Как армировать сваи: Армирование свай

Армирование свай

На данной странице представлена информация о армировании свай. Вы узнаете, какие сваи подлежат армированию и какие виды укрепления железобетонных изделий существуют. Также будет детально рассмотрена технология армирования буронабивных конструкций и расчеты, предшествующие данному процессу. 

Оглавление:

• Виды армирования свай
  • Армирование продольного типа
  • Армирование продольно-поперечного типа
  • Армирование по методу предварительного напряжения
• Какие сваи армируются
  • Армирование забивных конструкций
  • Армирование буронабивных и буроинъекционных конструкций
• Расчёты
• Как выполняется армирование жб свай

Наша фирма предоставляет услуги по реализации свайных изделий с квадратным, прямоугольным и круглым сечением, обладающих продольным и продольно-поперечным армированием. Мы поставляем все распространенные типоразмеры свай длиной от 3-12 метров.

Виды армирования свай

Важно: классификация способов армирования свай приведена в нормативе ГОСТ №10992 «Арматурные каркасы для ЖБ изделий». Согласно данному документы, выделяют два вида армирования — продольным и продольно-поперечным каркасом.

Рассмотрим каждый способ подробнее.

Армирование продольного типа

Железобетонные конструкции, армированные продольным способом, подлежат к использованию в устойчивой среднеплотной почве, к которой относится суглинок, глинистый грунт и супесь. Из-за уменьшения расхода арматуры при производстве такие сваи стоят дешевле, однако в плане сопротивления нагрузкам на изгиб и растяжение они уступают конструкциям с продольно-поперечным армированием, что не позволяет применять их в гидротехническом строительстве и в сейсмически опасных регионах.

Важно: армокаркас при продольном армировании состоит из параллельно расположенных арматурных прутьев в количестве 4 (для свай 20х20 — 30х30 см) или 8 шт. (для свай 35х35 и 40х40 см). Диаметр применяемой арматуры варьируется в пределах от 12 до 15 мм. (используются стержни рифленого типа марки А1 и А2).

Рис. 1.1: Продольное армирование свай

Части ствола сваи, испытывающие в процессе погружения повышенную нагрузку, укрепляются дополнительным армированием:

• Верхний контур сваи усиливается металлическими сетками, расположенными на расстоянии 5 см. друг от друга (количество 4-5 шт). За счет наличия сеток уменьшается риск возможного повреждения конструкции в процессе забивки молотом;
• Нижняя часть ствола укрепляется стальной обоймой конической формы, которая приваривается к поверхности подогнутых вовнутрь арматурных прутьев. Обойма усиливает бетонное острие сваи, которое во время погружения может сталкиваться с камнями и горными породами.

Армирование продольно-поперечного типа

Для продольно-поперечного способа армирования железобетонных конструкций применяется пространственный армокарас, состоящий из параллельных прутьев арматуры (диаметр 11-15 мм., класс А1 или А2) и соединяющих их поперечных перемычек (диаметр 8-12 мм). Также в качестве соединяющих элементов может применяться собранная в цилиндр металлическая сетка, такой подход реализуется при армировании свай круглого сечения.

Рис. 1.2: Каркас для продольно-поперечного армирования

Важно: поскольку разные участки ствола в процессе забивки свай и работы в грунте испытывают отличающиеся по силе нагрузки, шаг поперечных перемычек по периметру ствола отличается. В центральной части он варьируется в диапазоне 20-30 см. (для конструкций длиной до 12 м — 30 сантиметров, длиннее 12 м — 20 см), по боковым граням ствола — 10 см.

Рис. 1.3: Продольно-поперечное армирование

Оголовки свай, армированных данным методом, также усиливаются арматурной сеткой и конусообразной стальной обоймой на острие ствола.

Армирование по методу предварительного напряжения

Метод преднапряжения является вспомогательной технологией, реализация которой позволяет достичь увеличения плотности бетона и, как следствие, существенного повышения сопротивления сваи нагрузкам на разрыв и изгиб.

Преднапряжению подлежат сваи как с продольными, так и с продольно-поперечными армокаркасами. Главное условие — используемая арматура должна изготавливаться из высокопрочных сталей 35-ГС и 30-ХГ2С (применяются стержни 13-20 мм в диаметре).

