Stiftelser for broer (med diagram)

A. Grunde Grundlag:

Skarpe fundamenter defineres normalt som dem, hvis dybder er mindre end deres bredder. Grundlaget for murværk, massebeton eller RC Piers og anlæg af mindre højder, der understøtter forholdsvis mindre spændinger og uden mulighed for skure, laves normalt lavt.

I tilfælde, hvor grundmaterialerne er sådan, at sikker lejepapacitet er meget lav inden for den lave dybde, kan denne form for fundament, selv om den ikke er egnet, være tilrådelig og dybt fundament kan anvendes.

Design af forankringen :

Hvis fundamentfoden kun udsættes for direkte belastning, kan fundamenttrykket opnås ved at dividere belastningen med flådenes areal.

Hvis det dog er udsat for øjeblik i tillæg til den direkte belastning, beregnes maksimale og minimale grundtryk som nedenfor:

Til rektangulær fodning vil der ikke udvikles spændinger i fundamentet, hvis resultatet af den kombinerede effekt af direkte belastning og moment forbliver inden for midten af ​​bunden. Hvis den resulterende falder kun på den midterste tredje linje, er det maksimale fundamenttryk i så fald lig med to gange det direkte tryk og minimumet er lig med nul.

Når det resulterende overstiger den midterste tredje linje, udvikles spændingen, og derfor forbliver hele fundamentområdet ikke effektivt for at opretholde belastningen der kommer over den.

Ligning (21.1) forbliver ikke længere gyldig ved estimering af det maksimale grundtryk, som kan udføres som forklaret nedenfor:

Anvendelsesstedet for den resulterende er i en afstand af "a" fra tåen. For at udvikle ingen spændingstilstand på den modificerede effektive bredde, skal den resulterende passere gennem den midterste tredje linje, og den effektive bredde skal derfor være lig med "3a" for at opfylde den midterste tredje betingelse.

Det samlede fundamenttryk pr. Meter længde af fod skal være lig med den vertikale belastning, P, dvs. belastningen kommer på fodningen pr meter længde.

Forudsat en meter længde af væggen

Generelt er der ingen spændinger tilladt i fundament, der hviler på jorden. Når fundamentet hviler på klippe, kan spænding tillades, forudsat at det maksimale grundtryk beregnes ud fra det faktiske område, der bærer belastningen som angivet ved ligning (21.3). Grundflåden i dette tilfælde har brug for tilstrækkelig forankring med fundamentet rock ved dowel barer.

Stabiliteten af ​​konstruktionen med hensyn til glidning og vending bør kontrolleres i forbindelse med design overvejelser for anlæg. Fodens tilstrækkelighed kan kontrolleres med hensyn til øjeblikke og saks, der overvejer jordreaktionen i bunden som bestemt ved den tidligere angivne metode og jordens vægt over fodret, hvis sidstnævnte overvejelser styrer designet.

Forstærkning kan tilvejebringes i overensstemmelse hermed, hvis den er af armeret beton.

Eksempel 1:

Design fundamentflotten af ​​en brobro med en direkte belastning på 270 tons og et øjeblik på 110 tons meter om længere akse ved bunden af ​​mole. Grundflåden hviler på sten med et sikkert bærertryk på 65 tons pr. Kvadratmeter. Flådens længde er 7, 5 m:

Da grundflåden hviler på klippe, kan spændinger tillades, forudsat at flåden er tilstrækkeligt forankret med fundamentet med ankerstænger, og det maksimale grundtryk beregnes ud fra et effektivt område, der understøtter lasten.

Stålområde, der kræves for at modstå opløftningen = 97, 700 / 200 = 490 mm 2

Brug 4 nr. 20 Θ på hver længere side af fodfoden.

Detaljerne om forankring af fundamentflåde er vist i figur 21.4:

B. Deep Foundation:

1. Pile Foundations:

Hvor lavt spredt eller flådfundament er fundet uegnet ud fra hensynet til jordens bærende kraft, og hvor muligheden for at skure det grundliggende fundament bliver anholdt, selvom grundjorden ellers er egnet til at tage lasten, dannes der dybt fundament.

Hvis dybden af ​​skur ikke er mærkbar, og hvis den underliggende jord til bunkefundamentet er egnet til at tage designbelastningen, bliver bunkefundamentet vedtaget. Stapelfundamenterne overfører belastningen til de underliggende jordarter på en sådan måde, at fundamentet ikke er overdrevet, og skærebelastningerne i jorden ligger inden for de tilladte grænser efter at have regnet for tilstrækkelig sikkerhedsfaktor.

Pæle kan klassificeres i to grupper afhængigt af den måde, hvorpå de overfører lasten til jorden, nemlig:

(1) Friktionsbunker og

(2) Endelejer.

Den tidligere gruppe af bunker transmitterer belastningen i jorden gennem friktionen, der er udviklet mellem hele bunkenoverfladen af ​​effektiv længde og den omgivende jord, hvorimod sidstnævnte gruppe, hvis de drives gennem meget svag jordtype, men hviler på en meget fast deponering sådan som grus eller sten i bunden, kan kun transmittere belastningen ved hjælp af endelejet.

Generelt, i lastbærende bunker overføres en del belastning til jorden ved friktion også. På samme måde i friktionspæler overføres en del last til jorden ved endelejer også.

Type af pæle:

Pæle er af forskellige former og af forskellige materialer. De mest almindelige typer af bunker, der anvendes til konstruktion af motorvejebroer, er:

(a) tømmerbunker

(b) Betonpæle

(i) Precast

(ii) Cast in-situ

(c) Stålpæle

(i) Rørformet bunke, enten tom eller fyldt med beton.

(ii) Skrue bunker.

en. Timber Piles:

Tømmerbunker er trunker af træer, der er meget høje og lige grenene bliver afskåret. Cirkelformede bunker på 150 til 300 mm. Diameter er generelt brugt, men der er nogle gange brugt firkantede bunker, der er savet fra kernetræet af større bjælker.

For bedre ydeevne under kørsel må længden af ​​tømmerstænger ikke være mere end 20 gange diameter (eller bredde). Fælles sorter af indiske tømmer egnet til bunker er Sal, Teak, Deodar, Babul, Khair osv.

Tømmerbunker er billigere end andre sorter af bunker, men de mangler holdbarhed under visse servicevilkår, hvor variationer af vandniveauet, der forårsager alternativ tørring og befugtning af bunkerne, er ansvarlig for hurtig forfald af tømmerbunker.

Hvis forbliver permanent under nedsænket jord, kan disse bunke vare i århundreder uden forfald. Tømmerbunker kan anvendes ubehandlet eller behandlet med kemikalier som creosot for at forhindre ødelæggelse af forskellige bakterier eller organismer eller forfald. Tømmerbunker påvirkes af havbordere i saltvand.

b. Betonpæle:

Precast Beton Piles:

Precast beton bunker kan være kvadratisk, sekskantet eller ottekantet form, den tidligere er almindeligt anvendt til deres fordel ved let støbning og kørsel. Desuden giver firkantede bunker mere friktionsflade, som hjælper med at tage mere belastning.

Sekskantede eller ottekantede bunker har på den anden side fordelene ved at de har samme styrke i bøjning i alle retninger, og den laterale forstærkning kan tilvejebringes i form af en kontinuerlig spiral. Desuden er der ikke behov for speciel afskæring af komerne som i firkantede bunker. Præcieformede bunker kan være koniske eller parallelle sidede med koniske ved kun drivenden, sidstnævnte er generelt foretrukket.

Afsnit af firkantede bunker varierer med længden af ​​bunkerne. Nogle almindelige afsnit er:

300 mm firkantet i længder op til 12 m.

350 mm firkantet for længder over 12 m op til 15 m.

400 mm firkantet for længder over 15 m op til 18 m.

450 mm firkantet for længder over 18 m op til 21 m.

Normalt holdes længderne af firkantede bunker som 40 gange siden for friktionsbunker og 20 gange siden for endebærende bunker.

De præfabrikerede bunker er lavet af en rig betonblanding på 1: 1 ½: 3 forhold, idet bunkehovedet er fremstillet med en rigere blanding på 1: 1: 2 for at modstå de dynamiske belastninger under kørslen.

