Расчет несущей способности буронабивной сваи онлайн калькулятор: Калькулятор буронабивных свайных и столбчатых фундаментов

Несущая способность буронабивной сваи: таблица и расчет

Характерным показателем прочности свайного фундамента является несущая способность отдельно взятой сваи. Эта характеристика влияет на общее количество свай в периметре фундамента – регулируя частотность, можно повышать предел нагрузки, которую будет способен выдержать фундамент. Количество буронабивных свай и несущая способность отдельно взятой свайной колонны это взаимосвязанные характеристики, оптимальное соотношение которых определяется путем проведения несложных расчетов.

Содержание

• 1 Подготовка к расчету
  • 1.1 Проведение геологии
• 2 Как использовать данные геологической разведки
• 3 Расчет общей нагрузки
  • 3.1 Расчет временных нагрузок
  • 3.2 Определение несущей способности сваи

Подготовка к расчету

Конструкция буронабивных свай

Исходные данные, которые понадобятся для расчета несущей способности буронабивной сваи, получают в итоге проведения геологических изысканий и подсчета общей предполагаемой нагрузки здания.

Это обязательные этапы расчета, проведение которых обосновано теорией расчета прочностных характеристик буронабивных фундаментов.

Такие показатели как глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод, разновидность грунта и его механические характеристики очень важны для получения точного результата. Информация о глубине промерзании грунта находится в СНиП 2.02.01-83*, данные разделены по климатическим районам, представлены картографически и в виде таблиц.

Не стоит полагаться на данные геологической и гидрогеологической разведки, полученные на соседних участках. Даже в пределах периметра одного земельного надела состояние грунтов оснований может резко изменяться. Три-четыре контрольные скважины в контрольных точках периметра дадут точную информацию о состоянии почв.

Расчет массы постройки ведут с учетом климатического района, расположения здания относительно румба ветров, среднего количества осадков в зимний период, массы строительных конструкций и оборудования.

Этот показатель наиболее значим при проектировании фундамента – данные для проведения этой части расчета, а также схему и расчетные формулы можно найти в СНиП 2.01.07-85.

Проведение геологии

Шурф для проведения геологических изысканий

Проведение геологических изысканий ответственное мероприятие и в массовом поточном строительстве этим занимаются специалисты-геологи. В индивидуальном жилищном строительстве часто проводят самостоятельную оценку состояния грунтов. Не имея опыта проведения изысканий такого уровня очень сложно оценить реальное положение вещей. Работа грамотного специалиста по большей части заключается в визуальной оценке состояния напластований.

Для начала на участке устраивают шуфры – вертикальные выработки грунта прямоугольного или круглого сечения, глубиной от двух метров и шириной достаточной для визуального осмотра основания стенок ямы. Назначение шуфров – раскрытие почвы с целью осуществления доступа к напластованиям, скрытым под верхним слоем грунта.

Геологи измеряет глубину пластов, берет пробу грунта из середины каждого слоя, а также впоследствии наблюдает за накоплением воды на дне забоя. Вместо шуфров могут устраиваться круглые скважины, из которых с помощью специального устройства вынимают керн или берут локальные пробы.

Шуфры укрывают на некоторое время – два-три дня – ограничивая попадание атмосферных осадков. После оценивают уровень воды, поднявшийся в полости скважины – эта отметка, отсчитанная от верхней границы, и будет уровнем залегания грунтовых вод.

Все полученные данные заносятся в сводную таблицу.Кроме того, составляется профиль сечения грунта, который позволяет предугадать состояние грунтов в точках, где бурение не производилось. При самостоятельной оценке оснований следует руководствоваться сведениями, представленными в СНиП 2.02.01-83* и ГОСТ 25100-2011, где в соответствующих разделах представлены классификации грунтов с описаниями, методы визуального определения типов грунта и характеристики в соответствии с типами.

Как использовать данные геологической разведки

Поле буронабивных свай

После того как проведена геология местности – самостоятельно или нанятыми специалистами – можно приступать к определению начальных геометрических характеристик свай.

Нас интересуют тип грунта, показатель коэффициента неоднородности грунта, глубина промерзания и уровень расположения грунтовых вод. Схема расчета несущей способности буронабивной сваи для различных типов грунтов находится в приложениях СП 24.13330.2011.

Глубина заложения сваи должна быть как минимум на полметра ниже глубины промерзания, чтобы предотвратить воздействие морозного пучения грунтов на опорную часть колонны. Средняя глубина промерзания в центральной полосе России 1,2 метра, значит, минимальная длина сваи должна составлять в таком случае 1,7 метра. Значение меняется для отдельно взятых регионов.

Не только относительная влажность, но и взаимное расположение нижней отметки промерзания грунта и глубины залегания грунтовых вод. В холодное время года высоко расположенные замерзшие грунтовые воды будут оказывать сильное боковое давление на тело свайной колонны – такие грунты сильно деформируются и считаются пучинистыми.

Некоторые грунты, характеризующихся как слабые, высокопучинистые и просадочные, не подходят для устройства свайных фундаментов – для них больше подходят ленточные или плитные фундаменты. Определить тип грунта, а также тип совместимого фундамента, значит исключить скорое разрушение конструкций. Показатели неоднородности грунта, указанные в таблицах вышеперечисленных нормативных документов, используются в дальнейших расчетах.

Расчет общей нагрузки

Сбор нагрузок позволяет определить массу здания, а значит усилие, с которым постройка будет воздействовать на фундамент в целом и на его отдельно взятые элементы. Существует два типа нагрузок, воздействующих на опорную конструкцию – временные и постоянные. Постоянные нагрузки включают в себя:

• Массу стеновых конструкций;
• Суммарную массу перекрытий;
• Массу кровельных конструкций;
• Массу оборудования и полезной нагрузки.

Посчитать массу конструкций можно, определив объем конструкций, и умножив его на плотность использованного материала. Пример расчета массы для одноэтажного здания с железобетонными перекрытиями, кровлей из керамической черепицы и со стенами 600 мм из железобетона, размерами 10 на 10 метров в плане, высотой этажа 2 метра:

• Вычисляем объем стен, для этого умножаем площадь поперечного сечения стены на периметр. Получаем V стены = 20 ∙ 2 ∙ 0,6 = 24 м3. Полученное значение умножаем на плотность тяжелого бетона, которая равняется 2500 кг/см3. Итоговая масса стеновых конструкций умножается на коэффициент надежности, для бетона равный k = 1,1. Получаем массу M стены = 66 т.
• Аналогично считаем объем перекрытий(подвального и чердачного),масса которых при толщине 250 мм будет равняться Мпк = 137,5 т, с учетом аналогичного коэффициента надежности.
• Вычисляем массу кровельных конструкций. Масса кровли для 1 м2 металлочерепицы – 65 кг, мягкой кровли – 75 кг, керамической черепицы – 125 кг.
  Площадь двускатной кровли для здания такого периметра будет составлять примерно 140 м2, а значит масса конструкций составит Мкр = 17,5 т.
• Общий размер постоянной нагрузки будет равняться Мпост = 221 т.

Коэффициенты надежности для различных материалов находятся в седьмом разделе СП 20.13330.2011. При расчете следует учитывать массу перегородок, облицовочных материалов фасада и утеплителя. Объем, который занимают оконные и дверные проемы не вычитают из общего объема для простоты вычислений, поскольку он составляет незначительную часть общей массы.

Расчет временных нагрузок

Ростверк на винтовых сваях

Временные нагрузки рассчитываются в соответствии с климатическим районом и указаниями свода правил «Нагрузки и воздействия». К временным относятся снеговая и полезная нагрузки. Полезная нагрузка для жилых зданий составляет 150 кг на 1 м2 перекрытия, а значит общее число полезного веса будет равняться Мпол = 15 т.

Масса оборудования, которое предполагается установить в здании, также суммируется в этот показатель.

Для определенного типа оборудования применяется коэффициент надежности, расположенный в вышеуказанном своде правил.

Существуют различные типы особых нагрузок, которые также необходимо учитывать при проектировании. Это сейсмические, вибрационные, взрывные и прочие.

