Автор: Еремеева Ангелина Андреевна

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №5 (28) май 2011 г.

Статья просмотрена: 391 раз

Библиографическое описание:

Еремеева А. А. Особенности расчёта буроинъекционных свай вида ГЕО на несущую способность с учётом сейсмики 8 баллов // Молодой ученый. — 2011. — №5. Т.1. — С. 48-50. — URL https://moluch.ru/archive/28/3190/ (дата обращения: 17.12.2017).

Буроинъекционные сваи имеют несколько технологий исполнения в зависимости от грунтовых условий, несущего грунта, а также необходимости увеличения несущей способности на боковой поверхности или в основании сваи.

В данной статье описывается расчёт сваи вида ГЕО с учётом сейсмики, а также проводится сравнение несущей способности в основании у данного вида сваи с обыкновенной буроиньекционной сваей. Целью данной публикации является ознакомить читателя с особенностями расчёта данного вида сваи, а также аналитически рассчитать примерную величину превосходства несущей способности в основании данного вида сваи по сравнению с обыкновенной буроинъекционной сваей.

Сваи ГЕО изготавливаются по особой технологии. Сначала производится бурение скважины заданного диаметра и глубины, затем – заполнение скважины мелкозернистым бетоном через став полых шнеков буровой установки. Данный способ инъекции гарантирует заполнение всего объёма скважины бетоном и отсутствие в забое выбуренного грунта. Далее устанавливается арматурный каркас с инъектором. Установка арматурного каркаса выполняется после окончания первичных инъекционных работ. Затем производится вторичная инъекция опорного горизонта, что и обеспечивает повышенную несущую способность сваи в основании.

Необходимо также следить за процессом изготовления свай по нескольким ключевым пунктам, таким как:

- качественное заполнение скважины бетоном, доливка бетона по мере оседания в скважине;

- плотность мелкозернистого бетона

- прочность бетона (производить отбор образцов в виде четырёх кубиков со стороной 10 см). В соответствии с п. 15.3.38 [4] отбор образцов для контроля его прочности должен производиться один раз в сутки.

Произведённый ниже расчёт был выполнен для объекта, расположенного в г. Туапсе, Краснодарский край с учётом сейсмичности на строительном участке равной 8 баллам. Свая L=10000 мм, Ø250 мм.

Геологический разрез представлен слоями ИГЭ-1, ИГЭ-2 и ИГЭ-3.

ИГЭ-1-насыпной слой, толщина – 2000 мм.

ИГЭ-2-песчаный слой, пески средней крупности, средней плотности, влажные, толщина - 2500 мм и 5000 мм соответственно расположению в геологическом разрезе, коэффициент пористости e=0,63.

ИГЭ-3 – глинистый слой, толщина 2500 мм коэффициент пористости e=1,07, среднее значение плотных частиц ps=2,74 г/см3, плотность скелета грунта pd=1,30 г/см3, IL=0,58.

Опорным слоем является ИГЭ-2.

Свая проходит слои ИГЭ-2, ИГЭ-3 и ИГЭ-2 соответственно. Глубина котлована – 2000 мм. Максимальный уровень грунтовых вод – 200 мм от поверхности земли.

Несущая способность сваи с учётом сейсмики рассчитывается с помощью введения в формулу несущей способности сваи без учета сейсмики (ф. 11, СНиП 2.02.03-85) понижающих коэффициентов, указанных в СНиП, а также с помощью уменьшения расчётной глубины. Для начала выведем расчётную глубину hd, до которой не учитывается сопротивление грунта по боковой поверхности сваи. Примем её по формуле максимальной расчётной глубины:


hd≤3/aε

( п.11.4, [1])


aε =5Kbp/γcEI


- коэффициент деформации, 1/м (см.формула11, приложение Д, [1] ).


где K =1596 - коэффициент пропорциональности, тс/м4, принимаемый в зависимости от вида грунта, окружающего сваю (табл. 1, прил. 1, [1] );


Е =21,5x103(219х103)– модуль деформации материала сваи, МПа (кгс/см2) (принятый по таблице начальных модулей упругости бетона по [3]).