Рис. 1.4: Гидродомкрат для преднапряжения арматуры

Суть метода состоит в следующем: после укладки армокаркаса в заливочную форму он растягивается с помощью гидравлических домкратов (для увеличения эффективности растяжения на арматуру воздействуют электрическим током, за счет которого снижается плотность стали). После фиксации каркаса в растянутом состоянии заливочная форма заполняется бетоном. Напряжение домкратами убирается после схватывания бетона «на отлип» — арматура возвращается до первоначального размера и в месте с ней сжимается и уплотняется бетон, частично отвердевший вокруг прутьев.

Рис. 1.5: Гидродомкрат в процессе работы

Какие сваи армируются

Важно: армированию подлежат все виды железобетонных свай — забивные, буронабивные и буроинъекционные.

Армирование забивных конструкций

Изготовление свай забивного типа осуществляется на производственной линии, где выполняются все стадии их формирования, включая укрепление арматурным каркасом. Создание армокаркаса может выполняться как на заводе, изготавливающем ЖБИ, так и на предприятиях, специализирующихся на металлопрокате, у которых завод закупает арматурную заготовку.

Рис. 1.6: Изготовления арматурного каркаса

Армокаркас при производстве сваи размещается внутри металлоформы — специальной опалубки, разделенной продольными бортами на отсеки, соответствующие размерами форме изготавливаемых свай. После укладки арматурных каркасов отсеки металлоформы заполняются бетоном, и опалубка транспортируется в камеру пропарки, где при повышенной температуре происходит отвердевание бетона. После набора бетоном нормативной прочности сваи, посредством лебедочных механизмов, изымаются из металлоформы и складируются на месте хранения.

Рис. 1.7: Металлоформа для свай

Армирование буронабивных и буроинъекционных конструкций

Данные виды свай изготавливаются в почве непосредственно на территории строительного объекта, там же происходит и их армирование.

Методика армирования набивных и инъекционных конструкций отличается лишь последовательностью реализации технологических операций:

• При монтаже свай буронабивного типа первоначально в грунте пробуривается скважина, после проходки полости на требуемую глубину в нее с помощью крана устанавливается продольно-поперечный армокаркас. Далее в устье скважины монтируется бетонолитная труба и полость заполняется бетонной смесью;
• Скважины для буроинъекционных свай разрабатываются специальными буровыми колоннами, во внутренней части которых присутствует канал для нагнетания бетона. Заполнения полости бетоном происходит сразу же по завершению ее проходки, и уже в бетон посредством вибропогружателя загружается каркас из арматуры.

Рис. 1.8: Погружение армокаркаса в скважину под буронабивную сваю

Технология армирования набивных железобетонных конструкций при их самостоятельном изготовлении практически не отличается от вышеприведенной, за исключением того, что все технологические операции выполняются вручную.

Расчёты

Армирование железобетонных свай требует проведения предварительных расчетов, направленных на определение количества используемой для создания каркаса арматуры. В качестве примера рассмотрим расчет арматуры под 20 буронабивных свай диаметром 30 см и высотой 2 м. , используемых для обустройства фундамента под дом из пенобетона.

Рис. 1.9: Схема армирования буронабивных свай

Для армирования свай диаметром 30 и больше сантиметров используется пространственный армокаркас и 4-ех продольных прутьев и соединяющих их поперечных перемычек в количестве 3-ех шт., по одной в каждой части ствола сваи (низ-центр-верх).

Важно: длина продольных прутьев должна на 25-30 см. превышать высоту тела сваи, выпуски арматуры впоследствии соединяются с армокаркасом ростверка.

Имея исходные данные можно рассчитать общую длину требуемой продольной арматуры:

• 4*(2+0.3) = 9,2 м. — на одну сваю;
• 20*9,2 = 184 м. — на все сваи.

Далее высчитываем длину гладкой арматуры, используемой в качестве продольных перемычек (по 3 шт. на каждую сваю). Для этого потребуется определить длину окружности сваи, делается это по формуле O = p*d, в которой: d — диаметр сваи, p — 3,14 (константа). В нашем случае длина окружности составляет 94.5 см.

• 3*0,945 = 2,84 м. — на одну сваю;
• 20*2,84 = 56,7 м. — на все сваи.

В итоге мы определили, что для армирования 20 буронабивных свай нам потребуется 184 м. продольной арматуры (используются рифленые прутья диаметром 12-50 мм) и 57 м. арматуры для поперечных перемычек (гладкие прутья диаметром 8-10 мм).

Важно: учитывая отходы при резке арматуры, имеет смысл брать прутья с запасом в 10-15 метров, поскольку сваривание недостающих по размеру обрезков с краев арматуры в один стержень негативно сказывается на общей прочности армокаркаса.

Как выполняется армирование ЖБ свай

Для армирования железобетонных конструкций, при их самостоятельном изготовлении, нужна болгарка и сварочная установка. Сварка, при надобности, заменяется вязальной проволокой, которой также можно соединять отдельные стержни в армокаркас.

Рис. 2.0: Вязка армокаркаса проволокой

Технология выполнения работ следующая:

• Арматурные прутья болгаркой нарезаются на отрезки требуемой длины. Имеет смысл заготавливать материалы предварительно, чтобы потом одним заходом сделать каркасы для всех свай;
• Подготавливаются прутья для поперечных перемычек — их можно выгнуть, придав стержням требуемую округлую форму, либо разрезать на 4 отдельных куска, которые впоследствии будут привариваться по боковым контурам продольного каркаса;
• Имея в наличии исходный материал начинается сборка армокракасов — два продольных прутка укладываются параллельно друг другу и соединяют в трех местах (по центру, снизу и сверху) поперечными перемычками. Далее аналогичным образом свариваются оставшиеся два прутка, после чего заготовки стыкуются между собой;
• По завершению сборки каркасов арматура покрывается антикоррозийным грунтом.

Рис. 2.1: Сварной арматурный каркас

Монтаж армокаркаса в скважину выполняется по следующей технологии:

• После проходки скважины на требуемую глубину ее дно устилается геотекстилем либо рубероидом;
• Поверх геотекстиля делается 10 сантиметровая подсыпка из мелкофракционного щебня;
• Из рубероида скручивается цилиндр (фиксируется скотчем) высотой равный размеру продольных прутьев, и опускается в скважину;
• Подготовленный армокракас устанавливается внутри опалубки;
• Скважина заполняется бетонной смесью (класс бетона — М200 либо М300). После заливки бетон штыкуется арматурным прутком с целью удаления из смеси полостей воздуха.

Рис. 2.2: Скважина под набивную сваю перед заливкой бетоном

К дальнейшему строительству армированная свая будет готова спустя 25-30 дней после заливки — простой нужен для набора бетоном прочности.

Полезные материалы

Арматурный каркас для фундамента

Арматурный каркас — это остов фундамента, собираемый из стальных прутьев, воспринимающих растягивающие нагрузки и препятствующий деформациям.

Армирование ленточного фундамента

Размер арматуры определяется нагрузками, которые задаются массой здания, размерами строения и составом грунтов. 

Усиление свайного фундамента

Наша компания проводит такие работы, если речь идет об усилении свай и свайного фундамента  путем проведения свайных работ.

Армирование буронабивных свай диаметром 30-40 см на всю длину: основные моменты

Содержание статьи

• 1 Технология армирования
  • 1.1 Схемы армирования
  • 1.2 Выбор арматуры
  • 1.3 Изготовление каркасов

Ввиду особенностей конструкции и эксплуатационных условий армирование свай является обязательным условием. Возникающие в пластах силы пучения стремятся изогнуть, сдвинуть, порвать либо вытолкнуть ж/б изделие наружу.

Глубина скважин, в которые укладывается бетон, в индивидуальном строительстве редко превышает 2,5 – 4 м. Во избежание осыпания грунта в забой при армировании, бетонировании используется опалубка. Наиболее популярны цилиндры из рубероида, полиэтиленовые, асбоцементные трубы. Армирование буронабивных свай производится в несъемную опалубку, что позволяет снизить защитный слой бетона. Кроме того, полимерные трубы решают несколько задач:

• гидроизоляция бетонной конструкции;
• снижение выдергивающих усилий (грунтам сложно зацепить гладкий материал), но в тоже время это снижает несущую способность сваи, т.к. уменьшается боковая сила трения;
• предотвращение обваливания породы на забой.

При монтаже свайного фундамента необходимо руководствоваться нормативными документами:

• СП 24. 13330 – фундаменты свайные;
• СП 28.13330 – антикоррозионная защита;
• СП 45.13330 – фундаменты, основания, эксплуатирующиеся в земле;
• Ведомственные и отраслевые руководства по проектированию;
• планы ППР, технологические карты (типовые) на производство работ.

В зависимости от размера скважины, вертикальных нагрузок, крутящего момента процент армирования составляет 0,4 – 3%. Например, при выборе бетона В25 для свай диаметром 30 см потребуется:

• 3% армирование при расчетном моменте в пределах 70 тс*м;
• 2% при 60 тс*м;
• 1% при 30 тс*м;
• 0,4% при 15 тс*м.

При увеличении диаметра скважины до 40 см (обычно максимальный размер оснастки ручного инструмента или мотобура) этот же процент армирования допускается при моментах, увеличенных в 1,2 раза.

Схемы армирования

Величина и вид нагрузок свайного фундамента существенно влияет на расход арматуры. Например, если сваи диаметром 30 см испытывают исключительно вертикальное вдавливание, опираясь на пласт с высокой несущей способностью, ствол может не армироваться, прочность бетонного стержня достаточна для обеспечения устойчивости конструкции.

Головная часть армируется всегда, чтобы вертикальные прутки, изогнутые под прямым углом, позже были связаны с каркасом монолитного ростверка или плиты (плитный ростверк). Причем, конструкция утапливается в бетон уже после укладки смеси. Характеристики каркаса для головной части свайного фундамента следующие:

• длина стержней – 1 – 1,5 м;
• количество прутков – 4 – 7 штук;
• спираль, хомуты – не обязательны;
• выпуск для ростверка – 50 см для свай диаметром 30 – 40 см;

Если в схеме при расчетах появляется горизонтальные нагрузки с неизбежными для них крутящими моментами, каркас должен погружаться на всю глубину скважины, в схему армирования свайного фундамента добавляются следующие элементы:

Вязка каркаса для сваи.

Хомутами каркасам придается необходимая пространственная геометрия, фиксаторами обеспечивается защитный бетонный слой, чтобы предотвратить разрушение металла от коррозии. Шаг хомутов составляет 30 – 70 см, увеличивается в средней части, снижается на забое, устье.

• площадь сечения сваи 40 см диаметра – 3,14 х R2 = 3,14 х 202 см = 1256 см2
• минимально допустимый процент – 0,4% х 1256 см2 = 5 см2
• максимально допустимый процент – 3% х 1256 см2 = 37, 68 см2
• сечение арматуры из таблиц ГОСТ – 2,01 см2 для 16 мм прутка, 1,54 см2 для 14 мм стержня, 1,13 см2 для 12 мм арматуры.

При минимально возможном коэффициенте для каждой свае потребуется 4 стержня 14 мм диаметра или 5 стержней 15 мм диаметра. Для максимально допустимого потребуется 18 прутков 16 мм, 24 арматуры 14 мм либо 33 стержня 12 мм.

На практике в частном домостроении обычно используют 4-6 стержней, 4 это минимальное число прутков. Защитный слой обеспечивается креплением на арматуру специальных пластиковых прокладок, отделяющих металл от опалубки.

Выбор арматуры

Согласно СП 63.13330 для свайного фундамента применяется арматура, соответствующая ГОСТ 5781 классов:

• А3 – маркируется А400 либо А500, имеет рифленую поверхность, повышенное сцепление с бетоном, предназначена для вертикальных стержней каркаса;
• А1 – гладкая, используется в хомутах, обозначается А240.

Длину стержней вычисляют сложением глубины скважины, высоты ростверка над землей, 50 см, необходимых для заделки в ростверк изогнутой части. Длину хомутов определяют, исходя из конфигурации (кольцо, квадрат).

Обычная арматура изготавливается из сталей 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс, она для сварки не предназначена, связывается проволокой. Специальная арматура имеет в обозначении букву С (например А400С), создается из легированных сталей, не изменяющих свойств в сварочных стыках.

Каждая заглубленная в землю конструкция свайного фундамента диаметром 40 см имеет конкретную несущую способность, зависящую от сопротивления грунта под подошвой и на всем ее протяжении (боковое трение).

Поэтому застройщику остается подсчитать сборную нагрузку здания (вес всех элементов силового каркаса, снеговые/ветровые нагрузки из таблиц СП, мебель, прочая эксплуатационная нагрузка), разделить ее на несущую способность сваи, чтобы получить необходимое количество скважин свайного фундамента.

Учитывая минимальную длину свай, диаметр отверстий в земле (обычно 40 см) в индивидуальном строительстве, рекомендуется обеспечить двукратный прочностной запас. Например, ввиду высокой стоимости геологических исследований, шурф в пятне застройки выкапывается самим застройщиком, состав почвы определяется на глаз. Чтобы компенсировать погрешность, недостаточную длину, малый диаметр (30-40 см), специалисты рекомендуют:

• умножать вес стен, перекрытий на 2, это примерно равно массе снежного покрова, жильцов, мебели, оборудования, ветровых нагрузок;
• для СИП панелей, каркасных конструкций лучше использовать коэффициент 3, так как они очень легкие.

Итоговую цифру сборных нагрузок дополнительно умножают на 1,3 для гарантированного прочностного запаса. На практике для легких одноэтажных построек расчеты показывают, что одна – две 30 см сваи, имеющие длину 2,5 м, полностью выдерживают вес коттеджа при условии гарантированного достижения несущего пласта.

Изготовление каркасов

Технология армирования свайного фундамента секретов практически не имеет, нужно просто соблюдать последовательность действий:

• изгибание хомутов – диаметр колец или квадратов должен быть на 4 – 8 см меньше внутреннего диаметра опалубки, чтобы обеспечивать 2 – 4 см защитный слой, соответственно;
• крой вертикальных стержней – длину выбирают в зависимости от высоты ростверка, глубины забоя, добавляя 50 см на изгиб для связки с каркасом ростверка;
• вязка – крепление проволокой прутков к хомутам через 30 – 70 см.

Приспособление для вязки арматуры.

После чего, остается надеть на хомуты несколько пластмассовых прокладок по периметру, опустить каркас на всю длину внутрь опалубки, уложить бетон.

Данные рекомендации пригодятся индивидуальным застройщикам при самостоятельном армировании буронабивных свай. Позволят избежать ошибок, заложить достаточный прочностной запас для максимально возможного эксплуатационного ресурса здания.

Рекомендуем: Технология строительства буронабивных свай с ростверком.

Как спроектировать железобетонную сваю?

Артикул

11.02.2020 3 минуты на чтение

В отличие от других общих программ для свай, RSPile — невероятно гибкий инструмент, который позволяет вам проектировать сваи для всех типов геотехнических проектов, включая как забивные, так и с осевой и/или поперечной нагрузкой. В рамках этих опций RSPile включает в себя множество инструментов, позволяющих настроить сваи, в том числе Concrete Designer для армированных и предварительно напряженных железобетонных свай с осевой/боковой нагрузкой.

Concrete Designer позволяет легко определить свойства поперечного сечения бетона. Для железобетонных свай это включает схемы армирования, кожухи, сердечники и двутавровые балки. Рабочий процесс Concrete Designer разработан для скорости и удобства, поэтому вы можете максимально эффективно проектировать бетонную секцию.

Чтобы получить доступ к Concrete Designer, откройте диалоговое окно Свойства сваи , выбрав:

Сваи > Свойства сваи

На вкладке Осевая/поперечная выберите тип сваи «Железобетон». Появится кнопка дизайна, которая позволит вам открыть Concrete Designer.

При проектировании железобетонных сечений в Конструкторе бетона отображаются три вкладки: Армирование, Корпус/Сердечник и Двутавровая балка. Эти вкладки позволяют добавлять и определять арматуру для бетонного сечения.

Вкладка Армирование позволяет добавлять и определять несколько шаблонов армирования. С помощью этой функции вы можете определить свой тип шаблона как радиальный, прямоугольный или создать собственный шаблон. После того, как ваш тип шаблона выбран, вы можете выбрать из раскрывающегося меню стандартные размеры арматуры, выбрать количество стержней и определить другие аспекты, такие как расстояние и расстояние укладки стержней от края бетона или от центра сваи. .

Если добавленный вами рисунок армирования имеет определенную глубину и длину внутри сваи, вы можете установить флажок «Ограничение длины» и указать глубину и длину армирования.

Если вы хотите добавить обсадную трубу или сердцевину к вашей бетонной секции, вы можете использовать вкладку Обсадная колонна/сердечник . На этой вкладке можно добавить и определить толщину обсадной трубы и диаметр сердцевины секции. Просто установите флажки, чтобы добавить корпус или сердцевину и определить свойства каждого из них. Если вы добавляете ядро, вы также легко указываете, является ли ядро ​​полым или заполненным бетоном, установив флажок. Если ядро, которое вы добавили, пересекается с определенным армированием, появится сообщение об ошибке, и затронутое армирование будет выделено для вас на экране. Если вы добавили обсадную трубу, но не хотите, чтобы свая была полностью обсаженной, вы можете установить флажок, чтобы указать длину обсадной трубы.

Если свая будет усилена внутренней конструкционной стальной секцией, вы можете вместо этого перейти на вкладку I-Beam , которая позволяет добавить двутавровую балку к железобетону. раздел. Доступны два типа двутавровых балок: канадская сталь и американская сталь, которые поставляются с удобным списком стандартных размеров для каждого варианта.

Если вы довольны конструкцией железобетонной секции, просто нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.

Узнать больше

Дополнительную информацию о RSPile и инструменте Concrete Designer вы можете найти в разделе интерактивной справки RSPile. Здесь вы найдете более подробную информацию о RSPile и новый учебник, который проведет вас через все этапы проектирования вашей железобетонной сваи.

Вернуться к началу

Еще от Rocscience

Бетонные сваи: причины отказа и варианты ремонта

Сейчас читаю

Бетонные сваи: причины разрушения и варианты ремонта

Том 38 Выпуск 4

• 23 августа 2022 г.

Том 38 Выпуск 3

• 6 июля 2022 г.

Том 38 Выпуск 2

• 27 апреля 2022 г.

Том 38 Выпуск 1

• 28 февраля 2022 г.

Том 37 Выпуск 6

• 28 декабря 2021 г.

Том 37 Выпуск 5

• 4 ноября 2021 г.

Том 37 Выпуск 4

• 19 августа 2021 г.

Том 37 Выпуск 3

• 22 июня 2021 г.

Том 37 Выпуск 2

• 16 апреля 2021 г.

Том 37 Выпуск 1

• 2 марта 2021 г.

Том 36 Выпуск 6

• 29 декабря 2020 г.

Том 36 Выпуск 5

• 22 октября 2020 г.

22 ноября 2016 г.

Посмотреть полную статью здесь.

Мо Эхсани, PhD, PE, SE

Большое количество сооружений на набережной опирается на сваи. Сваи могут быть изготовлены из деревянных, бетонных или стальных профилей. Неблагоприятная среда, создаваемая морской водой, высокой влажностью, высокой температурой и циклами сухой-влажный, приводит к быстрому износу этих конструкций. Наиболее тяжелые условия наблюдаются в зоне заплеска, которая охватывает часть сваи между уровнями отлива и прилива.

Высокая концентрация хлоридов в морской воде позволяет им проникать и достигать арматурной стали даже в высококачественном бетоне. В результате пассивный слой, который обычно защищает сталь, разрушается, что делает неизбежной коррозию арматурной или предварительно напряженной стали. Поскольку корродированная сталь занимает больший объем, она вызывает боковое давление на окружающий бетон, которое намного превышает прочность бетона на растрескивание. Это приводит к растрескиванию и отслаиванию бетонного покрытия, что, в свою очередь, ускоряет процесс коррозии.

Износ бетона и потеря площади поперечного сечения стали приводят к уменьшению несущей способности сваи. Следовательно, структурный ремонт должен касаться не только восстановления изношенных и корродированных материалов, но, что более важно, восстановления первоначальной прочности сваи. В некоторых проектах, например, при расширении порта, может быть даже необходимо укрепить старые сваи до большей грузоподъемности, чем первоначальная свая.

КУРТКИ ИЗ СТЕКЛА FRP

Материалы из полимера, армированного стекловолокном (GFRP), легкие и прочные, приобрели популярность при ремонте свай за последние 20 лет. На рис. 1 показано несколько систем, которые в настоящее время продаются в Северной Америке. Эти оболочки обычно изготавливаются из рубленого стекломата, пропитанного винилэфирной или полиэфирной смолой. Обычно они поставляются в виде двух полуоболочек, которые соединяются вместе на месте с помощью лент, болтов или эпоксидного клея для создания опалубки вокруг сваи; некоторые версии поставляются с одним соединением «шип-паз», которые склеиваются на месте. У этих курток есть несколько недостатков, которые обсуждаются ниже.

Рубленый стекломат довольно слаб на растяжение. На рис. 2 показана прочность на растяжение шести самых популярных курток в США. Для защиты анонимности производителей они были обозначены как куртки типов от A до F. Значения прочности на растяжение основаны на данных, предоставленных производителями, и варьируются от 10 000 до 24000 фунтов на квадратный дюйм.

