Что такое кустовой эффект в свайном фундаменте

Кустовой эффект при работе свай

Они правы и не формально. Коррекция расстояния между сваями введена не из-за несущей способности, а из-за технологии выполнения. Вы как сваи изготавливаете?
ps Хотя конечно для забивных не 3d, а 2.2. 2.7d в зависимости от типа грунта, но правило есть правило и оно, как ни странно, действует ни только у нас.

тип грунта позволяет забивать сваи аж вплотную )

mainevent100, надо было написать официально в нормативной литературе такой формулы нет)) в науку я особо не лезу, мог что-то и пропустить.

видимо в данном случае грань достаточно тонкая ))

попросили высказать свое мнение специалиста по фундаментам (д.т.н., профессор). Из его ответа:

Про стойки можно еще как.
Определение сваи стойки помним.

Т.е. если модуль деформации грунта по острию соразмерен с модулем деформации бетона сваи, то боковое сопротивление на обычных сваях (L/D#12

у нас тоже очень много вопросов по этому расчету. Не указан даже ПК, с помощью которого он выполнен!!

простите за глупый вопрос, но Вы имеете ввиду, что 10 м это много для Е=130 МПа Просто я последний раз глубину сжимаемой толщи считал, когда еще учился
Я предполагаю, что эксперт хотел взять моделируемое основание по глубине с запасом, предполагая, что дальнейшее «углубление» расчетной схемы не скажется на результате.

Прямоугольная эпюра по боку будет реализована только в случае срыва сваи, а до этого момента она будет треугольной. (Услышал на одной из конференций. Помню только вывод)

Источник

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

По условиям работы в грунте сваи подразделяются на сваи-стойки и висячие (сваи трения). К сваям-стойкам относятся сваи, которые опираются на практически несжимаемый грунт. По СНиП 2.02.03-85 к таким грунтам относятся скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем плотным и средней плотности и глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации 50 МПа. Сваи-стойки передают давление через пяту, по их боковой поверхности силы трения не возникают. К висячим относятся такие сваи, которые окружены сжимаемыми грунтами. Несущая способность таких свай складывается из сопротивления грунта под нижним концом сваи и по ее боковой поверхности.

16. Определение несущей способности свай-стоек.

17. Определение несущей способности висячих свай практическим методом.

18 Определение несущей способности свай при испытании статической нагрузкой

Испытание свай статической нагрузкой даёт более достоверные результаты, так как отражает истинную работу сваи в сооружении. Принципиальная методика данных испытаний представлена на схеме.

Схема установки оборудования при проведении испытаний свай статической нагрузкой.

Для проведения испытаний необходимо следующее оборудование:

Между испытываемой сваей и анкерными сваями (работающими на выдёргивание) должно быть минимальное расстояние в 6 диаметров сваи. Данное условие необходимо для снятия взаимного влияния анкерных и испытываемой свай.

Испытание сваи проводится таким образом, что нагрузка от домкрата прикладывается ступенями по 5 т.

Каждая ступень выдерживается до полной стабилизации осадки, определяемой с точностью до 0,1 мм.

По данным статических испытаний свай строятся 2 графика (см. рисунок):

1. Зависимость осадки сваи от времени приложения нагрузки S = f(t) при каждой ступени нагружения (левый график на рисунке). Каждая последующая ступень нагружения прикладывается только после затухания осадки от предыдущей ступени.

2. Зависимость суммарной осадки сваи от приложенной статической нагрузки S = f(P) (правый график на рисунке).

Графики интерпретации результатов испытаний свай статической нагрузкой.

Обычно испытания свай статической нагрузкой проводят до тех пор, пока график S = f(P) не перейдёт в стадию нелинейных деформаций или величина осадки превысит 40 мм. Несущую способность сваи (Р), по полученному в результате испытаний графику, допускается определять исходя из предельной осадки 40 мм (см. пунктирную линию).

Статические испытания свай, которые проводятся на строительной площадке (см. фотографии испытательных стендов свай), требуют дополнительных затрат на проведение данных работ, однако они необходимы, так как позволяют с наибольшей точностью отразить истинную несущую способность свай, что позволяет в конечном итоге откорректировать (оптимизировать) проектное решение.

19. Определение несущей способности висячих свай (свай трения) по испытаниям динамическим методом

Ещё в 1911 г. профессор предложил уравнение для определения несущей способности свай динамическим способом, т. е. в момент забивки:

· где QH – работа свайного молота;

· A = Pe – работа, затраченная на погружение сваи;

· В = Qh – работа упругих деформаций (подскок свайного молота);

· С = αQH – потерянная работа (трение, смятие, нагрев и т. д.).