I=πd4/64– момент инерции поперечного сечения сваи, м4

I=3,14x0,254/64=0,00019

bp=1,5d+0,5 – условная ширина сваи, м.

bp=1,5x0,25+0,5=0,875

aε =5√1596x0,875/1х219х104x0,00019=5√1396,5/416,1=3,35


hd=3/ 3,35=0,9 м


Для данных грунтовых условий, руководствуясь [1], принимаем значение γeq2, приведенное под чертой в Таблице 18, [1]


fi

Пони жающий

коэффициент

γeq2

fi с учётом понижающего коэффициента,

fi х γeq2

hср

f1=51,5

0,75

38,60

hср2=3,70


f2=19,15

0,7

13,65

hср3=5,75


f3=64,25

0,75

48,18

hср4=9,50













Принимаем значение γeq1, приведенное в Таблице 18, [1] над чертой, т.к. особенности сваи типа ГЕО предполагают работу основания сваи таким-же, как и забивной сваи.


γeq1=0,9


С помощью вышеизложенных данных, найдём несущую способность сваи с учётом сейсмики:


Fd(с у.с.)=γc eq1RA+u∑ γeq2fihi)


По обыкновению, сопротивление под острием буровых сваи рассчитывается по формуле 12, [1], но т.к. свая выполнена по технологии ГЕО, то несущая способность под основанием сравнима с забивными сваями. В связи с этим стоит принимать сопротивление под острием по таблице 2, [1]. В данном случае:


R=4160,0 кПа


Feq=1(4160х0,05х0,9+0,785(0,75((38,6x1,6)+(13,65х2,5))+0,7(48,18х5))))=187,2+(36,6+20,1+132,4) кН=376,3 кН


Дополнительно: для сравнения рассчитаем несущую способность в основании обыкновенной буровой сваи по приведённой в СНиПе формуле 12:

R=0,75α4 (α1γ1d+α2 α3 γ1h)

α1, α2, α3, α4 – безразмерные коэффициенты, принимаемые по таблице 6 СНиП 2.02.03-85.

α1 – 71,3

α2 – 127,0

α3 – 0,7

α4 – 0,24


γ1=(γd- γw)/(1+e) - расчётное значение удельного веса грунта в основании сваи.


γ1=(27-17)/(1+0,63)=17/1,63=10,4


γ1=[∑hi(γd- γwi)/(1+e)]/hсваи - осреднённое по слоям расчётное значение удельного веса грунта, расположенного выше конца свай.


γ1=(1,6((27-10)/(1+0,63))+2,5((27-10)/(1+0,58))+5((27-10)/(1+0,63)))/10=(16,64+26,9+63,9)/10=10,74


Rобычн.б.и.св.с уч.сейсм.=0,75x0,24(71,3x10,74x0,25+127x0,7x12,275x12)=0,18(191,4+13095)=2391,5


Rгео с у.с.=Rх γeq1=4160х0,9=3744


Отношение R, принятого по таблице к R, рассчитанного по формуле:


3744/2391,5=1,56


Вывод: свая ГЕО имеет нестандартный метод расчёта на несущую способность, что очевидно из выше предоставленного материала в силу своих технологических особенностей и вытекающих из этого результатов увеличения несущей способности. Обращаясь к расчётам и к сравнению, можно отметить, что свая ГЕО имеет несущую способность в основании в полтора раза больше, чем обыкновенная буроиньекционная свая. Данный тип сваи особо актуален в грунтовых условиях, когда опорный грунт не является достаточно прочным, но при этом необходимо передать на сваю нагрузку, превышающую несущую способность обыкновенной буроиньекционной сваи. Также отличительная особенность сваи ГЕО является


Литература:

[1] СНиП 2.02.03-85 – Свайные фундаменты, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Москва, 1985 г.

[2] Рекомендации по применению буроинъекционных свай, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Москва, 2008 г.

[3] СНиП 2.03.01-84* - Бетонные и железобетонные конструкции, Госстрой, СССР, 1989 г.

[4] СП 50-102-2003 – Проектирование и устройство свайных фундаментов, Госстрой России, Москва, 2004

Основные термины (генерируются автоматически): несущей способности, периода задержки воспламенения, расчета периода задержки, Особенности расчета периода, вида сваи, несущую способность, способность сваи, сваи вида ГЕО, несущей способности сваи, увеличения несущей способности, потери несущей способности, несущей способности отдельных, несущую способность сваи, работе дизеля, основании сваи, особенность сваи ГЕО, Несущая способность сваи, учетом потери несущей, Похожая статья, обыкновенной буроиньекционной сваи.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос