.Повторное использование этих компонентов означает сокращение времени строительства, меньшую нагрузку на грунт фундамента, предотвращение просадок и экономию ресурсов.

Методы неразрушающего контроля должны предоставлять информацию о типе и геометрии конструкции и состоянии материала в качестве исходных данных для расчета несущей способности. Таким образом, испытание свай как метод исследования и оценки новых и существующих фундаментов приобретает все большую экономическую роль. Кроме того, одной из областей применения является контроль качества новых фундаментов.Испытания свай также могут способствовать экономии средств. Следует предпринять усилия по исследованию динамических испытаний свай, чтобы сократить количество сложных и дорогостоящих методов, таких как испытания свай под нагрузкой.

Методы испытания свай, такие как проверка целостности или межскважинный акустический каротаж, используются во многих странах, но только несколько стран предоставляют национальные стандарты или рекомендации [1]. Следует разработать европейский стандарт.

В США есть несколько тестовых сайтов, которыми управляет сообщество NGES [2].Методы измерения и интерпретации стандартизированы ASTM D5882-00 (низкая деформация) и другими [3]. Но, как и в Европе, нет правил о том, где, когда и кем должны проводиться такие тесты. Существуют некоторые рекомендации промышленных или научных организаций [4] [5].

В Европе есть несколько небольших испытательных полигонов, в большинстве случаев построенных и эксплуатируемых строительной отраслью, но большинство из них имеют ограничения доступа.

Рис. 1: Часть участка BAM в Хорствальде.Планируемый полигон находится в левом нижнем углу зеленого поля.

Испытательный полигон реальных размеров, состоящий из буронабивных свай, соединенных с фундаментной плитой, в настоящее время разрабатывается на полигоне Федерального института исследований и испытаний материалов (BAM) в Хорствальде (рис. 1) [6]. Совместно с партнерами из других исследовательских институтов, инжиниринговых компаний и строительной отрасли была разработана концепция долгосрочных исследований. Кроме того, планируется создание эталонного испытательного полигона для вытесняющих свай, включая здоровые сваи и сваи с дефектами и / или геометрическими аномалиями.Точное знание точной геометрии и структуры свай позволяет калибровать измерительные устройства или сравнивать методы.

Измерения на новом полигоне будут способствовать развитию и совершенствованию методов оценки свай и повысят надежность. В рамках финансируемого Европейской комиссией исследовательского проекта «Повторное использование старых фундаментов на городских территориях» (RUFUS) в Хорствальде будут проведены важные исследования. Испытательный полигон будет доступен для исследовательских организаций, консультантов, производителей оборудования и строительной индустрии.В среднесрочной перспективе площадку следует превратить в национальный или европейский эталонный центр испытаний свай, который будет способствовать обучению профессионального эксплуатационного персонала. Предполагается расширение существующего объекта и строительство дополнительных эталонных полигонов, представляющих определенные условия недр.

2 Расположение и почвенные условия на стоянке Хорствальде

Для обеспечения превращения полигона в эталонный полигон исследование недр является первой частью работы.Условия грунта должны быть репрезентативными для запланированных конструктивных элементов, таких как сваи или фундаментные плиты.

Рис. 2: Результат геоэлектрического разреза на полигоне.

Площадка БАМа расположена в Хорствальде, бывшем военном полигоне прибл. 50 км к югу от Берлина. Территория геологически принадлежит Луккенвальдской пустоши и граничит с ледниковой долиной Барутер на юге и низменностью Нуте-Нотт на севере.Некоторые неглубокие скважины показывают песок с мелким и средним размером зерна, но с высоким ледниковым уплотнением. Слой ила и мергеля ожидается на глубине около 30 м. Уровень грунтовых вод составляет от 3 до 4 м ниже поверхности. Для подтверждения этих условий в марте 2003 г. были проведены геоэлектрические исследования. На испытательном полигоне были измерены два участка Веннера (длина 98 м, расстояние между электродами 2 м) (рис. 2). Распределение подземного сопротивления под каждым профилем было реконструировано методом двумерной инверсии. Результат для одного из разделов показан на рисунке 2.