Данное уравнение работ, с принятыми обозначениями, в наиболее наглядной форме, может быть представлено на следующей схеме.

Схема импульсного ударного воздействия молота на голову сваи в момент забивки и упругого подскока.

Выполнив подстановку в исходное уравнение принятых обозначений, получим:

· где Р – сопротивление сваи погружению (несущая способность сваи);

В результате получаем квадратное уравнение, решение которого можно представить в виде:

,

· где А – площадь поперечного сечения сваи;

· е – действительный отказ сваи;

· Q – вес ударной части молота;

· q – вес сваи; n – коэффициент, учитывающий упругие деформации (150 т/м2 – для ж/б сваи).

На практике при проектировании эту формулу используют для определения величины отказа (е), определив заранее расчётом величину (Р).

.

Производитель работ на строительной площадке по вычисленной величине отказа (е) и по результатам нивелирования, судит о несущей способности забиваемой сваи. С этой целью на строительной площадке ведётся журнал сваебойных работ, в который записываются отказы для всех свай. Если измеренный на площадке отказ (после отдыха) превышает вычисленную величину отказа (см. формулу), то несущая способность сваи не обеспечена. В этом случае необходимо использовать дублирующую сваю.

Достоинства динамического метода испытаний

Недостатки динамического метода испытаний

Неточные результаты для глинистых грунтов

20. Определение несущей способности свай методом зондирования

Несущая способность свай на строительной площадке может быть определена методом зондирования. По данному методу в основание погружается инвентарная труба (зонд) с закрытым наконечником (см. схему).

Зондирование может осуществляться:

· Вдавливанием (статическое зондирование).

· Забивкой (динамическое зондирование).

По величине сопротивления погружению (Робщ = Рост + Рбок) судят о несущей способности сваи. Зонд может иметь уширенное относительно трубы остриё и в этом случае определяется только сопротивление под остриём (Рост). Зная Робщ и Рост можно определить сопротивление грунта по боковой поверхности зонда Рбок.

Принципиальная схема проведения испытаний грунтов (свай) методом зондирования.

К примеру, если по результатам зондирования получили:

Робщ = Рост + Рбок = 120 кг/см2

Таким образом, по данному методу зондирования можно судить о несущей способности сваи, а также с использованием эмпирических формул определять модуль общей деформации грунта Е0.

Преимущество данного метода – малая стоимость, возможность проведения большого количества испытаний на строительной площадке.

Пример графического представления результатов зондирования, в виде величины сопротивления зонда от глубины погружения, представлен на схеме.

Схема обработки результатов зондирования основания по глубине с выделением зон слабого, средней плотности и плотного сложения грунтов.

Представленная зависимость Р = f(H) позволяет выделить в глубине основания зоны слабого, средней плотности и плотного грунта, которые, как правило, соответствуют разным слоям грунта (см. схему). Такая интерпретация результатов исследований достаточно наглядна, позволяет выбрать надёжные слои грунта и, следовательно, обоснованно определиться с глубиной заглубления свай.

21. Работа свайного фундамента. О кустовом эффекте в свайных фундаментах.

Явление кустового эффекта

Если рассматривать свайный куст из висячих свай, то эпюры вертикальных давлений под нижним концом каждой из свай (при расстоянии между сваями – с) будут накладываться друг на друга (см. схему). В результате максимальное давление под нижним концом данной группы свай может превысить величину давления от одной сваи σ2>σ1, возрастёт и площадь передачи давления на основание. В этом случае осадка свайного куста при равных нагрузках на сваю будет больше, чем осадка одиночной сваи. Данное положение справедливо в том случае, если c 3d – это влияние уже практически незначительно.

Схема эффекта взаимного влияния свай друг на друга, с увеличением давления под остриём свай в кусте.

Источник

Кустовой эффект при работе свай

Они правы и не формально. Коррекция расстояния между сваями введена не из-за несущей способности, а из-за технологии выполнения. Вы как сваи изготавливаете?
ps Хотя конечно для забивных не 3d, а 2.2. 2.7d в зависимости от типа грунта, но правило есть правило и оно, как ни странно, действует ни только у нас.

тип грунта позволяет забивать сваи аж вплотную )

mainevent100, надо было написать официально в нормативной литературе такой формулы нет)) в науку я особо не лезу, мог что-то и пропустить.