Længdeforstærkning @ 1, 5% til 3% af bunternes tværsnitsareal afhængigt af længde og breddeforhold, og der er tilvejebragt ophæng eller laterale bånd, der ikke er mindre end 0, 4 volumenprocent. Longitudinale stænger skal være korrekt bundet af sidebåndene, hvis afstand ikke skal være mere end halvdelen af ​​minimumsbredden.

Afstanden mellem de laterale bånd på toppen og bunden af ​​bunker bør være tæt og generelt halvdelen af ​​den normale afstand. Forstærkningen tilvejebragt i præfabrikerede bunker er tilvejebragt for at modstå håndtering og drivspændinger, medmindre de er endebærende bunker, i hvilket tilfælde forstærkningen tilvejebragt i bunkerne overfører belastningen som i RC-kolonner.

Håndtering og løft af pæle:

Når præfabrikerede bunker løftes, frembringes bøjningsmoment i bunkerne på grund af selvvægten af ​​bunkerne, for hvilke der kræves forstærkning i bunkerne for at imødegå disse håndteringsspændinger.

For at minimere mængden af ​​sådan forstærkning i bunker skal løftningen ske på en sådan måde, at bøjningsmomenterne således udviklede bør bringes så mindsket som muligt. To-punkts løftning af bunkerne er meget almindelig, hvilket kan skitseres som følger.

Til løftearrangementet som vist i figur 21.6 (a) skal positivt moment ved C være lig med det negative moment ved B. På lignende måde skal det positive moment ved F ligge for løftearrangementet som i figur 21.6 (b) lig med F negativ ved D og E. For at tilfredsstille en sådan øjebliks betingelse skal løftepunkternes dimensioner være som vist i figuren.

Cast-in-situ betonpæle (Driven eller Bored):

Der er mange sorter af cast-in-situ bunker, men hovedprincippet for at lave bunkerne er det samme, for eksempel et stålhult rør enten køres ind i eller keder sig gennem jorden og derved skaber et hul cylindrisk rum, hvori betonen er pored for at danne de cast-in-situ bunker.

Cast-in-stabile bunker er cirkulære bunker med variabel størrelse, afhængigt af typen og belastningskapaciteten. Simplex bunker har normalt en diameter på 350 til 450 mm med en bæreevne på 40 tons til 80 tons. Franki-bunker er derimod 500 mm i diameter og har en belastning på 100 tons ca.

I Simplex betonpæle, fig. 21.7 (a) anvendes en støbejernssko i bunden af ​​foringsrøret for at lette kørslen af ​​røret ved at hamre øverst med en jernhammer over en trædoll. Når det endelige niveau er nået, sænkes forstærkningsburet, og betonen hældes inde i røret, der fylder det delvist.

Røret er lidt hævet og igen hældes beton. Denne proces fortsættes. Nogle betonning af rummet er afsluttet, og foringsrøret trækkes tilbage og efterlader den færdige støbte in-situ-bunke. Denne bunke er hovedsagelig en friktionsbunke, men en del belastning tages også af spidsen af ​​bunken.

Kørselsproceduren for foringsrøret i Franki-bunkerne [Fig. 21.7 (b)] er lidt anderledes end i Simplex bunke. En del tør beton hældes i røret, som holdes stående på jorden. Denne tørbeton danner et stik, der rammes af en hammers cylindrisk form, som bevæger sig inde i røret.

Stikbetonen greb væggen så tæt, at hammeren styrer røret sammen med stikket beton, indtil det ønskede niveau er nået.

På dette niveau er stikket brudt, frisk beton hældes, og den er grundigt rammet og spredes således betonen for at danne en pære, der forøger bægerets lagerområde i bunden og hjælper med at tage mere last ved at leje.

Da røret delvis er fyldt over pæren efter sænkning af forstærkningsburet, hæves røret og betonen rammes igen, men med mindre vold end på tidspunktet for dannelsen af ​​pæren. Denne ramming gør overfladen af ​​bunken uregelmæssig i form af korrugering, hvilket igen forøger hævelens friktion af bunken.

Processen fortsættes, indtil bunken er afsluttet. Denne form for bunke overfører belastningen med både friktion og endeleje.

Vibro-bunker svarer ganske lidt til Simplex-typen, og foringsrøret bliver drevet ind i jorden ved at hamre det øverst og ved at give en CI-sko i bunden. Den væsentligste forskel i denne bunke er, at i stedet for at fylde røret med beton i etaper, er den helt fyldt med beton med en ret flydende konsistens.

Under løft af foringsrøret anvendes en speciel type hammer, der rammer en fastgørelse af røret opad. Den vibration, der skabes af hammeren i røret og det statiske hoved af væskebetonet hjælper med at trække røret såvel som at lave en kontinuerligt vibreret aksel af bunken. Overfladen af ​​denne slags bunker er glat, og der dannes ingen korrugering.

Bored Piles er fundet nyttige på steder, hvor vibrationer forårsaget af kørsel af foringsrøret kan være skadelige for de tilstødende strukturer. Disse bunker støbes i hulrummet ved at fjerne jorden ved hjælp af kedeligt.

Forholdsregler bør træffes for at forhindre jordens indløb i foringsrøret. Bor bør også beskyttes mod halsen forårsaget af blød jord, eller bunker skal beskyttes under støbning fra cementtab på grund af bevægelse af undergrundsvand.

c. Rørformede stålpæle:

Rørformede bunker kan køres i åben ende eller med støbejernssko som i rørrør af støbte betonpæle. Stablerne, når de køres åben, er fyldt med jord automatisk under kørsel. Stablerne med lukket ende kan holdes tomme eller kan fyldes med beton.

Skrue bunker

En skruebakke består af en cirkulær stålaksel med forskellig diameter, der strækker sig fra 75 til 250 mm og slutter i en skrue med stor diameter i bunden. Skruen er en komplet drejning, hvor bladets diameter er 150 mm til 450 mm.

Skrubbens basisareal er installeret ved at skrue dem ned ved hjælp af Capstan med lange stænger monteret på toppen af ​​bunkerne ved hjælp af arbejdskraft. Elektriske motorer er nu i dag ansat til dette formål, men brugen af ​​skruebunker bliver sjældnere dag for dag.

Pile Spacing:

Den anbefalede minimumsafstand for friktionspæle er 3 d, hvor d er diameteren af ​​cirkulære bunker eller længden af ​​diagonalen for firkantede, sekskantede eller ottekantede bunker. Yderligere tæt afstande af friktionspæle reducerer den bærende kapacitet af den enkelte bunke og er derfor ikke økonomisk.

Endelejer kan placeres tættere. Der er ikke fastsat nogen grænse for maksimal afstand mellem bunkerne, men den overstiger normalt ikke 4 d.

Hvordan indlæsning overføres gennem pæle:

Friktionsbunker:

Når en belastning placeres på toppen af ​​en friktionsbunke drevet i granulær eller sammenhængende jord, har den tendens til at trænge ind yderligere. Denne tendens til nedadgående bevægelse af bunken modvirkes af hudfriktionen mellem bunkenoverfladen og jorden.

Størrelsen af ​​hudfriktionen pr. Enhedsareal af bunkeoverfladen afhænger af værdien af ​​det normale jordtryk p og friktionskoefficienten mellem jorden og bunkenoverfladen; Begge disse værdier afhænger igen af ​​naturens overflade og jordens natur.

End Bearing Piles:

Endelejer er kørt gennem meget dårlig jordtykkelse og hviler på fast base som komprimeret sand eller grusaflejringer eller sten. Derfor er den friktion, der udvikles mellem bunkenoverfladen og jorden, praktisk talt meget lille, og hele belastningen overføres af bunken gennem leje. Disse bunker virker som kolonner og bør derfor konstrueres som sådanne.

Evaluering af Ultimate Load Bearing Kapacitet af Pæle fra Jordprøv Data-Statisk Formel:

Bunker i kornformede jordarter:

Den ultimative belastningskapacitet, som du kan bruge i granuleret jord, kan opnås ud fra følgende formel. En sikkerhedsfaktor på 2, 5 skal vedtages til beregning af stabile bæreevne for bunker.

Bunker i sammenhængende jordbund:

Den ultimative lastbærende kapacitet, Q u 'af bunker i rent sammenhængende jordbund, kan bestemmes ud fra følgende formel. Der ansøges om en sikkerhedsfaktor på 2, 5 for at få sikker belastning på bunker.

Q u 1 = A b. N c. C b + a. C .A s (21.7)

Hvor, A b = Planareal af bunkenes basis

N c = Bæreevne faktor normalt taget som 9, 0

C b = Gennemsnitlig kohæsion ved pile tip i kg / cm 2

α = Reduktionsfaktor som angivet i tabel 21.2

C = Gennemsnitlig kohæsion gennem hele den effektive længde af bunken i kg / cm2

A s = overfladeareal af bunkeaksel i cm 2

Eksempel 2:

Evaluer den sikre bæreevne af de kede bunker 500 mm. dia og 22, 0 m længde indlejret i en blandet jord jord under en viadukt struktur. Bore-log på arbejdspladsen er angivet nedenfor:

Evaluering af sikker og ultimativ lastbærende kapacitet på brygger fra kørsel modstand - dynamisk formel:

Denne metode tager højde for det arbejde, der udføres af bunkerne for at overvinde jordens modstand under kørsel og som sådan svarer til hammerens slagkraft. I nogle realistiske metoder er der også lavet tillæg til energitab som følge af hæmningen og jordens elastiske kompression.

Formler til bestemmelse af sikker belastning R, på bunker (Engineering News Formulas) :

Afstand af bunker:

I tilfælde af pæle, der er grundlagt på meget hårdt lag og udledes deres lastbærende kapacitet hovedsageligt fra endelagre, skal mindst afstanden mellem sådanne bunker være 2, 5 gange diameteren af ​​bunker.

Friktionspæler udlede deres lastbærende kapacitet hovedsagelig fra friktion og skal som sådan være tilstrækkeligt adskilt, idet fordelingskeglerne eller trykpærerne i tilstødende bunker overlapper hinanden som vist i figur 21.11. Generelt skal afstanden mellem friktionsbunker være mindst 3 gange diameteren af ​​bunker.

Arrangement af bunker i en gruppe-typisk arrangement af bunker i en gruppe er vist i figur 21.10. Afstanden S, der er angivet i figur 21.10, skal være som anbefalet.

Gruppe handling af bunker:

(a) Stapelgrupper i Sands og Gravels:

Når bunkerne køres i løs sand og grus, bliver jorden omkring bunkerne op til en radius på mindst tre gange diameteren af ​​bunker komprimeret. I så fald er pælgruppens effektivitet mere end enhed.

For praktisk formål er lastbærekapaciteten for en bunkegruppe med N antal bunker N. N. Q u, hvor Q du er kapaciteten af ​​individuel bunke. I tilfælde af kedeformede bunker i sådanne jordlag, selvom der ikke findes nogen komprimeringseffekt, tages gruppens effektivitet også som enhed.

(b) Stapelgrupper i Clayey Jord:

I en gruppe friktionspæler i lerlignende eller sammenhængende jord overlapper distributionskeglerne eller trykpærerne i de tilstødende bunker (figur 21.11-a) således dannelse af en ny keglefordeling ABCDE (figur 21.11-b) basisarealet hvoraf der er meget mindre end summen af ​​de områder af keglerne af fordelingen af ​​den enkelte bunke før overlapning.

Det bærende areal, hvor belastningerne fra bunkerne overføres gennem keglens kegle, er derfor mindre, hvilket reducerer belastningens bæreevne af den enkelte bunke på grund af gruppearbejde. Hvis bunkerne drives med større afstand, vil overlapningen af ​​keglernes kegler være mindre, og derfor vil effektiviteten af ​​den enkelte bunke i denne gruppe øges.

Det viser sig derfor, at stigningen i noserne. af bunker i en bunkegruppe, i hvilken overlapningskeglerne ikke overlapper noget til bæregruppens bæreevne, da jorden allerede har nået den "mættede" tilstand. Friktionspæle i lerjorden kan derfor enten svigtes individuelt eller som en blok. Den ultimative belastningskapacitet Q gu, af blokken (figur 21.12) er givet ved:

Da blokken skal bibeholde sin egenvægt udover belastningerne fra bunkerne, beregnes blokkenes sikre belastning efter fradrag af blokkenes egenvægt. Normalt er en sikkerhedsfaktor på 3 tilladt over Q for at få den sikre belastning af blokken. Derfor den stabile belastning bæreevne af bunke gruppen

Eksempel 3:

Et brygningsgrundlag for en medium spanbro understøttes på en gruppe af støbte i-situ-borede bunker som vist i figur 21.13 drevet gennem lerjord. De relevante data er angivet nedenfor:

(i) Længde af bunken under maksimal scour (hvilket er meget lille i dette tilfælde) = 25 m.

(ii) Diameter af bunker, d = 500 mm.

(iii) Gennemsnitlig kohæsion gennem længden af ​​bunkerne, C = 0, 45 kg / cm2

(iv) Gennemsnitlig kohæsion ved pile tip, Cb = 0, 5 kg / cm2

(v) Vinkel af indre friktion, ǿ = 0

Bestem om den enkelte kapacitet af bunker eller blokkapaciteten styrer designet, hvis bunkeafstanden er (a) 3d og (b) 2, 5 d.

Dette er mindre end den samlede kapacitet af alle bunkerne, nemlig 700 tons. Derfor styrer kapaciteten i blokken designet. Gruppens effektivitet er i dette tilfælde 630/700 x 100 = 90 procent. Derfor er effektiviteten af ​​den enkelte bunke i bunkegruppen ved at reducere bunkeafstanden i lerjorden fra 3d til 2, 5d i dette særlige tilfælde 90 pct.

Lateral modstand af bunker:

Stabler, der drives under anlæg eller fastholdelsesvægge, udsættes altid for vandrette kræfter udover de lodrette belastninger på dem. Disse vandrette kræfter modvirkes af hæmmernes laterale modstand.

Manglende struktur på grund af de horisontale kræfter kan skyldes:

(i) Skærefejl i selve bunken

(ii) Hævelse af bunken ved bøjning

(iii) Manglende jordforbindelse foran bunkerne, hvilket medfører at vippe strukturen som helhed.

Sektionen af ​​og forstærkning til bunkerne skal være sådan, at den modstår både forskydningen og bøjningen, der kommer på bunkerne. Trækningen af ​​strukturen som helhed modvirkes af den passive modstand, der tilbydes af jorden foran bunkerne.

Det er blevet observeret, at afstanden mellem de yderste bunker i forreste række af bunkeregionen plus en yderligere afstand på grund af dispersionseffekten (som kan tages som 20 ° til 25 'som vist i figur 21.14), er effektiv til at tilbyde passiv modstand mod bevægelsen af ​​bunkerne sammen med den understøttede struktur på dem.

Således fra fig. 21.14 kan bredden f.K. foran bunkegruppe, der tilbyder passiv modstand, gives ved formlen:

Hvor, n = nos. af bunker i forreste række.

Generelt er 3, 0 m. til 4, 5 m. øverste længde af bunkerne under niveauet, der er pålideligt beskyttet, eller maksimum- eller skuredybden er effektiv til at give den passive modstand. Således, når pælekoncernen udsættes for horisontale kræfter, er området foran som angivet ved bredden BC og en dybde på ca. 3, 0 m. til 4, 5 m. giver den passive modstand mod konstruktionens bevægelse.

Desuden kan den vandrette modstand af bunkehætten, hvis den forbliver i kontakt med jord, også overvejes.

Batter Piles:

I høje abutments, fastholdelsesvægge mv., Hvor størrelsen af ​​den vandrette kraft, der virker på bunkerne, er sådan, at vertikale bunkeres laterale modstand ikke er tilstrækkelig til at modstå det, er bunkebunker eller rakerbunker det korrekte svar på sådanne problemer. Ulempen er, at man kører sådanne bunker, speciel færdighed og speciel type køreudstyr er påkrævet.

Den vandrette komponent i batterpælen tager den vandrette belastning sammen med den vandrette modstand af bunden af ​​bunkehætten, hvis den forbliver i kontakt med jordbunden og derfor øger brugen af ​​bunke sikkerhedsfaktoren mod glidning og væltning. Med hensyn til vertikal belastningskapacitet af batterpæle er det generelt sikret, at batterpælene bærer samme mængde vertikale belastninger som lodrette bunker gør.

Evaluering af belastninger på bunker:

Hvis fundamentet kun udsættes for direkte belastning, opnås belastningen på bunken ved at dividere belastningen med antallet af bunker. Når fundamentet udsættes for et øjeblik ud over den direkte belastning, kan belastningen på bunker bestemmes som pr. Ligning 21, 18 nedenfor, som er ret analog med ligning 21.1 og 21.2.

Hvor, W = total belastning

N = nos. af bunker

Y = afstanden af ​​den pæl, der er under overvejelse fra cg pælgruppen.

I = Stapelgruppens inertimoment om en akse igennem cg af stabelgruppen.

Ved beregning af trægningsgruppens træghedstakt antages bunker som enheder, der er koncentreret i deres langsgående midterlinier, idet trækets inerti om deres eget center forsømmes.

Eksempel 4:

En gruppe præfabrikerede bunker udsættes for en excentrisk resulterende belastning på 1125 tons som vist i figur 21.16 (b). Beregn maksimums- og minimumsbelastningen fra bunkerne:

De belastninger, som bunkerne på tå og hæl side bevæger sig, viser sig at være forskellige, fordi på grund af ekscentrisk belastning fra overbygningen er jordreaktionen pr. Enhedsareal på tåsiden mere end den på hælsiden, området af grunden dækket af hver bunke er den samme, og derfor er den samlede jordreaktion af arealet dækket af hver bunke, dvs. belastning båret af hver bunke på tåsiden mere end den på hælsiden.

Fra praktisk såvel som jordlags overvejelse er det svært at lave forskellige længder af bunker til tå og hæl side. Men vedtagelsen af ​​samme afstand af bunker til hæl side som den til tå side er uøkonomisk, når længden af ​​bunker forbliver den samme.

Ud fra hensynet til økonomien er det ønskeligt at justere bunkeafstanden på en sådan måde, at belastning deles af hver bunke i bunkefundinger underkastet direkte belastning og moment, dvs. underkastet ekscentrisk belastning er ens. En grafisk fremgangsmåde til dette er beskrevet nedenfor med illustrativt eksempel 21.5.

Eksempel 5:

I en fast væg 10 m lang virker en resulterende lodret belastning på 800 tons med en excentricitet på 033 m. fra midterlinjen af ​​bunkehætten mod tåsiden. Bestem bunkeafstanden for at få samme belastning på hver bunke. Stablerne kan antages at have en belastning på 25 tons pr. Bunke:

Løsning :

Belastning pr. Løbende vægmåler = 800 / 10, 0 = 80 ton. Ekscentricitet = 0, 33 m.

. . . Moment om hovedenhedens midterlinie pr. Meter = 80 x 0, 33 = 26, 4 tm.

Sækkemodul af bunkehætte pr. Meter længde af væg = 1 x (5, 0) 2/6 = 4, 17 m 3

. . . Maksimum og minimum grundtryk = P / A ±

M / Z 80 / (5, 0 x 1, 0) ± 26, 4 / 4, 17 = 16, 0 ± 6, 33

= 22, 33 t / m 2 eller 9, 67 t / m 2

Grundtryksdiagrammet ACDB er tegnet i skala med ovenstående værdier for maksimale og minimale grundtryk [Fig. 21.17 (b)]. AB og CD produceres for at mødes hos E. Med AE som diameter trækkes halvcirkel AHIJGE. Bue BG er tegnet med E som center. Fra G er FG tegnet vinkelret på AE. AF er opdelt i "n" lige længder, hvor n er nos. af rækker af bunker krævet inden for bredden AB.

I eksemplet er den totale belastning pr. Meter = 80 tons. Forudsat 1, 1 m stangafstand i længderetningen, belastning pr. 1.1 m længde på væggen = 80 x 1, 1 = 88 tons

. . . Antallet af bunker kræves pr. Række = - = 3, 52, Sig 4.

Derfor er AF opdelt i fire lige længder, nemlig AM, ML, LK og KF. Fra disse punkter på AF bliver perpendikulærerne droppet for at møde halvcirkel på H, I og J. Med E som centrum og EH, EI, EJ som radius, trækkes bue for at møde linjen AB, der deler trykdiagrammet i rejsedele i området hvoraf den er den samme, og derfor vil bunken tilvejebragt til at tage højde for fundamentet trykket af hvert sådant område bære lige belastning.

Pile center line vil være linjen gennem centroid af ovenstående trapezformede tryk diagrammer. Afstanden mellem bunkerne for at have samme belastning skaleres og er vist i fig. 21.17 (a). Den faktiske belastning deles af hver bunke med ovennævnte afstand beregnes nedenfor for at vise nøjagtigheden af ​​metoden.

Afstanden mellem centroid af bunke gruppe fra A = (1 x 0, 45 + 1 x 1, 45 + 1 x 2, 67 + 1 x 4, 10) / 4 = 2, 17 m.

Anvendelsessted for den resulterende belastning fra A = 2, 5 - 0, 33 = 2, 17 m.

Derfor er ekscentriciteten af ​​den resulterende med hensyn til centrilen af ​​bunkegruppen nul, og belastningen deles af hver bunke er lig, idet bøjlen pr. Bunke er 800/36 = 22, 22 tons pr. Bunke.

Kørsel af stabler:

Pæle er drevet ved hjælp af enten drop hammer eller damp hammer. Hammeren understøttes af en speciel ramme kaldet bunke-driver, der består af et par guider. Hammeren bevæger sig indenfor styrene og falder fra toppen af ​​føringen på dørens øverste bunke, der skal køres.

Hammeren, som løftes af manuelt arbejde eller ved mekanisk kraft og derefter frigives til at falde frit af tyngdekraften, er kendt som drop-hammer. Nu-til-dag damp hammere bruges til bunke kørsel.

Damphammeren, som løftes af; damptryk og får lov til at falde frit, er en enkeltvirkende damphammer, men den ene, som også påvirkes af damptrykket under nedadgående bevægelse og tilføjer; o den drivende energi s kendt som dobbeltvirkende damphammer.

Load Test on Piles:

Bunkeformlerne, både statiske og dynamiske, givet i de foregående artikler forudsiger omtrent den sikre belastning, som bunkerne vil bære, men det er altid ønskeligt at verificere bæreevneens bæreevne ved belastningstest.

Indledende test og rutinemæssige test:

Der skal være to kategorier af testpæle, dvs. indledende test og rutinemæssige test. Indledende tests udtages på prøvepæle i begyndelsen inden kørsel af arbejdsstabler for at bestemme længden af ​​bunker for at opretholde designbelastningen. Indledende test skal udføres på mindst to bunker.

Rutinemæssige prøver udvinnes på arbejdsstabler for at bekræfte kapaciteten af ​​hauger som opnået ved indledende test. Mens indledende tests kan udføres på en enkelt bunke, kan de rutinemæssige tests udføres på en enkelt bunke eller en gruppe af bunker, to til tre i antal.

Sidstnævnte er at foretrække, da bæreevneens bæreevne i en gruppe er mindre specielt i lerjorden og blandede jordarter. Rutinemæssige prøver skal udføres på 2 procent af de bunker, der anvendes i fundamentet.

Fremgangsmåde til lodret belastningstest:

Testbelastningen kan påføres trinvis direkte over en lastplattform som vist i figur 21.18 eller ved hjælp af hydraulisk stik med trykmåler og fjernbetjeningspumpe, som reagerer mod en lastpladform svarende til figur 21.18.

Forskellen mellem den tidligere og den sidstnævnte metode er, at mens al testbelastningen placeret på platformen overføres på teststablerne i den tidligere metode, overføres jackens reaktion kun som belastning på bunkerne ved sidstnævnte metode, selvom belastning på platformen overstiger normalt den krævede reaktion.

Stolprøvning ved reaktionsmetode kan også udføres ved at udnytte de tilstødende bunker, som giver den nødvendige jackreaktion ved negativ friktion. Til afprøvning af bunker ved direkte indlæsningsmetode er der normalt tilvejebragt RC-bunkehætter på toppen af ​​bunker for at bruge den som lastpladform såvel som til at overføre lasten på bunkerne ensartet.

Fremgangsmåde til laterale belastningstest på filer:

Laterale belastningstest kan udføres ved jack-reaktionsmetode med hydraulikstikket og måleren mellem to bunker eller to grupper af bunker. Jackens reaktion som angivet af måleren er den laterale modstand af bunken i bunken.

Anvendelse af testbelastninger, måling af forskydninger og vurdering af sikre belastninger ved vertikale belastningstest:

(a) Til indledende belastningstest:

Prøvebelastningerne anbringes i trin på ca. 10% af testbelastningerne, og målinger af fortrængninger skal foretages ved hjælp af tre drejemålere til enkeltstabel og fire drejeknapper til en gruppe af hauger. Hvert opladningsstadium skal opretholdes, indtil afviklingshastigheden er mere end 0, 1 mm pr. Time i sandjord og 0, 02 mm pr. Time i lerjorden eller højst 2 timer, afhængigt af hvilken størrelse der er større.

Lasten skal fortsættes op til testbelastningen, som er dobbelt så sikker som sikker belastning som estimeret ved hjælp af statisk formel eller den belastning, hvormed den samlede forskydning af bunken øverst svarer til følgende specificerede værdi:

Den sikre belastning på en enkelt bunke skal være mindst af følgende:

(i) To tredjedel af den endelige belastning, hvor den samlede afvikling opnår en værdi på 12 mm.

(ii) 50% af den endelige belastning, hvor den samlede afregning svarer til 10% af stangdiameteren.

Den sikre belastning på grupper skal være mindst af følgende:

(i) Endelig belastning, hvor den samlede afvikling opnår en værdi på 25 mm.

(ii) To tredjedel af den analbelastning, hvorved den samlede afvikling opnår en værdi på 40 mm.

(b) Til rutinemæssig belastningstest:

Indlæsningen skal udføres til halvanden gange den sikre belastning eller op til ledningen ved vinsch. Den samlede afvikling opnår en værdi på 12 mm for en enkelt bunke og 4 C mm for en gruppe af bunker, alt efter hvad der tidligere var.

Den sikre belastning skal gives af følgende:

(i) To tredjedel af den endelige belastning, hvor den samlede afvikling opnår en værdi på 12 mål for en enkelt bunke.

ii) To tredjedel af den endelige belastning, hvor den samlede afvikling opnår en værdi på 40 mm for en gruppe af bunker.

Indlæsning mv til sidetrykprøvninger:

Belastningen skal anbringes i trin på ca. 20% af den estimerede sikre belastning, efter at forskydningsgraden er 0, 5 mm pr. Time i sandjord og 0, 02 mm i lerjorden eller 2 timer afhængigt af det tidligere.

De sikre sidelaster skal tages som mindst af følgende:

(a) 50 per cent of the total load at which the total displacement is 12 mm at the cut off level.

(b) Total load at which the total displacement is 5 mm at the cut-off level.

Pull-out Tests on Piles:

For this test, clause 4.4 of “1S:2911 (Part IV)—1979: Code of Practice for Design and Construction of Pile Foundations— Load Tests on Piles” shall be referred.

Cyclic Load Tests & Constant Rate of Penetration Tests:

Pile-Cap:

RC Pile – caps of adequate thickness are required to be provided on the top of piles to transfer the load from the structure on to the piles.

The pile- caps are designed on the following principles:

(i) Punching shear due to load on the piers or columns or on the individual piles.

(ii) Shear at pier or column face.

(iii) Bending of the pile cap about the pier or column face.

(iv) Settlement of one row of piles and the consequent bending and shear of the pile cap.

An off-set of 150 mm shall be provided beyond the outer faces of the outermost piles in the group. When the pile cap rests on ground, a mat concrete (1:4:8) of 80 mm thickness shall be provided at the base of the pile cap.

The top of pile shall be stripped of concrete and the reinforcement of the pile shall be adequately anchored into the pile cap for effective transmission of the loads and moments to the ground through the piles. At least 50 mm length of the pile top after stripping of concrete shall be embedded into the pile cap. The clear cover for main reinforcement shall not be less than 60 mm.

Pile Reinforcement:

The area of longitudinal reinforcement in precast piles shall be as below to withstand the stresses due to lifting, stacking and transport.

(i) 1 .25 per cent for piles having a length less than 30 times the least width.

(ii) 1.5 per cent for piles having a length greater than 30 and up to 40 times the least width.

(iii) 2.0 per cent for piles having a length exceeding 40 times the least width.

The area of longitudinal reinforcement in driven cast-in-situ and bored cast-in-situ concrete piles shall not be less than 0.4 per cent of the shaft area.

Lateral reinforcement in piles shall not be less than 0.2 per cent of the gross volume in the body of the piles and 0.6 per cent of the gross volume in each end of the pile for a distance of about 3 times the least width or diameter of the piles. The minimum dia. of the lateral reinforcement shall be 6 mm.

2. Well Foundations:

Where pile foundations are unsuitable due to site conditions, the nature of the soil strata or for the reason of comparatively deep scour, well foundations are adopted. The components of a well are shown in Fig. 21.19.

Cutting Edge and Well Curb:

At bottom, wells are provided with a steel cutting edge made of ms plates and angles riveted or welded together and anchored into the well curb by means of anchor bars. Concrete well curbs are triangular in section in order to assist in removing the earth by grabbing and to help easy sinking of the wells.

The inclination of the well curb should not exceed 35 degrees with the vertical. These curbs are properly reinforced so as to make it strong enough to resist the stresses during sinking. Usually reinforcement both in the form of stirrups and longitudinal bars are provided not less than 72 kg. per cu. m. excluding bond rods of steining.

Link bars are used to keep the longitudinal bars and stirrups in position. The concrete to be used in the well curbs shall generally be of grade M20.

Where pneumatic sinking is to be adopted, the internal angle of the well curbs shall be steep enough for easy access of the pneumatic tools. In case, blasting is to be resorted to sink the wells, the full height of the internal face and half height of the external face of the curb shall be protected with ms plate of 6 mm thickness properly anchored to the curb by anchor bars.

Steining:

The steining is made of brick or stone masonry or of mass concrete. Nominal reinforcement shall not be less than 0.12 per cent of gross sectional area of steining to resist the tensile stress that may be developed in the well steining in case top portion of the steining is stuck to a layer of stiff clay and the remaining portion is hung from top. Two layers of vertical steining bars with binders are preferred to one central layer only.

In case of brick steining, vertical bond rods shall be provided at the middle of the steining at a rate not less than 0.1 per cent of the gross steining area. These bars shall be encased with concrete of M20 grade within a column, of 150 x 150 size.

These columns shall be used with R C. bands of suitable width not less 300 mm and of 150 mm depth. The spacing of such bands shall be 3 m or 4 times the thickness of the steining whichever is less (Fig 21.20).

Bottom Plug:

When the sinking is completed and the founding level is reached the wells after making the necessary sump are plugged with 1: 2: 4 concrete. This is usually to be done under water for which special type of equipment's are to be used in order to protect the concrete from being washed away when taken through water. For this purpose, two methods are commonly used.

The first method is known as “Chute method” or “Contractor's method' in which some steel pipes usually known as tremie 250 mm to 300 mm diameters' with funnel at top are placed inside the wells. The top of these pipes is kept above water level and the bottom at the bottom level of well .

The concrete when poured in the funnel, moves downwards due to gravity and reaches the bottom. The pipes are shifted sideways as the concreting proceeds.

In the second method, a more or less water-tight box is used for under-water concreting. The bottom of the box is made such that when the box reaches the plugging level, the bottom of the box is opened downwards by releasing a string from above and the concrete is placed at the bottom of the well. This method is known as “Skip box” method.

The function of the bottom plug is to distribute the load from the piers and abutments on to the soil strata below through the well steining. The load from the piers and abutments distributed over the well-cap and then to the well steining finally reaches the well curb.

Having a tapered side in contact with bottom plug, the load from the curb is ultimately transferred to the bottom plug arid then onto the soil below. For better performance, the bottom plug shall have adequate thickness as shown in Fig. 21.20(c)

Sand Filling:

Brøndlommerne er normalt fyldt med sand eller sand ler, men undertiden holdes lommerne tomme for at reducere den døde belastning godt på fundamentet. Det er ønskeligt, at i det mindste delen af ​​lommerne under det maksimale skurniveau skal fyldes med sand for stabiliteten af ​​brøndene. I hvert tilfælde er der tilvejebragt et topstik over sandfyldningen.

Well-Cap:

Belastning fra bryggerne og anlægene overføres til brøndsstuen gennem brøndkapslerne, som derfor bør forstærkes tilstrækkeligt til at modstå de resulterende belastninger forårsaget af de overlejrede belastninger og øjeblikke.

Former for brønde:

Brønde af forskellige former anvendes afhængigt af den jordtype, gennem hvilken de skal sænkes, hvilken type pille der skal understøttes, og størrelsen af ​​de belastninger og øjeblikke, som de skal konstrueres for. De følgende figurer, som vist i figur 21.21, er meget almindelige:

Dobbelt-D ottekantede eller dum-bellformede brønde har generelt dobbeltlommer eller mudderhuller, som følge af, at større styring over skifterne og fladderne af brønde er mulig.

Desuden giver dumb-bellformede brønde større modstand mod at vippe i længderetningen, men medens mursten eller beton kan anvendes ved opbygning af brøndstøbning i både dobbelt-D eller ottekantede brønde, er arbejdskraftomkostningerne mere, hvis mursten er der anvendes i dumb-bell brønde.

Enkle cirkulære brønde er mest økonomiske, hvor øjeblikke i både længde- og tværgående retninger er mere eller mindre ens. Desuden har disse brønde for samme basisareal mindre friktionsoverflade på grund af hvilken mindre total synkronisering er nødvendig for at synke brøndene.

To-cirkulære brønde svarer mere eller mindre til single-cirkulære brønde, men disse er egnede, hvor længden af ​​kajen er mere, men to-cirkulære brønde er ikke begunstigede, hvor muligheden for differentiel afvikling mellem de to brønde ikke overskrides. Både mursten og beton kan anvendes i stenen af ​​cirkulære brønde

Multi-dredge huller brønde eller monolitter er vedtaget i støtte piers eller tårne ​​af lange span broer. Denne søn af monolitter blev brugt til at støtte hovedtårnene i Howrah-broen i Calcutta. Monolitens størrelse var 55, 35 mx 24, 85 m med 21 uddybningsaksler hver 6, 25 m firkant.

Dybde af brønde:

Ved at beslutte grundlæggelsen af ​​brønde skal følgende punkter tages behørigt i betragtning:

(i) Den mindste dybde af brønden er bestemt ud fra hensynet til maksimal scour for at opnå den minimale greblængde under det maksimale skurniveau for brøndens stabilitet.

(ii) Grundlaget må muligvis være dybere, hvis jorden på grundniveauet heller ikke er egnet til at bære designbelastningen.

(iii) Jordens passive modstand på ydersiden af ​​brønden udnyttes så vidt muligt at modstå de ydre øjeblikke, der virker på brønden på grund af langsgående kraft, vandstrøm, seismisk effekt osv. Jorden under det maksimale skurniveau er kun effektiv i at tilbyde den passive modstand.

Hvor der kræves større ydre øjeblikke for at modstå det passive jordtryk, er der behov for større greblængde under det maksimale skurniveau, og for at opnå dette er yderligere sænkning af brønden nødvendig.

Design overvejelser:

De ydre øjeblikke, der virker på brøndene på grund af forskellige vandrette kræfter og den excentriske direkte belastning, modvirkes i øjeblikket på grund af passivt jordtryk dels af fuldt afhængigt af størrelsen af ​​det passive tryk, der er tilgængeligt, hvilket igen er relateret til jordens og jordens natur tilbyder den passive modstand. Balancen eksternt øjeblik, hvis der er nogen, kommer til basen.

Grundtrykket ved bunden af ​​brønden kan derfor beregnes ved hjælp af formlen:

Hvor, W = I alt lodret direkte belastning ved bunden af ​​brønden efter iagttagelse af hudfriktionen på siderne af brøndene.

A = Base-området af brønden.

M = Moment ved base.

Z = Sektionens modulmodul.

Grundtrykket vil være maksimalt, når både W og M er maksimale. Denne betingelse er nået, når levende belastningsreaktionen på molen er maksimal, og der opstår ingen opdrift på brønden og molen.

På den anden side kan det mindste fundamenttryk og muligheden for spænding eller hævning forventes, når levende belastningsreaktionen er minimal, og fuld opdrift virker som følge af, at den døde vægt af mølle og brønd reduceres. Grundtrykket skal være sådan, at det forbliver inden for jordens tilladte bærende styrke.

Den hudfriktion, der virker på siderne af brøndene, tages i betragtning ved afbalancering af en del af den direkte belastning. Ved estimering af stentykkelsen er det nødvendigt at finde ud af det maksimale øjeblik samt den maksimale og minimale direkte belastning på stenen.

Stentykkelsen bør være sådan, at både maksimale og minimale belastninger forbliver inden for den tilladte værdi. For at opnå maksimale og minimale belastninger skal de overvejelser, der foretages i tilfælde af grundtryk som beskrevet ovenfor, også prøves her.

Stenspændingerne opnås ved anvendelse af følgende formel:

Hvor, W = Total lodret belastning på den pågældende stensektion.

A = Areal af sten.

M = Moment ved stensektionen.

Z = Sektionsmodul af stensafsnittet.

Stabiliteten af ​​grundfundamentet skal kontrolleres under hensyntagen til alle mulige indlæsningskombinationer, herunder opdrift eller ingen opdriftsforhold. Grundlag for borehuller i samhørighed mindre jord skal udformes på grundlag af "Anbefalinger til estimering af jordens modstand under det maksimale scourniveau i design af brøndeformationer".

Udformning af anlægsbrønde i alle typer jordbund og møllebrønde i sammenhængende jord skal udføres i overensstemmelse med anbefalingerne "Grundlag og understruktur". Metode til kontrol af stabiliteten af ​​brønde i overvejende lerjord er forklaret nedenfor efter henstillingerne.

Det aktive og passive jordtryk ved en hvilken som helst dybde Z under det maksimale scourniveau for en blandet jord er givet ved:

Figur 21.22 (a) viser en brønd, der udsættes for vertikal koncentrisk belastning W (= W1 + W2 + W3) og en vandret kraft Q, der virker i en afstand H fra maksimal scour niveau. Figur 21.22 (b) viser de aktive og passive trykdiagrammer baseret på ligninger 21.20 og 21.21 og overvejer også rotation i bunden som anbefalet.

Moment ved bunden af ​​brønd på grund af ekstern vandret kraft, Q = Q (H + Z) (21, 27)

Relief moment i bunden af ​​brønd på grund af aktivt og passivt jordtryk fra ligninger 21.25 og 21.26

Ligning 21.28 giver det ultimative netmoment af passivt jordtryk. For at nå frem til det tilladte øjeblik for passivt jordtryk fra det ultimative øjeblik (M p - M a ) som angivet i ligning 21, 28, anvendes en sikkerhedsfaktor som angivet under sneglen, dvs. Tilladeligt øjeblik for passiv modstand = (M p -M a ) / FOS

FOS for sammenhængende jord til lastkombination undtagen vind eller seismiske kræfter skal være 3, 0, og for belastningskombinationen herunder vind eller seismisk skal 2.4 være. Metoden til estimering af basistryk af en brøndfundament er illustreret af mig følgende eksempel.

Eksempel 6:

Beregn grundtrykket ved bunden af ​​den cirkulære brønd med følgende oplysninger:

(a) Dybde - 25, 0 m

(b) Dia of Well = 8, 0 m

(c) Dybde under maks scour = 12, 0 m

(d) Q = 100 t. handler a; 37, 0 m over bunden af ​​brønd under seismisk tilstand.

(e) W 1, = Vægt på overbygning = 850 tons.

(f) W 2 = Vægt af Pier = 150 tons.

(g) W 3 = Vægt af brønd = 900 tons.

(h) Jord omkring brønden er blandet type med (i) C = 0, 2 kg / cm2 (ii) Φ = 15 ° (iii) ƴ (tør) = 1800 kg / m3

(i) Tilladt grundtryk under seismisk tilstand er 50 tons / m 2 og ingen spænding.

FOS for sand- og lerjorden under seismisk tilstand bue 1.6 og 2.4. For en blandet jord som i det illustrative eksempel kan FOS tages som 2, 0.