Между 0 м и 4 м ниже поверхности удельное сопротивление превышает 1000
Wm (цветовой код красный). Это типично для сухого песка. На глубине около 4 м сопротивление резко падает. Это отмечает уровень грунтовых вод. Значения удельного сопротивления около 100 Вт · м вполне нормальны для водонасыщенного песка со средним размером зерна.

Рис. 3. Результат теста CPT в Хорствальде.

Один из наших партнеров, Grundbaulabor Behnke, провел несколько тестов CPT.На рисунке 3 показан типичный результат. У поверхности давление конуса составляет около 30 МН / м 2 . Таким образом, ситуация на полигоне Хорствальде подходит для строительства фундаментной плиты, соединенной с буронабивными сваями, но для забивных или вытесняющих свай необходимы другие геологические условия. В настоящее время учитываются участки под Берлином и на севере Германии.

3 Дизайн полигонов

3.1 Фундаментная плита, буронабивные сваи

На площадке Хорствальде будет установлена ​​фундаментная плита с присоединением к буронабивным сваям (рисунок 3).Плита будет иметь две разные секции толщиной от 0,70 м и 1,20 м и одну зону с ленточным фундаментом. Буронабивные сваи будут соединяться под линией низа нижней секции.

Коэффициент усиления будет варьироваться от без армирования до коэффициента усиления реальных фундаментных плит. Основное внимание применяемых методов NDT-CE будет уделяться сигналам, полученным от участков с изменением коэффициента усиления, чтобы исследовать толщину плиты. Кроме того, будет исследовано, можно ли расположить сваи под плитой и можно ли испытать сваи через плиту.

В стыке между верхней и нижней секциями предусмотрено изменение условий склеивания, чтобы выяснить, влияет ли это на измерения толщины.

Выбранное место на БАМ-площадке позволяет расширить полигон.

3,2 Сваи смещения

Оборудование полигона (рисунок 4) содержит на первом этапе две группы вытесняющих свай по пять свай в каждой.Сваи будут приспособлены для проведения статических нагрузочных испытаний. Смежные сваи будут служить реакционными сваями. Будет по крайней мере одна здоровая куча, в то время как другие будут содержать изъяны, представляющие гравийные карманы или потерю сечения. В качестве методов обработки монолитных свай будут использоваться так называемые сваи Франки (уплотненная и забивная свая) и свая Атлас (сваи винтовой формы, сформированные с помощью вытесняющего шнека).

Рис. 4: Расчет фундаментной плиты с буронабивными сваями.

Все элементы конструкции будут оснащены датчиками температуры, деформации и вибрации. Таким образом, возможна корреляция между проведенным методом тестирования и полученными данными от реализованных измерительных устройств.

Скважины с полиэтиленовой оболочкой рядом с сваями позволяют проводить измерения с помощью скважинных датчиков и / или приемников.

Возможно расширение полигона в будущем.

Рис. 5: Дизайн тестовой площадки.

4 метода испытаний

Испытательные площадки будут спроектированы и оборудованы для применения методов неразрушающего контроля, описанных ниже. Учитываются следующие методы тестирования (ожидаемый результат в скобках):

Измерение на фундаментной плите:

  • Ultra-Sonic (толщина, разница между нижним усилением и нижней линией)
  • Радар (Толщина, разница между нижней арматурой и нижней линией)
  • Impact-Echo (толщина)
  • Импульсная характеристика ((Толщина, расположение от свай из-за жесткости / подвижности)
  • Испытание динамической целостности сваи (толщина плиты, длина свай)

Измерения от головы сваи [4]: ​​

  • Испытание статической нагрузкой (грузоподъемность)
  • Испытание под динамической нагрузкой (грузоподъемность)
  • Динамическое испытание свай (грузоподъемность)
  • Динамическое испытание на целостность сваи (длина, более крупные дефекты)

Измерение в / от скважин в сваях:

  • Акустический каротаж / томография (дефекты)

Измерения в / от скважин в стороне от свай:

  • Скважинный радар (форма)
  • Параллельно-сейсмический метод (длина)
  • Сейсмическая / геоэлектрическая томография (свойства почвы)

Измерения с использованием встроенных датчиков:

  • измерение деформации в сечениях
  • проверка целостности, обнаружение трещин и пустот (исследование и пространственное распределение дефектов)

Некоторые из этих тестов будут выполнены BAM, другие — партнерами.

5 Заключение

Описанные испытательные площадки позволяют проводить исследования и разработку методов неразрушающего контроля, а также эталонные испытания различных методов или устройств. Совместное использование облегчает создание испытательного полигона в качестве национального или европейского эталонного сайта.

6 Благодарности

Дизайн испытательной площадки был разработан в тесном сотрудничестве с партнерами из области исследований и промышленности:

  • Franki Grundbau GmbH
  • GeoForschungsZentrum Potsdam
  • Grundbaulabor Behnke, Бремен
  • GSP Gesellschaft für Schwingungsuntersuchungenund Dynamische Prüfmethoden mbH
  • Hochtief Construction AG
  • IBB Ingenieurbüro für Industrie und Baubetreuung Giertz, Emden
  • Брауншвейгский университет, Институт фундаментальной инженерии и механики грунтов

7 Источники

  1. р.Дж. Финно, Неразрушающая оценка испытательной секции глубокого фундамента на площадке национальных геотехнических экспериментов Северо-Западного университета. http://www.iti.northwestern.edu/projects/found/dft.html, 1997.
  2. Geo Council, NGES — Национальные центры геотехнических экспериментов. http://www.geocouncil.org/nges/nges.html, 2003.
  3. ASTM, Стандартный метод испытаний свай на целостность при низкой деформации. ASTM D5882-00, 2000.
  4. Немецкое общество геотехники DGGT, Рекомендации по статическим и динамическим испытаниям свай.Institut für Grundbau und Bodenmechanik, Technische Universität Braunschweig, 1998.
  5. М. Дж. Тернер, Проверка целостности при укладке свай. Ассоциация исследований и информации в строительной отрасли, CIRIA Report 144, 1997.
  6. E. Niederleithinger & A. Taffe, Horstwalde: Konzeption für einen Teststandort zur Pfahlprüfung. Труды Pfahlsymposium, Брауншвейг, 2003.

Опоры и сваи для стабилизации фундаментов

Бурение опор и забивка свай — это методы, используемые для забивания опор или свай в землю под конструкцией, чтобы укрепить опускающийся или провисающий фундамент здания, вернуть его на должный уровень и предотвратить дальнейшее оседание фундамента.

Этот метод, также называемый «проколом», включает использование специально расположенных механических домкратов для медленного и осторожного подъема установленной фундаментной балки на горизонт. После поднятия балка удерживается на высоте, надежно прикрепляя ее к опорам.

Существует два основных типа опор фундамента:

  • Толкатели — это оцинкованные стальные трубы с покрытием, которые устанавливаются путем проталкивания их через почву с помощью гидроцилиндра.
  • Винтовые опоры — Мы используем винтовые сваи со стальными валами, которые устанавливаются путем ввинчивания в землю с помощью гидравлического моментного двигателя.

Преимущества опор фундамента

Устойчивые и прочные конструкции

Использование опор — лучший вариант для ремонта фундамента зданий, построенных очень глубоко в почве (в отличие от фундаментов из плит, которые могут выиграть от укладки плит). Опоры можно устанавливать намного глубже в почву, чем фундамент, который уже находится на месте. , используя саму почву, чтобы придать конструкции необходимую прочность и устойчивость.

Опора также устанавливается достаточно глубоко, чтобы она не зависела от колебаний влажности почвы, которые могут вызвать оседание.Опоры также размещаются так, чтобы правильно распределять нагрузку, не создавая неравномерной нагрузки на фундамент.

Менее затратно

Использование опор менее затратно и более практично, чем замена или реконструкция части или всего фундамента. Этот метод экономит деньги владельца здания, потому что время и рабочая сила для установки опор требует меньшего количества операторов и рабочих для выполнения работы, чем более сложная реконструкция фундамента.

Снижение воздействия на имущество

Забивка свай и бурение опор не требуют большого пространства вокруг конструкции для работы бригад.Опоры бывают приемлемых размеров, и бригады не приносят много единиц тяжелого оборудования во время установки.

Previous PostNextNext Post

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.