видимо в данном случае грань достаточно тонкая ))

попросили высказать свое мнение специалиста по фундаментам (д.т.н., профессор). Из его ответа:

Про стойки можно еще как.
Определение сваи стойки помним.

Т.е. если модуль деформации грунта по острию соразмерен с модулем деформации бетона сваи, то боковое сопротивление на обычных сваях (L/D#12

у нас тоже очень много вопросов по этому расчету. Не указан даже ПК, с помощью которого он выполнен!!

простите за глупый вопрос, но Вы имеете ввиду, что 10 м это много для Е=130 МПа Просто я последний раз глубину сжимаемой толщи считал, когда еще учился
Я предполагаю, что эксперт хотел взять моделируемое основание по глубине с запасом, предполагая, что дальнейшее «углубление» расчетной схемы не скажется на результате.

Прямоугольная эпюра по боку будет реализована только в случае срыва сваи, а до этого момента она будет треугольной. (Услышал на одной из конференций. Помню только вывод)

Источник

Определение типа, конструкции и размеров свай

Выбор глубины заложения ростверка.

Глубину заложения подошвы ростверка выбирают, сообра­зуясь с особенностями сооружения (наличие подвальных эта­жей, приямков и т. п.), а при пучинистых грунтах — также с глубиной промерзания. Иногда в районах глубокого сезонного промерзания рос­тверки закладывают в пределах глубины возможного промер­зания даже в пучинистых грунтах. В этом случае под ними де­лают воздушный зазор размером, несколько большим величины ожидаемого пучения грунта под ростверком.

Меньшая глубина заложения подошвы ростверка обычно обеспечивает более экономичное решение. В ряде случаев пред­ставляется возможным вообще не заглублять ростверк в грунт (высокий или повышенный свайный ростверк, рис. 11.3), что позволяет свести к минимуму объем земляных работ.

Тип и вид свай выбирают, исходя из характера напласто­вания грунтов, в зависимости от оборудования и опыта устрой­ства свайных фундаментов, имеющегося у строительной органи­зации. Во многих случаях наиболее рационально устройство забивных свай. Однако при необходимости применения свай большой несущей способности целесообразнее набивные сваи с уширенным нижним концом.

Размеры свай также выбирают с учетом характера напла­стования грунтов. Длина свай обусловливается расположением слоя относительно плотного грунта, на который можно пере­давать большую часть нагрузки. Под этим слоем не должно быть слабых грунтов, способных привести к неравномерным осадкам сооружения.

Поперечное сечение свай принимают в зависимости от их длины, так как очень большая гибкость свай может вызвать искривление их ствола по мере погружения его в грунт. В то же время сечение свай стремятся принимать наименьшим, когда их несущая способность обусловливается удельным трением грунта по боковой поверхности сваи. При одном и том же рас­ходе бетона сваи меньшего сечения имеют большую боковую поверхность на 1 м 3 бетона и, следовательно, большее относи­тельное сопротивление их сдвигу. Однако это ведет к увеличе­нию числа свай в фундаменте.

31. Какие расстояния рекомендуются между сваями в свайном фундаменте?

32. Что такое “кустовой эффект” в свайном фундаменте?

33. Как выбрать несущий слой грунта?

Под несущим слоем грунта понимается слой, который обладает прочностью, достаточной для восприятия нагрузок от веса сооружения. Как правило, такой слой залегает в глубине грунтовой толщи, а выше располагаются более слабые слои грунтов. Поэтому длина сваи принимается такой, чтобы свая могла прорезать слабые слои грунтов (насыпных, рыхлых песков, илов, текучих глин и т.п.) с заглублением острия свай по крайней мере на 0,5-1 м в прочный грунт.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

В процессе забивки свай вокруг них изменяется природное состояние грунта. В водонасыщенных глинистых грунтах при динамическом воздействии происходит их тиксотропное разупрочнение, в результате чего сопротивление грунта погружению сваи уменьшается (отказ сваи возрастает). После забивки сваи, во время ее «отдыха», в окружающем грунте происходит восстановление структурных связей и постепенное увеличение несущей способности сваи. Наблюдается так называемое явление засасывания свай, а ее отказ от контрольного удара в это время будет меньше, чем до «отдыха».

При забивке свай в песчаные грунты у ее нижнего конца образуется зона из сильно уплотненного грунта, а погружение свай замедляется (значение отказа уменьшается). В процессе «отдыха» сваи напряжения в уплотненной зоне грунта рассасываются (релаксируют), а сопротивление погружению сваи уменьшается (отказы увеличиваются). Отказ от сваи до ее «отдыха» называют ложным, а после «отдыха» — истинным. Для оценки несущей способности свай используют истинные значения отказов. При этом сваи после их погружения должны «выстояться» не менее 3 суток в песчаных грунтах и не менее 6 суток — в глинистых.