Derfor er det sikkert, da der ikke opstår spændinger, og det maksimale grundtryk er mindre end det tilladte fundamenttryk på 50, 0 ton / m 2

Tykkelse af Well-Steining:

Tykkelsen af ​​brønde skal være sådan, at den kan modstå de belastninger, der er udviklet på grund af belastninger og øjeblikke under brugen af ​​broen. Disse belastninger kan beregnes ved den tidligere givne fremgangsmåde.

Det bemærkes ofte, at selvom stentykkelsen opfylder alle belastningsbetingelser under service, men det giver vanskeligheder under sænkning af brønden. I sådanne tilfælde bliver stenen for lys til at give nogen synkende indsats uden tilsætning af kendledge over stenen eller svigt af stenen sker under synkronisering.

"Sinking indsats" kan defineres som vægten af ​​stenen, herunder kendledge, hvis nogen, pr. Enhed område af brøndeperiferien, der giver hudfriktion af den omgivende jord.

Hvor, r = Radius af stens midterlinie.

t = Steining tykkelse.

w = Enhedens vægt af sten.

R = Yderradius af brøndstining.

Medmindre den synkende indsats overstiger den hudfriktion, der tilbydes pr. Areal af stensoverfladen, er det ikke muligt at synke brøndene, og derfor bør stentykkelsen foretages således, at ved at tilføje små mængder kendledge om nødvendigt den nødvendige mængde synkende indsats er tilgængelig ved at synke brøndene.

For at skabe økonomi i brøndsstuen, er det nogle gange foretrukket af nogle designere at vedtage den i tyngde tykkelse pr. Teoretisk beregning, der er tilstrækkelig til at tage designbelastninger under brugen af ​​broen, men denne økonomi eller besparelse i stenen er mere end kompenseret af ekstraomkostninger ved lastning og losning af kentledge, øgede omkostninger ved etableringsafgifter på grund af forsinkelse i at synke brøndene mv.

Ifølge Salberg, en praktisk jernbaneingeniør, er denne form for økonomi rettet mod at reducere stentykkelsen en falsk økonomi. Hans råd er -

"Den meget vigtige faktor i godt design er tykkelsen af ​​stenen. Det er beklageligt, at i størstedelen af ​​designet skæres tykkelsen af ​​tykkelsen til det, som designeren fondly forestiller sig, er noget rigtig billigt; penge er sparet på papir og i skøn i reduktionen af ​​betydelige murværk, men i det virkelige arbejde bliver det hele kastet væk i de øgede omkostninger ved at synke. En brønd, der er for lys i sig selv, skal læsses, og omkostningerne og forsinkelsen af ​​en brønd, som skal læsses for at blive nedsænket, er forfærdelig. Du har intet permanent for alle de penge, du har brugt i lastning og losning af en brønd. Sæt dine penge ind i stenen, og du har gode penge brugt og en solidere og tungere godt under din mølle for evigt. Chancerne er, at du vil spare penge på jobbet som helhed, du vil spare tid og arbejde både vigtige funktioner, især den førstnævnte, når man husker at perioden, i hvilken brønd kan arbejdes på, er begrænset til den lave varighed af floden".

Empirisk formel, der styrer tykkelsen af ​​sten til cirkulære brønde som krævet fra synkende overvejelser, er angivet nedenfor. Denne formel kan være anvendelig for dobbelt-D eller dumb-bellformede brønde, også hvis den enkelte lomme antages at være en cirkulær brønd med ækvivalent diameter.

Note 1:

Til stenblokke eller til brønde, der hviler på klippe, hvor der kan kræves sprængning, kan en højere tykkelse af sten blive vedtaget.

Note 2:

For brønde, der passerer gennem meget bløde lerarter, kan stentykkelsen reduceres ud fra lokal erfaring.

Sinking af brønde:

De vigtigste træk ved sænkning af brønde er:

(a) At forberede jorden til at lægge forkant.

(b) At kaste brøndkanten efter at have lagt forkant.

(c) At bygge stenen over brøndkanten.

(d) At fjerne jorden fra brøndlommen ved manuel arbejdskraft eller ved at gribe og således skabe en sump under skærekanteniveauet. Brønden vil gå langsomt ned

(e) At fortsætte processen med opbygning af sten og mudring i alternative faser. Således synker brønden til det endelige grundniveau nås.

(f) Om nødvendigt kan kendledge belastning placeres på brønden, der støtter for at øge den synkende indsats for let synkronisering af brøndene.

Ved udarbejdelsen af ​​kanten til forkant er det ikke et problem, hvor brøndens placering er på et land eller på en tør flodseng, men når brønden skal placeres på flodlejet med en dybdevand, er der nogle specielle Der skal træffes arrangementer til fastsættelse af forkant afhængig af vanddybden.

Disse er:

(a) Åben øen.

(b) Island med bullah cofferdam.

(c) Øjning med bunke cofferdam.

(d) Flydende kaisson.

(a) Open Islanding (figur 21, 24-a):

Når dybden af ​​vand er lille, siger 1, 0 m til 1, 2 m. jorden dumpes, og en ø er lavet således, at dens færdige niveau forbliver på ca. 0, 6 m til 1, 0 m højere end WL og tilstrækkeligt arbejdsområde (f.eks. 1, 5 m til 3, 0 m) rundt om kanten er til rådighed.

(b) Bullah Cofferdam (figur 21.24-b):

Når vanddybden overstiger i.2 m, men forbliver inden for 2, 0 m til 2, 5 m, fremstilles cofferdam ved at køre tætte salbullahæbler, og efter at have lagt et eller to lag durmåtte, er indersiden fyldt med sand eller sandjord.

Nogle gange anvendes to rækker bulla pæle i en afstand på ca. 0, 6 m mellem rækkerne, og det ringformede rum er fyldt med pudelær. Indretningen af ​​indersiden og yderste rækker bliver bundet sammen giver mere stivhed. Denne slags islanding er vedtaget i forholdsvis dybt vand.

(c) Sheet Pile Cofferdam (figur 21, 24-c):

Øjning med bunkehovedkoffertam anvendes når brønde er placeret inde i floden, hvor dybden af ​​vand er stor, og bullah bunke-cofferdams er uegnede til at modstå trykket af den fyldte jord inde i cofferdam. Pladens bunke-cofferdams er stivnet med cirkulære ringstivere.

(d) Flydende Caissons (figur 21.24-d):

I meget dybt vand er arkstabelkoferdam ikke en løsning, fordi bøjespændingen udviklet på grund af jordens tryk på fyldmaterialet er enormt. I sådanne tilfælde anvendes flydende kasser normalt. Brøndkanten og stensbuen lavet op til en vis højde med stålplader bøjet indvendigt med passende bracings.

Rummet mellem indvendig og udvendig overflade holdes tom. Caissonen er floated og bragt til den faktiske placering. "Sætningen" af kaissonen udføres ved at fylde det ringformede hulrum med beton i trin.

Før betonpåfyldning centreres kaliberen omhyggeligt i sin korrekte position. På grund af vægten af ​​den fyldte beton går kilden langsomt ned og i sidste ende berører den sengen og den er jordforbundet. Sænkningen foregår som sædvanlig ved at bygge sten over kajen og mudring.

Grunden af ​​kedlen i korrekt position kan undertiden ikke være mulig specielt i højhastighedshaver. I sådanne tilfælde reflekteres kasserne ved at pumpe vandet, der enten holdes i nogle celler i flercellebrøndene eller i vandtanke, ova kasser og derefter jordforbindelse i korrekt position.

Sinkemetode:

Åben skumring:

Brønde kan blive nedsænket ved åben synkronisering (figur 21, 25-a) eller den pneumatiske sænkningsmetode (figur 21.25-b) I den tidligere metode fjernes jorden, sanden, løse graver osv. Fra bundniveauet af forkant ved hjælp af gribning eller mudring og brønden går ned på grund af sin egen vægt.

Hvis jeg støder er lettere, eller hvis hudfriktionen rundt om brøndens stening er større, kan det være nødvendigt med yderligere knæbelastning for at lette synkningen.

Lufttryk tæt på skærekanten eller vandstråle på ydersiden af ​​brøndkanten er anbragt, når brønden sidder fast på et lag af stiv ler, og det er ekstremt svært at synke brønden yderligere på trods af at der dannes en dyb sump under forkant eller placere en tung kendledge på brønden.

Hvis strålerørene lægges i sektioner som vist i figur 21.26 (b) med et 100 mm diameter lodret rør forbundet til 3 nos. 50 mm dia jetrør gennem et 100 mm dia vandret rør, som også hjælper med at rette tippet, da en del på højsiden kan benyttes til at løsne friktionen på den side. Alternativt mejsel og mudderudbytte resulterer i synkende brønde i hårde lag.

Nogle gange afbrødes brøndene delvist for at løsne hudfriktionen eller for at punktere det stive lag af ler, men det kan huskes, at afvanding af brønden er en meget risikabel proces siden brønden kan; sink pludselig, hvilket kan føre til de tunge fliser og skift eller kan forårsage revner i stenen.

Derfor bør afvanding af brøndene normalt ikke forsøges, medmindre det er tvunget af omstændighederne. Hvis afvanding skal gøres overhovedet, bør det gøres meget langsomt og omhyggeligt for at undgå enhver akavet situation.

Pneumatisk Sinking:

Hvor åbent brønd synkronisering vil sandsynligvis blive udsat for mange vanskeligheder som tilstedeværelsen af ​​meget hårdt lag, løs stenblokke, skrånende sten osv. Eller hvor brønden skal sænkes en del afstand til sten, bliver pneumatisk sænkning vedtaget ved hjælp af denne metode et stål eller der anvendes en betonluftslås i bunden af ​​sløret. Trykluft pumpet inde i luftslokken fortrænger vandet, og arbejderne kan arbejde uden for låsningen uden problemer.

To separate låse kendt som man-lås og muck-lås er tilvejebragt på toppen af ​​brøndene. Disse er forbundet med luftspærren i bunden ved hjælp af en aksel og arbejdsmændene, redskaberne og anlægget, og de udgravede materialer tages ind eller ud gennem denne manlås eller mucklås.

Anbringelse for installation af den pneumatiske sænkning skal ske i tilfælde, hvor åben synkronisering normalt kan tjene formålene, men muligheden for at synke farer er der, og det kan være nødvendigt med den pneumatiske sænkning. Normalt er pneumatisk synkning dyrere end den åbne synke.

Forholdet mellem omkostningerne afhænger af vanskeligheden eller ellers af den åbne synkende metode. Det vurderes groft, at pneumatisk sænkning er to gange dyrere end den åbne synkende, når de sidstnævnte sænkningsbetingelser er meget gunstige eller moderat gunstige.

Den førstnævnte kan endda være billigere, når synkningen ved sidstnævnte metode kan blive udsat for mange vanskeligheder, og arbejdet skal fortsættes i længere tid under de fleste ugunstige forhold.

Tilt og skift:

De lag, hvorved brøndene sænkes, er meget sjældent ensartede, og den modstand, som disse lag giver til synkningen, er derfor forskelligt i de forskellige dele af brøndene som følge af, hvilken kant i brøndene opstår. Sommetider varierer trykket på brøndene på grund af jordtrykket i størrelse, hvilket resulterer i skift af brøndene i en eller anden retning fra den oprindelige position.

Effekten af ​​hældningen på brønden er at forårsage ekstra fundament tryk, mens skiftets virkning er at ændre placeringen af ​​molen. Skiftet af brønden i længderetningen bevirker ændring i spanlængderne, og skiftet i tværretningen bevirker skiftet af broens midterlinie.

Hvis molepositionen ikke forskydes, inducerer skiftet af brønden også ekstra fundamenttryk på grund af ekscentriciteten af ​​den resulterende lodrette belastning på brøndene. For at modvirke effekten af ​​hældning er det altid tilrådeligt at skifte mole på højsiden, så den resulterende direkte belastning går så langt som muligt gennem CG i basisområdet.

Tilt måles ved at tage niveau på toppen af ​​stenen eller helst på gauge mærket mellem den høje side og den lave side. Hvis forskellen mellem niveauet mellem den høje side og den lave side er x (figur 21.27-a), og afstanden mellem disse to punkter er B, er brøndens hældning 1 i B / x .

Generelt er den tilladte grænse for hældning 1 i 80. Tilladt skift i en hvilken som helst retning er 150 mm. Ved synkebrønde gennem lerjorden er det meget vanskeligt at holde vippen inden for ovennævnte grænse på 1 i 80 og højere fliser skal accepteres fra praktiske overvejelser efter behørig ændring af mønstrene i overensstemmelse hermed.

For at afhjælpe vippen (og følgeskift), tages følgende korrigerende foranstaltninger generelt:

(i) At skrape i nærheden af ​​forkanten på den højere side, hvis det er nødvendigt efter mejsel. Alternativ mejsel og mudring giver generelt resultater.

(ii) Tilførsel af luftstråling eller vandstråling på den ydre høje side for at reducere hudfriktionen (Figur 21.26).

(iii) At anvende ekscentrisk kendledge (med positiv ekscentricitet med hensyn til bunden af ​​brønden) på højsiden (figur 21.28-a).

(iv) At trække brønden øverst på højsiden (fig. 21.28-b og 21.28-c).

(v) At skubbe brønden øverst på den lave side (fig. 21.28-d og 21.28-e).

(vi) At placere blokke eller forhindringer under forkant på den lave side og fortsæt med opmudring på højsiden under skærekant (figur 21.28-f).

Hvis på trods af vedtagelsen af ​​ovennævnte korrigerende foranstaltninger, kan vippen ikke afhjælpes til de tilladte grænser, og hvis det faktiske fundamenttryk overstiger den tilladte værdi, er det ikke sikkert at sætte brøndene på design fundamentet som oprindeligt planlagt og som sådan brønde skal sænkes længere nede for at få mere lindring på grund af passivt jordtryk og således bringe det egentlige fundamenttryk inklusive det ekstra fundamenttryk som følge af vippe og skifte inden for de tilladte grænser. Dybere synke vil normalt øge det tilladte fundamenttryk.

Eksempel 7:

Hvis brønden i illustrativ eksempel 21.6 udsættes for en endelig hældning på 1 i 50 og et sandt skift (ud over skift på grund af tilt) på 0, 3 m i længderetningen som vist i figur 21.29 (a) beregner ekstra og total grundpres ved bunden af ​​brønden. Hvor meget skift af mole på højsiden er nødvendigt for at holde fundamentet inden for de tilladte grænser?

Opløsning:

Fra foregående eksempel 6:

Vægt på overbygning = 850 tons; Vægt af mole = 150 tons

Vægt af brønd efter at have tilladt hudfriktion = 482 tons

Dybde af brønd = 25, 0 m; Z af brøndbase = 50, 27 m 3

Maks. Grundtryk opnået = 43, 17 t / m 2 ; Tilladt grundtryk = 50, 0 t / m 2

På grund af en hældning på 1 i 50, skiftet af brøndbase = 25, 0 / 50 = 0, 5 m

Fra figur 21.29 (a) kan det bemærkes, at på grund af effekten af ​​lilt og faktisk skift har belastningen fra kajen en excentricitet på (0, 5 + 0, 3) = 0, 8 m og selvvægten af ​​brøndvirkende ved dens CG dvs., 12, 5 m over basen har en 12, 5 / 50 ekscentricitet på = 0, 25 m.

Yderligere øjeblik på brøndbasis på grund af tilt og skift = (850 + 150) x 0, 8 + 482 x 0, 25 = 800 + 120, 5 = 920, 5 tm.

For at bringe grundtrykket inden for den tilladte grænse, foreslås det at skifte brønden på højsiden med 0, 6 m som vist i figur 21.29 (b) og derved opnå en reduceret excentricitet på 0, 2 m for belastningen fra molen, excentriciteten af selvv. af brønden forbliver uændret.

Dette er inden for den tilladte grænse på 50, 0 t / m 2 . Dermed sikker. Ved at skifte molen med 0, 6 m på brøndens høje side er reduktion af momentet på grund af tilt og skift (850 + 150) x 0, 6 = 600 tm, hvilket reducerer grundtrykket med 600 / 50, 27 dvs. 11, 93 t / m 2 nedbringelse af det for store fundamenttryk på 61, 48 til (61, 48 - 11, 93) = 49, 55 t / m 2 som opnået ovenfor.

Det er unødvendigt at nævne, at ved at skifte bryggen som ovenfor, ændres det oprindelige spændingsarrangement. Spændet på venstre side stiger med 0, 6 m, og det samme på højre side reducerer med 0, 6 m.