Когда бетонная свая, нагруженная в осевом направлении, приближается к разрушению, по мере разрушения бетона она расширяется и имеет тенденцию расширяться в поперечном направлении из-за эффекта Пуассона. Если оболочка достаточно прочна, чтобы сопротивляться этому боковому расширению, прочность ворса значительно возрастает. Проблема с куртками из стеклопластика заключается не только в том, что материалы непрочные, но и в том, что они не могут полностью раскрыть свои возможности, так как оболочка преждевременно выйдет из строя в болтовом или клеевом шпунтовом шве. То есть эти кожухи практически не обеспечат ограничивающего давления на бетонную сваю.

Хорошо известно, что кислород является топливом для процесса коррозии. Исследования, проведенные в Университете Флориды, например, показали, что, когда бетонная свая заключена в оболочку, предотвращающую проникновение влаги или кислорода, скорость коррозии значительно снижается. Оболочки из стеклопластика, имеющие боковой шов, позволяют влаге и кислороду проникать и достигать бетонной сваи, вызывая коррозию арматурной стали.

С точки зрения конструктивных возможностей, стеклопластиковые куртки необходимо заказывать заранее, что увеличивает время ожидания до начала проекта. Любое изменение размера приводит к дальнейшим задержкам в проекте. Кроме того, большие громоздкие куртки увеличивают стоимость доставки и требуют больших площадок для подготовки на рабочей площадке.

FRP LAMINATES

После 25 лет исследований и разработок автор изобрел новый процесс, при котором слои углеродной или стеклянной ткани пропитываются смолой и спрессовываются вместе для создания очень тонких листов. Толщина этих листов варьируется всего от 0,01 до 0,025 дюйма; создание такого тонкого и прочного продукта было сложной задачей данного изобретения. Листы поставляются в рулонах, которые обычно имеют ширину 4 фута и длину 200 футов. Это снижает затраты на доставку и время планирования, поскольку лист можно обернуть вокруг стопки практически любого размера и формы! Как показано на Рисунке 2, прочность на растяжение этих ламинатов значительно выше, чем у оболочек из стеклопластика, и колеблется от 62 000 до 156 000 фунтов на квадратный дюйм. Значения на рисунке относятся к двухосному стеклу (BG), двухосному углероду (BC) и однонаправленному углероду (UC).

Стандартная процедура ремонта, показанная на рис. 3, требует создания двухслойной оболочки вокруг сваи. Например, если подрядчик хочет создать куртку диаметром 18 дюймов (или окружностью 56 дюймов), он отрежет кусок ламината длиной 10 футов. 10 футов рассчитываются как 56+56+8 = 120 дюймов = 10 футов. То есть в два раза больше периметра плюс 8-дюймовое расширение за пределы начальной точки. Эта деталь гарантирует, что во всех точках вокруг сваи по крайней мере два слоя ламината будут ограничивать сваю. Ламинаты можно легко разрезать на любую длину с помощью ножниц или ручной вращающейся пилы.

В приведенном выше примере ламинат длиной 56+8=64 дюйма будет покрыт специальной эпоксидной клеевой пастой, при условии, что она отверждается в воде (Рисунок 3). Затем ламинат оборачивается вокруг ворса, так что вторая половина, покрытая эпоксидной смолой, приклеивается к первой половине; ламинат можно легко отрегулировать и временно зафиксировать с помощью термоусадочной пленки или храповых ремней. Поскольку ламинат не приклеен к ворсу, он также может свободно скользить вверх или вниз по высоте ворса. Если ремонтная длина превышает 4 фута, можно аналогичным образом создать дополнительную оболочку, перекрывая и прикрепляя эпоксидной смолой к первой оболочке на несколько дюймов. Оболочку длиной примерно 8 футов теперь можно опустить в воду, и процесс можно продолжить, чтобы создать очень длинную оболочку практически без водолазов. Когда кожух находится в окончательном положении, дно кольцевого пространства можно герметизировать, а кольцевое пространство заполнить бетонным или эпоксидным раствором.

Куртка, созданная таким образом в полевых условиях, не имеет швов по высоте. Поэтому кислород или влага не могут проникнуть через кожух и достичь бетона. Кроме того, сочетание высокой прочности ламината на растяжение и отсутствия какого-либо шва, что позволяет полностью использовать эту высокую прочность на растяжение, обеспечивает значительное ограничение и дополнительную прочность ворса, как подробно показано в примере.