Расчетное значение несущей способности свай Fd по результатам динамических испытаний определяют в соответствии с формулой (4.8).

Динамический метод испытаний свай по сравнению со статическим дает менее точные результаты, что объясняется различным характером работы грунта у свай при динамическом воздействии на него в процессе забивки и при действии статических нагрузок от сооружения.

Динамическим испытаниям подлежат только забивные сваи. Набивные, буровые, а также сваи-оболочки большого диаметра, винтовые и камуфлетные сваи испытывают статическими пробными нагрузками.

4.4.5 Несущая способность свай по результатам статического зондирования грунтов

Статическое зондирование используют для приближенной оценки несущей способности забивных висячих свай [6, 7]. Суть его состоит в том, что в грунт вдавливают со скоростью не более 0,5 м/мин специальный зонд, позволяющий регистрировать раздельно силы трения по его боковой поверхности и сопротивление вдавливанию конического наконечника диаметром 36 мм с углом заострения 60°.

Частное значение предельного сопротивления сваи в точке зондирования определяют по формуле:

Fui = b1qsA + b2fsuh, (4.11)
где b1 и b2 — коэффициенты, определяемые по графикамрис. 4.23; qs — среднее значение сопротивления грунта вдавливанию наконечника зонда вблизи острия проектируемой сваи, полученное делением силы вдавливания наконечника на площадь его горизонтальной проекции; A и u — площадь и периметр поперечного сечения сваи; fs — среднее значение удельного сопротивления грунта трению по боковой поверхности грунта в пределах глубины погружения сваи h.

Расчетную несущую способность по результатам зондирования вычисляют так же, как и при испытании натурных свай, по формуле (4.8).

4.23 Графики

4.4.6 Совместная работа куста свай при вертикальной нагрузке

Работа в грунте группы висячих свай, размещенных друг от друга на близком расстоянии, существенно отличается от работы одиночной сваи, что связано с проявлением так называемого «кустового эффекта».

Несущая способность кустовой висячей сваи меньше одиночной, а осадка группы (куста) одинаково загруженных свай больше осадки одиночной сваи. Объясняется это тем, что после погружения группы близко расположенных свай грунт между ними сильно уплотняется и оказывается включенным в работу вместе со сваями в единый свайно-грунтовый массив. При этом нормальные напряжения на грунт от сил трения по боковой поверхности и лобового давления свай в уровне их нижних концов будут суммироваться (рис. 4.24),что усиливает напряженное состояние грунта по глубине основания фундамента и увеличивает его осадку в сравнении с осадкой одиночной сваи при одинаковых нагрузках на каждую сваю.

Висячие сваи можно рассматривать работающими как одиночные, если расстояние между их осями составляет более 6d (d — размер поперечного сечения сваи). При расстоянии от 3d до 6d взаимное влияние свай хотя и имеет место, но на их несущей способности фактически не сказывается. Если расстояние между осями свай будет меньше 3d, то снижение их несущей способности может быть существенным.

В фундаментах выгоднее использовать максимальную несущую способность свай по грунту при наименьшем расстоянии между сваями. Поэтому расстояние между осями забивных висячих свай в фундаментах назначают не менее 3d. При этом несущую способность свай принимают, как для одиночных, а их взаимное влияние на осадку фундамента учитывают особо.

«Кустовой эффект» у групповых свай-стоек не проявляется, и их размещают в фундаментах, исходя из конструктивных соображений.

4.5 Конструирование свайных фундаментов

Разнообразие геологического строения оснований и свойств грунтов не позволяют разработать типовые конструкции свайных фундаментов в зависимости только лишь от расчетных нагрузок, передающихся надземным сооружением на фундаментную часть. Поэтому и для свайного основания выполняется индивидуальное проектирование и расчет фундамента.

Прежде всего назначается положение обреза фундамента и устанавливаются расчетные нагрузки, действующие в его уровне. Далее выбирается тип свайного фундамента и предварительно составляется его схема. Основными параметрами свайного фундамента являются: тип сваи, глубина погружения свай в грунт, число свай и их размещение, т.е. свайное поле. Затем можно назначить необходимые размеры плиты ростверка, объединяющей головы свай и выполнить чертеж предварительной конструкции свайного фундамента. Окончательные параметры свайного основания могут быть утверждены после выполнения необходимых расчетов по предельным состояниям.

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник