Закрутка свай вручную: Как закрутить винтовую сваю своими руками

Закручивание винтовых свай

При обустройстве винтового фундамента встает вопрос о закручивании винтовых свай. Это можно сделать несколькими способами. Выбор метода должен зависеть от объема работы, твердости почвы, времени года. Мы расскажем об особенностях и достоинствах основных способов закручивания винтовых свай. Полученная информация поможет принять осмысленный выбор.

Способ №1. Закрутка свай вручную

Подготовка. Сначала со строительной площадки убирается мусор, вблизи от места закручивания шпунтов не должно быть деревьев, не выкорчеванных пней. Отмечаются места размещения свай.

Размещение. Свая устанавливается в вертикальном положении в заранее отмеченную точку. Для удобства в земле выполняется небольшое углубление.

Обустройство рычага. В технологическое отверстие изделия вставляется стальной пруток. Получившиеся рычаг удлиняется при помощи трубы.

Закручивание. Два человека, взявшись с разных сторон за рычаг, идут вокруг ствола. Третий человек в этом время придерживает сваю в вертикальном положении. 

Преимущества способа:

• позволяет разместить шпунты возле здания;
• нет нужды в использовании тяжелой техники;
• возможность закручивания свай самостоятельно.

Недостатки метода: низкая скорость закручивания, использование тяжелого физического труда.

Способ №2. Механизированный спосом завинчивания винтовых свай

Механизированное закручивание осуществляется с помощью специального устройства. Может использоваться и тяжелое оборудование, и небольшие установки. Способ позволяет существенно ускорить закручивание свай, однако возможно некоторое их смещение.

Рассмотрим процесс механизированного закручивания шпунтов на примере работы УЗС 1:

• В стол шпунта монтируется гидровращатель.
• Свая и вал гидровращателя фиксируются стопорным штифтом.
• Шпунт поднимается и устанавливается в месте монтажа.
• К гидровращателю крепится рычаг (отвечает за управление установкой).
• Запускается бензогидростанция, начинается завинчивание свай.

ВАЖНО! ООО «РиоПром» реализует винтовые сваи собственного производства. Продукция компании отвечает вс ем отечественным техническим требованиям.

При обустройстве винтового фундамента встает вопрос о закручивании винтовых свай. Это можно сделать несколькими способами. Выбор метода должен зависеть от объема работы, твердости почвы, времени года. Мы расскажем об особенностях и достоинствах основных способов закручивания винтовых свай. Полученная информация поможет принять осмысленный выбор.

Способ №1. Закрутка свай вручную

Подготовка. Сначала со строительной площадки убирается мусор, вблизи от места закручивания шпунтов не должно быть деревьев, не выкорчеванных пней. Отмечаются места размещения свай.

Размещение. Свая устанавливается в вертикальном положении в заранее отмеченную точку. Для удобства в земле выполняется небольшое углубление.

Обустройство рычага. В технологическое отверстие изделия вставляется стальной пруток. Получившиеся рычаг удлиняется при помощи трубы.

Закручивание. Два человека, взявшись с разных сторон за рычаг, идут вокруг ствола. Третий человек в этом время придерживает сваю в вертикальном положении. 

Преимущества способа:

• позволяет разместить шпунты возле здания;
• нет нужды в использовании тяжелой техники;
• возможность закручивания свай самостоятельно.

Недостатки метода: низкая скорость закручивания, использование тяжелого физического труда.

Способ №2. Механизированный спосом завинчивания винтовых свай

Механизированное закручивание осуществляется с помощью специального устройства. Может использоваться и тяжелое оборудование, и небольшие установки. Способ позволяет существенно ускорить закручивание свай, однако возможно некоторое их смещение.

Рассмотрим процесс механизированного закручивания шпунтов на примере работы УЗС 1:

• В стол шпунта монтируется гидровращатель.
• Свая и вал гидровращателя фиксируются стопорным штифтом.
• Шпунт поднимается и устанавливается в месте монтажа.
• К гидровращателю крепится рычаг (отвечает за управление установкой).
• Запускается бензогидростанция, начинается завинчивание свай.

ВАЖНО! ООО «РиоПром» реализует винтовые сваи собственного производства. Продукция компании отвечает вс ем отечественным техническим требованиям.

Монтаж Установка Винтовых Свай Санкт-Петербург, Цены

Установка винтовых свай

Профессионалы «АвтоБурЭксперт» имеют многолетний опыт и исключительно положительные отзывы о своей работе. Нами установлено более 120 000 винтовых свай! Мы гарантируем исключительное качество и успешную реализацию работ согласно проектам и Вашим требованиям.

Установка винтовых свай проводится, как правило, на неустойчивых, болотистых или промёрзших почвах. Такая технология весьма актуальна для Ленинградской области. При верном соблюдении технологии и грамотном вкручивании свайные лопасти спиралевидной формы утрамбовывают и уплотняют грунт. Таким образом, винтовые сваи от «АвтоБурЭксперт» даже на неоднородных подзолистых с суглинками почвах Ленинградской области прослужат Вам многие десятилетия.

Закручивание винтовых свай от «АвтоБурЭксперт»

Сегодня монтаж винтовых свай позволяет выполнить:

• быстрое возведение мостов;
• быстрое возведение высоковольтных линий;
• быстрое возведение конструкций на неустойчивых почвах;
• установку винтовых свайных фундаментов и др.

Винтовые свайные фундаменты – инновационная разработка, пришедшая из военной промышленности. Компетентное завинчивание винтовых свай – залог устойчивого, надёжного и более чем долговременного в эксплуатации свайно-винтового фундамента.

Перед установкой винтовых свай необходимо провести подготовительные работы. Если Вы планируете возвести фундамент, Вам понадобится:

• рассчитать количество свай;
• определить расстояние между ними;
• определить глубину залегания неустойчивого грунта;
• разметить места установки свай.

Использование новейших технологий и наличие у нашей компании обширного парка разнообразной техники позволяет произвести установку свай практически в любой местности. Ведь часто тяжёлая техника не может пройти в труднодоступных местах.

Установка и демонтаж свай: преимущества «АвтоБурЭксперт»

Винтовые сваи сегодня называют новым словом в гражданском строительстве, за ними рассматривают будущее в области строительства вообще. По сути, установка винтовых свай под силу каждому. Сваи немассивного формата можно вкручивать даже вручную. Однако если Вы не обладаете практическими навыками подобной работы, но желаете получить эффективный, надёжный и долговечный результат – Вам в обязательном порядке понадобится помощь квалифицированных специалистов.

Монтаж винтовых свай – одна из отраслей нашей специализации. Компания «АвтоБурЭксперт» владеет всеми необходимыми навыками и знаниями, которые позволяют успешно решать сложнейшие задачи и учитывать многочисленные нюансы в этой области. Кроме того, мы осуществляем демонтаж свай быстро и с минимальными затратами для Вас.

Установка винтовых свай предполагает также тщательный анализ ландшафта и проведение геодезических работ. Так, если местность имеет склоны и бугры – работа многократно усложняется. Так как сваи необходимо привести к одному уровню и скрепить между собой обвязкой из швеллеров и бруса.

Не занимайтесь монтажом и строительством самостоятельно без надлежащего опыта – это опасно! Воспользуйтесь услугой аренда ямобура от нашей компании. «АвтоБурЭксперт» – Ваш надёжный консультант и помощник!

Цены на установку винтовых свай, стоимость монтажа

Если вы приобрели сваи и у вас есть чертёж свайного поля под ваше будущее строение, то можно с лёгкостью определить, сколько будет стоить закручивание ваших винтовых свай по вашей разбивке с помощью нижеследующей таблицы.

Обращаем внимание на то, что стоимость закручивания винтовых свай это не стоимость обустройства винтового фундамента под ваше строение, а цена за монтаж  ваших свай в указанное вами место на указанную вами глубину.

* — Цены указаны за работу, без свай.  

Цены на установку винтовых свай в труднодоступных местах.

Что значит труднодоступные места для закручивания винтовых свай? Это линия строящегося забора, которая проходит вдоль забора соседа, это места установки свай рядом с имеющимися строениями или деревом, которое дорого сердцу и его не хотелось бы вырубать, это монтаж свай там, где невозможно подогнать крупногабаритную технику или нет возможности рабочим ходить вокруг оси закручивания.

* — Цены указаны за работу, без свай.  

Цена на установку оголовков и обвязки свай

* — Цены указаны за работу, без материала.  

Стоимость обустройства винтового фундамента.

Обустройство (монтаж) винтового фундамента это комплекс работ, состоящий из определения несущей способности вашего грунта, анализа проекта вашего строения и подбора необходимых свай, а так же расположения этих свай и глубины их погружения. Цены на обустройство винтовых фундаментов рассчитываются индивидуально, согласно предоставляемых  данных или желаемых параметров.

По вопросам установки винтовых свай, цен и сроков установки вы можете проконсультироваться по телефону: +7 (495) 640-90-26

Закрутить сваи — цена в Москве: заказать услуги закрутки

Если вам нужно недорого закрутить сваи – цена у специалистов, зарегистрированных на сайте Юду, всегда доступна. Профессионал выполнит всю необходимую работу при помощи сваекрута и современного оборудования. У исполнителя Юду всегда можно уточнить, сколько стоит установить винтовые сваи, и заказать услугу по умеренной стоимости.

Ход проведения работ

Специалисты из Москвы, предлагающие услуги на Юду, могут закрутить сваи с учетом особенностей местности и технических правил. Задача выполняется поэтапно и включает в себя:

• разметку территории
• выставление периметра для установки свай
• закручивание угловых свай
• обрезку и бетонирование
• установку оголовков и обработку сварочных швов

Мастер учет все особенности будущей постройки, установит сваи для фундамента, проведет бетонирование и обвязку с использованием качественных материалов. Перед проведением работы исполнитель Юду приедет на объект, осмотрит участок и отметит все его особенности. Мастер учтет следующие нюансы:

• размер будущего дома
• тип грунта
• количество и схему расстановки свай
• материалы для обвязки свай
• диаметр свай

Закрутка большого количества свай требует ответственного подхода и наличия у специалиста всей необходимой техники. Мастера Юду в Москве всегда готовы приступить к делу, выполнить работу в оговоренные сроки по приемлемой цене. Они устанавливают сваи при любых погодных условиях, в том числе и при низких температурах.

Исполнители Юду проводят вкручивание свай для дальнейшего строительства малоэтажных домов, ворот, заборов, гаражей, беседок, хозяйственных построек, причалов. Профессионал перед началом работы составит проект, в котором будет указана схема расстановки, необходимые замеры и количество материалов. Закрутка свай проводится исполнителями Юду вручную или машиной (в зависимости от объема работы).

Определение расценок на услуги

Стоимость установки винтовых свай у всех исполнителей Юду значительно ниже, чем средняя цена по городу. Профессионалы проводят все необходимые работы самостоятельно, без посредников. Обратившись к мастеру Юду, вы сэкономите не только свои деньги, но и время. Если вы хотите недорого закрутить сваи, цена у исполнителя Юду зависит от следующих факторов:

• длина и диаметр сваи
• состояние почвы и особенности территории
• количество свай
• необходимость использовать дополнительную технику или оборудование
• количество мастеров, работающих на объекте

Профессионал, зарегистрированный на Юду, может закрутить сваю быстро и ровно. Мастера знают все нюансы и особенности работы, поэтому завинчивание происходит в кратчайшие сроки. Размер оплаты монтажа оголовков и обвязки свай рассчитывается отдельно. Дополнительные услуги включают в себя установку швеллера и профиля, засыпку или цементирование основания свай, окраску профиля.

Для оформления заказа у исполнителя Юду на установку свай заполните заявку на этой странице. Укажите размеры и количество свай, особенности конструкции здания и размеры его основания. Согласовывайте расценки, все условия сотрудничества с мастером Юду до начала выполнения работ. Если вы хотите качественно и недорого закрутить сваи – цена у исполнителя Юду в Москве будет приемлема.

Рассчитываем бюджет — сколько стоит закрутить винтовую сваю

На сегодняшний день технология монтажа свайного поля обретает все большую популярность. Связано это, прежде всего, с тем, что такой способ более дешевый по сравнению с монолитным фундаментом, и надежный. Его можно применять к любому типу малоэтажного строительства – бытовки, ангары, жилые дома и коттеджи, мосты, опоры и прочее. Современные технологии производства свай и техника монтажа открывают ряд преимуществ.

В среднем на монтаж уходит не более двух дней при наличии техники и профессионалов. Даже если сравнивать с мелкозаглубленным ленточным фундаментом, аналогичный по размеру свайный получается дешевле на 20-30%. При этом немаловажным является вопрос, сколько стоит закрутить винтовую сваю. В таблице представлена стоимость ввинчивания 1 сваи (без учета обвязки и геологических изысканий).

Особенности монтажа

В целом монтаж опор на любой фундамент и на любую глубину выглядит следующим образом:

1. 
   В грунте делается небольшое (!!) углубление для удобства установки сваи, после чего происходит ее вкручивание вручную или с использование буровой машины.
2. 
   Осуществляется подрезка выступающих частей опор под единый уровень.
3. 
   Обвязка свайного поля для максимальной прочности и устойчивости.
4. 
   Заливка труб бетоном.
5. 
   Обработка спецсоставом для предотвращения коррозии

Для того, чтобы определить весь бюджет, недостаточно знать, сколько стоит закрутить винтовую сваю, цена будет включать установку оголовков, обвязку и обработку антикоррозийным составом.

Устанавливают винтовые сваи на все виды неустойчивых или сложных грунтов, в том числе подвижные, заводненные, болотистые, с большим перепадом высоты, на горных склонах, со сложным рельефом и т. д. Исключение касается лишь каменистого грунта, где существует риск повреждения опор при вкручивании. В данном случае более рациональным будет буронабивной фундамент, о котором вы узнаете в нашей соответствующей статье.

Важно! Для возведения жилых домов до двух этажей универсальным является свайное поле из 2,5-3х метровых опор Ø 108 мм, где Ø лопасти составляет 300 мм.

Определяя, сколько стоят винтовые сваи, цена зависит от типа самой сваи и способа ее изготовления. Так, устойчивость основания любого строения во многом зависит от качества каждой трубы по отдельности и технологии монтажа в целом. Наиболее надежными считаются сваи с литым наконечником, где лопасть и ствол – это одно целое, а риск отрыва шнека сводится к нулю. Такие конструкции не повреждаются при прохождении любого грунта, даже каменистого. Недостаток в данном случае только один – цена.

Сварные, где лопасти привариваются к стволу – недорогие универсальные конструкции, которые часто подвержены деформации при прохождении сквозь твердые слои почвы.

Не секрет, что бюджет строительства формируется на 70% из стоимости рабочей силы и техники. Если производится ручной монтаж свай, эксплуатационные расходы равны 0. При этом  существует риск неправильной их установки, что в дальнейшем приведет к деформации и разрушению дома.

Ручной монтаж винтовых свай

Мастерство монтажа – 100% залог надежности основания. Огромный недостаток самостоятельного вкручивания заключается  в том, что невозможно достичь абсолютной точности. Труба заходит в грунт под углом 900 и здесь не может быть никаких исключений. Более того, уже в процессе ввинчивания также возможны отклонения от нормы за пределы погрешности (до 20).

Механизированная установка свайного поля

Если говорить о крупномасштабном строительстве, то в качестве основной техники выступают гидробуры на базе экскаватора. Оснащение легкоуправляемой многошарнирной стрелой делает монтаж очень простым и идеально точным.

Для индивидуального строительства или возведения небольших объектов применение дорогостоящей техники нецелесообразно, поэтому стоит использовать самоходный ямобур.

Такой кран хотя и сложен в управлении, но является универсальным устройством повышенной проходимости для любых районов.

Финальный этап

По завершении процесса вкручивания осуществляется подрезка всех труб под единый уровень, после чего в каждую заливается заранее подготовленный бетонный раствор на основе бетона марки М200.

Важно! Лучше использовать бетономешалки с большим объемом раствора, чтобы не допустить образования холодного шва внутри трубы.

Далее на каждую надевается оголовок, чтобы сделать обвязку. В качестве последней зачастую выступает металлический швеллер (ростверк), которые соединяет все поле в единый комплекс.

Услуги по закручиванию винтовых свай | Установка в Кирове

Закрутить винтовые сваи можно двумя способами: вручную и с применением специальной техники. В частном малоэтажном домостроении, при выборе в качестве опорной конструкции фундамента на винтовых сваях под небольшое строение, можно обойтись своими силами. И закрутить необходимое количество свай ниже глубины промерзания (1,5 метра для Кирова). Но, лучше сразу настраиваться на трудоемкий и продолжительный процесс, требующий сноровки, терпения и немало усилий.

Винтовые сваи со стандартной лопастью 300 мм, диаметром трубы 108 мм и длиной 2 метра можно ввинтить и вручную. Простой набор: лом и два отрезка трубы + 3-4 человека + уровень. Необходимый крутящий момент 300-500 кг/м. Правда в стесненных условиях уже потребуется какое-либо приспособление. И можно работать. Если с грунтом повезло.

Сваи входят в глину и песок с разным сопротивлением. А несущая способность сваи зависит не только от грунта, но и от момента закручивания. Что позволяет определить, насколько надежна свая установлена.

Второй важный момент при завинчивании свай — вертикальность заглубления, тщательно замеряемая гидроуровнем. Пока свая еще не ввинчена глубоко, ее приходиться постоянно выправлять в вертикальное положение. Причем успех мероприятия зависит не столько от монтажников, сколько от состава грунта на объекте строительства.

На некоторых типах грунта при ввинчивании, с каждым оборотом свая все сильнее отклоняется от вертикали. При ручном закручивании свай с этим борются, периодически наклоняя сваю в нужную сторону. При ручном завинчивании это бывает возможно только на начальной стадии.

✓ Если винтовую сваюзакручивать с помощью техники, большинства проблем не возникает в принципе. В результате процесс идет не только быстрее, но и на порядок качественней.

