Яма под фундамент под: Как называется яма под фундамент

Содержание

рекомендации, виды оснований и выбор, инструкция по шагам, работы своими руками

Решив начать застройку любого помещения, будь то гараж, дом, сарай – главная его часть – фундамент. Чтобы строение получилось надежным и долговечным стоит уделить этому вопросу должное внимание. Какой глубины должен быть фундамент? Разберемся подробно.

С чего начать – разведка

Перед тем как начать закупать материал для фундамента, нужно ознакомиться с особенностями почвы. Исходя из этой информации, и будет рассчитываться глубина. Экономить на основе дома ни в коем случае нельзя. Если фундамент получится слишком хлипким для конструкции, последствия могут быть плачевными. В первую очередь все зависит от почвы на строительной площадке. Обычно слои расположены в таком порядке:

  • Растительный грунт – темный, рыхлый, с наличием корней, жуков, червяков. Этот слой нужно полностью снять по всему периметру. Он совершенно не устойчив и размокает от воды.
  • Торфяник – еще хуже предыдущего слоя. Он мягкий и рассыпающийся в руках
  • Песок – отличная основа для строительства. Такой слой подходит для минимальной заливки толщиной в полметра.
  • Мельчайший песок. Проводник грунтовых вод, который может деформировать строение.
  • Глина – подходит для фундамента, только если содержание вод минимальное.

Глубокая траншея для фундамента

Определяем уровень воды

Начинайте копать и исследовать почву. Вооружившись лопатой, выкапываем метровую яму. От того что вы в ней увидите и зависит глубина заложения фундамента. Если на дне не видно воды, значит, почвенная влага залегла глубоко и вам очень повезло! Если на свет показался гравий, песок и камни, можно обойтись стандартным ленточным фундаментом. Если же в яме присутствует вода, нужно углубиться на 1, 5 метра. Только после этого можно будет выбрать тип заложения основы дома. При этом следует учитывать климат региона, силу нагрузки, но главное – уровень грунтовых вод.

Виды фундаментов

Разобравшись с почвой нужно выбрать вид фундамента. Их не так уж и много, так что с выбором не возникнет проблем.

Столбчатый железобетонный тип – используется при повышенном уровне вод, в болотистых местностях. Первый шаг – это глубокий котлован с вертикальными стенками, от 1,2 до 1, 5 метров. Вырыть его достаточно сложно, можно вызвать на помощь тяжелую технику. Но, если нет спешки и лишних денег, можно вырыть его своими руками. Несущие столбы заливают надежным раствором из щебня, крупного песка и цемента. Стены армируются толстой проволокой.

Ленточный фундамент – самый популярный и универсальный. Вырытый котлован укрепляется толстыми досками. Воду из ямы перед заливкой обязательно удаляют. Если существует склон, уступ не должен превышать 60 см.

Песчаный – применяется только при глубоком залегании подземных вод. Траншея высотой 70 см, постепенно засыпается слоями песка. Каждый слой утрамбовывается и заливается водой для осадки. Самый верхний слой, обычно он составляет 30 – 35 см, засыпают битым кирпичом, камнем, щебнем, гравием, и заливают раствором из песка и цемента.

Мелкозаглубленная труншея

Теперь вы точно знаете – на какую глубину копать! Можно смело приступать к работе.

Процесс работы – шаги и этапы

Ленточный фундамент подойдет для любого типа постройки. Всю работу можно выполнить в одиночку, сэкономив немало средств. За счет замкнутого контура, вес здания распределяется равномерно по всему периметру. Набор инструментов и материалов простой:

  • Рулетка, уровень
  • Лопаты
  • Фанерные листы и доски для опалубки
  • Цемент, песок, щебень
  • Блоки, кирпичи
  • Рубероид

Начинайте с приятного момента – разметки, она выполняется с точностью до сантиметра, согласно проекту. Набиваем колышки по вымеренным углам и натягиваем между ними леску. Углы должны получиться строго 90 градусов. Теперь отчетливо видно размеры жилища.

  1. Копаем траншею выбранной глубины. Верхний плодородный слой почвы нужно снять полностью.
  2. На дно укладывается слой песка. Выравниваем его лопатой и притаптываем, утрамбовываем. Лучше всего залить песочную подушку водой и выровнять СС помощью деревянного бруса.
  3. Устанавливаем опалубку. С помощью старых досок и фанеры делаем окантовку периметра. Можно укрепить внешнюю часть клиньями, как бы подпереть ее для прочности. Высота не должна превышать подземную часть – это обязательное условие

    Получение бетона с помощью бетономешалки

  4. Для приготовления раствора лучше обзавестись помощником и специальной машиной для замеса бетона. В крупных городах практикуется сдача в аренду строительной техники. С ней дело пойдет быстрее. Но если нет возможности, можно воспользоваться насадкой на мощную дрель или приготовить раствор вручную.
  5. Составляющие смеси: цемент, песок; щебень (1:3:4).
  6. Замешиваем до состояния густой сметаны
  7. Укрепляем кладку битым кирпичом, крупным камнем. Укладываем все это в траншею
  8. Выполняем армирование основания металлом. Для этого потребуется арматура и специальная проволока для связки. Делаем внутри котлована клетку, ячейки примерно 40 см. некоторые скрепляют армированную сетку сваркой, но от этого она становится менее гибкой.
  9. Теперь можно начинать заливку. Лучше сделать это в один день, чтобы не образовывались воздушные пространства между слоями. Так получится монолитное основание
  10. Дойдя до окончания грунта, перед заливкой опалубки, следует проложить слой гидроизоляции в виде рубероида или использовать специальное средство, которое добавляется в бетон. Этот этап обязателен, фундамент нужно уберечь от плесени и сырости
  11. Сверху последнего слоя заливают раствор
  12. Следующий этап – заливка горячим битумом тонким слоем
  13. Теперь начинаем выводить опалубку. С помощью уровня выравниваем поверхность. С обеих сторон оставьте небольшие отверстия для вентиляции и ввода канализационных труб
  14. Теперь нужно подождать полного высыхания. Это занимает от одной до трех недель. Все зависит от погоды. Если осадки не предвещаются, каждый день фундамент нужно сбрызгивать водой. А если наоборот слишком дождливая погода – накрывать его пленкой.

Установка фундамента

Эта простая инструкция поможет вам монтировать фундамент.

Сваи в помощь – простой вариант

Если дом будет слишком тяжелым, с отделкой из камня или кирпича, можно укрепить фундамент сваями. Также этот вариант подойдет для участка с грунтовыми водами или неровным рельефом.

С помощью специальной таблицы нужно рассчитать уровень промерзания земли. Зависит он от региона проживания. Также как и в первом случае делаем разметку. Только здесь добавляется разметка и для самих свай. Располагаем их по углам и через каждые 2 метра друг от друга.

  • Начинаем копать яму, бурим углубления для свай.
  • Каждая скважина укрепляется песком и гравием.
  • Устанавливаем в углубление трубы и заливаем раствор в каждую из них. Он сливается вниз, расширяется внутри скважины и создает надежную подложку.
  • Делаем песчаную подушку по периметру, утрамбовываем ее
  • Заливаем сваи раствором и приступаем к опалубке.
  • Выводим ее также как и в ленточном фундаменте, технология аналогична

Такой вид фундамента считается самым бюджетным. Одна свая может выдержать 1,5 тонны веса. Для стандартного дома требуется от 35 – до 50 штук. Выполнить работу можно за один день, даже если трудиться без помощников. Преимущество и в том, что заливать свайным методом можно и в минусовую температуру. Другие виды фундамента не выдерживают мороза.

Монолит – на века

Если планируется постройка двухэтажного кирпичного дома – фундамент должен быть основательным. Бывает, что на участке еще и почвенные воды близко. Фундамент из плит – лучшее решение. Из-за большой площади пучение грунту не страшно. Этот вид монолита называют «плавающим», так плиты движутся вместе с домом, словно по волнам.

Процесс работы очень простой:

  1. Роется не большой котлован
  2. Дно закрывают гравием, затем слой гидроизоляции
  3. Армируем каркасом из арматуры
  4. Заливаем бетоном всю площадь, при помощи специального аппарата – выравниваем поверхность

Стоимость такого мощного фундамента высокая, но лучше и прочнее плиточного способа еще не придумали!

Деревянные дома

Для деревянных срубов используют все виды фундамента. Но не забывайте, что в этом случае нужна усиленная гидроизоляция. Ленточный фундамент тоже подходит для срубов. Если почва не влажная можно установить свайное основание. Какой глубины должен быть фундамент? – актуальный вопрос. Для легкой деревянной конструкции хватит и 70 см.

Столбчатый фундамент тоже хорошо взаимодействует с легким домами. Затраты на него небольшие. Но монтировать такой вид фундамента рискованно из – за землетрясений. Столбы могут сместиться от толчков и вибрации и дом деформируется.

Минимальная глубина столбчатого фундамента 40 сантиметров. Выкопав котлован, укрепите его песком и армированием. Но перед этим устанавливаются бетонные столбы с шагом 1,5 метра. Затем все также заливают раствором и укладывают гидроизоляцию.

Сам себе мастер

Любой вид фундамента можно выполнить самостоятельно. Главное, иметь желание и сводное время. После заливки не спешите приступать к строительству. Пару месяцев посмотрите на поведение фундамента. Если ничего не опустилось и не потрескалось – можно возводить стены. Но и долго затягивать с продолжением стройки тоже не стоит. Простояв зиму без крыши и стен, фундамент может искривиться и принять другую форму. Несколько раз подумайте, прежде чем сделать выбор способа!

Построить дом в одиночку – это настоящий подвиг. Почувствуйте себя героем и возведите себе уютное жилище. Дом станет предметом вашей гордости! Теперь обладая опытом и знаниями, сможете помочь и подсказать родным и друзьям при строительстве их домов.

Яма для фундамента 8 букв

Ad

Ответы на сканворды и кроссворды

Котлован

Яма для фундамента 8 букв

НАЙТИ

Похожие ответы в сканвордах

  • Котлован — Глубокая выемка в земле для закладки фундамента 8 букв
  • Котлован — Углубление в земле, предназначенное для закладки фундамента сооружений 8 букв
  • Котлован — Андрей Платонов 8 букв
  • Котлован — Повесть А. Платонова 8 букв
  • Котлован — Антиутопическая повесть Андрея Платонова, написанная в 1930 году 8 букв
  • Котлован — Яма для фундамента 8 букв
  • Котлован — Яма на стройке 8 букв
  • Котлован — Яма под строение 8 букв
  • Котлован — Фундаментальная яма 8 букв
  • Котлован — Яма — зачин стройки 8 букв
  • Котлован — Яма под здание 8 букв
  • Котлован — Огромная яма на стройке 8 букв
  • Котлован — Яма для слонопотама 8 букв
  • Котлован — Большая вырытая яма 8 букв
  • Котлован — Большая яма, вырытая для закладки фундамента 8 букв
  • Котлован — Углубление в земле, предназначенное для закладки фундамента 8 букв
  • Котлован — Выемка в земле для закладки фундаментов 8 букв
  • Котлован — Из какой ямы дом вырастает 8 букв

Столбчатый фундамент своими руками пошаговая инструкция

Допустим, вы своими руками хотите построить… ну, не ДОМ, а домик. Баню, сарай, беседку. Небольшое лёгкое строение. Сразу встаёт вопрос: каким сделать фундамент? К выбору основы дома надо подходить очень ответственно.Здесь, как в артиллерии: недолёт – фундамент слишком дешёвый и непрочный, и дом покосился. Перелёт – фундамент излишне затратный по деньгам, труду и времени. А нам надо – в яблочко, поэтому рассмотрим вариант строительства столбчатого фундамента своими руками для каркасного дома.

Монтаж столбчатого фундамента инструкция

Правильным выбором может стать столбчатый фундамент. Служит до 100 лет, а обходится дешевле ленточного в 2 раза. Два-три человека могут быстро, без особой подготовки построить его. Небольшие неровности грунта – тоже не помеха. Строительство столбчатого фундамента обходится без объемных подвижек грунта и связанных с этим опасностей.

На каких грунтах можно ставить столбчатый фундамент?

На любых, кроме скал и откровенного болота. На всех, которые можно копать.

Материал для столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент можно изготовить из дерева, кирпича, бетона. Если совсем мало средств, а строить всё равно нужно, используйте дедовский способ – столбы из обожженных сосновых стволов. Брёвна толщиной 18–25 см заостряют с верхнего конца, обмазывают глиной, осторожно и равномерно обжигают, пока не образуется угольная корка 1,5–2 см толщиной. Затем в яму диаметром 35 см заливается одно ведро бетона, и сразу опускается столб острым концом вниз. Столб выравнивают, затем засыпают зазор смесью щебня и песка. Всё тщательно утрамбовывают. Такой столб служит 11–17 лет и несёт нагрузку не меньше тонны.

Можно сложить столбы из кирпича. Это гораздо прочнее и долговечнее. Но делать кирпичную кладку в узкой яме глубиной больше метра очень неудобно. К тому же для фундамента необходим редко встречающийся, дорогой пережженный кирпич.

Поэтому на сцену выходит Его Величество Бетон. Надёжный, долговечный, незаменимый. Через 100 лет службы, когда кирпичный фундамент уже разрушается, бетонный только заканчивает набирать прочность.

Для бетонных столбов необходима арматура – вертикальные прутки толщиной 10–14 мм и поперечные связывающие толщиной 6 мм. Вертикальную арматуру берём на 20–25 см длиннее самого столба. Количество прутков определяется их диаметром: арматура должна отстоять от края бетона на 7 см и примерно на 10 см друг от друга. Поперечная обвязка начинается через 30 см от концов вертикальных прутьев и дальше идёт через 30–50 см.

Бетон заливают в съёмную опалубку из досок, фанеры или ДСП. Но удобнее применить опалубку несъемную из пластиковых или асбоцементных труб диаметром 15–35 см. Можно сделать трубы из жести, но они быстро заржавеют на уровне грунта. Хороший бюджетный вариант – трубы из садовой сетки снаружи и рубероида внутри. Несъемная опалубка в дальнейшем служит гидроизоляцией бетона.

На какую глубину копать фундамент под дом

Несущая способность столба зависит от площади его основания и вида опорного грунта. Идеально, когда столб имеет форму опрокинутой буквы Т: если размеры его «крышки» 50*50 см, столб несёт нагрузку в пять тонн на песчаном грунте. Зная несущую способность столба и общий вес дома, можно легко посчитать необходимое число столбов. Столбы располагаются строго во всех углах здания, во всех перекрестьях стен, под несущими стенами, простенками и балками. Расстояние между столбами – от полутора до трёх метров.

Какой глубины нужна яма для столба? Если вы живёте на юге, и у вас грунт не промерзает, глубина ямы – не меньше метра. Для промерзающих, пучинистых грунтов такая формула: глубина промерзания грунта + 30 см. Высота опалубки равна глубине ямы плюс высота фундамента.

Итак, вы выбрали проект дома, провели расчёты, определились с материалами. Начинаем строить! Убираем с участка высокую траву и откровенно мешающие кочки. Вывозить с площадки верхний слой почвы не стоит: работа слишком тяжелая, а главное, лишняя. Лучше, наоборот, со временем подсыпать грунта, чтобы под домом не скапливалась вода. Чем меньше тревожить грунт, тем крепче будет стоять дом.

Проводим разметку участка. Тщательно проверяем все размеры, особенно прямые углы. Места расположения столбов помечаем сначала колышками. Полезно бросить горсть извести в основании колышков – будет яркая белая метка. Затем с помощью двух натянутых веревок помечаем границы ям, которые собираемся копать. Надрезаем грунт на месте ямы лопатой или посыпаем её границы известью. Все ямы делаем одинаковыми, неровности грунта убираем опалубкой, а не глубиной ямы.

Технология монтажа столбчатого фундамента своими руками

Вот универсальная и простая технология постройки столбчатого фундамента под каркасный дом с несъемной опалубкой:

1. Копаем яму 60*60 см и глубиной 1–1,2 метра. Её стенки книзу сводим на конус, чтобы дно ямы получилось 50*50 см. На дно насыпаем 20–30 см песчано-гравийной смеси, трамбуем и выравниваем.

2. Отрезаем два листа рубероида 50*120 см, кладём крест-накрест на дно ямы, в углах придавливаем рубероид половинками кирпича.

3. Ко дну подготовленного арматурного каркаса тоже крест–накрест прикручиваем два прута арматуры толщиной 10 мм, длиной 60–65 см. Ставим каркас в яму прутами на кирпичи. Каркас должен быть в центре ямы и стоять вертикально.

4. Наливаем в яму бетон высотой 20 см – примерно пять вёдер. Это будет основание столба. Закрываем его краями рубероида и ждём застывания бетона.

5. Дня через 2–3, когда бетон застынет, ставим трубы опалубки в центр ямы, выравниваем верх труб по горизонтали, а сами трубы – по вертикали, фиксируем палками или грунтом. Арматура должна торчать из трубы на 15–20 см.

6. Заливаем бетон в опалубку, не забывая трамбовать. Через пару дней засыпаем яму грунтом, его тоже трамбуем.

Другой подход нужен, если у вас грунт промерзает глубже, чем на 1,6 метра. Зовём на помощь технику. Буровая машина – грузовик – сделает двухметровые ямки за день. Останется аккуратно утрамбовать дно, опустить вниз 3–4 половинки кирпича как основание опалубки, залить ведро-два бетона. Далее опускаем на кирпичи трубу опалубки с арматурой, выравниваем и закрепляем. Главное – не дать осыпаться краям ямы. Понемногу заливаем в опалубку бетон, длинным шестом выгоняя возможные воздушные пустоты. Засыпаем зазор щебнем и песком, трамбуем.

Наконец, все ваши столбики в грунте. Дальше нужно соединить их между собой горизонтальными балками, чтобы образовалась единая жесткая конструкция. Деревянные или кирпичные столбы соединяем брусом 15 на 20 см на шипах. Не забудьте положить на столбы гидроизоляцию – рубероид в два слоя. Столбы из бетона лучше связать металлическим швеллером 14 или16 см, приварив его к выступающей арматуре и между собой. Получается прочная металлическая рамка на бетонных ножках. Сверху строим дом. Если не сделать это за один сезон, столбы могут неравномерно оседать, перекашиваться, словом, жить своей жизнью.

Здесь принципиально не рассматривается столбчатый фундамент с бетонным ростверком, т. к. это совсем не бюджетный вариант. Долго, трудно, дорого и для лёгкого строения – избыточно.

Теперь о забирке. Это перегородка между столбами фундамента, которая защищает пространство под домом от холода, мусора, воды. Если вы планируете строить обогреваемое помещение, например баню, необходимо сделать забирку с теплоизоляцией, иначе разоритесь на отоплении. Вот простой и недорогой способ устройства забирки:

1. К столбам фундамента крепим на анкеры два ряда деревянных брусков 5*5 см снаружи по периметру. Располагаем их на 10–15 см от верха и низа столбика.

2. К брускам на саморезы закрепляем листы плоского шифера толщиной 8 мм, немного заглубляя их в землю. Высота листов – до верха столбика. Между листами допустимо оставлять зазоры 0,5–1 см, это вентиляция.

3. Если необходимо утеплить, приклеиваем на жидкие гвозди куски пенополистирола или пенопласта с внутренней стороны шиферных листов. Толщина пенопласта – 10 см. Между шифером и столбиком, естественно, 5 см. Но забраться надо и туда! Проклеиваем всю поверхность листа, не оставляя мостиков холода.

Советы при устройстве столбчатого фундамента под каркасный дом

Один-два промежутка между столбами можно оформить не забиркой, а деревянными широкими дверями. Тогда вы сможете использовать пространство под домом для хранения досок, труб, дров и т. п.

Важное замечание. Тщательно выбирайте цемент, если готовите бетон сами, и надежного поставщика, если заказываете миксер. Не поленитесь расспросить знакомых, полазайте по сайтам. От качества бетона зависит прочность и долговечность вашего здания. Следите за датой производства, т. к. цемент за полгода теряет до 25% прочности.

При расчете веса здания надо учитывать не только саму постройку, но и мебель, оборудование, людей, а также снеговую и ветровую нагрузку.

Вокруг здания надо сделать отмостку или хотя бы простейшую гидроизоляцию.

 

Новочебоксарцы считают, что ямы во дворе становятся причиной разрушения фундамента дома

Проблемы с дорожным покрытием не чужды многим жителям республики. В редакцию «Про Город» обратились жильцы одного из домов в Новочебоксарке. В марте ямы в их дворе наполнились водой и стали глубже. Горожане считают, что из-за них подмывается фундамент дома.

Жители дома №30 по улице Солнечная уже не первый год терпят неудобства из-за ям рядом с домом. Одна яма с торца дома на въезде во двор, а другая прямо во дворе напротив первого подъезда. Ямы довольно глубокие и на всю ширину дороги. По словам жильцов, появились они после ремонтных работ.

«Осенью 2017 года «Тепловые сети» здесь производили ремонтные работы, устранялась авария. После этого яму закопали и про нас забыли. В прошлом году летом управляющая компания засыпала яму асфальтной крошкой, но это помогло не на долго. Сейчас опять здесь все размылось. Машинам проехать практически невозможно, с коляской тем более. Мы считаем, что из-за этих ям во дворе подмывается фундамент нашего дома», — рассказывает председатель совета дома Татьяна Валериянова.

В первом подъезде дома лестничный пролет уже укреплен металлическими балками. В 2014 году житель дома заметил трещины в подъезде в лестничных пролетах на перекрытиях и обратился в «Жилищную инспекцию». Ведомство предписало устранить нарушения управляющей компании.

«Специалисты пришли и установили дополнительные металлические балки, опоры под лестничные пролеты. Еще установили маяки, судя по ним, пока движений нет. Но, в любом случае, мы переживаем, это может быть опасно», — рассказывает житель первого подъезда Александр Кириллов.

В управляющей компании говорят, что закрыть ямы должна организация, проводившая около дома работы. Разрешение на вскрышные работы выдает администрация города. По данному адресу разрешение на выполнение работ получило муниципальное унитарное предприятие «КС города Новочебоксарска».

«Одним из условий получения разрешения является восстановление после вскрытия грунта и асфальтного покрытия. Управляющей компанией подготовлено письмо в адрес «КС города Новочебоксарска» о восстановлении провалов земли и асфальтного покрытия», — сообщают в пресс-службе «Чувашской энергосбытовой компании».

В диспетчерской «Тепловых сетей» говорят, что заявка от дома не поступала. В организации утверждают, что произошла смена ответственных организаций за данную территорию.

«Если появляются ямы после наших работ, то жильцы должны обратиться в диспетчерскую «Новочебоксарских городских тепловых сетей». В то время работы проводили «Коммунальные технологии». Сейчас работает другая организация «Коммунальные сети города Новочебоксарска». Если ямы есть, то мы будем их закрывать и благоустраивать территорию. На сообщение отреагируем», — сообщают в «Тепловых сетях».

Жители дома переживают, что ямы могут подмывать фундамент дома. В «Жилищной инспекции» однозначный ответ без осмотра по поводу влияния ям на трещины дома дать не могут.

«Влияют ли ямы на устойчивость фундамента без выхода на место, мы сказать не можем. Жители должны в первую очередь обратиться в управляющую компанию, чтобы специалисты провели осмотр. Если управляющая компания не реагирует, то жильцы уже могут обратиться в «Жилищную инспекцию», и мы проведем проверку», — отвечает заместитель руководителя Государственной жилищной инспекции Чувашии Александр Юркин.

Как выкопать фундамент под дом своими руками?

Практически все виды фундаментных оснований при строительстве зданий требуют организации и проведения земляных работ. Исключением являются некоторые виды свайных опор в тех случаях, когда создается поднятый над землей ростверк.

Поэтому разработка грунта для устройства фундамента — это самый первый этап строительных работ непосредственно на объекте и от его правильного выполнения в значительной мере зависит надежность всей опорной конструкции. О том, как копать траншею под фундамент, рассказано ниже.

В зависимости от определенного проектом типа фундамента, земляные работы могут предусматривать:

  • выкапывание траншеи под монолитную или сборную фундаментную ленту;
  • снятие плодородного слоя почвы для заливки железобетонной плиты;
  • разработку глубокого котлована для зданий с подвальными помещениями;
  • бурение или выкапывание ям для устройства столбчатых оснований.

Кроме этого, к разработке грунта относят планировку участка застройки и организацию подъездных путей.

Использование механизмов или ручное выполнение работ

Привлечение специальной землеройной техники для выкапывания траншеи под мелкозаглубленную или столбчатую конструкцию чаще всего нецелесообразно. В этих случаях выкопать траншею под ленточный фундамент частного дома или столбы можно и вручную.

Это же надо сказать о возведении бани, веранды, пристройки к существующему зданию или других небольших построек. Однако не следует забывать, что длительное время выполнения работ приводит, как правило, к удорожанию строительства. И поэтому использование трактора значительно сократит сроки выполнения возведения постройки.

Без аренды экскаватора не обойтись при больших объемах раскопок, мерзлых, каменистых или сильно уплотненных почвах, а так же при большой глубине траншеи малой ширины.

Техника нужна и в тех случаях, когда разработка котлована или траншей требует не только выемки грунта, но и погрузки его на автотранспорт для последующего вывоза.

Современный экскаватор выполнит такую работу быстро и качественно, а ручное исполнение будет весьма трудоемким и продолжительным. С помощью трактора земля будет погружена в кузов автомобиля или ровно спланирована по участку. Сделать такую работу в короткие сроки руками практически невозможно.

Кроме этого, даже при использовании землеройной техники, останется достаточно большой объем ручных работ. К ним относится выравнивание и уплотнение дна котлована или траншеи, уплотнение и закрепление стенок, особенно при осыпающихся грунтах, а так же работы по обратной засыпке (подробнее о ней — тут) после возведения фундаментной конструкции.

Поэтому еще до того, как выкопать котлован под фундамент, необходимо посчитать количество вынимаемого грунта, ширину и глубину подземной части, учесть тип почвы и период года, в котором будут производиться работы. И уже на основании этих данных принимать решение о том, каким образом производить разработку грунта под котлован, ленточный или столбчатый фундамент.

Сделать это можно самостоятельно, пригласить бригаду рабочих или арендовать экскаватор. Иногда учесть все реальные факторы достаточно сложно и лучше проконсультироваться у специалиста, имеющего реальный опыт выполнения подобных работ, о том, как лучше это сделать.

Выполнение разметки котлована

К разметке контуров, перед тем как выкопать траншею под фундамент, приступают только после расчистки и выравнивания поверхности площадки под застройку.

Для выполнения этой работы лучше всего использовать металлические прутки или отрезки арматуры и прочный не растягивающийся шнур.

Допускается забивать деревянные колья, но они менее устойчивы и прочны.

Разметка траншеи или котлована производится на основании проектных решений с учетом места для установки опалубки и обеспечения возможности производства гидроизоляционных работ.

Решение отказаться от установки опалубки и нанесения на поверхность гидравлической изоляции в большинстве случаев может оказаться ошибочным, хотя и значительно сократит время выполнения работ. Проникновение грунтовой влаги в фундаментную конструкцию может повлечь за собой ее постепенное разрушение в результате периодического замерзания в холодное время и последующего оттаивания.

Выполнение разметки (про неё также читайте в этой статье) начинают с определения точного месторасположения и контуров одной наиболее длинной стены. После этого разметить другие стены не составит большого труда. Проверку точности прямых углов при отсутствии специального измерительного инструмента можно сделать путем проверки длины диагоналей прямоугольного контура, которые должны быть равны. Прямые углы проще всего отмерить по «методу треугольника» с гипотенузой 5 метров и катетами 3 и 4 метра.

1 – геодезический колышек;
2 – шнур уровня центрального прогона;
3 – колышки;
4 – горизонтальные доски;
5 – наружная линия;
6 – шнур.

Для нанесения контуров здания сложной конфигурации, а также при уклонах рельефа площадки, потребуется нивелир или другой точный прибор для определения углов и относительных высот. Измерение длины фундаментной ленты на склонах при помощи простой рулетки может привести к получению ошибочных результатов. Поэтому для выполнения такой разметки лучше пригласить специалиста, имеющего опыт геодезических работ.

Инструмент для выкапывания траншей вручную

После вынесения контуров траншеи можно приступать к раскопкам. Для того чтобы выкопать фундамент вручную, потребуется следующий инструмент:

  • штыковые и совковые лопаты;
  • заступ и лом;
  • тачка для вывоза вынутого грунта;
  • механическая или ручная трамбовка.

В случае песчаных или других слабых осыпающихся грунтов и глубине траншеи более одного метра, необходимо приготовить материал для укрепления стенок. Это могут быть доски или любые прочные щиты.

Для промеров глубины выкопанной траншеи рекомендуется изготовить измерительную рейку. Для этого на ровном деревянном бруске нужно нанести четко видимые отметки с интервалом 10 см и подписать их значения.

Особенности в определении глубины и ширины траншеи

Размеры фундаментной ленты определены инженерным расчетом и должны быть выполнены в полном соответствии с проектными решениями. Но необходимая глубина и ширина траншеи всегда больше поперечного сечения фундамента. Это связано с необходимостью устройства подстилающей щебеночно-песчаной подушки, установки опалубки, а так же выполнения гидроизоляционных работ после затвердения бетона или окончания кладки.

Поэтому глубина траншеи всегда на 25-30 см больше, чем заглубление фундаментной ленты. Ширина траншеи должна быть на 60 см больше ширины фундамента со стороны наружной изолируемой поверхности и на 30 см с внутренней стороны для возможности установки опалубочных щитов. Если почва не плотная и возможно его осыпание, необходимо предусмотреть наличие уклона стенок, величина угла которого определяется в зависимости от типа грунта.

Порядок выемки грунта вручную

В случае решения вырыть фундамент своими руками, земля из траншеи должна удаляться послойно, с длиной каждой последующей ступени не менее 2 метров. Складирование грунта по краю траншеи должно предусматривать отступ от края не менее полуметра. В противном случае во время возведения ленты вынутая почва будет осыпаться назад.

Поскольку вынутый грунт не должен использоваться для обратной засыпки, то лучшим вариантом будет перемещение его в сторону.

При решении вопроса, куда девать землю, плодородный слой можно просто распределить по приусадебному участку, а остальное придется вывезти или использовать для отсыпки подъездных путей.

После окончания раскопок, дно ямы необходимо хорошо уплотнить с помощью механической или ручной трамбовки. Рыхлый грунт обладает слабой несущей способностью и может дать усадку. Проверку глубины и ширины траншеи следует производить при помощи измерительной рейки. Это обеспечить требуемую точность и упростит работу.

Возможные проблемы от замачивания дна траншеи и котлована

Земляные работы рекомендуется выполнять в минимально сжатые сроки при хорошей сухой погоде. Атмосферные осадки часто приводят к скоплению воды на дне траншеи. В результате грунт может, пропитавшись водой, изменить свою несущую способность, в результате чего устойчивость фундаментной конструкции окажется под угрозой.

Вполне возможно, что для устранения замачивания потребуется снятие еще одного слоя грунта для того, чтобы открыть сухую поверхность. Это приведет к дополнительному расходу материалов на устройство подстилающей подушки из щебня и песка, а так же увеличит общие объемы работ. Именно поэтому многие застройщики арендуют землеройную технику, которая позволяет выполнить земляные работы в один день.

Особенности раскопок в зимнее время года

Главная трудность, с которой связаны земляные работы в холодное время года, заключается в промерзании верхнего слоя и требования быстрого выполнения, чтобы стенки и дно траншеи под фундамент зимой не успели промерзнуть до окончания кладки или заливки монолитной конструкции. Кроме этого, необходимо предусмотреть удаление вынутого грунта для складирования — куда лучше и проще. Через несколько дней он промерзнет и убрать его будет довольно сложно.

В зимнее время лучше копать фундамент под дом с использованием землеройной техники. Только она способна обеспечить необходимую скорость производства работ и необходимое качество выполнения.

Более подробно о том, как правильно копать яму под фундамент, вы можете посмотреть на прилагаемом видео.

Видео по теме

Как делается смотровая яма и заливка пола в гараже бетоном

Гараж нужен не только для хранения машины и всяких ненужных  вещей но и для хранения в нём овощей. Перед тем как начать его строить нужно сделать чертёж с основными параметрами такими как ширина, длина и высота гаража, указать материал стен, кровли, отделки, какие будут ворота, глубину фундамента и какая будет яма. С помощью чертежа можно рассчитать необходимое количество материала которое понадобится для его строительства.

Фундамент

Выбрав место нужно его расчистить и выкопать траншею или яму под фундамент который может быть ленточным или плитным. Размеры и глубина фундамента под гараж зависят от тяжести гаража и от характеристик грунта. В основном траншею и котлован под фундамент копают глубиной около 1 метра, а шириной около 0,5 метра. Если будете делать погреб то глубина фундамента напрямую зависит от глубины погреба так как стены ленточного фундамента обычно являются стенами погреба. В готовой траншее делают подложку из слоя песка и щебня и укладывают слой рубероида. Затем делают опалубку и делают в ней армирование из проволоки толщиной 6 мм. Потом всё заливают бетоном.

Составляется проект гаража чертежи и только потом начинают делать фундамент

Прежде чем заливать бетоном плитный фундамент необходимо предусмотрительно при копке котлована выкопать смотровую яму и также сделать в ней опалубку, подложку, гидроизоляцию и армирование. Когда фундамент затвердеет и наберёт прочность примерно через 28 дней можно начинать строить стены. Когда фундамент будет готов нужно по периметру сделать отмостку которая не даст дождевой воде просачиваться в фундамент так как отмостка гаража имеет небольшой уклон в сторону. Вокруг фундамента убирается грунт на глубину около 20 см шириной около 80 см. Туда укладывается слой глины и в неё втрамбовывается щебень и сверху заливается бетоном или асфальтом.

Пол

После возведения фундамента начинают делать пол гаража. В основном производится заливка пола в гараже бетоном. Сначала насыпают песок слоем 10 см и хорошенько его трамбуют. На песок укладывают слой гидроизоляции из пергамина или толи и заливают 10 см бетона.

Заливка бетона в гараже на пол производится после возведения фундамента

Затем когда бетон затвердеет его выравнивают цементным раствором делая его с небольшим уклоном в сторону ворот, а поверх него укладывают пол. Когда гараж будет построен то бетонные полы можно покрыть каким-нибудь материалом например наливным палом, плиткой, клинкерными кирпичами или досками. Пол лучше делать наливным так как этот материал очень эластичен и очень ровно укладывается. Толщина слоя наливного пола может достигать 1 см но в основном делают слой в 2 мм. С помощью рейки прикладывая её к полу нужно проследить чтобы не было просветов более 8 мм, а если будут то необходимо их выровнять цементным раствором. Лучше всего наливной пол укладывать на ровную бетонную поверхность, а если бетонная поверхность не ровная то необходимо её почистить и нанести на неё слой стяжки из цементного раствора. Ровное основание нужно с помощью растворителя очистить от масляных пятен и разлитой краски. Затем основание грунтуют полиуретановой пропиткой в два слоя (должен появиться глянец на основании) и оставляют на сутки.
Наливной пол представляет из себя двухкомпонентный состав который перед укладкой нужно смешать и очень тщательно размешать чтобы не осталось не размешанных компонентов. Для увеличения прочности можно в полученный раствор добавить одну часть сухого кварцевого песка и размешать. Полученную смесь начинают разливать параллельными полосами от дальней стены к воротам. Налив несколько полос нужно взять зубчатый шпатель и разровнять их, а с помощью игольчатого валика удалить пузырьки. Таким образом постепенно заливается весь пол. Наливной пол для гаража нужно заливать очень быстро так как примерно через 40 минут раствор начнёт твердеть и терять свои адгезионные свойства. Наливной пол затвердевает за сутки но свойства набирает на протяжении 7 суток. Когда наливной пол будет готов его можно покрыть защитным лаком чтобы увеличить его износостойкость и срок службы. Наносить лак нужно примерно через 2 суток когда наливной пол затвердеет но не наберёт еще прочности.

Смотровая яма

Смотровую яму в гараже можно делать только в том случае если уровень грунтовых вод находится ниже 2,5 метров.

Смотровая яма в гараже размеры подгоняются под автомобиль и габариты человека

При сооружении смотровой ямы необходимо соблюдать несколько требований:

  • Яма делается длиннее машины чтобы было удобно залазить под машину.
  • Ширина ямы не должна быть шире колёсной базы машины.
  • Глубина делается в зависимости от вашего роста чтобы вам было удобно снизу разбирать машину.
  • В яме делается ниша в которую удобно складывать инструменты и болты с гайками.
  • Края ямы нужно обрамить профильной направляющей которая будет страховать от съезда машины в яму.
  • Обязательно нужно сделать для смотровой ямы крышку из дерева и обтянуть её полиэтиленовой плёнкой чтобы испаряющаяся из ямы влага не оседала на деталях машины
  • Котлован под яму нужно выкапывать с учётом толщины стенок.

Дно ямы уплотняют 10 см слоем гравия и покрывают яму гидроизоляционным материалом , а при стыковке материал укладывается в нахлёст и проклеивается. Затем производится армирование пола и стенок. Бетонируют пол смотровой ямы, а когда пол затвердеет делают опалубку на стенки и заливают бетоном и сверху на уровне пола устанавливают металлическую раму. Стенки смотровой ямы обычно делают толщиной 20 см.

Стены

Стены гаража можно возводить из разного материала например из кирпича, пеноблока, СИП панелей, газобетона, шлакоблока и многих других материалов.

Сделан гараж из пеноблоков своими руками

Перед возведением стен рекомендуется сначала установить ворота и закрепить их распорками. Делая гараж из шлакоблока, кирпича или другого материала из которого делается кладка необходимо чтобы вышележащие кирпичи перекрывали стыки между нижележащими кирпичами. Гараж из СИП панелей как и из пеноблоков получается не очень прочным и на такие стены нельзя навешивать какое-нибудь оборудование. Если будете строить гараж из газобетона то нужно уделить особое внимание на вентиляцию так как газобетон не дышит и не выпускает влагу из помещения. Верх стены нужно обязательно армировать чтобы балки не продавливали материал из которых изготовлены стены.

Ворота

Ворота в гараже делают из металла или из дерева. Из дерева конечно ворота лучше но металлические прочнее и удобнее. Можно установить одни ворота или пару для въезда в гараж и для выезда на придомовой участок. Ворота нужно смещать в одну сторону, чтобы в гараже вам было удобно открывать дверь и выходить из машины. Обычно ворота делают шириной 180 см и высотой 170 см. Ворота делают с распахивающимися створками, ролеты на гараж с механическим или автоматическим приводом, складывающимися вверх или в бок, складывающимися секциями под покрытие или целиком поднимающимися вверх.

Рольворота для гаража

В последнее время многие ставят автоматические роллетные ворота на гараж так как они могут быть шириной до 7 метров и высотой до 3 метров.

Крыша

Сначала делают перекрытие, утепляют его, делается гидроизоляция крыши гаража, устанавливают систему стропил и обшивают их обрешёткой но которую укладывается кровельный материал. В основном делается односкатная крыша для гаража но некоторые делают и двухскатные. Перекрытие можно сделать из железобетонных плит, досок и брусьев или самому забетонировать. Чтобы самому забетонировать нужно сначала сделать армопояс по периметру стен. Затем по короткой стороне укладываются листы профнастила с высотой волн 60 мм. Делается армирование из арматуры толщиной 12 мм например укладываете в каждую канавку арматуру, а над канавкой вяжете сетку с ячейками 20 х 20 см. Сетку обязательно нужно связать с арматурой которые расположены в канавках. После этого заказывайте бетон и заливайте слоем в 10 см.

Односкатный гараж

Наклонные стропила упираются на опоры расположенные на противоположных стенах гаража. Если между опорами расстояние будет больше 4,5 метров то стропила усиливают подкосами. Стропила должны выходить за периметр стен на 30 см, для создания карниза от дождя и снега. Стропила нужно обязательно скрепить со стеной чтобы ветер не перевернул крышу. Для скрепления можно использовать металлические пластины и уголки. Стропила обшиваются обрешёткой всплошную или в разбежку в зависимости от того каким материалом кроем крышу гаража. Кровля может быть сделана из разнообразного материала например из металлочерепицы,профнастила, мягкой черепицы. Крыша гаража из профнастила крепится к обрешётке нижней волной через каждые пол метра с помощью саморезов с резиновыми шайбами.

Вентиляция

В гараже делают вентиляцию чтобы выхлопные газы и пары бензина выходили наружу. Вентиляцию делают из асбестоцементных труб диаметром 14 см и дефлектора состоящего из конусной насадки и колпака.

Обязательно должна быть вентиляция в гараже с подвалом

Если под гаражами будет погреб то в нём необходимо сделать систему вентиляции чтобы в погребе не образовалась плесень из-за сырости. Если уже образовалась плесень в гараже то нужно высушить гараж и погреб. Чтобы просушить гараж достаточно сжечь 10 таблеток сухого горючего и к тому-же образовавшиеся газы от сухого горючего убивают грибок в гараже. Вентиляция в погребе гаража делается несколькими способами например сделав в цоколе вентиляционные окна и вентиляционные отверстия или установив в погреб приточно вытяжные каналы которые располагают в противоположных концах погреба. Приточно вытяжные каналы должны делаться из труб сечением не менее 140 х 140 мм. Приточный канал одним концов находится в подполе не доходя до пола 20 см, а другим концом выводит в гараж или на улицу и находится в 30 см от земли. Вытяжка в погребе гаража одним концом находится в погребе около перекрытия, а другим концом выходит на крышу над гаражом.

Возможно вам будет интересно:

Как залить фундамент под веранду: технология, инструкция

    Владельцы собственных домов любят расширять свою жилую площадь с помощью дополнительных построек. Нередко пристраивается веранда. В связи с этим появляется вопрос: как сделать фундамент под веранду к дому своими руками?

Читайте также: Как можно сделать фундамент под бытовку своими руками

Если веранда стоит на общем основании с домом, то сложностей в сооружении не появится. Когда нужно заложить новую конструкцию для опоры, то необходимо держаться некоторых правил.

Фундамент под веранду и его особенности подготовки

Раз и навсегда запомните, нельзя соединять фундамент веранды и дома. Между ними необходимо оставлять 30-50 см расстояния. Таким образом, вы перестрахуетесь от трещин на веранде. Следует помнить два важных нюанса:

  1. Тип почвы и влияние грунтовых вод учитываются во время выбора типа фундамента. Если закрыть на это глаза, то в скором времени сооружение деформируется.
  2. Размер котлована должен быть примерно 1-2 м.

Выбор фундамента – ключевой момент. Нужно максимально сконцентрироваться при выборе.

Читайте также: Как залить фундамент на песчаном грунте своими руками

Выбираем фундамент под веранду

Ремонт – это всегда интересно. Теперь нужно приступить к выбору типа фундамента. Здесь все зависит от грунта и капиталовложений, которые вы готовы потратить на возведения веранды на даче. Если вам нужен бюджетный вариант, то используйте столбчатый вариант.

Существует множество видов фундамента, но нам подойдут только некоторые, а именно:

  1. Ленточный.
  2. Монолитный.
  3. Столбчатый.
  4. Свайный.

Фундамент для веранды на даче можно сделать из камня, бетона, кирпича или деревянных свай. Лучше всего будет сделать ленточный или столбчатый фундамент – это самый легкий вариант.

Ленточный фундамент

Такой фундамент подойдет под веранду из кирпича. Разметку необходимо проводить по внешней и внутренней стороне. Нам предстоит определить некоторые параметры и нанести разметку. После этого нужно копать траншею:

  1. Яма копается по всему периметру веранды. Глубина зависит от углубления под основание и свойства земли.
  2. Монтируется опалубка. Подбираем широкие доски, которые должны немного выступать вверх после установки.
  3. На дно ямы насыпается песок слоем 20 см. После этого необходимо утрамбовать его. Если у вас песчаный грунт, то в этой процедуре нет нужды.
  4. Делается армированный пояс, который монтируется в яму.
  5. На этом этапе начинается заливка траншеи. Это делается с помощью цементного раствора и щебня.
  6. Необходимо залить яму цементом как можно скорее. Таким образом, вы сделаете основание крепким и более долговечным.
  7. Получившееся основание под веранду нужно выдержать в течение 14 дней. После этого можно приступать к следующим работам.

Столбчатый фундамент

Основание такого основания состоит из многих деталей, которые не связаны между собой. Опорные столбцы предусматривают установку узлов строения. Количество столбцов зависит от размеров сооружения.

Строительство выполняется по такому плану:

  1. Необходимо выкопать ямы под нужное количество столбцов. Их длина должна быть больше, чем глубина промерзания земли.
  2. На дно траншеи высыпается слой песка 30 см. Если постройка обладает большим весом, то вместо песка добавляется щебень. Он плотно трамбуется и поливается горячим битумом.
  3. В траншею монтируется арматура, которую необходимо залить бетоном.
  4. Столбы устанавливаются одним из методов:
  • заливается бетон;
  • столбцы обкладываются кирпичом;
  • столбы делаются в виде блоков с помощью бетона.
  1. После застывания столбов необходимо провести гидроизоляцию.

Свайный фундамент

Этот метод считается универсальным и в последнее время набирает все больше популярности. Особенно часто его применяют в бане. Такой основание подойдет к любому виду земли. Главной деталью выступают сваи в виде винта. На концах свай находятся лопасти, которые делают вкручивания.

Свайный фундамент под любую веранду к дому считается отличным вариантом, ведь он экономичен и прост в монтаже. Количество труб зависит от нагрузки. Отталкиваясь от этого, нужно расположить их на расстоянии 1,5-3 м друг от друга.

Монтаж происходит в такой последовательности:

  1. Делается траншея 30 см глубины. Глинистую землю нужно присыпать песком для уменьшения уровня влажности земли.
  2. Делается разметка (соблюдать углы 90 градусов). Самые крайние сваи должны находиться на расстоянии 3 м от дома.
  3. Монтаж свай. Винт должен быть на глубине 1,5 м.
  4. Выступающий конец – на 30 см выше земли.
  5. После этого все заливается бетоном.

Сделать фундамент самостоятельно сможет каждый. Главное – следовать советам профессионалов и придерживаться четкой инструкции. В противном случае ваше основание к дому быстро испортится, следовательно, потребуется снова тратить время и деньги на его реконструкцию.

 

Влияние выемки котлована и осадков на осадку окружающих зданий

С масштабным развитием городского подземного пространства проектирование котлованов стало одной из важных инженерно-геологических тем в городском строительстве. В этой статье подробно исследуется влияние выемки котлована под фундамент и атмосферных осадков на соседние здания. Основная исследовательская работа включает в себя следующие аспекты: обобщение и анализ теории уплотнения грунта, выемки котлована и процесса выпадения осадков; влияющие факторы смещения прилегающего слоя почвы; механизм воздействия и виды воздействия выемки котлована и атмосферных осадков на прилегающие здания.Создана конечно-элементная модель, учитывающая весь процесс разработки котлована, и проанализирован закон изменения смещения верхнего слоя вокруг котлована. Будет проанализирован и сравнен закон деформации подпорной конструкции, результаты расчета осадков и без осадков, а также различные методы выемки грунта. Результаты расчетов показывают, что смещение слоя почвы вокруг котлована также различается при разных способах выемки грунта.По мере увеличения расстояния между котлованами боковое смещение подземной сплошной стены у каркасной конструкции постепенно уменьшается. Расстояние от стены котлована 30 м. Максимальное значение бокового смещения снижено на 4,7% по сравнению с 5 м. Изучен котлован, закон изменения внутренней силы соседних зданий от копания и атмосферных осадков, а также проверена безопасность и приспособляемость элементов конструкции. Результаты расчетов показывают, что на нижнем этаже соседнего здания будет создаваться большая дополнительная внутренняя сила, а некоторые элементы конструкции будут повреждены несущей способностью.

1. Введение

Проектирование и строительство котлованов глубокого заложения имеют характеристики высокого технического содержания и сильной комплексности, что затрудняет некоторые глубокие и даже серьезные инженерные аварии в некоторых проектах разработки глубоких котлованов [1]. Это связано с тем, что ключевая технология не предназначена и не обрабатывается для создания трагедии, которая приводит к огромным экономическим потерям и серьезным социальным негативным последствиям. Можно видеть, что с постепенным увеличением строительства котлованов глубокого заложения коэффициент запаса прочности постепенно увеличивается, и соответствующая технология котлованов будет постепенно улучшаться за счет изучения некоторых успешных и неудачных разработок котлованов глубокого заложения, а также Имея опыт инженерной практики, мы должны накапливать опыт и постоянно совершенствовать и способствовать развитию технологий строительства котлованов и теории проектирования.

Учитывая нынешний упор на строительную отрасль, многие отечественные и зарубежные исследовательские группы начали проводить углубленные исследования строительства поселений. Лин [2] использовал нижнюю центральную колонну, чтобы распределить чрезмерную дифференциальную осадку до 75 мм для оценки напряжений, вызванных чрезмерной дифференциальной осадкой в ​​типичном десятиэтажном железобетонном здании. Анализ повреждений и последующее управление искусственной средой часто требует высоких затрат из-за создания надежных прогнозных моделей и количества данных, необходимых для определения наиболее подходящих ремонтных работ [3].Чтобы понять влияние вынужденной миграции и переселения сельских сообществ на совершенно иную архитектурную среду в городской среде, Биллиг [4] описывает процесс, посредством которого изменения в физической среде приводят к серьезным изменениям в социальной структуре сообщества и культурной идентичности. членов сообщества. Сюэ [5] представил последние результаты исследований храпового поведения алюминиевого сплава 2124-T851 при одноосной нагрузке, чтобы определить влияние амплитуды напряжения и среднего напряжения на реакцию материала на деформацию.Новаэк [6] предложил различные типы методов анализа вертикального сдвига и их распределение и представил их на моделях с разным уровнем детализации. Нан [7] не только обеспечивает безопасность строительства и эксплуатации зданий посредством наблюдения за поселениями и анализа закона поселений, но также обеспечивает справочную информацию и основу для проектирования и строительства подобных высотных зданий. Зана [8] использовал численное моделирование для определения параметров, которые имеют наибольшее влияние на осадку неглубокой конструкции, и расширил этот анализ, чтобы определить ключевые параметры, используемые для прогнозирования остаточного наклона конструкции.Мирсаяпов [9] использовал различные расчетные модели для исследования численного расчета осадки фундаментов высотных зданий, в том числе усовершенствованную модель Пастернака, основанную на анализе карты деформаций грунта при трехосном состоянии нагружения. Джин [10] изучил влияние окружающей среды на модель проседания с помощью пространственного и статистического анализа. Природные факторы, такие как рельеф, реки и солнечный свет, влияют на строительство поселений на региональном и местном уровнях.Ли [11] для изучения закона осадки поверхности и верхней поверхности во время выемки котлована на основе теоретического анализа в сочетании с данными мониторинга на месте станции Люлюху в Шэньяне была разработана численная модель осадки поверхности. предложено и проанализировано.

Выемка котлована вызовет неравномерную осадку на поверхности котлована, что повлияет на нормальное использование соседних зданий и даже вызовет повреждение соседних зданий. В то же время прилегающие здания по мере перегрузки вызовут дальнейшее усиление вертикальной и поперечной деформации котлована, что может поставить под угрозу безопасность процесса разработки котлована.Поэтому котлован взаимодействует с соседними постройками и взаимодействует друг с другом. В настоящее время существует множество исследований и достижений в области деформации поверхности, вызванной выемкой котлованов в стране и за рубежом. Есть также некоторые результаты исследований влияния деформации поверхности на прилегающие здания. Однако исследований деформации котлованов и зданий при совместном действии опорной конструкции котлована, грунта и окружающих зданий немного.

Чтобы изучить факторы, влияющие на заселение зданий, многие исследовательские группы провели подробный анализ с различных аспектов и достигли хороших результатов. Чтобы изучить влияние выемки котлована на подземный трубопровод, Чжан создал трехмерную модель трубопровода и котлована и проанализировал закон изменения деформации трубопровода в процессе выемки [12, 13]. Джейсон Уильямс [14] включает гидрологические данные и экогидрологические взаимосвязи в экологические описания участков (ESD) на основе стратегических оценок устойчивости и управления динамикой экологического состояния, которая влияет на национальную уязвимость, тем самым улучшая образование в области устойчивости при оценке пастбищ и определяя полезность устойчивости. стратегии управления.Основываясь на данных мониторинга проекта котлована Шанхайского симфонического оркестра и конструкции действующего туннеля и ограждения, Чжан проанализировал законы и характеристики осадки грунта вокруг проекта, деформации диафрагмы, горизонтального схождения и вертикального смещения котлована во время разные этапы строительства [15]. Джун [16] в сочетании с редким случаем свай высокоскоростных железнодорожных мостов вокруг глубоких котлованов с помощью численного моделирования методом конечных элементов проанализировал режим влияния выемки глубокого котлована на опорную конструкцию и свайный фундамент, а затем подтвердил значение с помощью полевого мониторинга. данные.Zhi-Guo [17] предложил двухэтапный метод рассмотрения вязкоупругости грунта для получения временного решения взаимодействия между соседними сваями и выемкой котлована. Нарушенная почва показывает реологические характеристики во время выемки. Чжан [18] проанализировал существующую деформацию туннеля, вызванную различными выемками двойного котлована на разных этапах строительства, создав трехмерную модель конечных элементов. Результаты показывают, что, когда двойной котлован параллелен соседнему туннелю, деформация туннеля больше, а максимальное горизонтальное смещение примерно на 10% больше, чем смещение двойного котлована перпендикулярно туннелю.Более поздние туннели при более поздних раскопках приведут к деформации туннеля, превышающей примерно 7% от предыдущих раскопок. Хайлонг [19] создал имитационную модель и сравнил ее с крупноэлементным программным обеспечением ABAQUS с различными схемами добычи полезных ископаемых. Результаты показывают, что в этом случае деформация опорной конструкции наименьшая, а безопасность котлована наибольшая. То есть откос C и откос S вырываются до береговой линии, а деформация и напряжение удерживающей конструкции стабилизируются и контролируются.Для изучения давления грунта и характеристик деформации двухрядных свай при выемке котлована компания Yijun провела крупномасштабные испытания физической модели, основанные на аналогичных теоретических принципах, для моделирования деформации двухрядных свай при выемке котлована [20]. Hanson B сохраняет все члены тензора напряжений и использует степенной закон типа Глена для расчета вязкости [21].

В этой статье подробно изучается влияние выемки котлована под фундамент и атмосферных осадков на соседние здания.Основная исследовательская работа включает в себя следующие аспекты: обобщение и анализ теории уплотнения грунта, выемки котлована и процесса выпадения осадков; влияющие факторы смещения в прилегающих слоях почвы; механизм воздействия и виды воздействия земляных работ и атмосферных осадков на прилегающие здания; анализ закона изменения внутренних сил смежных каркасных конструкций при выемке котлованов под фундамент; безопасность и адаптация элементов конструкции. Создана конечно-элементная модель, учитывающая весь процесс разработки котлована, и проанализированы закон изменения смещения верхнего слоя вокруг котлована и закон деформирования подпорной конструкции.Будут рассмотрены результаты расчета осадков без учета осадков и различных методов выемки грунта. Анализируйте и сравнивайте; изучить закон изменения внутренней силы прилегающих зданий, вызванной выемкой котлована и осадками, а также проверить безопасность и приспособляемость элементов конструкции.

2. Метод
2.1. Механизм и тип выемки котлована и осадки в соседних зданиях

Процесс выемки и осадки котлована вызовет горизонтальное и вертикальное смещение грунта вокруг котлована, а вертикальные и горизонтальные смещения будут изменяться в зависимости от относительного расстояния котлована и глубины слоя почвы.Когда здание расположено вокруг котлована, смещения, вызванные деформацией почвы в разных местах здания, также различаются. В это время внутри здания будут возникать дополнительные напряжения и чрезмерная вертикальная деформация или горизонтальное боковое смещение. Когда дополнительное напряжение достигает определенного значения, в здании возникают локальные трещины, что в конечном итоге может вызвать локальное повреждение, наклон или обрушение конструкции.

2.1.1. Влияние равномерного оседания поверхности на здания

Когда поверхность земли равномерно оседает, здание полностью утонет.В целом такой равномерный осадок не вызывает растрескивания и повреждения конструкции здания. Однако чрезмерное проседание поверхности вызовет неблагоприятные последствия, такие как плохой дренаж на земле и уменьшение площади, что повлияет на ее нормальное функционирование.

2.1.2. Влияние неравномерного оседания поверхности на здания

Неравномерная осадка поверхности вызовет чрезмерную деформацию, растрескивание, наклон и даже повреждение верхней части здания. Неравномерная осадка здания на фундамент более чувствительна, чем равномерная осадка.Благодаря невысокой жесткости кирпично-бетонной конструкции стена легко растрескивается при неравномерной осадке фундамента; неравномерная осадка колоннного фундамента вызовет большие вторичные напряжения в каркасной конструкции, и исходная сила каркасной конструкции изменится. Этот случай влияет даже на пластичность и сейсмическую конструкцию каркаса; высотные здания с высоким центром тяжести легко приводят к неравномерному общему наклону при просадке здания в грунт и влияют на устойчивость здания от опрокидывания.

2.1.3. Воздействие горизонтального движения на здание

Горизонтальная деформация поверхности имеет два вида растяжения и сжатия, что оказывает большое разрушающее воздействие на здание, особенно влияние деформации растяжения. В здании, находящемся в зоне растяжения, нижняя поверхность фундамента подвергается внешнему трению от фундамента, а сторона фундамента подвергается горизонтальной нагрузке наружу от фундамента. Однако обычное здание мало способно противостоять растяжению, а небольшое здание невелико.Деформация растяжения приводит к растрескиванию здания.

2.1.4. Растрескивание в зданиях, вызванное изменениями кривизны поверхности

Когда местные условия качества являются сложными, деформация поверхности усложняется, и здания с большими пролетами могут растрескиваться из-за изменений кривизны поверхности. Под действием отрицательной кривизны (поверхность относительно вогнутая) центральная часть здания подвешивается, в результате чего в стене образуются положительные расширенные трещины и горизонтальные трещины.Если длина постройки будет слишком большой, она сломается снизу под действием силы тяжести, в результате чего постройка разобьется; под действием положительной кривизны (поверхность относительно выпуклая) два конца здания будут частично подвешены, так что стена здания будет иметь перевернутую трещину в восемь слов. В тяжелых случаях конец балки вырвется из стены или колонны, что приведет к обрушению здания.

2.2. Теория уплотнения просачивания почвы
2.2.1. Теория просачивания грунтовых вод

Движение грунтовых вод обычно делится на движение насыщенной воды с гравитационной водой и движение капиллярной воды с капиллярной водой и смешанной водой. Так называемое движение грунтовых вод относится к движению насыщенной воды под действием силы тяжести. Утечка относится к потоку грунтовых вод в порах почвы. Просачивание грунтовых вод обусловлено проницаемостью почвенной среды и перепадом напора. Когда грунтовые воды находятся в состоянии статического равновесия, потенциальная энергия воды в каждой точке почвы одинакова; когда уровень грунтовых вод понижается, разность потенциальной энергии создается в каждой точке почвы из-за разрушения исходного баланса почвы от высокой энергии к низкой энергии.При анализе просачивания почвы напор часто используется для обозначения потенциальной энергии, а напор h в любой точке имеет следующий вид: где z — расстояние от расчетной точки до плоскости отсчета. и — давление поровой воды в этой точке; γ ω — объемная плотность воды; — скорость фильтрации. Три правых элемента в приведенном выше уравнении представляют напор положения, напор в отверстии и скоростной напор.Обычно из-за малой скорости потока верхней части тела влиянием на полную потенциальную энергию можно пренебречь, а именно:

2.2.2. Теория консолидации биот

Возьмите микроэлемент в почве. Если объемная сила учитывает только силу тяжести, направление z противоположно направлению силы тяжести, а сжимающее напряжение положительно. Уравнение трехмерного равновесия микроэлемента выглядит следующим образом: где γ — объемная плотность грунта, а σ x , σ y, и σ z — полные напряжения.Согласно принципу эффективного напряжения, полное напряжение представляет собой сумму эффективного напряжения σ ‘и давления воды в порах и , и поровая вода не выдерживает напряжения сдвига. Приведенную выше формулу можно переписать следующим образом: где — эффективное напряжение, а — единичная сила проникновения в каждом направлении.

В нормальных условиях предполагается, что почва полностью насыщена, частицы почвы и вода несжимаемы, и количество воды, вытекающей из корпуса агрегата за время d t , должно быть равно изменению объема корпус агрегата одновременно.При рассмотрении члена ω источник и сток, непрерывное условие выглядит следующим образом: сумма количества воды, вытекающей из корпуса агрегата, и изменения источника и стока за время d t должны быть равны изменение объема корпуса агрегата за одно и то же время, а именно:

. Если не учитывать фактор стока источника ω , приведенная выше формула выглядит следующим образом:

Приведенная выше формула представляет собой непрерывное уравнение фильтрации, выраженное смещением и давление поровой воды.Изменение порового давления и смещения в любой точке почвы со временем должно удовлетворять как уравнению равновесия, так и уравнению неразрывности. Два уравнения связаны с уравнением консолидации Био. Он содержит 4 неизвестных функции. Четыре неизвестных могут быть решены при определенных начальных и граничных условиях.

2.3. Применение метода конечных элементов
2.3.1. Дискретизация модели

Модель решения дискретизируется на конечное число ячеек, и соответствующий тип ячейки выбирается для имитации реальных физических свойств.Ячейки соединены друг с другом только в узлах; то есть исходная область решения заменяется заданной аппроксимацией конечного числа ячеек.

2.3.2. Анализ установки

Используя геометрическое уравнение, зависимость деформации элемента представлена ​​совместным смещением: где { ε } — матрица деформации элемента, а [ B ] — геометрическая матрица, а — элемент матрица смещения.

Используя физическое уравнение, взаимосвязь напряжений элемента представлена ​​смещением соединения:

{ σ } — матрица напряжений элемента, а [ D ] — матрица упругости, связанная с материалом элемента.Вышеупомянутая формула также применима к нелинейным материалам (таким как нелинейная упругость, упругопластичность, вязкоупругость и т. Д.), И различные матрицы материалов [ D ] используются для разных материалов. Использование принципа виртуальной работы для установления взаимосвязи между совместной силой, действующей на элемент, и смещением сустава, т.е. уравнение жесткости элемента: где [ k ] — матрица жесткости элемента.

2.3.3. Общий анализ и решение

В соответствии с принципом, согласно которому смежные блоки одинаково смещены в общем узле, каждая матрица жесткости блока собирается для формирования общей матрицы жесткости; и массивы эквивалентных узловых сил, действующих на каждый блок, формируются для формирования совокупности общей нагрузки.Уравнение равновесия всей конструкции, выраженное общей матрицей жесткости [ K ], массивом нагрузок [ R ] и общим массивом смещений узлов { δ }, получается:

После введения граничных условий в уравнения, решение может быть решено, чтобы получить неизвестное смещение узла.

3. Эксперимент
3.1. Схема и устройство наблюдательного пункта
3.1.1. Контрольная точка уровня

В этом исследовании есть 3 контрольные точки, пронумерованные BM1-BM3, расположенные в северо-западном направлении котлована, на пересечении улиц Чжуншань и Молодежной улицы, в 485 метрах от северо-западного угла котлована. , вдали от зоны деформации конструкции.

3.1.2. Пункт наблюдения за поселением

Пункт наблюдения за проседанием грунта установлен на полосе изоляции тротуара с западной стороны котлована и тротуаре тротуара Дакси-роуд с южной стороны. Он установлен на высоте около 50 метров, на нем установлено 11 пунктов наблюдения за населенными пунктами. Номер D1-D11. Точка наблюдения за осадками построена из стальных стержней диаметром 22 м и длиной 1,5 м.

3.1.3. Контрольная точка смещения опоры

В этом измерении четыре контрольные точки смещения устанавливаются в средней точке балки короны вокруг котлована, пронумерованные G1-G4.Контрольная точка сделана из стальных стержней, вставленных в центр бетонной платформы и приваренных к стальным стержням на балке короны.

3.1.4. Точка наблюдения за смещением

Точки наблюдения за опорами устанавливаются на венце закладных свай вокруг котлована. Расстояние между точками наблюдения составляет около 40 метров, а их 13 точек, пронумерованных B1 – B13. Точки наблюдения приварены стальными стержнями в балке короны, а нижняя часть арматуры цементируется, чтобы гарантировать, что каждая точка измерения прочно совмещена с балкой короны.

3.2. Критерии оценки

(1) «Национальные стандарты Китайской Народной Республики и стандарты технических измерений (GB50026-93)» (2) «Национальные стандарты Китайской Народной Республики и нормы проектирования фундаментов зданий (GB50007-2002)» ( 3) «Промышленные стандарты Китайской Народной Республики · Технические правила для опоры котлована под фундамент здания (JGJ120-99)» (4) «Промышленные стандарты Китайской Народной Республики и технические спецификации для котлована под фундамент здания (YB9258-97)»

И отметка, и плоскость используют независимую систему координат.Погрешность возвышения точки наблюдения вертикального смещения составляет ± 1,0 мм, а ошибка положения точки наблюдения горизонтального смещения составляет ± 3,0 мм. В соответствии с национальными техническими требованиями к выравниванию второго класса данные могут отражать реальную ситуацию.

3.3. Приборы для контроля и точность

Прибор для наблюдения за поселениями использует швейцарский высокоточный прибор уровня N3 (который является прибором класса DS05) и линейку из индиевой стали.Точность уровня: ± 0,4 мм / км.

В приборе для наблюдения за смещением используется тахеометр Japan Topcon GTS-332 W, точность определения дальности: ± 2 мм + 2 ppm; точность измерения углов: 2 ″.

4. Результаты и обсуждения
4.1. Расчет осадки примыкающей каркасной конструкции котлована
4.1.1. Влияние расстояния каркасной конструкции от котлована

Когда расстояние между соседней каркасной конструкцией и стенкой котлована составляет 5 м, 10 м, 15 м, 20 м, 30 м, соответственно, осадка фундамента показана на Рисунке 1.


Как видно из рисунка 1, осадка при том же положении слоя почвы с учетом каркасной конструкции больше, чем осадка без учета здания, по сравнению со случаем, когда здание не рассматривается. Из рисунка 1 видно, что при разных расстояниях тенденция осадки фундамента соседней каркасной конструкции в основном одинакова, осадка фундамента возле котлована больше, чем осадка на другой стороне фундамента, а максимальная осадка возникает при расстоянии от котлована 10 м.Время: Из Таблицы 1 видно, что при расстоянии D каркасной конструкции от стенки котлована 5 м, 10 м, 15 м, 20 м, 30 м соответственно максимальная разница расчетных разностей между соседние столбцы — 6,84 мм, 6,96 мм, 6,34 мм, 5,14 мм и 2,99 мм соответственно. При разных расстояниях максимальное значение разницы осадки между соседними колоннами возникает при расстоянии между каркасной конструкцией и котлованом 10 м, что составляет около 2.3-кратное расстояние от котлована 30 м. Кроме того, согласно «Нормам проектирования фундаментов зданий» допустимая разница осадки соседних колонн каркасной конструкции составляет 0,002 L , а L — это центр и расстояние между соседними колоннами. Как видно из рисунка 1, межосевое расстояние соседнего основания колонны составляет 6 м, а допустимое значение перепада осадки составляет 12 мм. Из таблицы 1 видно, что максимальная разница осадки между соседними основаниями колонн меньше предела спецификации.


Элемент анализа Расстояние от стены котлована

Расчетная разница между соседними колоннами 15195 5 1190 5 25
1,18 2,94 4,47 3,94 2,33
3,95 6,33 6.34 5,14 2,99
6,61 6,96 6,07 4,74 2,64
6,84
6,84 6,39 190 5,24 6,39 190 5,2 5,33 4,14 2,25

4.1.2. Результаты осадки фундамента каркасной конструкции

В процессе выемки котлована под фундамент, когда глубина выемки котлована под фундамент составляет 3 м, 7 м и 10 м, соответственно, осадка прилегающего фундамента каркасной конструкции показана на Рисунке 2.


Из рисунка 2 видно, что при разной глубине выемки тренд осадки фундамента, примыкающего к каркасной конструкции, является постоянным, а оседание фундамента возле котлована больше, чем оседание другой стороны. фундамента. Из рисунка 2 видно, что с увеличением глубины выемки осадка основания каркасной конструкции постепенно увеличивается, а максимальная осадка увеличивается с 17,89 мм до 38.55 мм. Когда глубина выемки составляет 10 м, максимальная осадка примерно в 2,2 раза превышает глубину 3 м.

4.2. Расчет внутренних сил сдвиговой конструкции примыкающей рамы котлована
4.2.1. Закон изменения внутренней силы сдвигового профиля смежной рамы стеновой конструкции котлована

Для того, чтобы максимально увеличить влияние процесса выемки котлована на сдвигающуюся конструкцию соседней рамы, расстояние D от рамы Сдвиговая конструкция от стены котлована составляет 10 м, глубина подземной непрерывной стены в слой грунта Dw составляет 25 м, а толщина подземной сплошной стены составляет 600 мм, и показана расчетная диаграмма каркасной срезной конструкции. на рисунке 3.


Согласно расчету на Рисунке 3, разница осадки на обоих концах фундамента составляет 104,6 мм, а все значения наклона фундамента равны 0,00349, что превышает предел 0,003 для Стандарта проектирования для фундаментов зданий.

4.2.2. Проверка расчета несущей способности балки рамы

Балка рамы нижнего уровня с наибольшим изгибающим моментом выбирается для проверки несущей способности при изгибе. Видно, что максимальный изгибающий момент конца балки составляет M 1 = 35.52 кН / м. Кроме того, по результатам расчета внутренней силы ПКПМ, конечный момент балки балки рамы под действием статической и динамической нагрузок составляет M 2 = 69,2 кН ​​/ м, а значение полного изгибающего момента конца балки составляет M = M 1 + M 2 = 104,72 кН / м. Балка рамы имеет поперечное сечение bxh = 200 мм × 600 мм и изготовлена ​​из бетона C30 и стали HRB335. Рассчитанная по формуле несущая способность конца балки M составляет 97,78 кН / м, что меньше расчетного значения 104.72 кН / м. То есть каркасная балка будет деформирована нормальным сечением.

4.3. Анализ осадки прилегающей каркасной конструкции стены, работающей на сдвиг, в котловане

В процессе выемки котлована, когда глубина выемки H котлована составляет 3 м, 7 м и 10 м, соответственно, оседание соседней каркасной конструкции, работающей на сдвиг фундамент показан на рисунке 4.


Как видно из рисунка 4, при различной глубине выемки тенденция осадки фундамента, примыкающего к каркасной конструкции, работающей на сдвиг, является постоянной, а осадка фундамента вблизи котлована составляет больше, чем поселок на другой стороне фундамента.С увеличением глубины выемки осадки фундамента каркасной конструкции постепенно увеличиваются. Максимальное оседание постепенно увеличивается с 19,03 мм до 46,41 мм, а глубина выемки примерно в 2,4 раза превышает глубину выемки 3 м. При разной глубине выемки, когда глубина выемки составляет 10 м, средняя осадка фундамента каркасной конструкции со сдвигом и разница в осадке между двумя концами являются наибольшими. Максимальная осадка котлована глубиной 10 м — около 2.9 котлована глубиной 3 м. Максимальное значение средней осадки при разной глубине выработки составляет 30,07 мм, что меньше допустимого значения 200 мм; базовый максимум наклона составляет 0,0011, что меньше допустимого значения 0,003.

5. Выводы

В данной статье создана конечно-элементная модель выемки котлована с учетом прилегающей рамной конструкции, а также расстояние от котлована, тип фундамента, глубина выемки, осадки, толщина, глубина подпорной конструкции. , и земляные работы анализируются на основе конечно-элементной модели.Режимы и другие факторы влияют на осадку конструкции фундамента, прилегающей к котловану, и деформацию подпорной конструкции. При этом анализируется закон изменения внутренней силы при выемке котлована, проверяется безопасность и технологичность элементов конструкции. В этой статье в полной мере используется сочетание теоретических и эмпирических исследований, а также проводится эмпирический анализ, основанный на реальной ситуации. По результатам конечно-элементного анализа можно сделать следующие выводы: (1) После сравнения и анализа расстояние D между прилегающей каркасной конструкцией и стенкой котлована составляет 5 мкм м, 10 мкм м, 15 мкм, м, 20 мкм, м, 30 мкм, м соответственно.Можно обнаружить, что максимальное значение осадки и разница осадки между соседними основаниями колонн при разных расстояниях. Максимальное значение имеет место, когда расстояние между каркасной конструкцией и котлованом составляет 10 м, а максимальное значение разницы осадки при расстоянии от котлована 10 м примерно в 2,3 раза превышает расстояние от котлована 30 м. . Кроме того, по мере увеличения расстояния между каркасной конструкцией и котлованом поперечное смещение сплошной подземной стены у стороны каркасной конструкции постепенно уменьшается, и расстояние от стены котлована составляет 30 м.Максимальное значение бокового смещения уменьшено на 4,7 по сравнению с 5 м. %. (2) Сравнительный анализ: глубина выемки котлована под фундамент H составляет 3 м, 7 м, 10 м соответственно. Выявлено, что с увеличением глубины выемки осадки и перепад осадки фундамента каркасной конструкции постепенно увеличиваются, а глубина выработки составляет 10 м. Максимальная осадка разницы осадки примерно в 2,8 раза превышает глубину выемки 3 м. Кроме того, с увеличением глубины выемки максимальное значение бокового смещения подземной непрерывной стены постепенно увеличивается, а максимальное значение бокового смещения составляет около 3.7 раз глубина выемки 3 м при глубине выемки 10 м. (3) Сравнительный анализ: ситуация с использованием одного, двух и трех осадков в процессе выемки котлована под фундамент может быть обнаружена, что с увеличением количество осадков в процессе земляных работ, осадки и перепад осадки фундамента постепенно уменьшаются. Максимальная осадка фундамента и максимальная разница разницы осадки при единичных осадках около 1.В 2 раза больше, чем трех осадков. Кроме того, с увеличением количества осадков максимальное боковое смещение подземной непрерывной стены и боковое смещение в верхней части стены имеют тенденцию к уменьшению. Максимальное значение бокового смещения подземной непрерывной стены при трех осадках снижено по сравнению с одним осадком на 11,5%.

Доступность данных

Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Типы фундаментов, используемых при строительстве

При строительстве домов на одну семью, небоскребов или надстроек выбор правильного фундамента очень важен. Фундамент любого здания служит двум основным целям — распределять вес от несущих стен на почву или коренные породы под ними и не пропускать грунтовые воды или почвенную влагу.

Топография, геология и почвоведение (изучение почвы) на вашей строительной площадке в дополнение к размеру вашего здания и другим факторам, таким как тип конструкции, будут определять тип фундамента, который подходит для вашего здания.

В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные типы основ и примеры каждого из них. Мы также предоставляем визуальные доказательства каждого фундамента, чтобы помочь прояснить преимущества каждого типа фундамента.

Какие бывают типы фондов

Учитывая, что земля под нашими ногами может состоять из множества различных типов почв, камней, отложений и т. Д., Инженеры-геотехники должны знать, как эти переменные в пределах земли влияют на строительство и структурную целостность.

В строительстве есть две основные категории фундаментов: глубокие и неглубокие. Давайте рассмотрим их на высоком уровне:

1. Глубокие основания

Глубокий фундамент требуется при строительстве на песке и другом мягком грунте, который не сможет выдержать нагрузку здания. Вместо этого необходимо заложить фундамент глубоко под землей или даже под водой, чтобы можно было установить контакт с более прочными слоями земли.

Например, мосты, опоры и плотины должны закладывать фундамент под водой, сохраняя при этом структурную целостность.Именно здесь глубокие фундаменты становятся незаменимыми при возведении крупных сооружений.

2. Фундамент мелкого заложения

Обычно неглубокий фундамент — это фундамент, ширина которого превышает глубину. Неглубокие фундаменты также можно назвать раздельными или открытыми.

По понятным причинам мелкий фундамент является более экономичным из двух типов. Они не требуют особого рытья или бурения в земле, и по этой причине они являются наиболее распространенными.

Неглубокий фундамент полезен, когда здание не слишком тяжелое, а почва может выдерживать значительный вес на небольшой глубине.

Примеры фундаментов мелкого заложения

Есть четыре примера неглубоких фундаментов, на которые мы накроем мат, индивидуальное основание, комбинированное основание и стену ствола. У каждого есть уникальная структура и различные варианты использования.

1. Мат Фундамент

Матовый фундамент в полной мере использует площадь поверхности, на которой будет возведено здание, в основном используя подвал в качестве всего несущего фундамента. Основания из матов часто используются, когда почва рыхлая, слабая и требует равномерного распределения веса.

Фундаменты из матов также используются, когда возможен подвал и столбы или колонны расположены близко друг к другу. Его часто называют фундаментом плота, потому что фундамент фундамента погружен в почву, как корпус плота в воде.

2. Индивидуальные опоры

Один из наиболее распространенных типов неглубокого фундамента — это индивидуальное основание — это может даже быть то, что приходит на ум, когда вы думаете о фундаменте.

Отдельные или изолированные раздвижные опоры обычно представляют собой квадратные, прямоугольные или даже геометрические усеченные бетонные блоки, несущие нагрузку на одну колонну или опору.Ширина отдельных опор зависит от веса, который будет переноситься, и от допустимой нагрузки на грунт.

3. Комбинированные опоры

Комбинированная опора очень похожа на индивидуальную опору, за исключением того, что одно основание разделяет вес двух столбов или колонн, которые расположены достаточно близко друг к другу, чтобы гарантировать общую точку основания.

4. Фундамент стволовой стены

Стена, полоса или непрерывный фундамент — это фундамент, проходящий по всей длине несущей стены.Ленточный фундамент обычно в два или три раза превышает ширину рассматриваемой стены и обычно строится из железобетона.

Эти фундаменты типичны, когда вес здания распределяется на несущие стены, а не на колонны, столбы или балки. Ленточный фундамент обычно используется для строительства каменных стен, но также может быть эффективно использован при строительстве на гравии или плотно утрамбованном песке.

Примеры глубокого фундамента

Глубокие фундаменты чаще используются для более крупных сооружений, но могут использоваться для домов, построенных на крутых скалах, над водой, на пляже или в других уникальных местах.Глубокие фундаменты строятся именно там, где звучат — глубоко в земле. Основные примеры, сваи и кессон также имеют несколько подтипов, которые мы также рассмотрим.

1. Свайный фундамент

Самым распространенным среди категории глубоких фундаментов является свайный фундамент. Есть два типа свайных фундаментов: опорные и фрикционные. Оба состоят из скучных больших и прочных колонн глубоко в земле.

Сваи подшипниковые

Иногда почва, на которой мы строим, никогда не выдерживает достаточного веса для масштабов возводимого проекта, даже с уплотнителями грунта и мелким фундаментом.Вместо этого мы должны обойти этот слой мягкой почвы и добраться до нижнего слоя коренной породы, чтобы распределить нагрузку.

Сваи с торцевыми опорами забиваются в землю настолько глубоко, насколько это необходимо, чтобы их конец контактировал со слоем породы в земле. Это позволяет передавать груз через сваи в скалу, обеспечивая безопасное распределение веса.

Сваи фрикционные

Фрикционные сваи используют другой подход к соприкасающемуся слою мягкого грунта.Вместо бурения до слоя горной породы принцип фрикционных свай заключается в обмене силами с грунтом, окружающим колонну, с полным использованием площади поверхности колонны.

Вес, который может выдержать фрикционная свая, прямо пропорционален ее длине. Каждая свая имеет зону воздействия и должна быть равномерно распределена, чтобы обеспечить равномерное распределение и поглощение веса. Сваи могут быть деревянными, бетонными или Н-образными.

Сваи могут быть изготовлены из заводского изготовления и забиты в грунт или залиты на месте (залиты на месте на стройплощадке).

2. Фундамент кессона

Кессонный фундамент чаще всего используется при строительстве моста, пирса или другого сооружения над водой. Но его также можно использовать для поддержки путепроводов на автомагистралях, домов на склоне холма и многого другого. Кессоны могут быть изготовлены заводским способом, спущены на буровую площадку и помещены в котлован. Кессоны также могут быть построены на месте из арматурной сетки, заполненной бетоном.

Для сооружения кессонного фундамента рыхлая земля выкапывается шнеком до тех пор, пока не будет достигнута коренная порода.Во время копания можно установить полый стальной кожух, чтобы песок или почва не оседали в процессе. Затем арматурный стержень с арматурной сеткой центрируется внутри обсадной колонны, и бетон заливается, начиная с нижней части и заполняя обсадную трубу, вытесняя оставшиеся грунтовые воды вверх. После того, как бетон заполнится должным образом, кожух можно снять.

Существует несколько разновидностей кессона, вот основные типы:

  • Открытый кессон: ящик без дна, утопленный в землю и стабилизированный с помощью противовесов для балласта и навозной трубы для удаления излишков грунтовых вод.Герметичная камера позволяет работать внутри.
  • Пневматические кессоны: Когда работы по техническому обслуживанию необходимо проводить глубоко под землей или под водой, эти кессоны сконструированы так, чтобы рабочие могли спускаться по стволу.
  • Кессоны монолитные: Кессоны одностолонные большие из железобетона.
  • Кессоны отстойники: Кессоны с возможностью откачки воды снизу. Часто используется буровиками на шельфе для рециркуляции загрязненной воды.
  • Ящик-кессон: Пустотелый бетонный ящик с дном и стенками погружается в воду и затем заполняется бетоном. В полом состоянии ящик менее плотен, чем вода, и рискует выплыть из положения, но после заполнения он становится более прочным.

Выбор правильного типа фундамента

В зависимости от размера, местоположения и геотехнических проблем, с которыми сталкивается ваш проект, решение о строительстве мелкого или глубокого фундамента может быть ясным, но точный тип фундамента может быть более тонким.Принимая во внимание важность фундамента здания для его общей структурной целостности, очень важно принять правильное решение.

Обратитесь к квалифицированным строительным компаниям, инженерам и консультантам, чтобы убедиться, что фундамент прочный и выдержит нагрузку в течение всего срока службы конструкции. Вы также должны убедиться, что линии связи между всеми участниками проекта ясны.

Похожие сообщения











(PDF) Влияние выемки котлована и осадков на оседание окружающих построек

Проверено

членов.В этой статье в полной мере используется комбинация

теоретических исследований и эмпирических исследований

и проводится эмпирический анализ, основанный на реальной ситуации. По результатам конечноэлементного анализа

можно сделать следующие выводы:

(1) После сравнения и анализа расстояние D между

смежной рамной конструкцией и стенкой котлована

составляет 5 мкм, 10 мкм. , 15 мкм, 20 мкм, 30 мкм соответственно.

Можно обнаружить, что максимальное значение осадки

δvm и разница осадки между соседними

основаниями колонн при различных расстояниях. Максимальное значение δvm

возникает, когда расстояние между каркасом конструкции

и котлованом составляет 10 м, а максимальное значение перепада осадки δvm

, когда

расстояние от котлована составляет 10 м, составляет около

В 2,3 раза больше расстояния от котлована 30 м.

Кроме того, по мере увеличения расстояния между каркасной конструкцией

и котлованом боковое смещение

непрерывной стены подземной

у стороны каркасной конструкции постепенно уменьшается, а

— расстояние от стены котлована. 30 м. e

Максимальное значение бокового смещения уменьшено на 4,7 ком-

по сравнению с 5 м. %.

(2) Сравнительный анализ: глубина выемки H котлована под фундамент

составляет 3 м, 7 м, 10 м соответственно.Можно найти

, что с увеличением глубины выемки

осадки и осадки фундамента каркаса

постепенно увеличиваются, а глубина выемки

составляет 10 м. Максимальная осадка δvm

разницы осадки примерно в 2,8 раза больше, чем глубина кавитации

, равная 3 м. Кроме того, с увеличением глубины выемки

максимальное значение бокового смещения

размещения подземной непрерывной стены постепенно увеличивается на

, а максимальное значение бокового смещения Δδwvm

составляет около 3.7-кратная глубина выемки

3 м при глубине выемки 10 м.

(3) Сравнительный анализ: ситуация с использованием одного осадка

, двух осадков и трех осадков-

итаций в процессе выемки фундамента

котлована можно обнаружить, что с увеличением числа

осадки в процессе раскопок, осадки

и осадки основания

постепенно сокращаются.Максимальный набор —

элемента фундамента и максимальная разница Δδvm осадки

при единичных осадках

примерно в 1,2 раза больше, чем трех осадков

. Кроме того, с увеличением количества осадков

максимальное боковое смещение

подземной непрерывной стены

и боковое смещение вверху стены

имеют тенденцию к уменьшению. E максимальное значение Δδvm

боковое смещение подземной непрерывной стены во время трех осадков уменьшено по сравнению с одним осадком 11.5%.

Доступность данных

Никакие данные не использовались для поддержки этого исследования.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

[1] Б.С. Муруган, М. Эльхосени, К. Шанкар и Дж. Утаякумар,

«Региональная масштабируемая интеллектуальная система для обнаружения аномалий на пешеходных дорожках

», Компьютеры и электротехника,

т. 75, pp. 146–160, 2019.

[2] Л. Линь, А. Ханна, А.Синха и Л. Тирка, «Высотное здание

, подвергшееся чрезмерному оседанию фундамента: исследование случая

», Международный журнал структурной целостности, т. 8,

нет. 2, pp. 210–221, 2017.

[3] Д. Педуто, Г. Никодемо, Дж. Маккабиани и С. Ферлиси, «Анализ повреждений зданий, вызванных поселениями, в масштабе

с использованием обследований ущерба

. и данные DInSAR: тематическое исследование в e

, Нидерланды, Engineering Geology, vol. 218, стр.117–133,

2017.

[4] М. Биллиг, «Эффекты принудительного переселения общины

из сельскохозяйственного поселения в высотное здание»,

GeoJournal, vol. 81, нет. 1, стр. 123–137, 2016.

[5] Л. Сюэ, «Алгоритм прогнозирования амплитуды осадки фундамента здания

Тайчжоу», Журнал дискретной математики

Математические науки и криптография, вып. 21, нет. 2, pp. 233–237,

2018.

[6] J. Nov’a? Ek, Z.Милош, «Вклад заселения высотного

этажного здания с углублением в плане земли в пробивку

сдвига», Явления твердого тела, т. 259, pp. 198–202, 2017.

[7] В. Нан, З. Ю, «Метод наблюдения за населенными пунктами высотного здания super

», Журнал геоматики, вып. 42, нет. 3,

pp. 110–112, 2017.

[8] К. Зана, Д. Шидех, Б. Зак и др., «Ключевые предикторы структуры

оседания на жидком грунте: численное параметрическое исследование

. , ”Почвенная динамика и сейсмическая инженерия, т.113,

с. 286–308, 2018.

[9] Мирсаяпов И., Королева И. Долговременные поселения как

обследование основания высотных зданий на основе аналитической диаграммы деформирования грунта

. ”Разработка процедур, т. 165,

pp. 519–527, 2016.

[10] Т. Цзинь, Х. Чен и Д. Сяо, «Влияние естественной среды

на традиционные модели расселения: тематическое исследование

.

Традиционные поселения хакка в восточной провинции Гуандун —

ince, «Журнал азиатской архитектуры и строительства»,

vol.16, нет. 1, pp. 9–14, 2017.

[11] Й. Ли, К. Ван, К. Сун и др., «Влияние раскопок фундамента

глубиной метро на окружающее поселение»,

Journal of Liaoning Технический университет, т. 36, нет. 4,

pp. 387–390, 2017.

[12] Дж. Чжан, Р. Се и Х. Чжан, «Анализ механической реакции

заглубленного трубопровода из-за разрушения соседнего котлована.

vation , ”Тоннелирующая и подземная космическая техника,

т.78, pp. 135–145, 2018.

[13] К. Джейсон Уильямс, Ф. Б. Пирсон, К. Э. Спает и др., «In-

объединяет гидрологические данные и экогидрологические взаимосвязи

в описания экологических участков», Rangeland Ecology &

Менеджмент, т. 69, нет. 1, стр. 4–19, 2016.

[14] X. Zhang, Y. Zhang, Z. Liu и J. Liu, «Анализ характеристик передачи тепла и потока

в типичных изогнутых воздуховодах»,

Международный журнал ermal Sciences, вып.150, ID статьи

106226, 2020.

[15] З. Чжан, К. Бай, Ю. Цзян и др. «Мониторинг на месте анализирует

влияний при выемке котлована под фундамент на

8 в области гражданского строительства

Работа котлована с опорой на буронабивные сваи и стальные подпорки: тематическое исследование

https://doi.org/10.1016/j.sandf.2018.05.004Получение прав и контента

Открытый архив в партнерстве с Japanese Geotechnical Общество

открытый архив

Реферат

Подпорные конструкции с буронабивными сваями и временными наклонными стальными подкосами подходят для усиления подземных сооружений, расположенных в городских районах с высокой плотностью застройки, поскольку они удобны для использования при земляных выработках и их использования к значительной экономии времени и средств.Однако данных о котлованах, поддерживаемых буронабивными сваями и наклонными стальными подкосами, немного. В данной статье представлен тематический анализ для изучения поведения крупномасштабного котлована, поддерживаемого буронабивными сваями и наклонными стальными подпорками, в котором сообщается о движении котлована и смещении подпорной конструкции. Результаты измерений по длине котлована оказались меньше, чем по ширине (с разницей примерно 13.5–30,0%), включая вертикальное и боковое смещение котлована, а также боковое смещение буронабивных свай. Боковое смещение в верхней части буронабивных свай, δ h , составило 0,2–0,5% глубины выемки, H e . Боковое смещение буронабивных свай уменьшалось с уменьшением расстояния от угла (с разницей примерно в 50%), что продемонстрировало влияние угла на движение буронабивных свай.Основываясь на результатах измерений этого полевого случая, было обнаружено, что максимальная осадка и боковое смещение были расположены в поперечном сечении через центр западной стороны котлована. Для того, чтобы спрогнозировать распределение осадки на поверхности и базисной вертикальной качки на этом участке, был проведен анализ методом конечных элементов плоской деформации, чтобы оценить место, где произошло максимальное оседание на поверхности котлована. Разница между численными результатами и измерениями оказалась в пределах 2.6–33,0%, что подтверждает численную модель с некоторой приемлемой точностью. Численные результаты показывают, что максимальная осадка поверхности произошла на расстоянии 0,6 H e от верха фундамента, тогда как осадка в нижней части фундамента была почти равномерной на завершающей стадии строительства (например, 25 мм).

Ключевые слова

Котлован

Буронабивные сваи

Наклонные стальные распорки

Численное моделирование

Угловой эффект

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2018 Производство и размещение Elsevier B.В. от имени Японского геотехнического общества.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Исследование давления грунта котлована под фундамент рядом с композитным фундаментом с жестко-гибкими и длинно-короткими сваями

Abstract

Модельные испытания были выполнены для исследования бокового давления грунта, действующего на подпорную конструкцию, прилегающую как к естественному грунту (NG), так и к композитному фундаменту (CFRLP), которые поддерживались жестко-гибкими и длинно-короткими сваями.Были рассмотрены две процедуры испытаний, а именно приложение нагрузки к фундаменту и вращение удерживающей конструкции вдоль носка. Результаты показывают, что дополнительное боковое давление грунта, действующее на удерживающую конструкцию, прилегающую к CFRLP, меньше, чем у NG в глубине области армирования, усиленной гибкими сваями. По сравнению с NG, CFRLP дает меньшую нормированную высоту приложения бокового давления грунта, предполагая, что CFRLP блокирует горизонтальную диффузию нагрузки и обладает сильной способностью передавать дополнительную нагрузку на глубокий грунт.При вращении удерживающей конструкции боковое давление грунта, действующее на верхнюю часть удерживающей конструкции, испытывало ограниченное снижение, когда смещение в верхней части удерживающей конструкции превышало 8 мм, тогда как давление, действующее на нижнюю часть удерживающей конструкции продолжал уменьшаться с увеличением смещения. Кроме того, трехмерная модель конечных элементов (МКЭ) использовалась для исследования влияния параметра сваи и угла трения стена-грунт на дополнительное поперечное давление грунта.

Образец цитирования: Guo Y, Gu S, Jin J, Li M (2021) Исследование давления грунта в котловане, примыкающем к композитному фундаменту с жестко-гибкими и длинно-короткими сваями. PLoS ONE 16 (5): e0251985. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251985

Редактор: Анвар Хитаб, Мирпурский университет науки и технологий, ПАКИСТАН

Поступило: 12 марта 2021 г .; Принята к печати: 7 мая 2021 г .; Опубликован: 20 мая 2021 г.

Авторские права: © 2021 Guo et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи и ее файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Автор (ы) не получил специального финансирования для этой работы.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

1. Введение

Из-за урбанизации и нехватки места новые ямы неизбежно будут вырыты рядом с существующими высотными зданиями, построенными на композитном фундаменте с жестко-гибкими и длинно-короткими сваями (CFRLP). Наличие жестко-гибких и длинно-коротких свай будет влиять на поперечное давление грунта, действующее на подпорную конструкцию ям. Очень важно понимать боковое давление грунта из-за такой выемки грунта, чтобы оценить работоспособность и риск разрушения подпорной конструкции.

Типичные композитные фундаменты включают подушки и длинные-короткие сваи. Короткие сваи применяются для улучшения несущей способности неглубокого грунта, а длинные сваи помещаются в глубокий грунт для предотвращения оседания [1–7]. Подушка между плотом и сваями регулирует коэффициент распределения нагрузки между сваями и мобилизует несущую способность почвы. Некоторые исследования были выполнены для изучения характеристик композитных фундаментов. Chen et al. [8] наблюдали за осадкой 14-этажного дома и получили механизм взаимодействия сваи с грунтом в композитном фундаменте.Авторы полагали, что гибкие сваи могут ускорить уплотнение мягкого грунта, и благодаря наличию подушки несущая способность грунта будет полностью мобилизована. Zheng et al. [9] численно исследовали реакцию композитного фундамента на различные дополнительные нагрузки. Авторы утверждали, что длина сваи в композитном фундаменте существенно влияет на осадку фундамента и что чем больше длина сваи, тем меньше осадка.Sharma et al. [10] численно исследованы основные факторы, влияющие на осадку композитных фундаментов. Авторы обнаружили, что осадка плота уменьшается с увеличением толщины подушки. В настоящее время композитные фундаменты получили широкое распространение в Китае.

Знание величины и распределения бокового давления грунта, действующего на подпорные конструкции, имеет решающее значение при проектировании котлованов под фундамент. Многие ученые исследовали боковое давление грунта при смещении удерживающей конструкции.Банг [11] описал простой аналитический метод для прогнозирования активного бокового давления грунта при различных величинах смещения стен. Fang et al. [12] экспериментально исследовали активное давление грунта при вращении стены вокруг верха подпорной конструкции. Результаты показали, что распределение напряжений вдоль стены является нелинейным, и из-за эффекта выгибания напряжение в верхней части стены будет превышать уровень напряжения в состоянии покоя. Paik et al. [13] предложили метод расчета активного давления грунта при смещении подпорной стенки.В этом методе учитывалось основное отклонение напряжения, вызванное эффектом изгиба. Основываясь на теории Пайка, Goel et al. [14] исследовали распределение активного давления грунта и форму критической поверхности разрушения. Авторы обнаружили, что плоская поверхность разрушения с параболической формой арки эффективно предсказывает экспериментальные результаты. Чанг [15] представил простой метод расчета, учитывающий характер деформации и связанную с этим мобилизацию сопротивления сдвигу в грунте.Этот метод был успешно использован для прогнозирования бокового давления для стен, вращающихся вокруг своего основания. Рао [16] предложил новый упрощенный метод расчета активного давления грунта, действующего на подпорную стенку в режиме трансляции. В этом методе учитывались эффекты выгибания грунта и трения вдоль границы раздела стенка-грунт. Khosravi et al. [17] провели серию испытаний физической модели для исследования активного давления грунта на жесткую подпорную стену, подвергающуюся горизонтальному перемещению.Авторы обнаружили, что как только движение стены достигнет так называемого активного движения стены, давление грунта достигнет почти постоянного значения и не изменится при дальнейшем движении стены. Ли и др. [18] предложили новый метод расчета активного давления грунта, действующего на жесткую подпорную стенку, горизонтально перемещающуюся от массы грунта. Этот метод считал, что эффект прогиба грунта индуцировал траекторию незначительного главного напряжения. Среди этих исследований [11–18] были проведены как аналитические методы, так и модельные испытания для изучения активного давления грунта, действующего на подпорную стенку со смещением.Однако грунт обычно считается естественным грунтом (НГ) без какого-либо усиления. Существует очень ограниченное количество исследований, в которых рассматривается давление грунта на подпорные стены, прилегающие к композитным фундаментам.

Взаимодействие между существующими зданиями и котлованами также исследовалось во многих исследованиях. Finno et al. [19] описали работу свай, прилегающих к выемке. Авторы утверждали, что наблюдаемые движения коррелировали с процессом раскопок.Liang et al. [20] разработали метод, основанный на решении Миндлина, для анализа эффекта экранирования между сваями. Параметрическое исследование показало, что экранирующий эффект определяется осевой нагрузкой, приложенной к сваям. Poulos et al. [21] изучали реакцию сваи на боковые перемещения грунта, вызванные выемкой грунта, с использованием метода конечных элементов и метода граничных элементов. Авторы обнаружили, что состояние головы сваи имеет большое влияние на движение изгиба сваи. Тонг и др. [22] провели серию модельных испытаний для изучения бокового давления грунта на ПГ и композитные фундаменты.Автор обнаружил, что поперечное давление грунта композитных фундаментов меньше, чем у NG, а диапазон распределения бокового давления грунта композитных фундаментов больше, чем у NG. Korff et al. [23] предложили аналитическую модель для описания деформации сваи, вызванной глубокой выемкой грунта. Автор обнаружил, что боковой отклик сваи в основном зависит от относительной жесткости сваи на грунте. Онг [24, 25] провел серию модельных испытаний центрифуги, чтобы исследовать поведение отдельной сваи, подверженной движениям грунта, вызванным выемкой грунта.Авторы обнаружили, что после завершения выемки грунта стена и грунт продолжают двигаться, и такое движение вызывает дополнительный изгибающий момент и прогиб соседней сваи. Nishanthan et al. [26] исследовали экранирующий эффект внутри свай, прилегающих к глубоким выработкам. Авторы обнаружили, что наличие передних свай имеет тенденцию к значительному сокращению перемещений, вызванных земляными работами. Shakeel et al. [27] провели трехмерный анализ, чтобы получить представление о реакции групп свай, прилегающих к глубокой выработке.Авторы обнаружили, что мобилизация сопротивления вала по глубине сваи сильно зависит от относительного положения носка сваи по отношению к уровню выемки. Вышеупомянутые исследования дают дополнительное представление о взаимодействии раскопок и прилегающих зданий [19–27]. Однако давление грунта, действующее на подпорную конструкцию, примыкающую к УЛТП, в работе авторов не учитывалось.

В этом исследовании были выполнены два набора модельных испытаний для изучения распределения и эволюции давления грунта, действующего на подпорную конструкцию, прилегающую как к NG, так и к CFRLP (см. Рис. 1).Каждая серия испытаний проводилась при двух рабочих условиях: приложение дополнительных нагрузок к фундаменту и вращение жесткой подпорной конструкции. Было отслежено и обсуждено развитие давления грунта, действующего на подпорную конструкцию, примыкающую к CFRLP. Кроме того, трехмерная модель конечных элементов (МКЭ) использовалась для анализа бокового давления грунта, и было исследовано влияние параметров гибкой сваи.

2. Схема эксперимента

2.1 Испытательная установка

Модель коробки с внутренним отсеком 1,6 м (длина) × 1,6 м (ширина) × 2,7 м (высота) использовалась в испытании. Ящик имел 10 съемных стальных пластин спереди для облегчения добавления и удаления почвы. Задняя часть ящика представляла собой подвижную подпорную конструкцию высотой 2 м. Снаружи подпорная конструкция представляла собой стальной каркас с винтами. Концы винтов были соединены с подвижной удерживающей конструкцией. Смещения удерживающей конструкции на разную высоту производились вращением винтов на стальном каркасе.Принципиальная схема удерживающей конструкции и управления ее перемещением показана на рис. 2. Дополнительная нагрузка создавалась комбинацией домкрата и противодействующей рамы, как показано на рис. 3.

2.2 Свойства почвы

Засыпка, использованная в этом испытании, представляла собой высушенный воздухом песок, и свойства этого песка перечислены в таблице 1. Кривая гранулометрического состава засыпки показана на рис. 4. Угол внутреннего трения грунта рассчитывается с помощью испытание на прямой сдвиг (см. рис. 5).Ссылаясь на исследование Чжоу [28], модуль упругости песка был определен как 20,3 МПа при трехосном испытании (см. Рис. 6).

2.3 Материал модельного ворса

Для моделирования жесткой сваи использовались алюминиевые трубы диаметром 100 мм и толщиной 2 мм. Длина и модуль упругости жесткой сваи составляли 2,1 м и 13,68 ГПа соответственно. На внешней стороне алюминиевой трубы была накатка для увеличения шероховатости поверхности и увеличения трения между модельной сваей и песком.Испытание на прямой сдвиг (см. Рис. 7) показывает, что угол трения свая о грунт длинной сваи изменился с 10,6 ° до 27,3 ° после накатки. Для имитации гибкого ворса использовался полиуретановый каучук диаметром 120 мм и длиной 1 м. Модуль упругости сваи составил 60,35 МПа. К поверхности сваи приклеивался песок, чтобы увеличить трение между сваей и песком. Испытание на прямой сдвиг (см. Рис. 8) показывает, что угол трения сваи о грунт изменился с 11,9 ° до 33,5 ° после того, как песок был приклеен к свае.Фотографии жестких и гибких свай показаны на рис. 9.

Согласно ранее опубликованным исследованиям [29, 30], свая с отношением относительной жесткости свая к грунту менее 1 является гибкой, а свая с относительной жесткостью сваи к грунту более 1 — жесткой. Отношение относительной жесткости сваи к грунту рассчитывается следующим образом:

( K — отношение относительной жесткости сваи к грунту; D — диаметр сваи; L — длина сваи; E — модуль упругости сваи; E s — модуль упругости грунта; υ с — коэффициент Пуассона).

После расчета отношения относительной жесткости сваи к грунту для короткой и длинной сваи в этом модельном испытании составляют 0,33 и 4,18, соответственно. Таким образом, короткие и длинные сваи, использованные в этом модельном испытании, представляют собой гибкие и жесткие сваи соответственно.

2.4 Схема расположения датчиков и свай

В модельных испытаниях размер загрузочной пластины в плоскости составлял 0,8 м (длина) × 0,8 м (ширина). Расстояние между краем загрузочной пластины и подвижной удерживающей конструкцией равно 0.2 м, а размер подушки составлял 0,8 м (длина) × 0,8 м (ширина) × 0,06 м (толщина). Под подушкой располагались две жесткие сваи и две гибкие сваи. Диаметр ячеек давления земли составлял 350 мм и 1000 мм соответственно. Каждая свая была оборудована двумя датчиками давления грунта (диаметром 1000 мм) для контроля давления грунта на обоих концах сваи. Пять ячеек давления грунта (диаметром 350 мм) были помещены в засыпку для контроля вертикального давления между сваями.Девять ячеек давления грунта (диаметром 350 мм) были встроены в среднюю линию подвижной удерживающей конструкции для контроля бокового давления грунта. Расстояние между ячейками давления грунта на подпорной конструкции составляло 200 мм. Детали расположения свай и контрольно-измерительные приборы показаны на рис. 10.

Чтобы уменьшить погрешность измерения, вызванную датчиками давления земли, необходимо откалибровать ячейки, чтобы они работали должным образом в различных условиях тестирования.По сравнению с калибровкой с использованием жидкости, калибровка ячеек давления грунта с помощью песка может уменьшить ошибку измерения, вызванную эффектом выпуклости грунта и неравномерным контактным напряжением. В этой статье песок использовался для калибровки ячеек давления земли. Ячейки давления земли можно разделить на две основные категории [31] в зависимости от области применения: встраиваемые и контактные. Ячейки для заделки устанавливаются в грунт для измерения давления грунта между сваями. Контактные ячейки используются для измерения бокового давления грунта, действующего на подпорную конструкцию.Два типа ячеек давления грунта калибруются отдельно в калибровочном испытании данного исследования. Фотография калибровочных устройств представлена ​​на рис. 11.

2.5 Методика испытаний

Перед установкой свай засыпка была залита до уровня низа длинной сваи, затем сваю установили в модельном ящике и использовали планки и планки для обеспечения контурного положения и вертикальности сваи (см. Рис 12). Метод заполнения сильно влияет на несущие свойства фундамента.Из-за того, что плотность засыпки, заполненной методом воздушно-струйной обработки, слишком мала для соответствия требованиям испытаний, в этом эксперименте необходимо убедиться, что плотность засыпки составляет 1611 кг / м 3 . Следовательно, засыпка Сначала взвешивается 891,6 кг, и для заполнения ящика используется метод воздушно-струйной обработки, чтобы обеспечить равномерное распределение почвы. Затем почву уплотняют молотком массой 10 кг до тех пор, пока высота засыпки этого слоя не достигнет 30 см. Таким способом засыпка засыпается послойно до высоты верха свай.На Рис. 13 показана фотография расположения загрузочной плиты и подъемного домкрата.

В условиях нагружения на фундамент была приложена дополнительная нагрузка. Когда s / b = 0,01 (где s — это оседание загрузочной пластины, а b — ширина загрузочной пластины), дополнительная нагрузка, действующая на NG, определяется как конечная нагрузка NG. На рис. 14 показано, что в композитном фундаменте дополнительная нагрузка, действующая на нагрузочную плиту, разделена на две части, одна из которых является дополнительной нагрузкой, действующей на сваю, а другая — дополнительной нагрузкой, действующей на грунт.Чтобы изучить влияние дополнительной нагрузки, передаваемой сваей, на поперечное давление грунта соседней подпорной конструкции, мы сохранили дополнительную нагрузку, действующую на грунт в CFRLP, равной нагрузке в NG. Следовательно, когда дополнительная нагрузка, действующая на грунт между сваями из CFRLP, была равна конечной нагрузке NG, дополнительная нагрузка, действующая на нагрузочную плиту из CFRLP, была конечной нагрузкой для CFRLP.

В режиме вращения поддерживалась дополнительная нагрузка, а жесткая удерживающая конструкция вращалась в 10 ступеней.Смещение верхней части удерживающей конструкции на каждой ступени составляет 1 мм, а внизу удерживающей конструкции смещения нет. Четыре датчика перемещения симметрично расположены вверху и внизу подвижной удерживающей конструкции для измерения смещения удерживающей конструкции в реальном времени. Фотография датчика смещения показана на рис. 15. Испытание было прекращено, когда смещение в верхней части удерживающей конструкции достигло 10 мм.

Рис 15.Датчик перемещения для измерения перемещения подвижной жесткой удерживающей конструкции.

(a) Датчик смещения для измерения верхнего смещения удерживающей конструкции. (b) Датчик смещения для измерения смещения нижней части удерживающей конструкции.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251985.g015

Были проведены две группы тестов. Целью испытания 1 было определение давления грунта, действующего на удерживающую конструкцию, примыкающую к ПГ, а целью испытания 2 было определение давления грунта, действующего на подпорную конструкцию, примыкающую к ППТ.

В ходе модельного испытания были собраны данные о боковом давлении грунта, действующем на подпорную конструкцию, давлении грунта между сваями и осадке фундамента.

3. Результаты и обсуждение

В этом разделе представлены и обсуждаются распределение напряжений, дополнительное давление грунта и расположение общей осевой нагрузки на подпорную конструкцию из-за дополнительной нагрузки на фундаменты и вращения подпорной конструкции как в NG, так и в углепластике. .

3.1 Применение надбавки к фондам

3.1.1 Кривые нагрузки-урегулирования.

Кривые расчетной нагрузки для NG и CFRLP показаны на рис. 16. Характерное значение несущей способности [32] для NG составляло 89 кПа.

Для изучения влияния дополнительной нагрузки, передаваемой сваей, на поперечное давление грунта соседней подпорной конструкции, мы сохранили дополнительную нагрузку, действующую на грунт в УПТК, равной нагрузке, действующей на грунт НГ.Влияние сваи на боковое давление грунта соседней подпорной конструкции было проанализировано путем сравнения результатов CFRLP и NG. Таблица 2 показывает дополнительную нагрузку, действующую на нагрузочную плиту NG и CFRLP. Когда дополнительные нагрузки, действующие на загрузочные плиты в NG и CFRLP, составляли 89 кПа и 135 кПа, соответственно, дополнительная нагрузка, действующая на грунт обоих фундаментов, составляла 89 кПа.

3.1.2 Отношение напряжений сваи к грунту.

Соотношение напряжений сваи и грунта было рассчитано как n = S p / S s (где S p — осевое напряжение сваи, а S s — вертикальное напряжение почвы).Коэффициент распределения нагрузки сваи был рассчитан как λ p = L p / L (где L p — дополнительная нагрузка, действующая на сваю. , а L — дополнительная нагрузка, действующая на загрузочную пластину). Коэффициент распределения нагрузки почвы был рассчитан как λ s = L s / L (где L s — дополнительная нагрузка, действующая на почву. между сваями, а L — дополнительная нагрузка, действующая на загрузочную плиту).Как показано на рис. 17, соотношение напряжений жесткой сваи к грунту значительно изменилось в процессе загрузки. Отношение напряжений сваи к грунту жесткой сваи увеличилось с 5 до 17 и стабилизировалось на уровне примерно 17. Коэффициент распределения нагрузки жесткой сваи увеличился с 0,1 до 0,28 и стабилизировался на уровне примерно 0,28. Изменение отношения напряжений сваи к грунту и коэффициента распределения нагрузки гибкой сваи было относительно небольшим; первая колебалась на уровне примерно 3, а вторая — примерно на 0.8.

Рис. 17. Соотношение напряжений сваи и грунта и коэффициент распределения нагрузки углепластика из-за применения надбавки.

(a) Соотношение напряжений сваи и грунта для различных дополнительных нагрузок. (b) Коэффициент распределения нагрузки для различных дополнительных нагрузок.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251985.g017

3.1.3 Дополнительное давление грунта.

Рис. 18 иллюстрирует дополнительное боковое давление грунта, действующее на удерживающую конструкцию в грунте, прилегающем к CFRLP, для различных дополнительных нагрузок.При надбавке в 15 кПа дополнительное давление грунта имело максимальное значение на глубине 0,2 м, уменьшалось с увеличением глубины и становилось незначительным, когда глубина превышала 0,8 м (примерно ширина фундамента). Это связано с тем, что, когда нагрузка была небольшой, коэффициент распределения нагрузки жестких свай составлял менее 10%, как показано на рис. 17, и большая часть нагрузки приходилась на грунт и передавалась непосредственно на удерживающую конструкцию. По мере увеличения дополнительной нагрузки величина дополнительного бокового давления грунта увеличивалась в пределах 0.4 м-1 м. Это связано с тем, что с увеличением надбавки отношение напряжений сваи к грунту увеличивалось, что означает, что большее напряжение переносилось сваями и передавалось в более глубокие зоны.

На рис. 19 показано дополнительное боковое давление грунта, действующее на подпорную конструкцию, когда напряжение, действующее на грунт, составляло 89 кПа как в NG, так и в CFRLP. Теоретический метод [33–35], полученный из решения Буссинеска, был использован для расчета дополнительного бокового давления грунта, действующего на удерживающую конструкцию, прилегающую к НГ, как показано на рис. 19.

Как показано на рис. 19, тенденция теоретических результатов для NG сравнима с тенденцией экспериментальных результатов. Величина дополнительного бокового давления грунта, действующего на подпорную конструкцию, резко увеличивалась с увеличением глубины от 0,2 м до 1 м под землей, а затем резко уменьшалась по глубине. Ниже глубины 1 м дополнительное боковое давление грунта, действующее на подпорную конструкцию, было сравнительно небольшим.

Кроме того, в отличие от NG, где внешняя нагрузка в первую очередь влияла на дополнительное поперечное давление грунта на мелководье, в CFRLP величина бокового давления грунта, действующего на подпорную конструкцию, была почти такой же, как и в NG между 0 .2 м и 0,6 м под землей, но намного больше, чем 0,8 м. Это может быть связано с тем, что жесткость гибкой сваи была аналогична жесткости грунта, а гибкая свая и грунт действовали как зона усиления, что привело к тому, что гибкая свая улучшила несущую способность усиленной зоны и обеспечила чтобы усиленная зона могла переносить дополнительную нагрузку на глубокий грунт. Поскольку зона, усиленная гибкими сваями, передавала дополнительную нагрузку на более глубокий грунт, боковое давление грунта, действующее на удерживающую конструкцию, примыкающую к CFRLP, было больше, чем давление, прилегающее к NG между 0.6 м и 1,2 м под землей.

Высота приложения бокового давления грунта является важным показателем для оценки устойчивости подпорной конструкции при выполнении земляных работ. На рис. 20 показано, что нормализованная высота приложения бокового давления грунта, действующего на удерживающую конструкцию без нагрузки, составляет 0,35 H над нижней частью удерживающей конструкции (H — высота удерживающей конструкции). Нормализованная высота приложения бокового давления грунта, действующего на удерживающую конструкцию, прилегающую к NG, постоянно увеличивается с увеличением дополнительной нагрузки.Напротив, нормализованная высота в CFRLP увеличивается медленнее, чем у NG, и стабилизируется на уровне примерно 0,44 H.

Такое явление также может быть связано с неспособностью NG передавать дополнительную нагрузку на глубокий грунт, в результате чего высота приложения бокового давления грунта увеличивается с увеличением дополнительной нагрузки. Напротив, как только дополнительная нагрузка достигает 55% от окончательной дополнительной нагрузки, коэффициент распределения нагрузки усиленной площади и жесткой сваи CFRLP остается неизменным с увеличением дополнительной нагрузки; Таким образом, как доля нагрузки, передаваемой от CFRLP на верхнюю часть удерживающей конструкции, так и доля, передаваемая на нижнюю часть, остаются неизменными.Таким образом, высота приложения бокового давления грунта, действующего на удерживающую конструкцию, прилегающую к CFRLP, стабилизируется.

3.2 Поворот удерживающей конструкции

3.2.1 Отношение напряжений сваи к грунту.

При вращении удерживающей конструкции вдоль носка, как показано на рис. 21, отношение напряжений сваи к грунту и коэффициент распределения нагрузки сваи увеличивался с увеличением поворота удерживающей конструкции, и изменения были более значительными для жесткая свая, чем гибкая.Боковое ограничение грунта между сваями уменьшалось с увеличением поворота подпорной конструкции, уменьшая вертикальную несущую способность грунта между сваями. Кроме того, осадка грунта между сваями увеличивалась при уменьшении вертикальной несущей способности грунта между сваями. Из-за увеличения осадки уменьшилась дополнительная нагрузка, которую несет грунт между сваями, что привело к увеличению отношения напряжений сваи к грунту и коэффициента распределения нагрузки свай в различной степени.

Рис. 21. Соотношение напряжений сваи и грунта и коэффициент распределения нагрузки углепластика из-за вращения удерживающей конструкции.

(a) Соотношение напряжений сваи и грунта для различных перемещений верхней части подпорной конструкции. (b) Коэффициент распределения нагрузки для различных перемещений верхней части удерживающей конструкции.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251985.g021

3.2.2 Дополнительное боковое давление грунта.

Дополнительное боковое давление грунта рядом с CFRLP для различных смещений верхней части удерживающей конструкции показано на Рис. 22.Дополнительное боковое давление грунта, действующее на подпорную конструкцию выше глубины 1,6 м, уменьшалось с увеличением поворота подпорной конструкции. Это связано с тем, что коэффициент распределения нагрузки грунта уменьшался с увеличением вращения удерживающей конструкции, как показано на рис. 21, в результате чего величина бокового давления грунта, передаваемого от грунта к удерживающей конструкции, уменьшается. Кроме того, во время вращения горизонтальное смещение верхней части подпорной конструкции было относительно большим, и внутреннее сопротивление почвы сдвигу между углепластиком и подпорной конструкцией было мобилизовано, что привело к снижению способности грунта к диффузии напряжений. .В результате действия двух факторов величина дополнительного бокового давления грунта удерживающей конструкции на глубине более 1,6 м уменьшалась с увеличением поворота удерживающей конструкции.

Для глубин менее 1,6 м дополнительное боковое давление грунта, действующее на подпорную конструкцию, увеличивалось с увеличением поворота удерживающей конструкции. Это связано с тем, что дополнительная нагрузка, передаваемая от свай на глубокий грунт, увеличивается с увеличением вращения удерживающей конструкции (см. Рис. 21), увеличивая напряжение в глубоком грунте.Кроме того, смещение нижней части удерживающей конструкции практически не менялось при повороте удерживающей конструкции. Следовательно, величина дополнительного бокового давления грунта, действующего на нижнюю часть удерживающей конструкции, увеличивалась с увеличением поворота удерживающей конструкции.

Боковое давление грунта на разных глубинах для разных перемещений удерживающей конструкции показано на рис. 23. Скорость изменения бокового давления грунта была почти нулевой для глубины более 1.2 м, когда смещение верха подпорной конструкции достигло 8 мм (0,04% H).

Вышеупомянутое явление может возникнуть из-за того, что грунт за вращающейся конструкцией достиг активного предельного состояния. В предельном состоянии в почве за вращающейся конструкцией возникает скользящий клин (см. Рис. 24). Почва скользит горизонтально по наклонной плоскости, отделяющей клин от оставшейся массы почвы, и внутреннее сопротивление сдвигу скользящего клина полностью мобилизуется.Это приводит к тому, что дополнительная нагрузка не передается на подпорную конструкцию. Напротив, смещение нижней части удерживающей конструкции меньше, чем смещение верхней части, что позволяет предположить, что глубокий грунт может не достичь активного предельного состояния. Следовательно, величина бокового давления грунта, действующего на нижнюю часть удерживающей конструкции, продолжает изменяться при вращении удерживающей конструкции.

Как показано на Рис. 25, уменьшение дополнительного бокового давления грунта, действующего на удерживающую конструкцию, было больше для области, прилегающей к CFRLP, чем для области, прилегающей к NG, между 0 м и 0.6 м под землей. Такая тенденция может быть объяснена тем, что коэффициент распределения нагрузки грунта уменьшается с увеличением вращения удерживающей конструкции (см. Рис. 21), что приводит к уменьшению дополнительного напряжения, передаваемого от грунта к удерживающей конструкции. Кроме того, экранирующий эффект гибкой сваи ослаблял способность почвы передавать дополнительную нагрузку на подпорную конструкцию. Кроме того, поскольку способность NG передавать дополнительную нагрузку на глубокую почву была слабой, большая часть нагрузки была сосредоточена на мелководной области почвы, что привело к тому, что дополнительное напряжение в мелкой области NG было намного больше. чем у CFRLP в тесте вращения.

Рис. 26 показывает, что высота приложения бокового давления грунта NG и CFRLP уменьшалась с увеличением поворота удерживающей конструкции. Это может быть связано с тем, что верхний слой грунта вошел в активное состояние раньше, чем нижний слой грунта, поскольку вращение удерживающей конструкции увеличилось, что привело к большему снижению бокового давления грунта в верхней части. Поскольку дополнительная нагрузка на глубокий грунт увеличивалась с увеличением вращения удерживающей конструкции, поперечное давление грунта, действующее на нижнюю часть удерживающей конструкции, увеличивалось с вращением удерживающей конструкции.

4. Анализ методом конечных элементов.

В предыдущем разделе распределение и механизм эволюции бокового давления грунта, действующего на удерживающую конструкцию, примыкающую к CFRLP, были подробно описаны с помощью модельного испытания. В этом разделе трехмерный МКЭ использовался для анализа бокового давления грунта, и было исследовано влияние параметров гибкой сваи.

4.1 Модель FEM

Размер каждого компонента в FEM-анализе равен размеру модельного теста.Длина длинной сваи — 2,1 м, диаметр — 100 мм. Длина гибкой сваи 1 м, диаметр 120 мм. Размер засыпки 1,6 м (длина) × 1,6 м (ширина) × 4 м (высота). Размер подушки 800 мм (длина) × 800 мм (ширина) × 60 мм (высота). Расположение числовой модели показано на рис. 27.

Засыпка и подушка при расчете методом конечных элементов моделировались как упругопластические материалы в соответствии с критерием Мора-Кулона, в то время как сваи и подпорная конструкция предполагались из линейно упругих материалов.Свойства материалов различных компонентов показаны в Таблице 3.

В условиях нагружения нижняя граница модели FEM была зафиксирована в трех направлениях, а боковая окружающая граница рассматривалась как вертикально скользящая, но ограниченная по горизонтали. При условии вращения были сняты граничные ограничения у стороны жесткой подвижной подпорной конструкции. Смещение нижней части жесткой подвижной удерживающей конструкции оставалось неизменным, а вращение удерживающей конструкции затем контролировалось путем изменения смещения верхней части жесткой подвижной удерживающей конструкции.Для модели FEM использовалась 8-узловая линейная кирпичная сетка с уменьшенной интеграцией и контролем в виде песочных часов, а рядом с границей сваи и грунта использовалась относительно мелкая сетка. Кулоновское трение использовалось для моделирования границы раздела между грунтом и сваей. Коэффициент трения на границе сваи и грунта был получен путем испытания на прямой сдвиг. Коэффициенты трения на границе раздела μ 1 = 0,66 и μ 2 = 0,51 были выбраны для гибкой и жесткой свай соответственно.

4.2 Сравнение

На рис. 28 показано сравнение коэффициентов распределения нагрузки для различных дополнительных нагрузок. В МКЭ коэффициент распределения нагрузки длинной сваи увеличивался с увеличением дополнительной нагрузки, действующей на нагрузочную плиту, коэффициент распределения нагрузки грунта между сваями уменьшался с увеличением дополнительной нагрузки, а коэффициент распределения нагрузки короткого ворса незначительно увеличилась с увеличением надбавки. Кроме того, на рис. 29 показано, что коэффициенты распределения нагрузки длинной и короткой свай увеличивались с увеличением поворота удерживающей конструкции, в то время как коэффициент распределения нагрузки грунта между сваями уменьшался с увеличением поворота удерживающей конструкции.После сравнения результатов анализа МКЭ с результатами испытаний модели мы полагаем, что результаты МКЭ аналогичны результатам испытаний модели и что тенденция изменения кривой также такая же.

Рис. 30 показывает, что результаты анализа МКЭ согласуются с результатами модельного испытания на глубинах 0,2–0,6 м. Поскольку в модельных условиях испытаний трудно достичь идеальных условий анализа методом конечных элементов, все еще есть некоторые различия между двумя результатами на глубине 0.8–1,8 м. Как видно из Рис. 31, боковое давление грунта при анализе методом конечных элементов и модельных испытаниях увеличивается с увеличением глубины и достигает максимального значения на 1,2 м. Тенденция анализа МКЭ сопоставима с тенденцией модельного теста.

Из приведенного выше сравнения можно сделать вывод, что боковое давление грунта, полученное в результате модельного испытания, является разумным и надежным.

4.3 Параметрическое исследование

Ученые изучили влияние модуля упругости и длины свай на свойства композитных фундаментов [1, 9, 10], в то время как исследования не фокусировались на боковом давлении грунта, действующем на подпорную конструкцию, прилегающую к углепластикам.Для изучения влияния модуля упругости и длины гибкой сваи на поперечное давление грунта, действующее на подпорную конструкцию, модуль упругости гибкой сваи варьируется от 400 до 1200 МПа, длина гибкой сваи — от 1 до 1,4 м. , а остальные параметры такие же, как указано выше. Следует отметить, что дополнительная нагрузка, действующая на грунт в каждой модели, составила 89 кПа при параметрическом исследовании модуля упругости и длины сваи.

На рис. 32 показано сравнение бокового давления грунта с изменяющимся модулем упругости гибкой сваи.Понятно, что на глубине 0–1 м дополнительные боковые давления грунта равны друг другу в разных моделях МКЭ с различным модулем упругости гибкой сваи. Эта взаимосвязь существует потому, что в параметрическом исследовании дополнительные нагрузки, действующие на грунт в различных моделях МКЭ, равны друг другу, а дополнительные нагрузки, переносимые грунтом и распространяемые на соседнюю подпорную конструкцию, также равны друг другу. Кроме того, ниже глубины 1 м боковое давление грунта достигает максимума при 1.2 м, а боковое давление грунта увеличивается с увеличением модуля упругости. Это связано с тем, что с увеличением модуля упругости гибкой сваи она передает большую дополнительную нагрузку на грунт, что приводит к увеличению бокового давления грунта, действующего на подпорную конструкцию. На Рис. 33 показано сравнение бокового давления грунта для гибких свай различной длины. На глубине менее 1 м гибкие сваи разной длины достигают максимального бокового давления грунта на разной глубине.Чем длиннее свая, тем глубже она погружается, когда давление грунта достигает максимального значения. Такая тенденция может быть связана с тем, что с увеличением длины гибкой сваи положение нагрузки, передаваемой от сваи, становится более глубоким, что приводит к тому, что положение максимального значения бокового давления грунта становится более глубоким.

Кроме того, угол трения стены и грунта является одним из наиболее важных факторов, влияющих на давление грунта, действующее на подпорную конструкцию.На Рис. 34 показано распределение бокового давления грунта для различных углов трения стена-грунт. На рис. 34 показано, что поперечное давление грунта уменьшалось с увеличением угла трения между стенкой и грунтом, а изменение бокового давления грунта уменьшалось с увеличением угла трения, поскольку ось главных напряжений грунта отклоняется с увеличением угла трения, а свод грунта эффект возникает на границе раздела между стеной и почвой. Таким образом, поперечное давление грунта уменьшается с увеличением угла трения стена-грунт.

Из параметрического исследования можно сделать вывод, что длина сваи может повлиять на местоположение дополнительного давления грунта, вызванного сваей, и что модуль упругости сваи может повлиять на величину дополнительного давления грунта, вызванного сваей. Кроме того, поперечное давление грунта уменьшается с увеличением угла трения стена-грунт.

5. Выводы

Была проведена серия модельных испытаний для исследования дополнительного бокового давления грунта, действующего на подпорную конструкцию, прилегающую к углепластикам и NG.Были рассмотрены две процедуры испытаний, включая приложение нагрузки к фундаменту и вращение удерживающей конструкции вдоль носка. Кроме того, в этой статье было проведено параметрическое исследование. На основании ограниченного количества тестов и анализа методом конечных элементов были сделаны следующие выводы:

  1. Дополнительное боковое давление грунта, действующее на удерживающую конструкцию рядом с CFRLP, меньше, чем у NG в глубине области гибкого армирования. Вышеупомянутое явление объясняется тремя причинами: уменьшением коэффициента распределения нагрузки в грунте, блокированием свай и снижением способности грунта передавать дополнительную нагрузку.
  2. По сравнению с NG, CFRLP испытывает меньшую нормированную высоту приложения бокового давления грунта. Это указывает на то, что CFRLP блокирует горизонтальное распространение нагрузки и обладает большей способностью, чем NG, передавать дополнительную нагрузку на глубокую почву.
  3. При вращении удерживающей конструкции боковое давление грунта, действующее на верхнюю часть удерживающей конструкции, ограниченно уменьшается, если смещение в верхней части удерживающей конструкции превышает 8 мм, тогда как смещение, действующее на нижнюю часть удерживающей конструкции продолжает уменьшаться с увеличением смещения (или количества вращения).Это может быть связано с тем, что при увеличении вращения удерживающей конструкции грунт, прилегающий к верхней части удерживающей конструкции, переходит в активное предельное состояние.
  4. Параметрическое исследование показывает, что длина и модуль упругости сваи могут сильно повлиять на местоположение и величину дополнительного бокового давления грунта, вызываемого сваей. Эффект свода грунта, вызванный увеличением угла трения между стенкой и грунтом, значительно снизит значение бокового давления грунта.

Список литературы

  1. 1. Лян Ф-И, Чен Л-З, Ши Икс. Численный анализ композитного свайного плота с подушкой, подвергнутого вертикальной нагрузке. Компьютеры и геотехника. 2003. 30 (6): 443–53.
  2. 2. Лян Ф., Чен Л., Хан Дж. Метод интегральных уравнений для анализа свайных плотов с разнородными сваями при вертикальной нагрузке. Компьютеры и геотехника. 2009. 36 (3): 419–26.
  3. 3. Фиораванте В., Гиретти Д. Контактные и бесконтактные свайные плотные фундаменты.Канадский геотехнический журнал. 2010. 47 (11): 1271–87.
  4. 4. Хорикоши К., Рэндольф М.Ф. Центрифужное моделирование свайных фундаментов плотов по глине. Геотехника. 1996. 46 (4): 741–52.
  5. 5. Фиораванте В. Перенос нагрузки с плота на сваю с промежуточным слоем. Геотехника. 2011. 61 (2): 121–32.
  6. 6. Tradigo F, Pisanò F, di Prisco C, Mussi A. Нелинейное взаимодействие грунта и конструкции в несвязных свайных основаниях плота. Компьютеры и геотехника.2015; 63: 121–34.
  7. 7. Сюй Ц., Сюй И, Сунь Х. Применение системы остатков длинных и коротких свай в раскопках с раскосами. Международный журнал гражданского строительства. 2015; 13: 81–9.
  8. 8. Лун-чжу Ц., Фа-юнь Л., Да-чжи Х., Го-цай В. Полевые исследования поведения композитного свайного плота-фундамента для высотных зданий. Китайский журнал геотехнической инженерии. 2004. 26 (3): 167–71.
  9. 9. Чжэн Дж.Дж., Абушарар С.В., Ван Икс-Зи. Трехмерное нелинейное конечно-элементное моделирование композитного фундамента, образованного сваями из CFG и извести.Компьютеры и геотехника. 2008. 35 (4): 637–43.
  10. 10. Шарма В.Дж., Васанвала С.А., Соланки СН. Поведение несущих элементов амортизированного композитного свайного плотного фундамента при осевой нагрузке. Словацкий журнал гражданского строительства. 2014; 22 (4): 25–34.
  11. 11. Банг С. Активное давление грунта за подпорными стенами. Журнал геотехнической инженерии. 1985; 111 (3): 407–12.
  12. 12. Fang Y-S, Ishibashi I. Статическое давление грунта при различных перемещениях стен.Журнал геотехнической инженерии. 1986; 112 (3): 317–33.
  13. 13. Пайк К.Х., Сальгадо Р. Оценка активного давления грунта на жесткие подпорные стены с учетом эффекта выгибания. Геотехника. 2003; 53 (7): 643–53.
  14. 14. Goel S, Patra NR. влияние прогиба на активное давление грунта для жестких подпорных стенок с учетом трансляционного режима. Международный журнал геомеханики. 2008; 88 (2): 123–33.
  15. 15. Чанг М-Ф. Боковое давление грунта за вращающимися стенами.Канадский геотехнический журнал. 1997; 34 (4): 498–509.
  16. 16. Рао П., Чен К., Чжоу Ю. Определение активного давления грунта на жесткую подпорную стену с учетом эффекта арки в связном грунте обратной засыпки. Международный журнал геомеханики. 2016; 16 (3): 040150821 ~ 0401508219.
  17. 17. Хосрави М.Х., Пипатпонгса Т., Такемура Дж. Экспериментальный анализ давления грунта на жесткие подпорные стены в режиме трансляции. Геотехника. 2013; 63 (12): 1020–8.
  18. 18.Ли Дж. П., Ван М. Упрощенный метод расчета активного давления земли на жесткие подпорные стены с учетом эффекта изгиба в поступательном режиме. Международный журнал геомеханики. 2014; 14 (2): 282–90.
  19. 19. Финно Р.Дж., Лоуренс С.А., Аллау Н.Ф. Анализ работоспособности свайных групп, примыкающих к глубокой выработке. Журнал геотехнической инженерии. 1991. 117 (6): 934–55.
  20. 20. Лян Ф., Ю Ф., Хан Дж. Упрощенный аналитический метод определения реакции группы свай с осевой нагрузкой, подверженной боковому смещению грунта.KSCE Журнал гражданского строительства. 2013. 17 (2): 368–76.
  21. 21. Поулос Х.Г., Чен ЛТ. Отклик сваи из-за неподдерживаемого бокового смещения грунта, вызванного выемкой грунта. Канадский геотехнический журнал. 1996. 33 (4): 670–7.
  22. 22. Цзянь-син Т., Мин-ли Й, Мин-шань В., Сюнь-хай С., Синь-хуй Ю. Экспериментальное исследование бокового давления грунта на жесткий свайный композитный фундамент. Механика горных пород и грунтов. 2014; 35 (6): 1572–8.
  23. 23. Корфф М., Майр Р. Дж., Ф. Ф. Взаимодействие сваи и грунта и эффекты оседания, вызванные глубокими земляными работами.Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии. 2016; 142 (8): 04016034–1 ~ -14.
  24. 24. Онг ДЕЛ, Леунг К.Ф., Чоу Ю.К. Поведение сваи из-за движения грунта в глине, вызванного выемкой грунта. I: Стабильная стена. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии. 2006. 132 (1): 36–44.
  25. 25. Онг ДЕЛ, Леунг К.Ф., Чоу Ю.К. Поведение групп свай, подверженных движению грунта, вызванному выемкой грунта, в очень мягкой глине. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии.2009. 135 (10): 1462–74.
  26. 26. Nishanthan R, Liyanapathirana DS, Leo CJ. Эффект экранирования в группах свай, примыкающих к глубоким раскопкам и раскопкам. Международный журнал геотехнической инженерии. 2016: 1–13.
  27. 27. Шакил М., Нг CWW. Механизм осадки и передачи нагрузки свайной группы, примыкающей к глубокой выработке в мягкой глине. Компьютеры и геотехника. 2018; 96: 55–72.
  28. 28. Чжоу Дж., Ян Дж., Лю З., Гун X. Недренированная анизотропия и несоосное поведение глинистого грунта при вращении главного напряжения.Журнал Чжэцзянского университета — НАУКА А. 2014; 15 (4): 241–54.
  29. 29. Ван К. Расчетные характеристики и механизм передачи нагрузки гибкой сваи [докторская степень]. Ханчжоу: Чжэцзянский университет; 1991.
  30. 30. Дуан Дж. Численный анализ композитного фундамента с гибкими сваями [Докторантура]. Ханчжоу: Чжэцзянский университет; 1993.
  31. 31. Лабуз Дж. Ф., Теру Б. Лабораторная калибровка земных ячеек давления. Журнал геотехнических испытаний.2005; 28 (2): 12089.
  32. 32. Китай MOHURD. Технический кодекс для композитного фундамента. Пекин: China Planning Press; 2012.
  33. 33. Уитлоу Р. Основы механики грунтов: Основы механики грунтов; 1983.
  34. 34. Ву З-Дж, Ву Х-Дж, Хань Ф. эластичность. Пекин: Издательство Пекинского технологического института; 2010.
  35. 35. Хун-синь В. Уравнения для расчета напряжений в полубесконечном упругом твердом теле, подверженном вертикальной прямоугольной и полосовой равномерной нагрузке под поверхностью земли.Механика горных пород и грунтов. 2016; 37 (1): 113–8.

Методы поддержки — Фундамент области залива

Какие методы поддержки доступны?

Фундамент — это метод, который мы используем для устранения проседающих фундаментов и других проблем с фундаментом, которые наиболее часто встречаются здесь, в Bay Area Underpinning. Это решение для ремонта фундамента включает в себя опускание или опускание бетонных плит снизу, чтобы поднять и стабилизировать конструкцию наверху.Наша собственная команда использует различные опоры для поддержки различных фундаментов в Калифорнийском заливе. Тем не менее, есть также много разных способов, которые можно использовать для стабилизации вашего дома в Калифорнии.

Команда экспертов Bay Area Underpinning будет усердно работать, чтобы обеспечить надлежащую поддержку вашего дома с использованием правильной техники крепления.

Общие методы поддержки

Ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных типов опор, используемых для возведения и ремонта домов.

  1. Pit Method: В этом методе используемые столбцы короче, чем в некоторых других методах. Сначала фундамент делится на обычные секции. Затем в стене фундамента делают отверстия чуть выше уровня цоколя и прикрепляют опорную иглу с несущей пластиной, чтобы удерживать фундамент. Затем выкапывается котлован и под него закладывается новый фундамент. Работа для такого рода подкрепления ведется по разделам.
  2. Метод заливки массой: Этот тип основания используется в ситуациях, когда требуется неглубокое основание, но не слишком много копать.При этом методе выкапывается слабый грунт под поверхностью и на его место заливается бетон для укрепления основания.
  3. Балка и основание Метод: В этом методе используется традиционное массивное бетонное основание вместе с поддерживающими балками для обеспечения устойчивости фундамента. Вес фундамента поддерживается балками, сооруженными ниже или выше фундамента. Эти балки распределяют вес фундамента и равномерно переносят его на массивное бетонное основание.
  4. Метод свай: Это метод, который обычно используется командой экспертов здесь, в Bay Area Underpinning.В методе свай фундаментные сваи, также известные как опоры фундамента, устанавливаются на равных расстояниях вдоль фундамента, чтобы поднять его и перенести вес дома с неустойчивого бетона. Этот метод особенно полезен на обширных, эрозионных или переувлажненных почвах.

Выше приведены некоторые из наиболее распространенных видов опор фундамента. Хотя наша команда использует свайный метод для большинства ситуаций ремонта фундамента, существует много различий между ремонтными работами в зависимости от типа используемых опор.Мы бесплатно предоставим вам смету, чтобы наша команда могла изучить проблемы с фундаментом в вашем доме и предложить индивидуальное решение, которое устранит вашу проблему и соответствует вашему бюджету.

Методы подкрепления, используемые в районе залива

Есть несколько различных типов опор фундамента, которые мы используем для свайного метода опоры. Мы предлагаем различные виды опор и их уникальные преимущества:

  • Опорные / толкающие опоры : опоры этого типа вбиваются в землю под опускающимся фундаментом до тех пор, пока не достигнут устойчивых слоев почвы.После того, как опора закреплена в земле, она поднимается гидравлически, чтобы поднять бетон до нужного уровня. Это опора с концевой опорой, которая не полагается на поверхностное трение для подъема фундамента и является лидером среди систем стальных прокладок, проникая глубоко в землю для надежной опоры.
  • Винтовые опоры : Эти опоры работают примерно так же, как стальные опоры. Однако то, что делает спиральные опоры уникальными, — это их резьбовые валы. Резьба на этих опорах позволяет им работать как винты, когда они вкручиваются в землю.Это придает им дополнительную устойчивость при небольших нагрузках на конструкцию.
  • Просверленные бетонные опоры : Для установки этих опор просверливается отверстие для каждой опоры, а набор стальных стержней связывается в пучок и помещается в отверстие. Затем в отверстия заливается бетон, на опоры устанавливаются гидравлические домкраты, которые используются для подъема фундамента. После подъема фундамента вместо домкратов используются распорки для стабилизации фундамента.

Эти опоры — отличный вариант для многих типов ремонта фундамента, потому что они не требуют обширных земляных работ или замены всего фундамента.Если вы заметили какие-либо проблемы с фундаментом в своем доме — трещины в плитах, изогнутые или наклонные стены подвала, трещины в стенах или потолке, наклонные полы или торчащие двери или окна — позвоните в команду Bay Area Underpinning сегодня. Мы — местная компания, в которой команда лицензированных профессионалов готова предоставить вам наилучший ремонт. Позвоните в нашу команду, чтобы получить бесплатную оценку фундамента в районе залива Калифорнии — от Сан-Франциско до Сакраменто и Ричмонда.

Основа — Компания Фонда Феникса

Фундамент — это процесс, который систематически расширяет фундамент сооружения до более глубокого возвышения.Эта система часто используется в работах по модернизации, когда предлагаемые раскопки в противном случае подорвали бы почти строения. В дополнение к традиционному основанию котлована фундамент также может быть укреплен просверленными микрошваями или цементным раствором. В зависимости от протяженности прилегающих выемок могут также потребоваться дополнительные элементы поддержки, такие как анкерные крепления, распорки и / или опоры, чтобы обеспечить дополнительную поддержку опорных опор.

Укрепление котлована требует, чтобы ряд котлованов был выкопан под существующим (-ыми) фундаментом (-ами), требующим поддержки.Каждая яма выкапывается вручную и поддерживается кольцами деревянного утеплителя. По достижении земляного полотна каждый котлован заполняется бетоном (обычно неармированным) в пределах трех (3) дюймов от нижней стороны существующего фундамента. На следующий день зазор заполняется цементной смесью, известной как «сухая набивка», которая позволяет переносить нагрузку на фундамент непосредственно на новую опорную опору. Этот процесс продолжается вдоль существующего фундамента до тех пор, пока он не будет полностью поддержан на необходимой глубине.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.