Снеговая нагрузка определяется по формуле:

где ce – коэффициент сноса снега, равный 0,85;

ct – термический коэффициент, равный 0,8;

m – переходный коэффициент, для зданий в плане менее 100 м принимаемый по таблице Г вышеуказанного СП;

St – вес покрова снега на 1 м2. Принимается по таблице 10.1, в зависимости от снегового района.

Показатели временных нагрузок суммируются с постоянными и получается количественный показатель общей нагрузки здания на фундамент. Это число используется для расчета нагрузки на одну свайную колонну и сравнения предела прочности. Для удобства расчета и наглядности примера примем временные нагрузки Мвр = 29 т, что в сумме с постоянными даст Мобщ = 250 т.

Посмотрите видео, как правильно рассчитать нагрузку на основание.

Определение несущей способности сваи

Геометрические параметры сваи и предел прочности это взаимосвязанные величины. В данном примере, нагрузка на один метр фундамента будет составлять 250/20 = 12,5 тонн.

Расчет предела предела нагрузки на отдельно взятой буронабивной сваи ведут по формуле:

где F – предел несущей способности; R – относительное сопротивление грунта, пример расчета которого находится в СНиП 2.02.01-83*; А – площадь сечения сваи; Eycf, fi и hi – коэффициенты из вышеуказанного СНиП; y – периметр сечения свайного столба, разделенный на длину.

Посмотрите видео, как проверить несущую способность сваи с помощью профессионального оборудования.

Для сваи полутораметровой длины диаметром 0,4 метра несущая способность будет равняться 24,7 тонны, что позволяет увеличить шаг свайных колонн до 1,5 метров. В таком случае нагрузка на сваю будет составлять 18, 75 тонн, что оставляет довольно большой запас прочности. Изменением геометрических характеристик, а также шага свайных колонн регулируется несущая способность. Данная таблица, представленная ниже, показывает зависимость несущей способности полутораметровой сваи от диаметра:

Зависимость несущей способности от ширины сваи

Существует масса сервисов, позволяющих провести расчет несущей способности сваи онлайн. Пользоваться следует только проверенными порталами, с хорошими отзывами.

Важно не превышать допустимую нагрузку на сваю и оставлять запас прочности – немногие сервисы умеют планировать распределение нагрузки, поэтому следует обратить внимание на алгоритм расчета.

Калькулятор расчета раствора для бетонирования сваи

При строительстве и жилых частных домов, и хозяйственных пристроек нередко прибегают к созданию для них свайного фундамента. К такому решению нередко приводят особенности участка под строительство: малая несущая способность грунтов в верхних слоях, склонность их к зимнему морозному вспучиванию, выраженно большая глубина промерзания, значительный перепад площадки по высоте. Впрочем, иногда свайный фундамент выбирается и из чисто экономических соображений, как наиболее рентабельный и простой в возведении для конкретного строения.

Калькулятор расчета раствора для бетонирования сваи

Сваи в таких фундаментах бывает разные. Чаще они имеют круглое сечение, и тогда в роли опалубки для их бетонирования выступают металлические асбестоцементные или пластиковые трубы или даже просто свернутые из рубероида «тубусы». Практикуется применение и прямоугольных в сечении свай – для их формирования могут применяться деревянные или пластиковые многоразовые опалубки, кирпичная «колодезная» кладка. Но общее у них одно – после установки армирующего каркаса, полость сваи заполняется доверху бетонным раствором.

А сколько потребуется подготовить бетона для заливки? На глаз определить бывает непросто – легко можно ошибиться, так как объёмы – «штука обманчивая». Предлагаем применить калькулятор расчета раствора для бетонирования сваи – он не только покажет необходимый объем бетона, но и подсчитает количество ингредиентов для его самостоятельного замешивания.

Ниже будет дано несколько кратких пояснений.

Калькулятор расчета раствора для бетонирования сваи

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые параметры и нажмите «РАССЧИТАТЬ КОЛИЧЕСТВО БЕТОНА И ИНГРЕДИЕНТОВ ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ»

Сечение столба (сваи) фундамента

– прямоугольное – круглое

Длина сечения, м

Ширина сечения, м

Общая высота столба (сваи), м,

Пояснения по проведению расчетов

• Для начала пользователю предлагается выбрать тип сечения сваи – прямоугольное или круглое. В зависимости от этого откроются соответствующие окна ввода данных.
• Если выбрана прямоугольная свая, то необходимо будет указать размеры сечения –длину и ширину. После этого вводится высота сваи. Понятно, что под высотой подразумевается ее общий размер, включающий и заглубленную часть, и выступающую над поверхностью грунта на проектный уровень. Все значения вводятся в метрах.
• При расчете раствора для круглой в сечении сваи будет предложено указать ее диаметр. Если в качестве внешней оболочки сваи используется толстостенная труба, то указывается ее внутренний диаметр. Высота указывается по аналогии со сваями прямоугольного сечения.
• При возведении свайных фундаментов на грунтах с невысокой несущей способностью нередко делают уширение сваи в области ее пятки (так называемая «технология ТИСЭ»). С помощью специальных насадок на бур в грунте выбирается полусферическая полость, которая после заполнения бетоном и его полного созревания резко увеличивает способность опоры выдерживать вертикальные нагрузки. Естественно, расход бетона при такой технологии увеличивается, и весьма значимо.

Цены на винтовые сваи

винтовые сваи

Принцип создания сваи по технологии ТИСЭ

Поэтому для круглых в сечении свай будет предложено два пути расчета:

— Первый: свая без уширения, и никаких дополнительных данных указывать не надо.

— Второй: свая с уширением в области подошвы. Откроется дополнительное поле ввода данных, где необходимо указать диаметр этого уширения. Как правило, для свай используются насадки, создающие «полусферы» диаметром 400, 500 или 600 мм.

• Итоговое значение будет показано «с учетом 10% запаса):

— объемом бетонного раствора, необходимого для заливки сваи;

-— количеством исходных ингредиентов для самостоятельного изготовления этого количества бетона марочной прочности М200.

Как провести самостоятельные расчеты свайно-винтового фундамента?

Одной из разновидностей свайных фундаментов является свайно-винтовой вариант. Кстати, при его строительстве также настоятельно рекомендуется полностью заполнять трубы бетоном. Об особенностях проектирования свайно-винтовых фундаментов – читайте в специальной публикации нашего портала.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Оцените:

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

4.7

свай | Штраф

Ссылка была отправлена ​​на вашу электронную почту.

Нам не удалось отправить ссылку на вашу электронную почту. Пожалуйста, проверьте свою электронную почту.

Отсутствует код капчи. Пожалуйста, проверьте, не блокирует ли ваш браузер reCAPTCHA.

Неверный код проверки. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

Данная программа используется для расчета вертикальной несущей способности
одинарной сваи, нагруженной как на растяжение, так и на сжатие, осадку сваи, а также горизонтальную несущую способность одиночной сваи.

Подписка Вечный

800 € Цена лицензии

+ 120 € Ежегодное обслуживание

Купить

• Пакеты со скидкой:

320 € Ежегодно

Преимущества подписки

Купить

• Пакеты со скидкой:

Основные характеристики

• Анализ вертикальной несущей способности
  • Метод Томлинсона
  • НАВФАК ДМ 7. 2
  • Метод эффективных напряжений
  • ДНС 73 1002
  • CTE-DB SE-C
• Расчетный анализ
  • Линейная кривая стабилизации нагрузки (Поулос)
  • Нелинейная кривая стабилизации нагрузки (Масопуст)
• EN 1997 – возможность выбора частичных коэффициентов на основе национальных приложений
• EN 1997 – возможность выбора всех подходов к проектированию с учетом проектных ситуаций
• EN 1997 – учет влияния свайной технологии
• Расчет осадочной кривой методом конечных элементов (пружинный метод) с учетом деформационных характеристик грунта
• Учет влияния технологии свай (буронабивные, забивные, CFA сваи)
• Различные формы сечения сваи (прямоугольник, двутавр, крест, труба)
• Возможность изменения диаметра круглой сваи с глубиной
• Определение модуля реакции грунта по длине сваи по Весику, Мэтлоку и Ризу, CSN или вводу пользователем (постоянное или линейное распределение)
• Анализ горизонтальной несущей способности (метод Бромса, метод p-y)
• Вывод результатов для загружений
• Отрицательное трение кожи
• Несущая способность сечения ж/б сечения 9 на сдвиг0023
• Расчет железобетонных сечений по EN 1992-1 (EC 2), БС, ПН, ИС, АС, АКИ, ГБ, СНиП, ЧСН
• Проверка поперечного сечения стальной сваи
• Проверка поперечного сечения деревянной сваи

Дополнительные функции

Подписка Вечный

800 € Цена лицензии

+ 120 € Ежегодное обслуживание

Купить

• Пакеты со скидкой:

320 € Ежегодно

Преимущества подписки

Купить

• Пакеты со скидкой:

Учебные материалы

• Технические руководства

  Свайные фундаменты – Введение Свайные фундаменты – Введение Анализ вертикальной несущей способности одиночной сваи Расчет вертикальной несущей способности одинарной сваи Расчет осадки одиночной сваи Расчет осадки одиночной сваи Анализ горизонтальной несущей способности одиночной сваи Анализ горизонтальной несущей способности одиночной сваи

• Видеоуроки

  Введение в сваи CPT

• Онлайн-контекстная справка
• Руководство пользователя
• Руководства по проверке

Образец выходного отчета “Свая”

Основные преимущества

• Настраиваемая структура отчета
• Персонализация заголовка отчета
• Добавление и редактирование неограниченного количества изображений из анализа
• Изображения автоматически обновляются для отображения результатов на основе текущих настроек

Новые функции в GEO5 2023

GEO5 экономит ваше время!

Интуитивный интерфейс Рабочий процесс сверху вниз

Программы

GEO5 имеют унифицированную среду и интуитивно понятный рабочий процесс сверху вниз.

От исследования к передовому дизайну

GEO5 объединяет моделирование геологических данных с расширенными геотехническими задачами.

Аналитические методы и МКЭ

GEO5 позволяет сравнить два независимых решения.

Поддержка BIM

GEO5 экспортирует данные в распространенные форматы BIM и передает их сторонним программам.

Многие стандарты и методы

GEO5 — универсальный инструмент для инженеров всего мира.

Комплексные выходы

Выходные отчеты

GEO5 можно легко редактировать или экспортировать в форматы PDF или MS Word.

Программы, связанные вместе

GEO5 позволяет передавать данные между отдельными программами.

Языки выходных отчетов

GEO5 генерирует выходные отчеты на разных языках, что полезно для зарубежных проектов.

Все модули просты для понимания, и вы можете добиться очень хороших результатов за короткое время.

Фрау Брем, Geschäftsführerin, Institut für Angewandte Geologie und Umweltanalytik, Dipl. геол. Дж. Брем ГмбХ

Программное обеспечение очень простое в использовании, быстрое и легкое в освоении. Из-за выбора различных методов расчета его можно использовать различными способами. Невообразимо без него!

Дипл.-инж. (FH) Эразмус Кох, партнер, Gröninger & Koch Ingenieurgemeinschaft

Мы оцениваем программное обеспечение GEO5 как хорошее – очень хорошее!

Андреас Херольд, управляющий директор, IBH – Herold & Partner Ingenieure Part mbH

Больше отзывов

Попробуйте работать с ПО GEO5

Скачать демо-версию

Бесплатно активируйте 14-дневную пробную версию без ограничений анализа.

Комплект программного обеспечения GEO5

• Абатмент
• Противоскользящая свая
• Луч
• Консольная стена
• Давление Земли
• МКЭ
• ФЭМ – Консолидация
• МКЭ – Землетрясение
• МКЭ – туннель
• МКЭ – расход воды

• Габион
• Гравитационная стена
• Потеря земли
• Кирпичная стена
• Микросвая
• Стена МСЭ
• Прибитый склон
• Куча
• Свая СРТ
• Группа свай

• Облако точек
• Сборная стена
• Стена Реди-Рок
• Стабильность горных пород
• Урегулирование
• Вал
• Проверка защитного покрытия
• Дизайн листов
• плита
• Устойчивость склона

• Устойчивость склона – поток воды
• Распространение фундамента
• Распространение Фундамент CPT
• Стратиграфия
• Стратиграфия – разрезы
• Стратиграфия – Земляные работы
• Стратиграфия – журналы

Как рассчитать несущую способность грунтов

Несущая способность грунта определяется уравнением

Q_a=\frac{Q_u}{FS}

, в котором допустимая несущая способность (в кН/м ² или фунт/фут ² , ​ Q _u ​ — предельная несущая способность (в кН/м ² или фунт/фут ² ), а FS — коэффициент безопасности. Предельная несущая способность ​ Q _u ​ является теоретическим пределом несущей способности.

Подобно тому, как наклоняется Пизанская башня из-за деформации почвы, инженеры используют эти расчеты при определении веса зданий и домов. По мере того, как инженеры и исследователи закладывают фундамент, они должны убедиться, что их проекты идеально подходят для почвы, которая его поддерживает. Несущая способность является одним из методов измерения этой прочности. Исследователи могут рассчитать несущую способность почвы, определив предел контактного давления между почвой и размещенным на ней материалом.

Эти расчеты и измерения выполняются на проектах, связанных с фундаментами мостов, подпорными стенками, плотинами и трубопроводами, проложенными под землей. Они опираются на физику грунта, изучая характер различий, вызванных поровым давлением воды материала, лежащего в основе фундамента, и межзерновым эффективным напряжением между самими частицами грунта. Они также зависят от гидромеханики пространств между частицами почвы. Это объясняет растрескивание, просачивание и прочность на сдвиг самого грунта.

В следующих разделах более подробно рассматриваются эти расчеты и их использование.

Формула несущей способности грунта

Мелкозернистые фундаменты включают ленточные, квадратные и круглые фундаменты. Глубина обычно составляет 3 метра и позволяет получить более дешевые, осуществимые и легко переносимые результаты.

​ Теория предельной несущей способности Terzaghi ​ требует, чтобы вы могли рассчитать предельную несущую способность для неглубоких сплошных фундаментов ​ Q _u ​ _с

Q_u=cN_c+gDN_q+0.5gBN_g

где ​ c ​ – сцепление грунта (в кН/м ^{2 9034 1 ),​ г ​ – эффективный удельный вес грунта (в кН/м 3 или фунт/фут 3 ), ​ D ​ – глубина фундамента (в м или футах) и B – ширина фундамента (в м или футах).}

Для неглубоких квадратных фундаментов уравнение выглядит так: Q _{u с 9{2\pi (0,75-\phi ‘/360)\tan{\phi ‘}}}{2\cos{(2(45+\phi ‘/2))}}}

​ N _c ​ равно 5,14 для ф’=0 ​ и

N_C=\frac{N_q-1}{\tan{\phi ‘}}

для всех остальных значений ф’, ​ Ng ​ равно:

N_g=\tan{\phi ‘}\frac{K_{pg}/\cos{2\phi ‘}-1}{2}

​ K _pg ​определение того, какое значение K _pg объясняет наблюдаемые тенденции. Некоторые используют N _g = 2(N _q +1)tanф’/(1+.4sin4 ф’) ​ как приближение без необходимости вычисления ​ K стр. ​

Могут быть ситуации, когда грунт имеет признаки местного разрушения при сдвиге ​. Это означает, что прочность грунта не может быть достаточной для фундамента, потому что сопротивление между частицами в материале недостаточно велико. В этих ситуациях предельная несущая способность квадратного фундамента составляет Q _u = . 867c N _c + g D N _q + 0,4 g B N _g , ​ i​ s ​ Qu = 2/3c + 0,5 D Nq B Ng and the circular foundation’s is ​ Q ​ _u ​ = .867c N ​ _c ​ + g D N ​ _q ​ + 0.3 g B N ​​ _g .

Методы определения несущей способности грунта

Глубокие фундаменты включают столбовые фундаменты и кессоны. Уравнение для расчета предельной несущей способности этого типа грунта: Q _u = Q _p + Q _f ​где ​ Q _u ​ — предельная несущая способность (в кН/м ² или фунт/фут 1 ^{), Q _p ​ – теоретическая несущая способность конца фундамента (в кН/м 2 или фунт/фут 2 ) и ​ Q _f ​ _{– теоретическая несущая способность к трению вала между валом и почвой. Это дает вам другую формулу несущей способности почвы}}

Вы можете рассчитать теоретический конечный подшипник (TIP) Фонд емкости Q _{P AS Q P = A P Q P , в который Q P , в котором Q}

7 P , в котором Q

7 P

7 P

7 P

7 P

7 P .​ – теоретическая несущая способность концевого подшипника (в кН/м ² или фунт/фут ² ) и ​ A _p ​ – эффективная площадь наконечника (в м ² или футах ² ).

Теоретическая единица осевой несущей способности пылеватых несвязных грунтов ​ q _p ​ это ​ qDN _q ​ и, для связных грунтов, ​ 9c, ​ (оба в кН/м ² или фунт/фут ^{2 ).​ D _c ​ — критическая глубина свай в рыхлом иле или песке (в метрах или футах). Это должен быть 10B для рыхлых илов и песков, 15B для илов и песков средней плотности и 20B для очень плотных илов и песков.}

На трение обшивки (вала) свайного фундамента теоретическая несущая способность ​ Q _f ​ is ​ A _f q _f ​ _{для одного однородного слоя почвы и ​ pSq f L ​ для более чем одного слоя почвы. В этих уравнениях ​ A f ​эффективная площадь поверхности ствола сваи, ​ q f ​ ​ ​ kstan(d) ​, теоретическая единица сопротивления трения для несвязных грунтов. (в кН/м ² или фунт/фут), где ​ k ​ – боковое давление грунта, ​ s — эффективное давление вскрыши, а d — угол внешнего трения (в градусах).​ S ​ представляет собой сумму различных слоев почвы (т.е. ​ a 1 ​ + ​ a 2 ​ + …. + ​ a n 9033​).}

Для илов эта теоретическая емкость равна c _A + kstan(d) , где c _A – адгезия. Он равен c, сцепление грунта с грубым бетоном, ржавой сталью и гофрированным металлом. Для гладкого бетона значение составляет от .8c до c , а для чистой стали от .5c до .9c .​ p ​ — периметр поперечного сечения сваи (в м или футах).​ L ​ – эффективная длина сваи (в м или футах).

Для связных грунтов ​ q ​ _f ​ = as ​ _u , где а – коэффициент сцепления, измеряемый как ​ 1-.1 (S _UC ) ² для S _UC Менее 48 кН/м ² , где S _UC = 2CSINED IS 9033FINDIND IS 9033FIND FIRENSININENFININENFINING

333FINDFINDINFINFINFINFINFINFINE

33333333 гг. (в кН/м ² или фунт/фут ² ). Для S _uc большего этого значения a = [0,9 + 0,3(S _uc – 1)]/S _uc ​.

Что такое фактор безопасности?

Коэффициент безопасности варьируется от 1 до 5 для различных применений. Этот фактор может учитывать величину ущерба, относительное изменение шансов провала проекта, сами данные о грунте, конструкцию допусков и точность расчетных методов анализа.

Для случаев разрушения при сдвиге коэффициент безопасности варьируется от 1,2 до 2,5. Для плотин и насыпей коэффициент запаса колеблется от 1,2 до 1,6. Для подпорных стен – от 1,5 до 2,0, для шпунтовых – от 1,2 до 1,6, для раскосных котлованов – от 1,2 до 1,5, для фундаментов – от 2 до 3, для матовых – от 1,7 до 2,5. В противоположность этому, в случаях нарушения просачивания, когда материалы просачиваются через небольшие отверстия в трубах или других материалах, коэффициент запаса колеблется от 1,5 до 2,5 для подъема и от 3 до 5 для трубопровода.

Инженеры также используют эмпирические правила для коэффициента безопасности: 1,5 для подпорных стен, опрокинутых с гранулированной обратной засыпкой, 2,0 для связной обратной засыпки, 1,5 для стен с активным давлением грунта и 2,0 для стен с пассивным давлением грунта. Эти факторы безопасности помогают инженерам избежать сбоев при сдвиге и просачивании, а также того, что грунт может двигаться в результате воздействия на него подшипников.

Практические расчеты несущей способности

Вооружившись результатами испытаний, инженеры рассчитывают, какую нагрузку может безопасно выдержать грунт. Начиная с веса, необходимого для сдвига грунта, они добавляют коэффициент безопасности, чтобы конструкция никогда не прикладывала достаточный вес для деформации грунта. Они могут регулировать площадь основания и глубину фундамента, чтобы оставаться в пределах этого значения. В качестве альтернативы они могут уплотнять грунт для повышения его прочности, например, используя каток для уплотнения рыхлого наполнителя дорожного полотна.

Методы определения несущей способности грунта включают максимальное давление, которое фундамент может оказать на грунт так, чтобы приемлемый коэффициент запаса прочности при сдвиге был ниже фундамента и чтобы были соблюдены допустимая общая и дифференциальная осадки.

Предельная несущая способность – это минимальное давление, которое может вызвать разрушение опорного грунта при сдвиге непосредственно под фундаментом и рядом с ним. Они учитывают прочность на сдвиг, плотность, водопроницаемость, внутреннее трение и другие факторы при возведении конструкций на грунте.

При выполнении многих из этих измерений и расчетов инженеры используют свои лучшие суждения в отношении этих методов определения несущей способности грунта. Эффективная длина требует от инженера выбора, где начинать и где заканчивать измерения. В качестве одного из методов инженер может использовать глубину сваи и вычесть любые нарушенные поверхностные грунты или смеси грунтов. Инженер также может измерить его как длину сегмента сваи в одном слое грунта, который состоит из многих слоев.

Что вызывает стресс в почве?

Инженеры должны учитывать почвы как смеси отдельных частиц, которые перемещаются относительно друг друга. Эти единицы грунта можно изучать, чтобы понять физику этих движений при определении веса, силы и других величин в отношении зданий и проектов, которые инженеры строят на их основе.

Разрушение при сдвиге может быть вызвано нагрузками на почву, которые заставляют частицы сопротивляться друг другу и рассеиваться таким образом, что это вредно для здания. По этой причине инженеры должны быть осторожны при выборе конструкций и грунтов с соответствующей прочностью на сдвиг.

Круг Мора позволяет визуализировать напряжения сдвига на плоскостях, имеющих отношение к строительным проектам. Круг напряжений Мора используется при геологических исследованиях грунтов. Он заключается в использовании образцов грунтов цилиндрической формы, при которых на слои грунтов действуют радиальные и осевые напряжения, рассчитанные с помощью плоскостей. Затем исследователи используют эти расчеты для определения несущей способности грунтов в фундаментах.

Классификация почв по составу

Исследователи в области физики и техники могут классифицировать почвы, пески и гравий по их размеру и химическому составу. Инженеры измеряют удельную площадь поверхности этих компонентов как отношение площади поверхности частиц к массе частиц в качестве одного из методов их классификации.

Кварц является наиболее распространенным компонентом ила и песка, а слюда и полевой шпат являются другими распространенными компонентами. Глинистые минералы, такие как монтмориллонит, иллит и каолинит, образуют листы или структуры, которые имеют пластинчатую форму с большой площадью поверхности. Эти минералы имеют удельную поверхность от 10 до 1000 квадратных метров на грамм твердого вещества.

Эта большая площадь поверхности обеспечивает химическое, электромагнитное и ван-дер-ваальсово взаимодействие. Эти минералы могут быть очень чувствительны к количеству жидкости, которая может проходить через их поры. Инженеры и геофизики могут определить типы глин, присутствующих в различных проектах, чтобы рассчитать влияние этих сил и учесть их в своих уравнениях.

Почвы с высокоактивными глинами могут быть очень неустойчивыми, поскольку они очень чувствительны к жидкости.