Устройство для закручивания винтовых свай своими руками

Монтаж винтовых свай своими руками

Необходимыми приспособлениями для выполнения работ можно считать:

• лопату;
• кувалду;
• уровень с соблюдением трех плоскостей;
• рычажные ключи.

Говоря о рычажных ключах, имеются в виду приспособления, с помощью которых можно закрутить сваи. Это могут быть обычные трубы

Конечно, решив осуществить монтаж свайного фундамента с использованием винтовых свай, необходимо принять во внимание их размер и так называемый человеческий фактор. Трубы с большим диаметром лучше доверить технике

Рекомендуем посмотреть видео о том, как произвести монтаж с помощью рычага без помощи профессионалов.

Техника, как и различные установки, способствуют проведению монтажа при возведении основания на сложных грунтах, где просто необходимы сваи большого диаметра. Установка для закручивания данных опор состоит из основы, которой может послужить машина и дополнительного оборудования.

Гидровращатель может быть ручным и автоматическим

Кроме самой машины понадобятся:

• гидравлическая установка; опорные домкраты;
• рабочее приспособление;
• привод наклона и вращения;
• пульт, с помощью которого осуществляется управление установкой.

Определяя длину свай, нужно помнить о том, что она должна превышать глубину промерзания грунта и уровень, на котором будет выполнена обвязка.

Проведение всех работ, связанных монтажом винтовых свай своими руками, будет облегчено в том случае, если для работы будет использовано такое приспособление, как гидровращатель. Это устройство в значительной степени облегчает завинчивание конструкции своими руками.

Гидровращатель устанавливается в тело полой трубы и закрепляется там стопорного штифта. Подготовленную сваю необходимо поднять и установить точно в точке монтажа. Конец рычага, который крепится к устройству, держит человек (в некоторых случаях этот конец фиксируется на земле). Ввинчивают сваи с помощью гидростанции, оснащенной бензиновым приводом, которая включается и выключается реактивным рычагом.

Посмотрите видео, как производится монтаж опор с помощью гидровращателя.

Особенность данного приспособления заключается в том, при необходимости существует возможность включить реверс и демонтировать установленную сваю. Скорость вращения и погружения сваи регулируется с помощью управления оборотами бензинового двигателя. Подобное оборудование получило широкое использование при проведении работ по монтажу винтовых свай в сложных полевых условиях.

Конструкция и варианты «мясорубок»

«Мясорубки» – это ручной инструмент, состоящий из электрического или гидравлического привода с креплением на оголовок сваи и системы рычагов для фиксации инструмента и передачи момента на сваю.

Название пошло от усилителя крутящего момента (УКМ) для баллонного ключа грузовика, прозванного «мясорубкой»
Усилитель крутящего момента (УКМ)

Требования к приводу

В качестве привода рационально выбрать дрель достаточной мощности. В отсутствии на площадке электричества потребует передвижного генератора.

Мощность дрели должна быть не менее 2 кВт;
Важно также, наличие реверса и изменение скорости вращения.

Конечно, можно использовать гидромотор. Но дрель купить проще, и проще заменить если сломается. И переносная гидростанция, нужная для работы мотора, пригодится вам где-то еще едва ли.

Мотобур – тоже можно использовать в такой конструкции

Если вы решили использовать вместо дрели другие двигатели, они должны быть не хуже.

Требования к редуктору

Редуктор нужен в конструкции чтобы увеличить момент на оголовке сваи и уменьшить обороты:

• Редуктор должен выдерживать крутящий момент не менее 4500 Нм;
• Передаточное отношение должно быть больше 1:60.

Выбирая УКМ отдавайте предпочтение конструкциям на подшипниках.

Так же обратите внимание на удобство смены смазки. Рекомендуется замена смазки после монтажа 20 свай

После приобретения, хорошо набейте редуктор новой смазкой (а там ее будет мало). Рекомендуется заменить смазку на долее подходящую: например, на пластичную смазку для ШРУСов.

Переходник

Переходник выглядит, как 2 крепления-адаптера (для дрели и редуктора) и раму соединяющую их воедино. Как на фото:

Цель: чтобы редуктор относительно дрели не проворачивался. Иначе при работе придется держать и дрель, и редуктор.

Насадка, рычаги и прочее

Наш сваекрут будет передавать крутящий момент на сваю через насадку. Усилия на оголовок значительные и возможно смятие сваи. А это брак.

Есть два варианта насадки: внутренняя и внешняя. Отличаются лишь тем, что вставляестя или надевается насадка на сваю.

У насадки должно быть отверстие куда будет вставляться палец. Хорошо сделать это отверстие овальным.

Чтобы вращалась свая в грунте, а сваекрут, к раме нужно приделать рычаг. У рычага может быть шарнир, позволяющий качаться вверх-вниз, но не вправо-влево. Это нужно для удобства закручивания высоких свай и управления с земли без помостов.

Инкубатор из деревянного ящика

Спецтехника для установки винтовых свай

Существует большое разнообразие техники для быстрого и удобного монтажа свайно-винтового фундамента. Если вы используете сваи диаметром до 108 мм, то облегчить процесс поможет ручная установка, например как на фото.

Фото 3 — Ручная установка для завинчивания свай

Но, если диаметр свай от 133 мм и больше, то монтировать его вручную сложно. Тогда на помощь придет большая спецтехника, например ямобур. Это современный агрегат повышенной проходимости, который может самоходом добраться до стройплощадки по бездорожью в любую погоду и быстро выполнит большой объем работы. Ямобуром можно воспользоваться в труднодоступных местах и на площадках со сложным рельефом.

Фото 4 — Самоходный ямобур

Такая техника завинтит сваю в любой грунт за одну минуту. Отличаются ямобуры размером, мощностью и модификацией. Есть и другие буровые установки, на которые крепят специальное сверлящее оборудование и производят более масштабные работы.

Технология вкручивания свай

Монтаж опоры можно выполнить без специального оборудования Для закручивания винтовых опор для свайного фундамента вручную потребуется:

• лопата;
• рулетка и уровень;
• лом;
• арматура или колышки и шпагат для разметки;
• молоток или кувалда;
• болгарка и запасные круги для выравнивания свай по высоте;
• трубы диаметром 50 мм и длиной 2,5 м, которые выполняют функции рычагов;
• специальный маркер для отметок на колышках или арматуре.

Отверстие под сваю делают с помощью садового бура, диаметр которого должен быть меньше сечения используемых винтовых опор. Он позволяет проверить структуру почвы и выявить камни и другие помехи при их наличии.

Рекомендуем посмотреть видео, как правильно выбрать опоры для монтажа.

Чтобы осуществить монтаж винтовых свай для фундамента своими руками, сначала необходимо разметить расположение опор согласно сделанным расчетам, используя шпагат и арматуру. Расстояние между сваями не должно быть больше 3 м, иначе прочность и устойчивость основания значительно снижаются.

Предлагаем ознакомиться Украсить потолок на новый год своими руками

Бурение лунок под опоры

Дальнейшая деятельность по завинчиванию свай включает следующие виды работ:

• Бурение лунок по разметке. Его выполняют с помощью садового бура таким образом, чтобы глубина полученных шурфов была меньше длины сваи. В некоторых случаях опоры вкручивают без предварительного бурения. Это осложняет установку свайного фундамента, но позволяет избежать рыхлости грунта.
• Закручивание. Сваю помещают в лунку и продевают в нее лом, предварительно укрепив на опоре строительный магнитный уровень. Затем опору начинают завинчивать, избегая ее смещения. При достижении более плотных слоев грунта используют рычаги в виде отрезков трубы, равномерно распределяя силу воздействия. Сколько человек потребуется для установки сваи зависит от плотности грунта и ее диаметра. Обычно необходимо минимум трое участников: двое завинчивают опору, а третий контролирует вертикальный уровень и своевременно вносит коррективы. Таким же образом вкручивают и остальные опоры для фундамента в углах возводимого здания и по его периметру.
• Выравнивание. По завершении работ по установке опоры выравнивают и обрезают по высоте с помощью нивелира. Сколько потребуется срезать? Обычно сваи укорачивают примерно на 10 см, что соответствует длине технологического отверстия, не имеющего несущей способности.
• Бетонирование. Для защиты опор от появления коррозии на внутренней поверхности и усиления фундамента их заливают раствором бетона. При этом марка цемента не должна быть ниже М150, а песок желательно использовать без посторонних примесей.

Если при вкручивании свая сместилась вбок, а величина заглубления не достигла 1,5 м, ее следует извлечь и завинчивать заново. При излишнем сопротивлении грунта следует обеспечить дополнительную нагрузку, давящую сверху на опору.

Что потребуется?

• Дрель. Она должна быть мощной — не менее 1000 Вт. Желательно, чтоб она была еще и тихоходной, имеющей максимальные обороты не 3000 в минуту, а 600. Такие аппараты сами по себе уже имеют довольно большой крутящий момент. Подойдет, например, такой вариант.
• Мультипликатор. Это устройство с редуктором, предназначенное для увеличения крутящего момента в десятки раз. Используется для ремонта грузовых автомобилей, где требуется заворачивать болты и гайки с большим усилием. Дальнобойщики эту штуку еще называют мясорубкой, так как у нее приходится аналогично вращать ручку. Также может называться ручным гайковертом. Подойдет, например, вот такой агрегат. Как видно, цена не очень высокая — всяко выгоднее, чем заказывать спецтехнику. При этом увеличивает тягу в 58 раз.
• Сварочный аппарат. Он понадобится для сварки при изготовлении некоторых приспособлений.
• Стальные трубы. Понадобится кусок около 30 см длиной и внутренним диаметром чуть больше, чем внешний у безоголовочных свай. Если они у вас с оголовками, то этот кусок не нужен. Еще одна труба будет необходима, чтобы использовать ее в качестве упора, благодаря которому будет вращаться свая, а не мясорубка. Диаметр ее должен быть около 4 см, а длина — метров 4-5, чтобы обеспечивать необходимый рычаг.
• Швеллер. Нужен обрезок длиной около 20 см и шириной чуть больше диаметра упорной трубы.
• Толстая стальная пластина. Она используется при изготовлении переходника как для свай с оголовком, так и без.
• Болты каленые и гайки к ним. Применяются для соединения всех узлов воедино. Потребуются именно каленые, потому что обычные не выдерживают. Приобретать такие надо не в отделах крепежа, а в автозапчастях.
• Болгарка. Пригодится для резки металла при изготовлении необходимых частей конструкции.
• Гаечные головки с посадкой на 1 дюйм. Если закручиваете сваи как с оголовком, так и без, то потребуется три штуки. Если только один вид, то две.

Как собрать и работать?

Сначала необходимо доработать мультипликатор. У него есть чересчур длинная ручка, которая будет мешать. Поэтому ее надо спилить до уровня, показанного красной линией на рисунке ниже.

Теперь изготовим переходники. Для свай с оголовком берем стальную пластину, выпиливаем ее под размер оголовка. Далее просверливаем в ней отверстия также, как на оголовке. А посередине привариваем гаечную головку четырехгранником наружу.

Для изготовления адаптера к безоголовочной свае берем подготовленный обрезок трубы и привариваем к нему с торца стальную пластину, к которой затем привариваем гаечную головку четырехгранником наружу. После этого в адаптере сверлится сквозное отверстие, совпадающее с отверстиями сваи.

Также к переходнику сбоку можно приварить петлю из арматуры, чтобы имелась возможность трубой осуществить ручную докрутку, если вдруг усилия дрели не хватит, например, из-за чрезмерной плотности грунта. Под петлю желательно наварить еще и пластину для усиления.

Для соединения мясорубки и дрели в еще одну гаечную головку нужно вставить болт с подходящей по размеру шляпкой, и прихватить его сваркой.

Длинная труба будет служить в качестве упора. На ее краю надо просверлить два отверстия под болты. В швеллере также сверлятся два отверстия на том же расстоянии друг от друга, чтобы его можно было соединить с трубой.

Теперь, чтобы начать работать, делаем небольшую лунку под сваю, чтоб она могла самостоятельно стоять, и вставляем ее туда. Затем, используя каленые болты, крепим на нее подходящий переходник. В случае, если она безоголовочная, для фиксации можно воткнуть стальную арматуру.

Далее вставляем в переходник мультипликатор, а затем на него надеваем дрель, в патрон которой уже зажат болт с головкой.

Теперь сделаем упор. К части ручки мультипликатора, оставшейся после спиливания, прикручивается швеллер вместе с вставленной в него трубой, которую можно при достаточной длине просто держать напарнику, либо упереть в любой предмет, плотно воткнутый в землю.

Вот собственно и все. Осталось нажать кнопку пуска и начнется постепенное погружение.

Как видите, ничего сложного в сборке самодельного электрического приспособления для закручивания винтовых свай нет. При этом денежные затраты будут меньше, чем если вызывать спецтехнику.

Как закрутить винтовую сваю руками.

Приспособления и использование. (чертежи, фото)

Не так давно, мы выложили чертеж переходника свай серии F и серии N для гидровращателя буровой машины. Но бывают моменты, когда закрутить сваю получится только вручную, например если нет проезда техники к месту проведения работ или просто нерентабельность использования буровой спецтехники.

Для кого-то это будет новостью, но в безвыходной ситуации есть решение – возвести свайно-винтовой фундамент можно своими руками и здесь мы расскажем как это сделать! Если с закручиванием нашей продукции без фланца (серия N) все проще (имеется отверстие для установки рычага), то с серией F (с оголовком) дела чуть сложнее. Как известно, наши сваи с завода изначально идут с приваренным оголовком, что несомненно большой плюс к их надежности, так как вся поверхность, без исключения – оцинкована + сварной шов имеет высокие прочностные характеристики.

Далее будут приведены четыре наиболее популярных способа закрутить сваю своими руками:

Первый это – использование переходника для оголовка сваи. Его принцип прост: переходник крепится к оголовку при помощи нескольких болтов, а в проушины вставляются рычаги (2шт) напротив друг друга и при помощи 2х человек происходит ввинчивание.

Проушины можно изготовить из стального прутка или арматуры диаметром около 12мм, крепятся они к стальному столбу 90мм, он может быть полым, при этом толщина стенки должна быть минимум 4мм (лучше больше), или усилить внутри ребрами жесткости. Вместо столба квадратного сечения можно использовать трубу диаметром 90мм.

Плюсы этого переходника – удобство, надежность, возможность закрутить сваю длиной до 3,5м в зависимости от грунта. Минусы – более сложная конструкция , соответственно и себестоимость.

• Чертеж переходника ниже:

Реализация данного переходника, но с изменениями была сделана здесь.

Второй способ это – использование прогнутой металлической полосы в виде дуги, которая крепится болтами к оголовку сваи. Это надежный и вместе с этим, недорогой способ. Металл полосы подбирается исходя из длины и диаметра сваи, в среднем это сталь 4-5мм.

Плюсы – быстрота изготовления, низкая себестоимость. Минусы – быстро приходит в негодность, практически невозможно закрутить винт длиной более 2х метров.

• Чертеж переходника ниже:

Третий это – сверление отверстия под оголовком сваи для последующего использования его под рычаг (например, хороший лом). Чертеж тут не нужен, покажем лишь схематично использование, практическое применение можно посмотреть в этом блоге.

Плюсы – самый недорогой вариант. Минусы – повреждается поверхность ствола сваи, неудобно закручивать в последней стадии, так как рычаг расположен ниже оголовка, появляется слабое место, которое необходимо обработать специальным составом.

Четвертый вариант использования заводской насадки. Данная насадка изготавливается в Китае и ее можно взять бесплатно у нас в аренду. Переходник повторяет форму оголовка винтовой сваи и скрепляется с помощью 3 болтов и гайки. Далее в проушины вставляются рычаги как и в первом варианте.

Про саму насадку можно посмотреть здесь.

Плюсы – если Вы из г. Хабаровск, можно воспользоваться ей бесплатно, так же это быстро и самое главное – нечего не надо придумывать, все уже готово к использованию. Минусы – в плотных грунтах проушины могут не выдержать, приходиться их усиливать.

Вот и все самые популярные методы. Вообще, все зависит от Вашей фантазии и главный принцип при выборе ручного ввинчивания – это сделать два рычага. Все мы знаем из физики, что чем длиннее рычаг, тем меньше усилий надо будет сделать.

Как выполняется закручивание вручную

Планируя закручивание винтовых свай вручную, важно оценивать собственные силы. Массивные основания для большого загородного коттеджа потребует привлечение техники

Небольшие бытовые постройки, летний домик или веранду можно выполнить своими руками, видео покажет этапы проведения подобной деятельности.

Необходимые для выполнения работ инструменты

Решив закручивать их самостоятельно, потребуется подготовить:

• Шпагат.
• Рулетку.
• Металлическую арматуру (прутья).
• Лом.
• Выступающие в качестве рычагов две трубы.

Решив выполнить работы, закручивая винтовые сваи самостоятельно, в первую очередь потребуется внимательно отнестись к их выбору. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение готовым изделиям, выполненным давно зарекомендовавшими себя на рынке производителями из надежных металлических сплавов.

Надежное вкручивание, выполняется только в случае проведения расчета длины металлической арматуры. Они должны доходить на глубину, расположенную ниже уровня промерзания почвы.

Проведение разметки свайного поля

Узнавая, как закрутить винтовые сваи своими руками, важно определиться с местом проведения работ и определить площадь будущего строительства. В зависимости от площади основания возводимого здания определяется количество свай

Разметка свайного поля

При маркировке готовых свай на маркировке обязательно указывается их несущая способность. За счет этого для установки будущего строения потребуется только рассчитать на основании этих данных их количество. В расчетах используются данные о будущем удельном весе создаваемого строения и его габариты.

Проект, на основе которого можно будет закрутить винтовые сваи своими руками, должен учитывать следующие обязательные требования:

1. Расстояние между опорами не должно превышать три метра, это позволит избежать провисания обвязки.
2. Вкручивать их обязательно нужно по углам будущего сооружения и по его периметру.

Эти условия необходимо учитывать для установки опор и будущего вкручивания винтовых свай своими руками. Далее, проводится установка опор, которые соединяются шпагатом. Разметочные элементы проверяются с помощью строительного уровня.

Как далее провести самостоятельную установку винтовых свай?

Проведение работ все-таки проводится с помощью хотя бы одного или двоих помощников. А также работу упростит созданная также своими руками самая простая рычажная конструкция. Для её создания:

• Вставляется лом в отверстие, существующее на изделии.
• Длину рычага увеличивают надеваемые на лом трубы.

Такие винтовые опоры будут использовать два работника, выполняющие закручивание винтовых свай вручную. Самому владельцу будущего строения или еще одному из его помощников желательно осуществлять контроль с использованием магнитного уровня. Такая проверка выполняется несколько раз во время установки. Первая проверка уровнем выполняется перед началом ввинчивания и далее её желательно осуществлять после каждого поворота на 360о. Это обеспечит выполнение вертикального размещения сваи.

Порядок проведения ввинчивания свай с использованием подручной техники

Облегчить процесс и вкрутить свои надежно поможет использование подручной техники. Для этого достаточно узнать, как закрутить винтовую сваю своими руками с помощью дрели и минимального дополнительного набора инструментов.

В этом случае для закручивания потребуется:

1. Дрель.
2. Редукторный гайковерт.
3. Болты и прочный крепеж.

Для повышения жесткости может использоваться прокладка швеллера, что повысит жесткость и предотвратит деформацию. В этом варианте выполнения работ закручивать винтовые сваи одному также проблематично. Желательно выполнение работ с помощью 2-3 помощников. Специализированная машина в такой ситуации не потребуется и вкрутить можно надежно и быстро.

Использование дрели и редуктора ускоряет завинчивание винтовых свай в грунт

Вкручивая сваи винтовые с использованием техники важно контролировать вертикальное завинчивание винтовых свай с использованием магнитного строительного уровня

На какую глубину важно погружать опоры

При создании данного фундамента большая роль уделяется глубине погружения винтовых опор. Вводимые в грунт ввинчиванием, они закручиваются до того момента, когда грунт начинает оказывать максимальное сопротивление при введении свай. Работа продолжается до того момента, пока оборудование позволяет продолжать ввинчивание сваи. Если работы будут прекращены ранее, отсутствие нагрузки на плотный слой грунта станет причиной возможного проседания фундамента под весом строения.

Как собрать и работать?

Сначала необходимо доработать мультипликатор. У него есть чересчур длинная ручка, которая будет мешать. Поэтому ее надо спилить до уровня, показанного красной линией на рисунке ниже.

Теперь изготовим переходники. Для свай с оголовком берем стальную пластину, выпиливаем ее под размер оголовка. Далее просверливаем в ней отверстия также, как на оголовке. А посередине привариваем гаечную головку четырехгранником наружу.

Для изготовления адаптера к безоголовочной свае берем подготовленный обрезок трубы и привариваем к нему с торца стальную пластину, к которой затем привариваем гаечную головку четырехгранником наружу. После этого в адаптере сверлится сквозное отверстие, совпадающее с отверстиями сваи.

Также к переходнику сбоку можно приварить петлю из арматуры, чтобы имелась возможность трубой осуществить ручную докрутку, если вдруг усилия дрели не хватит, например, из-за чрезмерной плотности грунта. Под петлю желательно наварить еще и пластину для усиления.

Для соединения мясорубки и дрели в еще одну гаечную головку нужно вставить болт с подходящей по размеру шляпкой, и прихватить его сваркой.

Длинная труба будет служить в качестве упора. На ее краю надо просверлить два отверстия под болты. В швеллере также сверлятся два отверстия на том же расстоянии друг от друга, чтобы его можно было соединить с трубой.

Теперь, чтобы начать работать, делаем небольшую лунку под сваю, чтоб она могла самостоятельно стоять, и вставляем ее туда. Затем, используя каленые болты, крепим на нее подходящий переходник. В случае, если она безоголовочная, для фиксации можно воткнуть стальную арматуру.

Далее вставляем в переходник мультипликатор, а затем на него надеваем дрель, в патрон которой уже зажат болт с головкой.

Теперь сделаем упор. К части ручки мультипликатора, оставшейся после спиливания, прикручивается швеллер вместе с вставленной в него трубой, которую можно при достаточной длине просто держать напарнику, либо упереть в любой предмет, плотно воткнутый в землю.

Вот собственно и все. Осталось нажать кнопку пуска и начнется постепенное погружение.

Как видите, ничего сложного в сборке самодельного электрического приспособления для закручивания винтовых свай нет. При этом денежные затраты будут меньше, чем если вызывать спецтехнику.

Ошибки и правила закручивания свай

Опытные монтажники называют ряд ошибок, с которыми могут столкнуться, желающие завинтить винтовую сваю своими руками. В частности:

• вывинчивание сваи. Когда свая сильно отклоняется или упирается в твердый предмет, застройщики зачастую вывинчивают ее и закручивают повторно в то же место. Опытные монтажники утверждают, что в рыхлом грунте несущая способность сваи падает. Следует сместить место установки на несколько сантиметром и закручивать сваю в плотный грунт;
• игнорирование этапа бетонирования сваи. Бетон не придает устойчивости сваи, поэтому многие частники одевают оголовок на верхушку сваи сразу после ее обрезки. Но, бетон позволяет исключить поступление воздуха во внутреннюю полость сваи, и таким образом исключить появление коррозии, и продлить срок службы опоры;
• установка сваи под углом. Контролировать соответствие уровню по вертикальной оси необходимо с первого витка закручивания. Не стоит думать, что в дальнейшем уровень можно легко исправить;
• углубление под установку сваи. Чтобы упростить себе работу, возникает соблазн сделать углубление под сваю садовым буром. Однако такой подход существенно снижает несущую способность сваи, т.к. она не будет плотно вкручена в почву;
• остановка закручивания после упора в твердый предмет. Недостижение заданной глубины чревато потерей несущей способности сваи. Не допустить этого можно путем извлечения твердых предметов (чаще камней) из почвы и повторное вкручивание сваи;
• остановка на расчетной глубине, если свая еще закручивается. В расчетах сложно все предусмотреть. В случае если свая продолжает движение после достижения заданной отметки, ее рекомендуется нарастить и продолжить закручивания до достижения плотных слоев грунта.

Забивка свай Часть II: Типы свай и рекомендации

Фото предоставлено: APE

См. полную статью здесь.

При забивке свай для строительного проекта крайне важно понимать типы свай и способы их использования. Как правило, существует два основных типа свай: несущие сваи и шпунтовые сваи. При разработке проекта решение о том, какой тип сваи использовать, а также подтип сваи, будет основываться на ряде факторов, характерных для конкретной работы.

Несущие сваи

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

Стальные сваи

Как промышленный продукт стальные сваи обладают контролируемыми свойствами, которые хорошо известны до установки. Стальные сваи имеют самые высокие допустимые рабочие напряжения среди всех свайных материалов, но они не обязательно имеют самые высокие по отношению к пределу прочности самого материала.Как правило, стальные сваи имеют большую грузоподъемность, но могут использоваться для широкого диапазона нагрузок. Есть два основных типа стальных свай: двутавровые сваи и трубчатые сваи.

Стальные двутавровые сваи

Стальные двутавровые сваи

спроектированы с широкими полками одинаковой толщины как в стенке, так и в полках. Глубина каждой секции примерно равна ширине. Эти двутавровые сваи изготавливаются методом горячей прокатки из слитков на стане того же типа, который используется для производства конструкционных профилей с широкими полками.

Двутавровые сваи

невероятно универсальны и могут использоваться как для торцевых опор, так и для трения. Они приобретаются в готовом виде, которым можно управлять со стандартным оборудованием. Использование двутавровых свай имеет много преимуществ, в том числе высокую индивидуальную грузоподъемность при установке на твердые или плотные материалы или в них, доступность, компактную форму с малым смещением, высокую прочность на изгиб для применений, связанных с боковыми нагрузками, и хорошие натяжные сваи. для подъема. Однако у использования двутавровых свай есть недостатки, такие как относительно более высокая стоимость, невозможность проверки физического состояния после забивки, непостоянный радиус вращения и проблемы с коррозией в определенных средах, если они не защищены.

Двутавровые сваи

наиболее эффективно работают в качестве концевой опоры или частичной опоры, и их можно рассматривать при расчетной нагрузке от 80 до 500 тысяч фунтов. Они являются стандартом для многих штатов в определенных типах строительства, включая опоры автомобильных мостов и устои в удаленных местах. Они также обычно используются для высоких удельных постоянных и временных нагрузок, которые связаны с многоэтажными зданиями. Учитывая величину этих нагрузок, обычно требуются сваи большой грузоподъемности, забиваемые до состояния торцевой опоры.Это сделано для уменьшения поселений, а также из соображений пространства и экономии.

Двутавровые сваи

полезны при растяжении, так как постоянное поперечное сечение, захваченное грунтом между полками, обеспечивает превосходную устойчивость при выдергивании. Кроме того, двутавровые сваи можно использовать в качестве натянутых свай для анкеровки переборок из шпунтовых свай. Стальные двутавровые сваи могут работать как на сжатие, так и на растяжение, когда при проектировании фундамента учитывается подъем из-за гидростатических или ветровых условий. Малая характеристика смещения делает двутавровые сваи более предпочтительными, чем сваи смещения, если может возникнуть проблема пучения грунта.Поскольку двутавровые сваи могут сопротивляться жесткому забиванию, они могут проникать в грунты там, где другие типы свай не могут.

Стальные двутавровые сваи

производятся в соответствии со спецификациями ASTM и могут быть изготовлены с улучшенными коррозионными характеристиками для зон брызг соленой воды. Эту марку можно назвать сталью «выветривания».

Фото предоставлено: Consolidated Pipe & Supply

Для стальных свай, забитых в естественный грунт, коррозия часто не является проблемой из-за отсутствия кислорода в грунте. Однако над уровнем грунтовых вод или в насыпном грунте может возникнуть умеренная коррозия.Затем можно применять защитные меры, такие как покрытия, наносимые перед вождением. Это могут быть эпоксидные смолы на основе каменноугольной смолы, эпоксидные смолы, связанные плавлением, фенольные мастики и мастики на основе металлизированного алюминия. Кроме того, для ограждения свай можно использовать монолитный или сборный железобетон, обеспечивающий защиту свай, возвышающихся над землей.

Соединения в двутавровых сваях могут выполняться стыковыми сварными швами с полным проплавлением, при этом соединение должно быть таким же прочным, как и сама свая. Для быстрого сращивания двутавровых свай можно использовать запатентованные сращиватели.Поскольку стыковка относительно проста, двутавровые сваи можно использовать любой глубины.

Двутавровые сваи могут нуждаться в усилении носка при проходке через плотный грунт или грунт, содержащий валуны или камни. Его также можно использовать для проникновения в наклонную поверхность скалы. Для этого часто используются острия свай, приваренные к пальцам свай. Стальной колпак для передачи нагрузки не нужен, если оголовок сваи достаточно заглублен в бетонный колпак.

Двутавровые сваи

подходят для использования в качестве концевых опорных свай, а также в качестве комбинаций фиктивных и концевых опор.Поскольку они, как правило, вытесняют минимальное количество материала, их легче пробивать через глину штабеля и плотные зернистые слои. Использование двутавровых свай может уменьшить проблемы, связанные с пучением грунта и вибрациями грунта при установке фундамента. Их также можно использовать для въезда в почву с препятствиями, например, с валунами, если они должным образом защищены в области носка.

В качестве опорных свай двутавровые сваи наиболее эффективны, когда они забиваются либо до отказа, либо практически до отказа на скале или в плотных материалах, перекрывающих скалу. Свая работает как короткая колонна, поэтому скала может быть прочнее стали для максимальной расчетной нагрузки, которую можно приложить. Компетентная порода в своем естественном ложе может выдерживать очень высокие концентрации напряжений без разрушения, если только свая не установлена ​​через чрезвычайно мягкие грунты. В результате, эта комбинация предлагает потенциал для высокой и очень эффективной загрузки сваи. Когда прочность опорного материала значительно меньше прочности стали, двутавровые сваи получают опору за счет развития повышенного давления в районе носка и трения по всей длине заделки.

Двутавровые сваи

, как правило, наиболее эффективны при забивке через относительно глубокие, мягкие и среднежесткие глины до упора. Сваи, устанавливаемые на торцевую опору, часто допускают гораздо более высокие нагрузки, чем висячие сваи, согласно строительным нормам.

В качестве висячих свай двутавровые сваи имеют тенденцию забиваться дальше в рыхлый песок и илистый песок. Когда двутавровые сваи забиваются в жесткие глины, грунт обычно оказывается зажатым между полкой и стенкой и уплотняется. В этом случае грунт становится частью сваи и уносится вместе с ней.Это ядро ​​​​уплотненной почвы может помочь сжать окружающий грунт, что позволит ему создать сопротивление дальнейшему смещению. Основная передача нагрузки осуществляется за счет сил трения, а не от торцевого подшипника. Поскольку может быть трудно предсказать грузоподъемность сваи любой заданной длины, забитой в твердые глины, рекомендуется проводить испытания под нагрузкой. В мягких или средних глинах или алевритах сваи будут развивать сопротивление трения вала, которое почти равно площади поверхности сваи, умноженной на прочность на сдвиг.Поскольку эти грунты имеют относительно высокое содержание влаги, сопротивление сваи при забивании будет казаться относительно низким. В результате может потребоваться несколько недель, чтобы точно определить геотехническую емкость сваи в долгосрочной перспективе.

Двутавровые сваи

также могут использоваться в качестве солдатских балок для постоянных или временных подпорных стен. Как правило, эти двутавровые сваи вбиваются в центры на расстоянии от 6 до 8 футов в ряд с фланцами, обращенными друг к другу. Затем бетонное или деревянное футеровочное покрытие укладывают так, чтобы концы полок были обращены к стенкам, чтобы полки двутавровых свай удерживали футеровку.Для дополнительной боковой поддержки можно использовать поперечные распорки или системы крепления.

Фото предоставлено: APE

Сваи из стальных труб

Трубные сваи

обычно изготавливаются из бесшовных, сварных или спирально-сварных стальных труб с различной толщиной стенки и диаметром. Большие размеры также могут быть использованы для особых ситуаций. Трубчатые сваи наиболее распространенных размеров могут использоваться для нагрузок от 60 до более 400 тысяч фунтов, и они очень конкурентоспособны в качестве комбинированных опорных и висячих свай при забивке с закрытым концом и заполнении бетоном.Трубчатые сваи также обеспечивают прочную оболочку для заполнения бетоном участков с высоким подземным давлением. Эти сваи могут быть забиты с закрытым или открытым концом.

Использование трубчатых свай имеет много преимуществ, включая широкий выбор размеров и толщин, отличные варианты доставки, возможность забивки стандартных размеров с помощью обычного оборудования для забивки, способность выдерживать очень высокие индивидуальные нагрузки при заполнении бетоном, возможность использовать преимущества составной сваи при заполнении бетоном, возможность проверки на наличие повреждений материала и искривления перед приемкой, а также простота соединения для увеличения длины, сопротивления резкому забиванию и движения прямо.Однако у трубчатых свай есть и недостатки. Это включает сопротивление проникновению из-за пробки грунта внутри трубы для труб с открытым концом, работу в качестве свай полного смещения при использовании труб с закрытым концом и стоимость по сравнению с другими сваями смещения.

Бесшовная труба изготавливается за одно целое из горячей стальной заготовки путем прокалывания центра и расширения стали до желаемой формы и размера. Он редко используется для трубных свай из-за его стоимости, но поступает на рынок в качестве избыточной трубы.Для электросварных труб — наиболее часто используемых труб для свай — могут использоваться различные производственные процессы, в том числе электросварка сопротивлением, сварка плавлением и сварка оплавлением. Швы этих труб могут быть спирально-стыковыми, прямыми или спирально-нахлестными. Процесс изготовления этих труб начинается с горячекатаных листов или листов стали. В зависимости от производственного оборудования производится сборка трубы и сварка швов. По-видимому, нет преимущества одного процесса над другими для забивки трубчатых свай.

Трубчатые сваи с закрытым концом могут быть заполнены бетоном или оставлены незаполненными, или заполнены конструкционной формой в дополнение к бетону, а затем вставлены в скальную породу. Если необходима несущая способность со всей площади носка сваи, то носок сваи следует закрыть либо пластиной, либо коническим наконечником. Поскольку трубчатые сваи обычно забиваются из оголовка сваи, оправки для этой цели обычно не используются. Когда один конец трубчатой ​​сваи оборудован запирающим устройством, свая становится вытесняющей и хорошо работает как висячая свая, особенно в рыхлых песках.При забивке с открытым или закрытым концом она также может работать в качестве опорной сваи большой грузоподъемности.

Трубчатые сваи с открытым концом используются, когда ожидается интенсивное забивание. Эти трубы могут быть оснащены специальным башмаком, который увеличивает толщину в области носка, чтобы уменьшить нагрузку и повреждение. Во время вождения материалы плаггера должны быть удалены, чтобы облегчить вождение. Трубчатые сваи с открытым концом также можно частично вбить в горную породу на крутом склоне скальной породы или там, где требуется фиксация сваи у основания.Трубчатые сваи, которые были забиты с открытым концом, могут быть заполнены бетоном после очистки пробки, обратной засыпки песком или игнорирования пробки.

При проходке через плотные материалы сваи с открытым концом могут образовывать грунтовые пробки, которые могут привести к тому, что свая будет вести себя как свая с закрытым концом, и значительно увеличить несущую способность носка сваи. В этих ситуациях заглушку не следует удалять, если только свая не будет заполнена бетоном. Если трубчатая свая не заполнена бетоном, то образование грунтовой пробки не следует учитывать при определении несущей способности конца сваи.

Трубчатые сваи с открытым концом обычно используются при установке морских нефтяных платформ независимо от того, забиваются ли они с поверхности или под воду. При таком использовании сваи в первую очередь предназначены для подъемных нагрузок из-за воздействия волн или ветра на конструкцию. Если пробка ворса, образующаяся во время сушки, не затрудняет забивку сваи, пробка, как правило, не удаляется.

Когда свая или группа свай будут подвергаться горизонтальным нагрузкам и изгибающим моментам, таким как удары судна и размыв крупных конструкций, рекомендуется использовать сваи с открытым концом.Трубчатые сваи также являются наиболее эффективными колоннами из-за вращения с открытым концом, и их следует учитывать в ситуациях, когда важна прочность отдельно стоящих колонн. Эти сваи особенно хорошо подходят для оловянных сейсмических ситуаций, когда разжижение и другие факторы влияют на конструкцию глубоких фундаментов. В этих приложениях размер сваи может достигать 3000 миллиметров в диаметре, и может потребоваться добавление к трубчатым сваям.

Коррозия стальных свай

Для всех типов стальных свай необходимо учитывать коррозию.В частности, если на линии разбрызгивания находится морская вода, коррозия может стать особенно проблематичной. Пресная вода обычно медленно разъедает сталь, если только в ней нет загрязняющих веществ.

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

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

Литая сталь естественно устойчива к ржавчине, поэтому литая стальная защита носка стальных труб редко ржавеет в какой-либо степени. Поскольку металл подвергается коррозии только в присутствии кислорода, точки забивных свай обычно хорошо защищены в земле, и защитное покрытие обычно не требуется.

Бетонные сваи

В бетонных сваях сам бетон является основным конструкционным материалом для сжимающих нагрузок.Поскольку бетон плохо сопротивляется растягивающей нагрузке, если бетонная свая будет подвергаться прямому растяжению или изгибу, необходимо добавить сталь, чтобы противостоять этим нагрузкам.

Бетонные сваи могут быть сборными или монолитными в зависимости от способа изготовления. Предварительно отлитые сваи формируются на литейной платформе, а затем отверждаются перед установкой на место. Они могут быть изготовлены из обычных стальных стержней, высокопрочных стержней или проволоки или из высокопрочных стержней или проволоки, натянутых через каналы. Набивные сваи забиваются в заранее подготовленную выемку на бетонной площадке. В результате бетон не подвергается воздействию движущих сил.

Сваи из монолитного бетона

Хотя монолитные бетонные сваи обычно устанавливаются путем помещения бетона в вырытое отверстие в земле, отверстие также может быть облицовано стальной оболочкой или кожухом, который может быть временным или постоянным. При заполнении бетоном сваи из стальных труб могут быть классифицированы как монолитные бетонные сваи.Предварительное определение длины сваи не так важно для этого типа сваи, так как требуемая длина сваи может быть легко изменена во время установки.

Этот тип сваи может быть установлен с нашей без оправки, в зависимости от толщины стенки сваи. Оправка позволяет забивать сваи с относительно тонкими стенками, в то время как сваи без оправки обычно имеют более толстые стенки. Для последних бетон помещается в забивную оболочку и является основной основой конструктивной прочности свай. Подрядчики, использующие этот метод, могут избежать расходов на оправки, но они будут платить больше за более тяжелую стальную оболочку.

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

Однотрубные сваи

достаточно жесткие, чтобы их можно было забивать головкой, благодаря использованию толстостенной стали с продольным оребрением в процессе холодной штамповки. Однотрубные сваи аналогичны трубчатым сваям с более легкими стенками, а также монолитным сваям с приводом от оправки с точки зрения трения и применения на концевых опорах. Эти сваи рассчитаны на то, что и бетон, и сталь выдержат приложенную нагрузку.

Также можно использовать сваи из уплотненного бетона

. В этом методе используется тяжелая съемная оболочка трубы и загрузка специальной бетонной смеси с тяжелым ударным молотом, вбивающим сухую бетонную смесь в грунт внутри трубы. Когда смесь опускается, она тянет за собой трубу.Как только желаемая высота достигнута, труба фиксируется, а бетонная смесь выбивается из основания, где она образует компактную глыбу. Оттуда ворсовая оболочка набивается на головку луковицы. Эта свая лучше всего подходит для сыпучих грунтов.

Композитные сваи, объединяющие два типа свай одной длины , могут состоять из разных материалов, например, из легкой металлической оболочки, заполненной монолитным бетоном, и деревянной сваи. Этот тип сваи обеспечивает экономию древесины ниже уровня грунтовых вод, а также долговечность бетона выше. Другая композитная свая представляет собой оголовок сваи-оболочки с трубчатым дном, что позволяет использовать длину и проникающую способность трубы при низкой стоимости монолитного бетонного оголовка. Предварительно напряженные бетонные сваи в сочетании с двутавровым стержнем также могут обеспечивать защиту носка и способствовать проникновению сваи.

Сборные и предварительно напряженные бетонные сваи

Сборные и предварительно напряженные бетонные сваи могут быть изготовлены различными способами.Их часто отливают с полым сердечником для уменьшения веса, при этом головка и носок сваи отлиты сплошным способом. Полое ядро ​​можно использовать для размещения контрольно-измерительных приборов при строительстве или для определения повреждения сваи. Сборные железобетонные сваи обычно имеют постоянное поперечное сечение, но могут иметь коническую вершину. Хотя бетонные сваи не подвержены коррозии, они могут быть повреждены некоторыми типами химических веществ, электролитическим воздействием или окислением. Можно наносить специальные покрытия или использовать специальные цементы для защиты от химического воздействия.

Сборные сваи должны быть подобраны по пропорциям, отлиты, вылечены, усилены и обработаны, чтобы противостоять нагрузкам, связанным как с перемещением, так и с забивкой, а также с конструкционными нагрузками. По этой причине в деталях конструкции должны быть указаны соответствующие точки подъема и опоры для каждой длины сваи.

Железобетонные сваи изготавливаются из бетона и имеют каркас из стальной арматуры для армирования. Эти сваи более подвержены повреждениям при обращении и повреждениям, по сравнению с предварительно напряженными сваями.По этой причине они редко используются в Соединенных Штатах.

Предварительно напряженные бетонные сваи изготавливаются аналогично железобетонным сваям, за исключением того, что предварительно напряженная сталь заменяет продольную арматурную сталь. Это может быть прядь или проволока, которые натянуты. Эта сталь затем заключена в обычную стальную спираль. Эти сваи можно сделать легче и длиннее, чем обычные железобетонные сваи той же жесткости.

Предварительно напряженные бетонные сваи могут быть предварительно напряжены или подвергнуты дополнительному напряжению.Предварительно напряженные сваи чаще всего отливают на всю длину в постоянных бетонных основаниях, в то время как сваи с последующим натяжением обычно изготавливают секциями, а затем собирают и предварительно напрягают до требуемой длины сваи либо на заводе-изготовителе, либо на стройплощадке. Основное преимущество предварительно напряженного бетона свай в отличие от обычных армированных свай в том, что они более долговечны. Поскольку бетон постоянно сжимается, микротрещины остаются плотно закрытыми. Кроме того, растягивающие напряжения, которые могут развиваться при определенных условиях движения, менее критичны.Предварительно напряженные сваи лучше всего подходят для висячих свай в песке, глине и гравии.

Предварительно напряженные цилиндрические сваи представляют собой сваи с последующим натяжением, которые отлиты методом центрифугирования в виде секций, затем соединены пластичным шовным герметиком перед последующим натяжением по длине. Специальный бетон AA используется в процессе, который обеспечивает высокую плотность при низкой пористости. В результате этот тип сваи практически непроницаем для влаги и обладает высокой устойчивостью к проникновению хлоридов. Этот тип свай чаще всего используется для морских сооружений или сухопутных эстакад.

Предварительно напряженные центрифугированные бетонные сваи — это относительно новый тип свай, состоящий из цилиндрической сваи с пустотой. Это похоже на цилиндрические сваи, но с другим процессом производства.

Деревянные сваи

Деревянные сваи использовались в Северной Америке с середины 1750-х годов и используются по сей день. В то время как промышленные материалы добились значительных успехов, деревянные сваи по-прежнему имеют решающее значение для конструкции фундамента. Более 90% деревянных свай, используемых сегодня, изготовлены из южной сосны и пихты Дугласа, при этом некоторые специальные породы древесины импортируются из тропических районов для морских свай из-за устойчивости к гниению и поражению морскими мотыльками.Сваи из пиломатериалов используются редко, предпочтительнее круглая и коническая форма.

Деревянные сваи имеют ряд преимуществ, в том числе низкую стоимость на тонну грузоподъемности, возобновляемые запасы, доступные в различных длинах и размерах, простоту обращения и забивки, коническую форму и характеристики полного смещения для повышения емкости грунта при более коротких длинах, а также прочность. при растяжении и изгибе. Тем не менее, деревянные сваи не могут быть сращены для увеличения длины, они более уязвимы к повреждениям при вождении, уязвимы к износу, если не обработаны, и обладают упорными свойствами в отношении прочности, размеров и длины.

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

Древесина, используемая для укладки свай, должна быть прочной и не иметь следов гниения и повреждений насекомыми.Необходимо провести осмотр для выявления других потенциальных проблем, таких как расслоение древесины поперек годичных колец (проверка), расслоение годичных колец по окружности (тряска), расслоение древесины поперек годичные кольца (разрыв), узлы и прямолинейность.

Деревянные сваи, которые постоянно намокают из-за их расположения ниже уровня грунтовых вод, могут иметь неограниченный срок службы. Однако, если деревянные сваи подвергаются колебаниям уровня грунтовых вод или поражению насекомыми, грибками или морскими древоточцами, они могут проявляться на фоне разрушения. В этих ситуациях может потребоваться обработка консервантом. Это включает в себя введение креозота для сохранения древесины. Решение об использовании пропитанной древесины следует принимать после рассмотрения условий, в которых будет забиваться свая. Например, сваи, которые забиваются в колеблющиеся грунтовые воды, должны быть полностью обработаны консервантами, включая креозот, раствор креозотовой смолы, креозотовую нефть, пентахлорфенол, аммиачный арсенат меди и хроматидный арсенат меди, чтобы предотвратить попадание влаги в древесину, чтобы предотвратить гниение и создание неблагоприятной среды для дереворазрушающих организмов.Деревянные сваи, используемые на суше в пресной воде, могут потребовать различных консервирующих обработок.

Деревянные сваи широко используются в соленой и солоноватой воде для морского строительства. Однако древоточцы, в том числе моллюски и ракообразные, питаются и живут в необработанной древесине. В более теплых водах некоторые методы лечения, такие как креозот, могут оказаться неэффективными. Двойная обработка растворимых в воде солей металлов креозотом может помочь защитить деревянные сваи в соленой или солоноватой воде.

Особая древесина также может использоваться для строительства береговой линии, которая служит как сваями, так и частью самой конструкции, включая деревянные пирсы и доки, причалы, дельфины и кранцы.Одной из таких особенных пород древесины является Greenheart, которая выращивается в Гайане, Южная Америка. Эта древесина отличается особой плотностью и до 3 раз прочнее пихты Дугласа и южной сосны при изгибе и сжатии. Он также содержит алкалоидное вещество, которое удерживает морские организмы от нападения. Его плотность является дополнительным отпугивающим фактором для мотыльков. Учитывая стоимость и ограничения поставок этой древесины, она обычно не используется для изготовления чистых фундаментных свай.

Пластиковые сваи

Несмотря на то, что существуют методы защиты как бетонных, так и деревянных свай от гниения и деградации, существуют пределы того, насколько хорошо их можно защитить. Для решения этих проблем, особенно в системах морских отбойных устройств и доковых свай, можно использовать круглые сваи из переработанного пластика. Эти сваи изготавливаются из переработанного пластика диаметром от 8 дюймов до 23 футов и длиной до 120 футов. Эти пластиковые сваи имеют армирующий каркас из стали, стекловолокна или их комбинации. Место трубы в центре пластиковой сваи также может служить усилением. Некоторые варианты пластиковых свай могут иметь и квадратное сечение. Пластиковые сваи рассчитаны на то, чтобы выдерживать как осевые, так и поперечные нагрузки, в том числе удары с корабля, и могут быть установлены ударным молотом любого типа.

Выбор типа сваи

Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе типа сваи, исходя из конкретных условий и требований проекта. Например, для рыхлого менее связанного грунта коническая свая будет создавать максимальное поверхностное трение. Для глубокой мягкой глины грубые бетонные сваи увеличат адгезию и скорость рассеивания поровой воды.

К другим факторам, которые следует учитывать, относятся вибрационное повреждение забивных свай, ограничения по размеру забивного оборудования из-за удаленности места проведения работ, доступность определенных материалов, использование более коротких секций свай при работах на воде из-за ограничений по перемещению свай и крутая местность, которая делает использование определенного свайного оборудования либо дорогостоящим, либо невозможным.

Во многих случаях возможно использование нескольких различных типов свай. В этих случаях окончательный выбор должен основываться на анализе затрат, который включает общую стоимость всех вариантов. Это включает в себя неопределенность в выполнении, стоимость программы нагрузочных испытаний, задержки и разницу в стоимости других элементов конструкции, таких как оголовки свай.

Шпунтовые сваи

Шпунтовые сваи представляют собой конструктивные элементы, которые при соединении друг с другом образуют непрерывную стену. Обычно они используются либо для удержания земли, либо для исключения воды. Блокировочные устройства, образующиеся при изготовлении, обеспечивают непрерывность стены. Существует ряд различных материалов, которые можно использовать для шпунтовых свай, как описано ниже. Сталь является наиболее распространенным выбором, учитывая ее доступность, относительную прочность и простоту хранения, обращения и установки.

Фото предоставлено: APE

Стальной шпунт

Стальной шпунт обычно доставляется на строительную площадку предварительно заказанной длины и укладывается в штабели, готовые к использованию.Затем отдельные части сваи или пары, которые предварительно сцеплены, устанавливаются путем забивки ударными молотами, гидроабразивной струей или вибраторами. Листы продеваются друг к другу во время установки и забивки так, что образуется сплошная стена. Эта стена является относительно грунтовой и водонепроницаемой.

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

Современные стальные шпунтовые сваи состоят из ряда высокопрочных Z-образных, U-образных и прямых профилей. Успешная шпунтовая свая должна иметь как прочность, так и форму, чтобы выдерживать ударную нагрузку, и должна содержать свободно скользящие замки, позволяющие постоянно соединять один лист с соседним. Он также должен быть достаточно прочным, чтобы обеспечить желаемый срок службы, и иметь структурную способность противостоять ожидаемым нагрузкам.

Стальной шпунт может использоваться в различных областях.Это могут быть искусственные острова, коффердамы, переборки, отсекающие стены, стены сухого дока, подпорные стены, доки для барж, швартовные и разворотные ячейки, стены навигационных шлюзов, волноломы, противопаводковые стены и ячейки защиты мостов.

Стальные шпунтовые сваи

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

Замки на Z-образных шпунтовых сваях обеспечивают свободное скольжение и целостность во время забивки. Большинство Z-образных свай используются для возведения прямых стен. По этой причине обычно нет необходимости в гарантированном качании или прогибе между листами. В зависимости от страны производителя Z-образные шпунтовые сваи могут иметь различные типы замкового механизма, включая шаровой шарнир, одинарную челюсть, двойную челюсть, большой палец и палец, двойной крюк и крюк и захват.Даже если блокировки кажутся одинаковыми, подрядчики не должны предполагать, что листы могут быть смешаны во время работы. Замки более тяжелых шпунтовых свай не могут сцепляться с более легкими сваями.

Поскольку Z-образные сваи обладают высокой внутренней прочностью, с ними обычно можно обращаться и транспортировать с меньшим риском повреждения по сравнению с другими типами листов. Однако замки Z-типа не подходят для сращивания.

Шпунтовые сваи можно вытаскивать после временного использования с очисткой и восстановлением замков.По этой причине есть возможность сдачи шпунта во временное пользование.

Арочные и U-образные сваи используются реже, чем Z-образные, потому что они не так эффективны. Это связано с тем, что замки расположены по средней линии стены, что снижает прочность стены до свойств цельного листа. За исключением очень неглубоких арочных форм, используемых в основном для круглых ячеек, горячекатаные арочные шпунтовые сваи не производятся в Соединенных Штатах, но могут быть доступны у европейских и японских производителей.Хотя они менее эффективны, чем Z-образные сваи, с ними легче работать в полевых условиях из-за более слабой блокировки. Арочная стенка и U-образные листы также могут быть легче склеены для увеличения длины. Сваи арочной формы в основном используются для более легких конструкций, таких как укрепление траншей, легкие переборки, неглубокие подпорные стены и перегородки.

Плоские и неглубокие арочные шпунтовые сваи используются для круглых отдельно стоящих конструкций, известных как заполненные ячейки. При использовании в этих целях листы подвергаются кольцевому натяжению из-за внутреннего давления оставшейся почвы.Поэтому замки специально рассчитаны на эти нагрузки. При использовании для создания этих бочкообразных конструкций отдельные листы напоминают бочкообразные клепки. Плоские и неглубокие сваи арочного типа имеют плоские профили, поэтому они не удлиняются и не сплющиваются поперек арки.

Плоские листы навинчиваются с помощью блокировок большого пальца и пальца для непрерывного соединения друг с другом вокруг шаблона круглой направляющей. Затем ствол клетки заполняют такими материалами, как песок или камень. Эти заполненные ячейки обычно строятся на камне, твердой глине или забиваются в песок или гравий. Хотя они могут использоваться в качестве искусственных островов, дельфинов или причальных сооружений, их основное применение — строительство коффердамов и переборок, пирсов или других сооружений на набережной. Когда вода глубокая и нагрузки высокие, отдельные ячейки строятся и соединяются друг с другом с помощью промежуточных соединительных ячеек, в результате чего получается сплошная стена из стали и наполнителя. Эти перемычки можно демонтировать, а сваи использовать повторно, хотя гарантии производителя обычно распространяются только на первое использование.

Анкерные системы

Опора стены из шпунта обеспечивается анкерной системой в верхней части стены. Таким образом, реакция передается от стены к анкерам через перекладины из конструкционной стали, которые обычно крепятся к задней части стены с помощью болтов. Уэльсы обычно размещаются на внутренней стороне стены и состоят из двух каналов, расположенных спиной к спине, с прокладками.

Анкерные стержни, расположенные через равные промежутки, проходят от лицевой стены через сваи к анкерной стене или анкерным сваям в задней части.Расстояние между этими шпалами обычно кратно расстоянию, на котором проезжает пара шпунтовых свай. Это упрощает установку. Стяжки изготавливаются из стальных стержней с расставленными концами, чтобы обеспечить дополнительный металл на резьбе, а затем собираются на рабочем месте с помощью удерживающих пластин, гаек, шайб и талрепов. Их следует располагать как можно ближе к отметке низкого уровня воды, чтобы уменьшить пролет между опорами, но устанавливать над водой для облегчения монтажа. Рельсы должны быть как покрытыми, так и обернутыми для защиты от коррозии и перенапряжения из-за осадки грунта.

Системы грунтовых анкеров

и натяжные сваи с двутавровыми сваями также могут использоваться для анкеровки переборок. Когда за стеной недостаточно места для установки обычной системы анкерных стержней, можно использовать заземляющие анкеры. Они используют метод наклонного бурения для установки высокопрочных стальных стержней или кабеля между стеной и скалой или устойчивым грунтом на более низкой высоте. Затем анкер заливается на место. Стальные двутавровые сваи могут быть забиты на тесто, а затем прикреплены к системе киля. Эти сваи затем работают как натяжные сваи.

Временные коффердамы

Чтобы не допустить проникновения воды на строительную площадку, когда постоянное сооружение строится в сухом месте, почти всегда используются штучные шпунтовые сваи. Для этой цели могут быть использованы прямостенные коффердамы, состоящие из замкнутой стены квадратного или прямоугольного сечения из шпунтовых свай. На воде используются обычные системы крепления, чтобы внутренняя часть коффердамов оставалась чистой. На суше можно использовать земные или каменные анкеры.

Реакции обшивки создают нагрузки на сваи, которые действуют как балки на опорах.Нагрузки на валы должны включать торцевую тягу от других элементов яруса. Поперечные ярусы должны быть выполнены в виде колонн и расположены таким образом, чтобы они серьезно не мешали работам, происходящим внутри коффердама.

Алюминиевый шпунт

Алюминиевые шпунтовые сваи

могут использоваться как в соленой, так и в пресной воде, и производятся в различных размерах, формах и толщинах. Существует ряд соображений, которые следует учитывать при принятии решения об использовании алюминиевых шпунтовых свай, в том числе достаточно ли они прочны, функциональны ли они, первоначальные и общие затраты в течение срока их службы, будет ли они хорошо выглядеть и как долго они будут служить. последний.

Одним из преимуществ алюминиевых шпунтовых свай по сравнению с другими типами шпунтовых свай является их малый вес и одно из самых эффективных соотношений прочности к весу среди всех типов строительных материалов. Учитывая небольшой вес, с этими шпунтами легко обращаться. Это также позволяет монтажникам работать в относительно узких местах. Исторически сложилось так, что подавляющее большинство (90%) алюминиевых свай применялось в условиях соленой воды без защитных покрытий. Если материал правильно установлен, то защитные покрытия, как правило, не требуются.

Один из самых больших вопросов, который нужно задать об использовании алюминиевых шпунтовых свай, заключается в том, будут ли они работать в конкретной среде. Алюминиевые сплавы могут противостоять коррозии при атмосферных воздействиях, пресной и соленой воде, а также хорошо работают при контакте с различными почвами. Его коррозионная стойкость обусловлена ​​защитной, невидимой оксидной пленкой на его поверхности. Даже если эта пленка разрушится, она сразу же начнет восстанавливаться при наличии кислорода. Пока эта оксидная пленка не повреждена и непрерывна или может реформироваться, металлический алюминий будет сохранять свою высокую коррозионную стойкость.Однако в некоторых условиях эта пленка может разрушаться или растворяться. Обычно это происходит в крайне неблагоприятных условиях окружающей среды, что приводит к травлению и/или точечной коррозии.

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

Виниловый шпунт

Относительно новый тип шпунтовых свай, виниловые сваи легкие, простые в установке и стойке, а также устойчивые к воздействию окружающей среды. Его можно использовать в различных приложениях и конфигурировать в различных цветах. Виниловый шпунт спроектирован так, чтобы быть устойчивым к атмосферным воздействиям, коррозионно-стойким, невосприимчивым к грибкам и морским буравчикам, экологически чистым, простым в установке и экономичным. Он идеально подходит для легких переборок, которые обычно используются в жилых, рекреационных и морских сооружениях.

Виниловый шпунт

доступен в нескольких конфигурациях, наиболее распространенной из которых является Z-образная свая, похожая на стальную сваю. Поскольку виниловый шпунт экструдирован, он может иметь большее разнообразие сечений, чем листовой прокат. Производители часто предлагают ребра жесткости и/или утолщения углов.

Виниловый шпунт

изготовлен из модифицированного поливинилхлорида (ПВХ). Это делает его подходящим для большинства морских сред. Этот винил также содержит УФ-стабилизатор, который уменьшает порчу из-за солнечного света.Виниловый шпунт имеет низкие показатели прочности и эластичности по сравнению с другими шпунтовыми материалами. Как и для любого другого типа пластика, свойства материала применить сложнее, чем с металлами. Прочность на растяжение может значительно варьироваться в зависимости от того, как пленка нагружена, и от времени. По этой причине следует внимательно следовать рекомендациям производителя по загрузке.

Этот тип сваи может быть установлен с помощью вибропогружателя, переносного воздушного компрессора или гидравлического отбойного молотка с листовым башмаком, ударного молота или водоструйного топлива с помощью высокопроизводительного насоса. Как и в случае с другими типами шпунтовых свай, виниловые шпунтовые сваи следует установить перед забивкой. Эту сваю можно установить вручную, учитывая ее малый вес, либо с помощью крана или экскаватора. Точный метод установки будет зависеть от условий рабочей площадки и предпочтений подрядчика.

Пултрузионное стекловолокно

Пултрузионные листы из стекловолокна — это относительно новый продукт, состоящий из высокоэффективной смолы со значительной прочностью на продольное растяжение и растяжение.Поскольку он протягивается через матрицу, которая формирует его форму, а не проталкивается, листы очень постоянны по допускам и свойствам от одного к другому.

Пултрузионный шпунт устойчив к коррозии, ультрафиолетовому излучению, атакам морских буравчиков и других разрушительных элементов. Эти листы также легкие, что в большинстве случаев упрощает установку.

Шпунтовые стены из пултрузионного стекловолокна спроектированы с использованием тех же принципов, что и другие типы шпунтовых материалов. Однако он более подвержен прогибу, чем стальной лист, поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить чрезмерного прогиба. Он может быть более восприимчив к локальному выпучиванию и поперечному изгибу, которых можно избежать, ограничивая обычные напряжения изгиба и прогиба. Блокировочная прочность этого материала может быть недостаточной для некоторых применений, таких как коффердамы, поскольку поперечная прочность меньше продольной прочности. Обратная засыпка должна быть тщательно выбрана, чтобы избежать разрыва листов во время расширения из-за изменений в содержании воды, с дренажными отверстиями, просверленными в листовом покрытии для обеспечения дренажа.Пултрузионные шпунтовые сваи не должны упираться в скалу.

Пултрузионные шпунтовые сваи устанавливаются аналогично другим типам шпунтовых свай, как описано выше. Лучше всего установить перед поездкой. Если позволяют условия безопасности, это можно сделать вручную. В противном случае его можно установить с помощью крана или экскаватора. После того, как защитное покрытие забито, необходимо установить доски, оттяжки и заглушки.

Деревянная обшивка

Деревянные шпунтовые сваи можно использовать для небольших земляных работ, когда нет серьезных проблем с грунтовыми водами.Он может состоять из цельного бруса или досок или одинарного шпунта. В насыщенных почвах необходимо использовать более сложную форму деревянного шпунта, например, доски внахлест, скрепленные шипами или болтами. Например, система Уэйкфилда состоит из трех досок определенной толщины и ширины, соединенных в бутылки и/или скрепленных шипами вместе с центральной частью на один или несколько дюймов впереди других, образующих шпунт и паз.

Бетонные шпунтовые сваи

Бетонные шпунтовые сваи

— это экономичный выбор для волноломов, волн и других сооружений на набережной.Они часто используются, когда сборные элементы будут включены в окончательную конструкцию или останутся на месте после строительства. Если сваи сборные, они обычно состоят из шпунтовой секции, армированной вертикальными стержнями и обручами.

Если сваи будут контактировать с морской водой, предварительное напряжение необходимо для закрытия мелких трещин. Хотя этот тип покрытия не является водонепроницаемым, пространство между сваями можно залить раствором. Конструкция шпунта и шпунта поможет сделать бетонную шпунтовую стену водонепроницаемой.После установки сваи щели промывают и заливают раствор в отверстие.

При разработке проекта, который включает в себя либо несущие, либо шпунтовые сваи, очень важно понимать различные доступные типы свай, а также их надлежащее использование. Хотя может быть более одного типа свай, которые можно использовать в конкретной работе, часто есть более экономичный выбор, основанный как на немедленных, так и на долгосрочных затратах. Тщательно изучив каждую альтернативу, можно сделать наилучший выбор как для настоящей, так и для будущей долговечности.

Посмотреть полную статью здесь.

(PDF) СКРУТКА И НАКЛОН СТАЛЬНЫХ ДВУБОВЫХ СВАЕВ ИЗ-ЗА ЗАБИВКИ.

в положении RHS-трубок. Отклонения

от теоретического угла 45 между осью w-

и телом сваи находятся в пределах 0-5′.

Результаты

Сразу после забивки сваи измеряют

положение сваи

и ее изгиб на уровне причала

с последующим профилированием инклинометром

.

В начале проекта предполагалось

что половина из 111 свай HZ должна быть

проверена.На основании первоначальных измерений

на испытательном участке с 14 сваями и последующих результатов

каждая третья и в частях

каждая шестая свая контролировались, за исключением переходной зоны

к очень жесткой валунной глине

, где контролировались все рекомендовались сваи.

Однако из выбранной 61 сваи удалось успешно контролировать только

25. Основная причина

заключалась в недостаточном контроле и уходе

за стыками РВС-труб вдоль сваи

, но нельзя исключать повреждения в процессе забивки

.

На рис. 6 показаны типичные графики положения сваи

(труба B) и крутки в зависимости от глубины забивки.

Обратите внимание, что свая остается почти прямой в

направлении x, в то время как уменьшенный модуль сечения

параллельно причалу позволяет

увеличить прогиб.

В Таблице I обобщены результаты контрольных

измерений. Отвес

замеры расстояний свай от линии причала

на уровне —

17.35 м (выполняется подрядчиком

) включены для сравнения с

расстоянием, которое может быть получено из измерений инклинометра

в связи с зарегистрированным положением сваи на уровне причала

.

Точность измерений по отвесу оценивается в -60 мм из-за

глубины воды 16 м, довольно сильного течения,

и показаний дайвера с использованием дюймовой линейки.

Средняя разница между стопкой

позиций на уровне —

17.35 м от отвеса

и показания инклинометра для 41 сваи составляют 5 мм

с разбросом 62 мм. Этот результат подтверждает

результаты инклинометра и указывает, что

точность лучше, чем предполагаемая

1,7 мм/м, что соответствует

разбросу -35 мм только для результатов инклинометра

.

Выводы

Использование инклинометра Geonor и обычных

стальных RHS-трубок в качестве кожухов,

грабель из стальных двутавровых свай длиной 34 м, забитых через ледниковые отложения ила/песка и глины в известь

9 были записаны.На основе

успешно измеренных свай стало возможным

проверить положение свай относительно

причала и оценить, что вероятная

крутка свай не превышает критического

предельного уровня в 24 фута. —

25м.

Использование обычных труб из RHS-стали в качестве

кожухов для инклинометра оказалось

экономически привлекательным, но необходимо соблюдать особую осторожность

со всеми сварными соединениями, так как заусенцы

и прихватки могут сделать профилирование невозможным.

Благодарности

Описанные контрольные измерения были выполнены

Датским геотехническим

институтом в качестве геотехнических консультантов

SEAS, Совета по электроэнергетике Юго-Восточной Силенда.

Генеральными консультантами были Ramboll Er

Hannemann, а подрядчиком по проекту усиления

был Pihl Er Son.

Авторы благодарят

за разрешение на публикацию работы.

Каталожные номера

Геонор (1981): Инструкция по эксплуатации, кожух

Установка и измерительная техника для П-800

Сервоинклинометр.Геонор, Осло, Норвегия.

Услуги

Подключение 500 мм Дуциозные трубы Tyton, использующие

Tyton Tie Barjoints

Сварные галстуки Фланцем

Спецификация через

Pilectionshoint Показаны

TipeJoint OFA

TIE BAR

WELD

TIE BAR Соединения Избегать

для упорных блоков

соединения стяжных стержней STANTON AND STAVELEY

в водопроводе в Ланкашире

ускорили монтаж и сократили затраты на

устраняя необходимость в бетонных упорных блоках

на крутых склонах. Схема

для увеличения снабжения в районе Рочдейл,

, включала 500-миллиметровый трубопровод из ковкого чугуна

длиной 3,6 км.

Инженеры отдела проектирования 8строительства

(Север) Северо-Западного водного управления по адресу

Престон выполнили проектирование и

руководили строительством от имени Восточного отделения

, в районе которого находится Рочдейл.

Особой проблемой были переговоры по

долине Эшворт, в которых экологические

соображения очень важны.

нет подъезда к очень крутой долине, поэтому все

материалы были перевезены через поля

с обеих сторон. Обычно при испытании

давлением 12 бар, необходимом для этого основного, большие бетонные

упорные блоки размещают на

дне долины, чтобы противостоять силам, создаваемым

на изгибах. Затем потребуется отлить другие блоки

в каждом стыке вверх по очень крутому

склону, чтобы удержать его на месте. Мало того, что

это было бы очень дорого, но и отняло бы время

, так как каждый блок должен был бы установить

, прежде чем можно было бы уложить следующий. Существует также

проблема доставки материалов для заливки

бетона.

Соединения стяжными стержнями устраняют многие проблемы

, потому что они удерживают трубы вместе в требуемом

положении, в то же время допуская

отклонение, вызванное осадкой. Также стыки

можно выполнять сверху вниз, что необходимо при уклонах такой величины

.

Труба Stanton and Staveley

любого диаметра из ковкого чугуна может быть зафиксирована

с помощью соединительных стержней. Трубы от BO

до диаметра 600 мм используют соединение Tyton и

большего диаметра, вплоть до максимальных

1600 мм, производимых в настоящее время, используются соединения Stantyte

.

Соединение состоит из фланца, приваренного к

раструбному концу трубы с отверстиями под болты

, просверленными на соответствующем делительном круге

диаметра. Этому соответствует свободный фланец

, который расположен сразу за муфтой

. Трубы соединяются обычным способом

, а затем фиксируются длинными болтами

и гайками через два фланца. Диаметр

и толщина фланцев

, а также количество и диаметр стяжных

стержней будут варьироваться в зависимости от требований к несущей способности

отдельного приложения

.

Стяжные болты, будучи стальными, требуют осторожности при защите

. Метод, принятый Управлением

в этом случае, заключался в термоусадочной упаковке Raychem Heat

. Апластовая втулка

накладывается на стык, чтобы обеспечить достаточно гладкую

поверхность, а затем предварительно напряженные

разрезные пластиковые втулки Raychem

располагаются вокруг стыка. Встроенная молния или застегивающаяся полоска

для соединения рукава означает, что рукав

можно расположить после соединения

.Материал равномерно нагревается с помощью горелки с горячим воздухом

, что приводит к его усадке. При усадке

он плотно прилегает к фланцам и

болтам, удаляя почти весь воздух, и, наконец,

плотно сжимается на трубе.

Дополнительную информацию можно получить по телефону

Stanton and Staveley Ltd., PO Box 72,

Nottingham,’G10 5AA.

Футеровка для бетонных труб

ФУТЕРОВКА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ овальных или

яйцевидных коллекторов на полном 360-дюймовом основании

обеспечивается системой, основанной на использовании

полиолефиновых материалов, полипропилены.Используемые материалы

могут различаться по толщине

в зависимости от метода изготовления трубы.

тура и спецификации проекта. В каждом случае

заявлено, что они обеспечивают полную непроницаемость от воздействия газов, а также значительно улучшают характеристики потока труб

. Хотя нет определенного верхнего предела толщины

, они обычно находятся в диапазоне

от 2,5 мм до B мм.

Облицовка удерживается в бетонной конструкции:

с использованием профилей Polygrip

компании Schlegel. Эти

профили формируются во время производственного процесса и варьируются по

их интенсивности и распределению, так что

они могут соответствовать проектным требованиям

MS. TIE SAR

TIE FLANGE

STANOAAO TYTON/STANTYTE GASKET

Ноябрь 1964 г. 39

Деревянные сваи – преимущества, недостатки, классификация и профилактическая обработка [PDF]

🕑 Время чтения: 1 минута

Сваи представляют собой фундаменты глубокого заложения, которые передают нагрузку надстройки глубоко в землю.Сваи в основном представляют собой длинные тонкие столбчатые элементы, которые передают нагрузку от надстройки на землю за счет поверхностного трения или через концевую опору. Фундамент считается свайным, если его длина более чем в три раза превышает ширину. Сваи могут быть деревянными, бетонными или стальными. В этой статье мы поговорим о деревянных сваях.

Деревянные сваи

Свая пиломатериала представляет собой ствол дерева, обшитый ветвями. Деревянная свая обычно рассчитана на максимальную нагрузку от 15 до 25 тонн на сваю.Дополнительную прочность можно получить, прикрепив накладки болтами к бокам. Эти сваи служат около 30 лет. Ширина этих свай колеблется от 12 до 16 дюймов.

Эти сваи могут использоваться в качестве фундамента для сооружений с умеренной нагрузкой и в качестве фундамента для временных сооружений.

Кредиты изображений: Permatrak.com

Преимущества деревянных свай

1. Низкая стоимость погонной длины сваи. Следовательно, эти сваи экономичны.
2. Древесина является упругим материалом, поэтому деревянные сваи способны поглощать удары.
3. Деревянные сваи просты в установке.
4. При необходимости деревянную сваю легко демонтировать.

Недостатки деревянной сваи

1. Деревянные сваи имеют небольшую несущую способность.
2. Необработанные деревянные сваи над грунтовыми водами могут простоять более 25 лет, но не являются постоянными.
3. Деревянные сваи могут быть повреждены при сильном забивании.
4. Деревянные сваи нельзя забивать через твердые слои или валуны.
5. Сваи большей длины не всегда могут быть доступны.

Изображение предоставлено: Reidmiddleton.com

Деревянная свая должна соответствовать минимальным требованиям, прежде чем ее можно будет квалифицировать как фундаментную сваю. Качество, обработка и конструкционные характеристики деревянных свай обсуждаются ниже.

Качество и классификация деревянных свай

Деревянная свая должна быть доброкачественной и без дефектов. Он должен быть прямым и иметь равномерную конусность. Прямая линия, проведенная между центром комля и центром кончика, должна полностью проходить внутри ворса.Качество свай определяется количеством или отсутствием дефектов (гниение, расколы, искривление волокон древесины и т. д.), размером сучков, отверстий и т. д.
Согласно Руководству ASCE № 17 в разделе «Деревянные сваи и Строительная древесина», деревянные сваи делятся на три класса в зависимости от качества древесины и размеров свай.

Разделение деревянных свай

Консервирующая обработка

Необработанные сваи, полностью заглубленные ниже уровня грунтовых вод, считаются постоянными при условии отсутствия морских буров.При выступании над водой деревянные сваи подвергаются гниению грибков и поражению насекомыми и мотыльками. Поэтому строительные нормы и правила обычно запрещают использование необработанных деревянных свай выше уровня грунтовых вод для поддержки постоянных конструкций.
Наиболее эффективным и распространенным методом предотвращения гниения и нападения животных и растений является обработка свай консервантами, такими как креозотовое масло, которое используется повсеместно. Когда достаточное количество креозотового масла правильно пропитано в сваях, защита от гниения и воздействия является превосходной, за исключением нескольких бурильщиков.
С обработанными сваями следует обращаться осторожно. Резка, обрамление и сверление должны быть выполнены как можно раньше перед обработкой. Порезы, ссадины и т. д. должны быть покрыты слоями креозота.

Перегрузка деревянных свай

Одним из наиболее существенных недостатков деревянных свай является возможность их повреждения из-за чрезмерного забивания. Сваи могут быть повреждены на кончиках или выше. Использование металлического башмака на наконечнике существенно не снижает вероятность таких повреждений.Поэтому расчетная грузоподъемность деревянных свай эмпирически ограничена примерно 25 тоннами, чтобы избежать возможности повреждений из-за необходимости жесткой забивки. Кроме того, следует внимательно наблюдать за поведением сваи и количеством ударов на фут заглубления во время забивки сваи. При наличии сомнений в возможности такого повреждения забивку сваи следует немедленно прекратить, а при необходимости одну или две забивные сваи вынуть для визуального осмотра.

Артикул:

Дизайн фундамента Уэйна С. Тенга

границ | Сваи, подвергающиеся циклической нагрузке кручения: численный анализ

Введение

Строительство крупных сооружений, таких как высотные здания, платформы для бурения нефтяных скважин, опоры электропередач, ветряные турбины, мосты и железнодорожные насыпи из мягкой пластичной глины, представляет серьезную проблему для инженеров-проектировщиков. Следовательно, требуется экономичная система фундамента с приемлемой степенью безопасности, и, следовательно, эти конструкции обычно поддерживаются свайным фундаментом.Эти сваи часто подвергаются циклическим (повторяющимся) боковым нагрузкам в дополнение к вертикальным нагрузкам в течение срока их службы из-за ветра, морских волн, движения высокоскоростных поездов и ударов кораблей и т. д. (Arshad and O’Kelly, 2016; Haiderali and Мадабхуши, 2016). Циклическая боковая нагрузка часто действует эксцентрично и вызывает циклическое кручение свайного фундамента (Баркер и Пакетт, 1997). Неадекватная конструкция этих свай против циклической нагрузки кручения может повлиять на безопасность и работоспособность фундамента, что приведет к катастрофическим последствиям (Викери, 1979; Баркер и Пакетт, 1997).Более того, в случае фундаментов, поддерживающих морские платформы, амплитуда (величина) циклической крутящей нагрузки высока и обычно сопровождается низкочастотными колебаниями, в то время как для наземных сооружений, включая железные дороги, все наоборот (Nimbalkar and Indraratna, 2016).

Циклическая нагрузка инициирует изменение напряжения сдвига на границе раздела грунт-свая, что приводит к постепенному ухудшению прочности и жесткости окружающего грунта и, следовательно, к значительному ухудшению характеристик взаимодействия сваи-грунта (Basack, 2015).Такая деградация может снизить несущую способность сваи и увеличить смещение головки сваи (осадку). Основной причиной такой деградации является постепенная переориентация и перераспределение частиц грунта, прилегающих к границе раздела сваи и грунта. К другим причинам относятся образование избыточного порового давления воды и развитие неустранимой пластической деформации грунта, прилегающего к границе сваи с грунтом (Basack, Dey, 2012).

В прошлом было проведено несколько теоретических, лабораторных и полевых исследований свайных фундаментов, подверженных вертикальным и боковым циклическим нагрузкам (El Naggar et al., 1998; Кэви и др., 2000; Тачироглу и др., 2006 г.; Басак, 2010а; Джардин и Стандинг, 2012 г.). Более того, поведение сваи, подвергнутой статическому скручиванию, изучалось несколькими исследователями (например, Stoll, 1972; Poulos, 1975; Kong and Zhang, 2008; Misra et al., 2014; Chen et al., 2016). Однако исследования, касающиеся влияния циклической нагрузки кручения на поведение свайного фундамента, довольно ограничены. Установлено, что скручивающая нагрузка может существенно влиять на несущую способность сваи. Поверхностное трение, возникающее из-за осевой нагрузки, взаимодействует с окружным напряжением сдвига на границе раздела свая-грунт (вызванным из-за скручивающей нагрузки), и, следовательно, осевая нагрузка сваи уменьшается, а осевое смещение увеличивается (Basack and Sen, 2014a). Таким образом, исследование поведения сваи, подвергаемой циклической скручивающей нагрузке, становится необходимым для безопасного проектирования и удовлетворительных долгосрочных характеристик свайных фундаментов, поддерживающих крупные морские или наземные сооружения.

Поведение свайного фундамента, подверженного монотонной и циклической осевой нагрузке, можно исследовать с помощью нескольких численных и аналитических методов, доступных в литературе. К ним относятся анализ динамического отклика, анализ циклической устойчивости, анализ конечных и граничных элементов и т. д., и это лишь некоторые из них (Poulos, 1982, 1988; Bea, 1992; Basack and Dey, 2012; Fatahi et al., 2014). В настоящей статье предлагается новая численная методология, основанная на моделировании граничных элементов (МГЭ), для определения реакции одиночной вертикальной плавающей сваи, подвергаемой комбинированным осевым и крутильным циклическим нагрузкам. Нелинейная реакция грунта на напряжение-деформацию включена в модель с помощью гиперболической функции. Кроме того, конститутивное поведение материала сваи предполагается упруго-идеально пластичным. Эффект постепенного ухудшения прочности и жесткости грунта при реверсировании напряжения сдвига на границе раздела (или просто при циклической нагрузке) был включен с использованием экспоненциальной корреляции и полулогарифмической функции скорости. Анализ также можно было бы провести с использованием метода конечных элементов, который мог бы потребовать использования трехмерных сеток для представления сваи, границы раздела и окружающего массива грунта (Lebeau, 2008; Kim and Jeong, 2011).Однако в анализе методом конечных элементов требуются огромные вычислительные усилия, чтобы учесть нелинейную реакцию грунта на напряжение-деформацию и прогрессирующее проскальзывание на границе раздела. Более того, исследования, проведенные Poulos (1989), Basile (2010) и Fattah et al. (2012) подчеркивает несколько преимуществ использования метода граничных элементов в качестве альтернативы МКЭ для решения задач взаимодействия сваи с грунтом.

Статья представлена ​​в следующей последовательности: сначала формулируется модель с использованием метода БЭМ, после чего следует ее проверка путем сравнения результатов расчетов БЭМ с имеющимися полевыми данными.Такое сравнение указывает на приемлемую точность предлагаемых численных решений. После этого проводится параметрическое исследование прототипа с использованием разработанной модели для анализа влияния параметров циклического нагружения на характеристики взаимодействия грунт-свая. Наконец, представлены нормализованные профили напряжения сдвига на границе раздела грунт-свая (прогнозированные с использованием предложенного решения), чтобы показать распределение напряжений по длине сваи для статического и постциклического состояния.

Численное моделирование: математические формулировки

Определение проблемы

На рис. 1А показана одиночная вертикальная плавающая свая диаметром D с глубиной погружения L , подвергнутая осевой статической нагрузке V _t и двухсторонней симметричной циклической скручивающей нагрузке (заданной формулой Уравнение 1):

τcyc=τcycmaxsin2πft    (1)

Рисунок 1 . Численное моделирование: (A) , Идеализированная задача (B) , БЭМ-дискретизация сваи.

Где τcycmax и f — амплитуда и частота циклической крутильной нагрузки соответственно. Приложенные осевые и крутильные нагрузки вызывают напряжения τ _b и σ _b в основании сваи, а касательные напряжения τzt и τzv на границе раздела грунт-свая по длине сваи в горизонтальной плоскости. и вертикальном направлениях соответственно (см. рис. 1А).Напряжения τzv и σ _b индуцируются преимущественно осевой нагрузкой и являются статическими, тогда как напряжения τzt и τ _b индуцируются крутильной нагрузкой и имеют циклический характер. Основная цель этого исследования состоит в том, чтобы оценить эти неизвестные компоненты напряжения сдвига на границе раздела и впоследствии определить осевую нагрузку сваи после завершения определенного количества циклов нагрузки ( N ).

Материал ворса в настоящем исследовании был идеализирован как упруго-идеально пластичный.Предполагается, что деформационно-напряженное поведение грунта при сдвиге является нелинейным вплоть до пикового напряжения сдвига (τ _u ), за которым следует идеально пластичный ответ после пика (Basack and Sen, 2014a). Нелинейное поведение перед пиком было представлено с помощью гиперболического уравнения (уравнение 2) с начальным модулем касательной 90 765 G 90 766 90 771 90 765 i 90 766 90 774 и понижающим коэффициентом 90 765 R 90 766 90 771 90 765 f 90 766 90 774 (Дункан и Чанг). , 1970). Значение понижающего коэффициента R _f обычно колеблется в пределах 0.8–1,0 (Рэндольф, 2003).

τ=γ1Gi+Rfτuγ    (2)

Где τ и γ — напряжение сдвига и деформация сдвига соответственно. Отклик после пика может быть математически представлен как:

Моделирование граничных элементов

Взаимодействие сваи и грунта в настоящем исследовании было проанализировано с использованием моделирования граничных элементов (BEM) в соответствии с методологией (Basack and Sen, 2014a,b). Свая продольно дискретизирована на n цилиндрических элементов одинаковой высоты (толщины), δ (см. рис. 1Б).Неизвестные компоненты напряжения сдвига на границе раздела свая-грунт в горизонтальном и вертикальном направлениях в элементе i ^th были обозначены как τit и τiv соответственно. Кроме того, компоненты смещения в центральной узловой плоскости (т. е. центральной плоскости каждого элемента сваи) были обозначены как ρ _i и θ _i , соответствующие вертикальной и крутильной модам соответственно.

Первоначально анализ был выполнен для статического нагружения с последующим расширением для циклического нагружения с использованием соответствующих параметров для моделирования деградации прочности и жесткости грунта (при циклическом нагружении) и влияния параметров циклического нагружения.Во-первых, статические осевые нагрузки и нагрузки при кручении анализируются отдельно, после чего проводится совместный анализ для получения конкретных решений. Основные дифференциальные уравнения для статического кручения (уравнение 4) и статической осевой нагрузки (уравнение 5) представлены в виде (Basack and Sen, 2014a,b):

d2θdz2=πD22JpGpτzt (для статического кручения)    (4)
d2ρdz2=1Ep(4τzvD−γ′p)   (для статической осевой нагрузки)    (5)

Где θ — угол закручивания; ρ — вертикальное смещение; z — глубина; J _p – полярный момент инерции поперечного сечения сваи; G _p — модуль жесткости сваи; E _p – модуль Юнга сваи; γ′p – удельный вес сваи.Для статического кручения определяющее дифференциальное уравнение решается методом конечных разностей путем построения корреляций между углом закручивания (θ) и некоторыми функциями p и крутящий момент оголовка сваи ( T _t ). Затем корреляции компилируются вместе (в матричной форме), и результирующая матрица определяется как:

Где [CM] — матрица коэффициентов порядка ( n +1) x ( n +1), {θ} — вектор-столбец порядка ( n +1) x 1 и { a} — увеличивающий вектор порядка ( n +1) x 1. Элементы матрицы коэффициентов, вектора-столбца и вектора увеличения можно найти в Basack and Sen (2014a). В уравнении 6 есть два набора неизвестных величин, а именно θ _i и τit . Поэтому предполагается начальное условие прилипания и используется корреляция между θ _i и τit (данная Randolph, 1981) (уравнение 7) для уменьшения количества неизвестных величин в уравнении (6).

Где, G _s – секущий модуль грунта.Используя предоставленную корреляцию (уравнение 7), уравнение (6) изменяется на:

[DM]{τit}={b}    (8)

Где, [ DM ] и { b } — матрица коэффициентов и вектор увеличения, соответственно, а элементы этих матриц/векторов — функции D , δ, J _p , , _s , G _p и T _t . Начальные значения неизвестного горизонтального напряжения сдвига на границе раздела кручения (τit ) рассчитываются с использованием уравнения (8). Затем значения τit для каждого элемента сравниваются с предельными значениями напряжения сдвига на границе раздела (τ _u ) для каждого элемента. Элементы считаются проскальзывающими, если значение τit превышает τ _u . Исходное значение τit для проскальзывающих элементов заменяется на τ _u , и в исходные значения G _s вносятся соответствующие коррективы для учета нелинейности грунта. Затем вся процедура вычисления повторяется для остальных элементов без проскальзывания, пока не будет достигнута желаемая сходимость.

Основное дифференциальное уравнение для статической осевой нагрузки решается с использованием процедуры, аналогичной описанной выше, т. е. с использованием метода конечных разностей и корреляции между ρ и τiv, приведенной Рэндольфом и Ротом (1978) (для условия прилипания) . После оценки неизвестных параметров τit и τiv из отдельных анализов осевой нагрузки и нагрузки на кручение проводится совместный анализ путем оценки результирующего напряжения сдвига на границе раздела для каждого элемента посредством векторного сложения τit и τiv (см. рис. 2), определяемого как:

τi= [τit+ τiv]0.5    (9)

Рисунок 2 . Добавление интерфейсных напряжений в связанный анализ.

Результирующее напряжение сдвига на границе раздела затем сравнивается с предельным напряжением сдвига, и значения τit пересчитываются (или корректируются). Процедура повторяется до тех пор, пока не будет достигнута желаемая сходимость. Наконец, значения углов закручивания рассчитываются для каждого элемента с использованием уравнения 6. Подробные формулировки для анализа статической нагрузки опубликованы в другом месте (Basack and Sen, 2014a,b; Basack and Nimbalkar, 2017).

Расчет на циклическую нагрузку при кручении был выполнен с использованием квазистатического метода с пиковым значением кручения τcycmax, в котором компоненты элементарного напряжения и смещения были скорректированы после завершения желаемого количества циклов нагрузки. Применение циклической нагрузки в значительной степени влияет на прочность и жесткость грунта. С одной стороны, циклическое нагружение приводит к снижению прочности и жесткости грунта на сдвиг из-за образования избыточного давления поровой воды, возникновения необратимых пластических деформаций в грунте вокруг сваи и перераспределения частиц грунта вблизи сваи ( Поулос, 1981; Басак, 2015).Однако, наоборот, прочность и жесткость грунта увеличиваются с увеличением скорости (или частоты) нагружения (Poulos, 1989; Rodriguez and Alvarez, 2008). Следующее математическое выражение (Basack and Nimbalkar, 2017) описывает совокупное влияние этих двух явлений на взаимодействие грунта и сваи:

Dis=[1+F log10(2fDθiλr)]N-γcA+Bγc    (10)

Где, Dis — узловой коэффициент деградации почвы, F — безразмерный коэффициент скорости, λ _r — базовая скорость нагрузки, γ _c — пиковая узловая деформация сдвига и A и B – безразмерные циклические параметры грунта.Коэффициент деградации грунта (Dis ) определяется как отношение постциклических к доцикловым значениям прочности и жесткости грунта. Вывод и детали параметров уравнения 9 можно найти в другом месте (Basack and Nimbalkar, 2017).

Затем оценивается несущая способность осевой сваи после цикла на основе ухудшенных значений сопротивления вала и торцевого подшипника с использованием следующего выражения:

Quc=πDδ∑i=1nDisτui+πD24σbu-Wp    (11)

Где Quc — постциклическая осевая нагрузка сваи, δ — высота элементов сваи, τ _ui — элементарная предельная прочность грунта, σ _{b u} — предельное сопротивление основания W _p — собственный вес сваи.

Наконец, оценивается коэффициент деградации сваи ( D _p ). Он определяется как отношение постциклической к статической осевой нагрузке сваи (уравнение 12):

, где Qus — предельная статическая осевая нагрузка сваи. Удобная компьютерная программа PTCYC написана на языке FORTAN 90 для проведения необходимых вычислений. На рис. 3 показана блок-схема компьютерной программы.

Рисунок 3 . Блок-схема для программы FORTRAN PTCYC.

Проверка модели

Предлагаемые решения были проверены с использованием результатов полевых испытаний, доступных в литературе. Полевые исследования свай при комбинированных крутильных циклических и осевых статических нагрузках чрезвычайно сложны и дороги. В отсутствие такой исследовательской работы авторы использовали имеющиеся данные лабораторных и полевых испытаний для подтверждения своей численной модели. Stoll (1972) провел полномасштабное испытание на скручивающую нагрузку на двух заполненных бетоном стальных трубчатых сваях, заглубленных в грунт с линейно возрастающим модулем упругости грунта.Guo and Randolph (1996) разработали аналитические и численные решения для реакции на кручение свай, заделанных в неоднородный грунт, и подтвердили модель результатами полевых испытаний Stoll (1972). Профили напряжения сдвига на границе раздела грунт-свая, рассчитанные с использованием настоящей модели, были сопоставлены с теоретическими результатами Гуо и Рэндольфа (1996 г. ) для подтверждения модели (см. рис. 4). Из рисунка 4 видно, что результаты, полученные с использованием настоящей модели, хорошо согласуются с решениями, разработанными Гуо и Рэндольфом (1996 г.), со средним отклонением около 21%.

Стуэдлин и др. (2016) провели полевое исследование для оценки передачи скручивающей нагрузки на грунт вдоль границы раздела грунт-свая для двух пробуренных бетонных стволов на участке, состоящем из илистой глины, лежащей над отложением илистого песка. Помимо статического кручения, на этих валах были также проведены циклические испытания на кручение в одностороннем управляемом режиме с 20 циклами перемещений с частотой 0,57 циклов в минуту (cpm). Значения результирующего пикового кручения, оцененные из настоящего расчета BEM, были сопоставлены с полевыми наблюдениями [как для испытательного ствола на кручение с эксплуатационной базой (TDS), так и для испытательного бурового ствола на кручение с основанием без трения (TDSFB)] Stuedlein et al. .(2016) (рис. 5). Из этого рисунка видно, что расчетные результаты находятся в приемлемом согласии с данными полевых испытаний со средним отклонением около 6%. Таким образом, представленные численные решения способны отражать взаимодействие грунта и сваи как при статической, так и при циклической скручивающей нагрузке с приемлемой точностью.

Параметрические исследования: анализ и интерпретация

Настоящая модель граничных элементов использовалась для прогнозирования реакции прототипа вертикальной бетонной плавающей сваи, заделанной в мягкую глину, на комбинированную осевую и циклическую скручивающую нагрузку.В таблице 1 показаны свойства используемого грунта и сваи (взято из Basack, 2010a). Сцепление грунтовой единицы и начальный модуль касательного сдвига на поверхности земли составляют 30 кПа и 300 МПа соответственно, и предполагается, что они линейно увеличиваются с глубиной со скоростью 3 кПа/м и 30 ГПа/м соответственно. Кроме того, ключевыми входными параметрами для учета снижения (или улучшения) прочности и жесткости при циклическом нагружении являются: A = 4,5, B = 2,5, F = 0. 1, λ r = 0,11 мм/с. Предполагается, что осевая нагрузка на сваю в 0,4 раза превышает осевую нагрузку сваи (для чисто осевой нагрузки), т. е. отношение нагрузки ( V _t /V _{u 0} ) равно 0,4 . Количество элементов сваи фиксируется на уровне 100 после проведения проверки на чувствительность (Basack and Nimbalkar, 2017).

Таблица 1 . Входные параметры грунта и сваи для параметрического исследования.

В настоящем исследовании изучалось изменение коэффициента деградации сваи ( D _p ) с параметрами циклического нагружения, а именно, числом циклов ( Н) , частотой ( f ) и уровнем циклического нагружения ( L _c ).Уровень циклической нагрузки L _c определяется как отношение пикового циклического кручения к статической предельной прочности сваи на кручение. Количество циклов, частота и уровень циклической нагрузки варьировали в пределах 10–1000 циклов, 5–30 циклов в минуту и ​​15–30% соответственно. Кроме того, анализ был проведен для двух значений коэффициента уменьшения (0,85 и 0,95), чтобы исследовать его влияние на взаимодействие грунта и сваи.

На рисунках 6A–C показаны варианты D _p с N, f и L _c соответственно.Можно заметить, что параметр D _p уменьшается с увеличением числа циклов нагружения. Однако тренд имеет асимптотически стабилизирующуюся тенденцию, т. е. параметр D _p становится практически постоянным после определенного числа циклов нагружения. Это может быть связано с экспоненциальным ухудшением прочности и жесткости почвы с N (Idriss et al., 1978). При этом D _p увеличивается с увеличением частоты загрузки.Это связано с тем, что прочность и жесткость почвы увеличиваются логарифмически с 90 765 до 90 766 (Poulos, 1989). Кроме того, коэффициент деградации сваи ( D _p ) уменьшается с увеличением L _c по криволинейной схеме с увеличивающимся уклоном. Это наблюдение разумно, поскольку увеличение значения циклической амплитуды кручения или уровня циклической нагрузки, вероятно, вызовет выход из строя большего количества элементов (что инициируется быстрой текучестью грунта, прилегающего к границе раздела грунт-свая) (Базак , 2010b).Следует отметить, что понижающий коэффициент R _f оказывает незначительное влияние на характеристики взаимодействия грунт-свая.

Рисунок 6 . Изменение коэффициента деградации сваи с: (A) , N (B) , f (C) , L _C .

На рис. 7 показаны профили напряжения сдвига на границе раздела грунт-свая (нормализованного произведением удельного сцепления и коэффициента сцепления) как для статического, так и для постциклического состояния.Можно заметить, что нормализованное напряжение сдвига достигает максимального значения в оголовке сваи и снижается до минимального значения в основании криволинейным образом. Интересно отметить, что значения постциклического напряжения сдвига уменьшились по сравнению с соответствующим значением при статической нагрузке. Кроме того, процентное уменьшение выше в оголовке сваи (15%) по сравнению с основанием сваи (11%). Нормированные значения напряжения сдвига в оголовке и основании сваи составляют 0,74 и 0,45 соответственно для статического состояния при снижении до 0.63 и 0,4 после применения циклической нагрузки. Это снижение связано с ухудшением прочности и жесткости грунта. Поскольку имеет место общее снижение несущей способности сваи, влияние жесткости грунта и снижения прочности из-за циклического нагружения на грузоподъемность сваи намного выше по сравнению с влиянием частоты нагружения (которое имеет тенденцию повышать прочность грунта и жесткость).

Рисунок 7 . Нормализованный профиль напряжения сдвига на границе раздела сваи для статического и постциклического состояния.

Практическое применение

В настоящем исследовании предпринята попытка исследовать влияние параметров циклического нагружения, а именно частоты, количества циклов и амплитуды, на осевую несущую способность свайного фундамента, подверженного осевой и крутильной циклической нагрузке. Результаты настоящего исследования показывают, что осевая грузоподъемность сваи уменьшается с увеличением числа циклов нагружения до определенного числа циклов, после которого грузоподъемность становится постоянной.При этом несущая способность сваи уменьшается с увеличением амплитуды циклического крутильного нагружения или уровня циклического нагружения. Эти данные можно использовать для прогнозирования несущей способности сваи, установленной под морскими сооружениями или транспортными насыпями, в реальных условиях (для условий сваи и грунта, использованных в настоящем анализе) для известной амплитуды и числа циклов нагрузки (которые можно оценить посредством физического наблюдения). Аналогичным образом можно прогнозировать долговременную работу свайных фундаментов, подвергающихся осевым и циклическим нагрузкам кручения, при известных значениях параметров циклического нагружения.Тем не менее, свайные фундаменты должны быть спроектированы с учетом достаточного запаса прочности по отношению к окончательному разрушению и приемлемому смещению головы сваи (критерий эксплуатационной пригодности) (Basack, 2010a). Для известных параметров циклического нагружения и грунтовых условий коэффициент запаса прочности при окончательном разрушении может быть оценен путем вычисления ухудшенной несущей способности сваи. Точно так же с помощью настоящей модели можно оценить изменение угла закручивания в зависимости от параметров нагрузки и установить допустимый предел.

Другим практическим аспектом настоящего исследования является надлежащая оценка несущей способности на месте несущей способности свайного фундамента, подвергаемого циклической нагрузке кручения. Эта оценка может помочь в разработке подходящих мер по улучшению грунта, таких как электроосмос и высоковольтная электрокинетика, которые могли бы значительно улучшить несущую способность свайных фундаментов, подвергающихся циклическим скручивающим нагрузкам.

Выводы

В настоящем исследовании было разработано численное решение, основанное на моделировании граничных элементов, для одиночной плавающей сваи, подвергаемой комбинированным осевым и крутильным циклическим нагрузкам. Численная модель успешно откалибрована с использованием соответствующих значений ключевых входных параметров и проверена по полевым данным, опубликованным в литературе. Проверка результатов расчетов с доступными полевыми данными демонстрирует точность предлагаемого решения. Результаты численного анализа показывают, что параметры циклического нагружения, т.е. количество циклов нагружения, частота и уровень циклического нагружения существенно влияют на снижение несущей способности осевой сваи из-за циклического нагружения при кручении.Кроме того, было обнаружено, что напряжение сдвига на границе раздела уменьшается по криволинейной схеме от максимального значения на поверхности земли до минимального значения у основания сваи. Кроме того, предложенное численное решение может быть использовано для оценки постциклического коэффициента запаса прочности, относящегося к предельной грузоподъемности сваи. Таким образом, результаты настоящих параметрических исследований (проведенных для изучения влияния основных расчетных параметров) могут быть использованы для формулировки расчетных критериев сваи, подверженной осевым и крутильным циклическим нагрузкам.

Вклад авторов

Все перечисленные авторы внесли существенный, непосредственный и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее для публикации.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы признательны за неденежную поддержку Школе гражданского и экологического проектирования Технологического университета Сиднея, Австралия.Также признательна помощь, полученная от г-на Санкхасубхра Сена, бывшего аспиранта Бенгальского инженерно-научного университета, Индия, в разработке компьютерной программы.

Каталожные номера

Аршад, М., и О’Келли, Британская Колумбия (2016). Расчет и проектирование монолитных фундаментов морских ветровых установок. Мар. Джорес. Геотех. 34, 503–525. дои: 10.1080/1064119x.2015.1033070

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Баркер, Р. М. и Пакетт, Дж. А. (1997). Проектирование автодорожных мостов на основе технических условий проектирования мостов AASHTO LRFD . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Уайли.

Академия Google

Басак, С. (2010a). Анализ граничных элементов влияния Krc и e/d на характеристики циклически нагруженной одинарной сваи в глине. лат. Являюсь. J. Структура твердых тел. 7, 265–284. дои: 10.1590/S1679-78252010000300003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Басак, С. (2010b).Реакция группы вертикальных свай на горизонтальную циклическую нагрузку в мягкой глине. лат. Являюсь. J. Структура твердых тел 7, 91–103. дои: 10.1590/S1679-78252010000200001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Басак, С. (2015). Рекомендации по расчету сваи, подверженной циклическим нагрузкам. Марин Георес. Геотех. 33, 356–360. дои: 10.1080/1064119X.2013.778378

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Басак, С. , и Дей, С. (2012). Влияние относительной жесткости сваи-грунта и эксцентриситета нагрузки на реакцию одиночной сваи в песке при боковом циклическом нагружении. Геотех. геол. англ. 30, 737–751. doi: 10.1007/s10706-011-9490-1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Басак, С., и Нимбалкар, С. (2017). Численное решение одиночной сваи, подвергнутой циклической нагрузке кручения. Междунар. Дж. Геомеханик. 17:04017016. doi: 10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000905

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Басак С. и Сен С. (2014a). Численное решение одиночных свай, подвергнутых чистому кручению. Дж.Геотех. Геосреда. англ. 140, 74–90. doi: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000964

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Басак С. и Сен С. (2014b). Численное решение для одиночной сваи, находящейся под одновременным действием крутильных и осевых нагрузок. Междунар. Дж. Геомеханик. 14:06014006. doi: 10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000325

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Базиль, Ф. (2010). «Реакция свайных групп на кручение», Протоколы 11-й Международной конференции DFI и EFFC по геотехническим проблемам городской регенерации, 2010 г. (Хоторн, Нью-Джерси; Кент, Мичиган: Институт глубокого фундамента; Европейская федерация подрядчиков по фундаментам).

Академия Google

Беа, Р. Г. (1992). Грузоподъемность сваи на осевую циклическую нагрузку. Дж. Геотех. англ. 118, 34–50. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9410(1992)118:1(34)

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кэви, Дж. К., Ламберт, Д. В., Миллер, С. М., и Крхоунек, Р. К. (2000). Наблюдения за работой мини-свай в условиях циклического нагружения. Проц. ICE-Ground Improv. 4, 23–29. doi: 10.1680/grim.2000.4.1.23

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чен, С.Л., Конг Л.Г. и Чжан Л.М. (2016). Расчет свайных групп, подвергающихся скручивающей нагрузке. Комп. Геотех. 71, 115–123. doi: 10.1016/j.compgeo.2015.09.004

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Дункан, Дж. М., и Чанг, С. Ю. (1970). Нелинейный анализ напряжения и деформации грунта. J. Soil Mech. Найден дивизион. 96, 1629–1653.

Академия Google

Эль Наггар, М. Х., Абдель-Мегид, М. А., и Шан, Дж. К. (1998). Боковые и циклические реакции модельных свай в электрически обработанной глине. Проц. ICE-Ground Improv. 2, 179–188. doi: 10.1680/gi.1998.020404

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фатахи Б., Басак С., Райан П. и Каббаз Х. (2014). Характеристики свай с боковой нагрузкой с учетом параметров грунта и поверхности раздела. Геомех. англ. 7, 495–524. doi: 10.12989/gae.2014.7.5.495

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фаттах, М.Ю., Шлаш, К.Т., и Аль-Суд, М.С.М. (2012). Анализ взаимодействия сваи с глинистым грунтом методом граничных элементов. Дж. Рок Мех. Геотех. англ. 4, 28–43. doi: 10.3724/SP.J.1235.2012.00028

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Guo, W.D., and Randolph, MF (1996). Кривые сваи в неоднородных средах. Комп. Структура 19, 265–287.

Академия Google

Хайдерали, А., и Мадабхуши, Г. (2016). Улучшение поперечной способности моносвай в подводных глинах. Проц. ICE-Ground Improv . 169, 239–252. doi: 10.1680/jgrim.14.00039

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Идрисс, И.М., Добри Р. и Сингх Р. Д. (1978). Нелинейное поведение мягких глин при циклическом нагружении. Дж. Геотех. англ. 104, 1427–1447.

Академия Google

Джардин, Р. Дж., и Стандинг, Дж. Р. (2012). Полевые эксперименты по осевому циклическому нагружению свай, забитых в песок. Почва Найдено 52, 723–736. doi: 10.1016/j.sandf.2012.07. 012

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ким Ю. и Чон С. (2011). Анализ сопротивления грунта на сваях с поперечной нагрузкой на основе трехмерного взаимодействия грунт-свая. Комп. Геотех. 38, 248–257. doi: 10.1016/j.compgeo.2010.12.001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Конг, Л.Г., и Чжан, Л.М. (2008). Экспериментальное исследование эффектов взаимодействия и сцепления в группах свай, подвергающихся кручению. Кан. Геотех. Дж. 45, 1006–1017. дои: 10.1139/T08-038

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лебо, Дж. С. (2008). КЭ-анализ свайных и свайно-ростверковых фундаментов . Технический отчет, Институт механики грунтов и проектирования фундаментов, Грацский университетский технический институт, Грац.

Мисра А., Саггу Р., Басу Д. и Чакраборти Т. (2014). Расчет сваи на кручение в многослойном грунте. Междунар. Дж. Нумер Анал. Методы геомех. 38, 475–492. дои: 10.1002/наг.2213

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Нимбалкар, С., и Индраратна, Б. (2016). Улучшенные характеристики рельсового пути с балластом за счет использования геосинтетики и резинового амортизатора. Дж. Геотех. Геосреда. англ. 142:0001491. doi: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001491

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Poulos, HG (1975). Отклик свай на кручение. Дж. Геотех. англ. 101, 1019–1035.

Академия Google

Поулос, HG (1981). Циклическая осевая реакция одиночной сваи. Дж. Геотех. англ. 107, 41–58.

Академия Google

Поулос, HG (1982). «Влияние циклической нагрузки на осевую реакцию сваи», в материалах 2-й конференции по численным методам забивки морских свай (Остин, Техас), 419–440.

Академия Google

Poulos, HG (1988). Морская геотехника . Лондон: Анвин Хайман.

Poulos, HG (1989). Расчет циклического осевого нагружения свай в песке. Дж. Геотех. англ. 115, 836–852. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9410(1989)115:6(836)

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Рэндольф, М.Ф. (1981). Сваи, подверженные кручению. Дж. Геотех. англ. 107, 1095–1111.

Академия Google

Рэндольф, М.Ф. (2003). RATZ Механизм передачи нагрузки на сваи с осевой нагрузкой. Техническое руководство. Университет Западной Австралии .

Рэндольф М.Ф. и Рот С.П. (1978). Анализ вертикальной деформации вертикально нагруженных свай. Дж. Геотех. Eng . 104, 1465–1488.

Академия Google

Родригес, Дж., и Альварес, К. (2008). «Влияние скорости нагрузки на испытания на высокую деформацию в грунтах с высокой пластичностью», в Proceedings 8 ^th International Conference on Application of Stress Wave Theory to Pies JA dos Santos ed Science Technology and Practice (Амстердам: IOS Press ).

Академия Google

Столл, У. В. (1972). Испытание цилиндрических висячих свай на сдвиг. Гражданский инж. 42,63–64.

Академия Google

Студлин, А. В., Барбоза, А. Р., и Ли, К. (2016). Оценка передачи скручивающей нагрузки для буронабивных фундаментов . Заключительный отчет, SPR 304-701, Университет штата Орегон.

Тачироглу, Э., Ра, К., и Уоллес, Дж. В. (2006). Надежная макроэлементная модель взаимодействия грунт-свая при циклических нагрузках. Дж. Геотех. Геосреда. англ. 132, 1304–1314. doi: 10.1061/(ASCE)1090-0241(2006)132:10(1304)

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Викери, Би Джей (1979). «Воздействие ветра на здания и конструкции: критические нерешенные проблемы», в материалах Proceedings of IAHR/IUTAM Практический опыт симпозиума по вибрациям, вызванным потоком Международный союз теоретической и прикладной механики (IUTAM) (Карлсруэ), 823–828.

Академия Google

Список обозначений (основные единицы СИ указаны в скобках)

A и B Безразмерные циклические параметры грунта (безразмерные)

D Диаметр сваи (м)

D ^s _i Узловой коэффициент деградации почвы (безразмерный)

D _p Коэффициент разрушения сваи (безразмерный)

E _p Модуль Юнга сваи (Н/м ² )

F Безразмерный коэффициент скорости (безразмерный)

f Частота нагрузки (безразмерная)

G _i Начальный модуль касательной (безразмерный)

G _p Модуль жесткости сваи (Н/м ² )

G _s Секущий модуль (Н/м ² )

J _p Полярный момент инерции сваи (м ⁴ )

L Глубина погружения сваи (м)

L _c Уровень циклической нагрузки (Н)

N Количество циклов нагрузки (безразмерно)

n Количество элементов сваи (безразмерное)

Q ^c _u Несущая способность постциклической осевой сваи (Н)

Q ^s _u Предельная статическая осевая нагрузка сваи (Н)

R _f Понижающий коэффициент (безразмерный)

t Время (с)

T _t Момент оголовка сваи (Н. м)

В _т Осевая статическая нагрузка (Н)

В _u0 Допустимая нагрузка на сваю при осевой нагрузке (Н)

W _p Собственный вес сваи (Н)

z Глубина (м)

δ Высота элементов сваи (м)

θ _i Скручивание i ^{-го элемента} (V′)

λ _r Скорость загрузки базы (безразмерная)

ρ _i Вертикальное смещение на i ^ом элементе (м)

τ Напряжение сдвига (Н/м ² )

τ _b Напряжение сдвига в основании сваи (Н/м ² )

τcycmax Амплитуда циклической скручивающей нагрузки (Н)

τ _u i Элементарная предельная прочность грунта (Н/м ² )

τzt Компонент напряжения сдвига на границе раздела в горизонтальном направлении на глубине z (Н/м ² )

τit Составляющая напряжения сдвига на границе раздела в горизонтальном направлении для элемента i ^th (Н/м ² )

τzv Компонент напряжения сдвига на границе раздела фаз в вертикальном направлении на глубине z (Н/м ² )

τiv Компонент напряжения сдвига на границе раздела фаз в вертикальном направлении для элемента i ^th (Н/м ² )

τ _u Пиковое напряжение сдвига (Н/м ² )

σ _b Нормальное напряжение в основании сваи (Н/м ² )

σ _bu Максимальное крепление основания (Н/м ² )

γ Деформация сдвига (безразмерная)

γ _c Пиковая узловая деформация сдвига (безразмерная)

γ′p Удельный вес сваи (Н/м ³ )

γ’s Удельный вес грунта (Н/м ³ )

Свая под крутящим моментом в нелинейных грунтах и ​​на границе грунт-свая

https://doi. org/10.1016/j.sandf.2019.08.012Получить права и содержание

Abstract

В данной статье представлен новый метод анализа нелинейной реакции одиночной вертикальной сваи с круглым поперечным сечением на крутящий момент в слоистых грунтах. Нелинейные отношения между напряжением и деформацией поверхности раздела грунт-свая и грунта аппроксимируются гиперболической моделью, тогда как материал сваи является эластичным. Пружинная жесткость сопряжения грунт-свая и грунта при кручении определяется традиционными методами.Предлагается четырехузловая модель конечных элементов для интерфейса грунт-свая для представления нелинейного поведения интерфейса грунт-свая и грунта по отдельности. Также разработана новая итерационная схема для нелинейного анализа одиночной сваи под действием крутящего момента, которая позволяет избежать решения большого количества одновременных уравнений, встречающихся в традиционных схемах решения. Новый метод решения основан на тангенциальной жесткости границы раздела грунт-свая и грунтовых пружинах, которые определяются на каждом шаге нагрузки. По этой схеме решения эквивалентная жесткость системы сопряжения грунт-свая каждого элемента сваи рассчитывается от нижнего элемента к верхнему элементу, а крутящий момент и угол закручивания рассчитываются от верхних к нижним элементам. Решение дает распределение угла закручивания и крутящего момента вдоль сваи, а также эквивалентную жесткость системы грунт-свая и кривые крутящий момент-угол закручивания на любой глубине. Метод решения может быть легко применен на практике при нелинейном анализе и при расчете одиночной сваи под действием крутящего момента в слоистых грунтах.Результаты анализа с использованием новой схемы решения хорошо сравнимы с результатами других аналитических методов, изученных предыдущими исследователями. Предлагаемый метод также используется для прогнозирования поведения двух натурных свай под действием крутящих моментов. Прогнозы хорошо или превосходно согласуются с измерениями.

Ключевые слова

Нелинейный

Крутящий момент

Гиперболическая модель

Свая

Метод конечных элементов

Рекомендуемые статьиЦитирование статей (0)V. от имени Японского геотехнического общества.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Свайные фрезы MotoCut вырезали более 50 000 бетонных свай

Четыре сваерезных станка MotoCut врезали более 50 000 бетонных свай на нефтеперерабатывающем заводе

30.01.2019
— Новости
— МотоКат

автоматизированных сваебойных станка MotoCut работали на крупной строительной площадке нефтяной промышленности в Центральной Азии.В рамках проекта в течение двух лет было вырезано около 60 000 сборных железобетонных свай. Проект был выполнен с использованием четырех (4) агрегатов MotoCut (3 x Q-400 и 1 x Q-500) для резки бетонных свай размером 400 x 400 мм (16 дюймов x 16 дюймов). Сваерезы MotoCut устанавливались на 30-тонные экскаваторы.

Вручную два раза в день, с MotoCut до пятидесяти свай в день

Земля на участке представляла собой бывшее морское дно, а это означало, что сваи были специально обработаны, чтобы соответствовать соленой среде: сваи были изготовлены из более прочной стали большего диаметра, чем обычно. В среднем один резчик MotoCut мог разрезать 30-50 сборных железобетонных свай в день. Вручную скорость резки составила бы две в день, так как сваи в этом проекте нужно было резать в двух направлениях из-за большого количества арматурных стержней в свае. Для конструктора использование автоматизированного решения MotoCut означало значительное повышение производительности и значительную экономию средств.

Простота в освоении, быстрота использования

Заказчик был доволен выносливостью и мощностью автоматической резки, которые могли предложить продукты MotoCut.Помимо простоты освоения и быстрого использования, решение MotoCut обеспечивает повышенную безопасность, поскольку им управляет один человек, изолированный от опасной зоны в кабине экскаватора.

Стальные арматурные стержни большого диаметра требовали резки в двух направлениях. Когда стальная арматура была разрезана, оставшаяся часть неразрезанного бетона была просто откручена с помощью грейферов MotoCut, а обрезки безопасно уложены на землю.

H Среда arsh делает MotoCut еще сильнее

Условия окружающей среды на гигантском нефтеперерабатывающем заводе стали дополнительным испытанием.Температура варьировалась от +40°C до -40°C (от 104°F до -40°F). Ветер также сильно дул на этой строительной площадке в пустыне на морском дне, занося песок в машины. Летом бак, установленный на экскаваторе, обеспечивал водой пылеподавление и охлаждение отвала. Зимой для предотвращения замерзания воды использовалась специальная система подогрева воды.

Таким образом, мы можем сказать, что сваерезные станки MotoCut в ходе проекта прошли всесторонние экологические испытания!

MotoCut Q-400 и Q-500, используемые в проекте, предназначены для резки квадратных свай от 200 мм до 500 мм (8–20 дюймов).Резка контролируется и управляется из шкафа экскаватора. В дополнение к опции автоматической резки оператор может выбирать из множества схем резки и пиления, включая одновременную резку с обеих сторон или только с одной стороны.

MotoCut Q-400

MotoCut Q-500

Геморрой — Doctors Australia

Что такое геморрой?

Геморрой (геморрой) — это опухшие, болезненные варикозно расширенные вены в анусе или прямой кишке, которые часто свисают за пределы ануса.Они могут выглядеть как маленькие виноградинки и часто вызваны запорами, ожирением, поднятием тяжестей или беременностью. Хотя они не опасны для жизни, они могут вызывать сильный дискомфорт и смущение.

Причины

Геморрой является очень распространенным состоянием и возникает при длительном повышенном давлении на вены внутри заднего прохода. Это приводит к развитию варикозного расширения вен и формированию геморроидальных узлов.

Факторы риска

Существует несколько состояний здоровья и факторов образа жизни, которые могут повысить риск развития геморроя, в том числе:

• Наличие геморроя в семейном анамнезе;
• Уже имеющиеся воспалительные заболевания кишечника, такие как болезнь Крона, синдром раздраженного кишечника (СРК) и язвенный колит;
• Запор — чрезмерное напряжение, связанное с запором, оказывает сильное давление на кровеносные сосуды в анусе и вокруг него, что может привести к опуханию кровеносных сосудов и развитию геморроя;
• Беременность. Геморрой очень распространен во время беременности и вскоре после родов из-за повышенного давления на кровеносные сосуды брюшной полости.У вас могут быть запоры во время беременности, если вы принимаете препараты железа, что может еще больше увеличить вероятность геморроя;
• Ожирение — увеличивает давление на область таза;
• Поднятие тяжестей — напряжение при подъеме тяжестей или выполнение тяжелой физической работы может увеличить давление на анальную область;
• Анальный секс — это может вызвать слезы и усилить давление на анальные вены;
• Старение – с возрастом геморрой становится более частым явлением, особенно после 45 лет;
• Слабительные средства и клизмы – использование слишком большого количества этих средств может сделать вас более склонными к развитию геморроя;
• Игнорирование позывов в туалет и длительное сидение.

Типы

Существует два основных типа геморроя: внутренний и внешний:

Внутренний геморрой

Они образуются выше в прямой кишке и обычно не вызывают боли. Эти геморроидальные узлы обычно незаметны, если они не кровоточат. При этом типе геморроя иногда возникает недержание слизи и кала.

Если они выступают за пределы ануса, это называется выпадением геморроидальных узлов. Иногда вы можете затолкнуть их обратно внутрь. Они имеют тенденцию выступать или свисать и могут быть очень болезненными.

Внешний геморрой

Это небольшие шишки, которые образуются под кожей вокруг заднего прохода. Если в них образуется сгусток крови (тромбированный геморрой), они опухают и превращаются в твердые болезненные шишки. Боль обычно длится два-три дня, но отек может сохраняться в течение нескольких недель. Боль и зуд являются частыми симптомами, а при разрыве наружные геморроидальные узлы могут кровоточить. После того, как они заживут, может остаться кожная бирка.

Внутренний и наружный геморрой.

Признаки и симптомы

Признаки и симптомы геморроя зависят от того, внутренние они или внешние.Если у вас есть внутренний геморрой, вы можете не знать о нем, если у вас не возникает запор и вам не нужно напрягаться, чтобы опорожнить кишечник. Это напряжение оказывает давление на анальный проход и может вызвать внутренний геморрой за пределами вашего ануса. Эти выпавшие геморроидальные узлы могут быть зудящими и довольно болезненными.

Тромбированные наружные геморроидальные узлы также могут быть довольно болезненными. Они обычно появляются в виде пурпурных, нежных шишек вокруг ануса.

К другим симптомам геморроя относятся:

• Кровотечение или слизь — частым признаком геморроя является ярко-красная кровь на туалетной бумаге или в унитазе.Кровотечение из прямой кишки также может быть признаком более серьезного заболевания, поэтому всегда обращайтесь к врачу;
• Зуд, раздражение и воспаление вокруг заднего прохода;
• Боль при дефекации или сидении в течение любого промежутка времени или при натуживании при дефекации;
• Твердые припухлости вокруг или рядом с анусом и;
• Недержание кала — внутренний геморрой может привести к выделению фекалий из заднего прохода, особенно если они становятся довольно большими.

Методы диагностики

Геморрой является очень распространенной жалобой, и ваш врач диагностировал множество случаев, поэтому не стесняйтесь обсуждать этот вопрос.Анальное кровотечение также может быть признаком более серьезного основного заболевания, поэтому его необходимо проверить. Ваш врач должен будет собрать полную историю болезни, осмотреть вас и, возможно, провести некоторые анализы. Обязательно упомяните о любых необычных симптомах, которые вы испытываете, таких как потеря веса или изменение стула. Врачу будет достаточно визуального осмотра, чтобы диагностировать наружный или выпавший геморрой. Для диагностики внутреннего геморроя могут потребоваться дополнительные процедуры.

Пальцевое ректальное исследование (DRE)

При пальцевом ректальном исследовании врач вводит смазанный маслом палец в перчатке в задний проход, чтобы нащупать внутренний геморрой или обнаружить кровотечение.

Проктоскопия

Проктоскопия — это обычная процедура, при которой в прямую кишку вводят тонкий полый инструмент со смазкой (проктоскоп). Прибор подсвечивается и позволяет внимательно осмотреть прямую кишку. Если ваш врач подозревает, что у вас кровотечение выше по толстой кишке, могут быть предложены другие тесты.

Ректороманоскопия

Ректороманоскопия включает введение устройства, называемого сигмоидоскопом, в кишечник через задний проход, что позволяет врачу увидеть нижнюю часть толстой и прямой кишки.Обычно вам нужно будет использовать клизмы, чтобы очистить нижнюю часть толстой кишки и прямую кишку, прежде чем выполнять эту процедуру.

Колоноскопия

Во время колоноскопии исследуется толстая кишка по всей длине с помощью длинной трубки с камерой, называемой колоноскопом. Обычно это выполняется под легкой седацией и обычно требует очистки толстой и прямой кишки с помощью слабительных средств и / или клизм перед выполнением этой процедуры.

Колоноскопия.

Виды лечения

Многие случаи геморроя можно вылечить простым изменением образа жизни.Избегайте запоров, соблюдая здоровую диету с высоким содержанием клетчатки, большим количеством фруктов, овощей и цельного зерна, увеличивая потребление воды и регулярно занимаясь физическими упражнениями, что может помочь в лечении и профилактике геморроя. Иногда могут потребоваться слабительные, чтобы сделать стул мягким и избежать напряжения.

Однако в некоторых случаях вам могут потребоваться лекарства или операция.

Тромбированный наружный геморрой

Обезболивающие препараты

Безрецептурные обезболивающие препараты, такие как парацетамол и ибупрофен, могут помочь справиться с болью.Поддержание мягкости стула с помощью слабительных также может помочь уменьшить боль при дефекации.

Местное лечение

Специальные кремы от геморроя для уменьшения боли, зуда и воспаления могут быть назначены или куплены без рецепта для лечения тромбированных наружных геморроидальных узлов. Кремы с гидрокортизоном могут быть назначены для краткосрочного устранения локального раздражения, но при длительном использовании они могут истончить кожу.

Сидячая ванна

Сидя в теплой глубокой ванне (сидячая ванна) два или три раза в день, можно значительно уменьшить боль, связанную с тромбированными наружными геморроидальными узлами.

Влажная туалетная бумага

Использование влажной неароматизированной туалетной бумаги или салфеток поможет сохранить чистоту анальной области и вызовет меньше раздражения, чем сухая бумага.

Холодные компрессы

Применение холодного компресса или пакета со льдом может помочь уменьшить сильное воспаление и дискомфорт.

Разрез наружного геморроидального узла

Если в наружном геморроидальном узле появляется сгусток крови, врач может дренировать его простым надрезом, что обеспечивает немедленное облегчение. Однако, как правило, это должно быть выполнено в течение 24-48 часов с момента развития заболевания.

Рецидивирующий или выпавший внутренний геморрой

Лигирование резиновой лентой

Эта процедура выполняется хирургом или гастроэнтерологом (врачом-специалистом) и включает в себя наложение специальных резиновых лент вокруг внутренних геморроидальных узлов для прекращения их кровоснабжения. Со временем геморрой и резинка отпадут. Эта процедура может быть выполнена в поликлинике врача.

Лигирование резинкой может использоваться для удаления внутренних геморроидальных узлов.

Склеротерапия

При этом специальное химическое вещество вводится в геморроидальные узлы для их уменьшения.

Коагуляция (инфракрасная коагуляция)

Это включает использование инфракрасного излучения для лечения внутреннего геморроя, для чего может потребоваться серия сеансов. Интенсивный луч излучения создает рубцовую ткань, которая перекрывает кровоснабжение геморроидального узла. Примерно через 7-10 дней вы можете заметить кровотечение, поскольку геморроидальные узлы отпадают.

Хирургия

Геморроидэктомия

Эта процедура включает хирургическое удаление геморроидальных узлов, обычно под общим наркозом.Ваш хирург удалит или лазером геморроидальные узлы, а затем зашьет рану швами. Вы можете испытывать послеоперационную боль в течение нескольких недель, и, возможно, вам придется принимать слабительные, чтобы избежать запоров, пока вы полностью не излечитесь. Геморроидэктомия может потребоваться, если у вас:

• У вас наружные геморроидальные узлы, которые продолжают образовывать сгустки;
• Безуспешно пытались лигировать полосами;
• Имеют постоянные кровотечения и;
• Выпадение геморроидального узла, который невозможно протолкнуть внутрь.

При любом типе операции всегда есть риск. После геморроидэктомии потенциальные осложнения могут включать боль, задержку мочи, отсроченное кровотечение, инфекции мочевыводящих путей, недержание кала, закупорку каловыми массами, инфекцию и анальную стриктуру.

Сшивание геморроидальных узлов

Эта процедура включает удаление увеличенной геморроидальной ткани, а затем сшивание оставшейся ткани в нормальное положение. Это считается менее болезненным, чем геморроидэктомия.

Осложнения

При отсутствии лечения геморрой может привести к недержанию кала, анемии и рецидивирующему тромбозу (образование сгустка внутри геморроидального узла).