Pile Foundation: Egnethed, Klassificering og Konstruktionsfunktioner

Pile Foundation's egnethed:

Stabel fundamenter anvendes under følgende betingelser:

(i) Når jorden nær jorden eller i en rimelig dybde er for blød eller løs.

(ii) Når belastningerne er så høje, at der ikke er nok planareal til at rumme størrelsen af ​​det nødvendige fundament.

(iii) Når store laterale belastninger virker på fundamentet.

(iv) Stapelfundamente anvendes, når strukturen forventes at bære store løftebelastninger i transmissionstårne ​​og underjordiske strukturer under vandbordet.

(v) Bunkefundament anvendes, når fundamentet udsættes for hældende belastninger, excentriske belastninger og øjeblikke.

Klassificering af bunker:

Pæle er klassificeret som følger:

(a) Klassificering baseret på materialer og sammensætning:

(i) Tømmerbunker:

Tømmerbunker er lavet af træstamme og er godt krydrede, lige og fri for alle defekter. I Indien består tømmerbunker hovedsagelig af sal-trunker. Disse bunker er tilgængelige i længden mellem 4 og 6 m. Tømmerbunker anvendes, hvor der er en relativt lav dybde, der er godt lagerlagret.

(ii) Betonpæle:

Betonbunker er enten præfabrikerede eller støbt in situ. Præsterede bunker støbes og hærdes på støbestedet og transporteres derefter til stedet for installation. Disse bunker forstærkes tilstrækkeligt til at håndtere belastninger sammen med arbejdsstresser. Precast bunker er normalt egnede til korte længder. Cast-in-situ bunker er konstrueret ved at bore hul i jorden og derefter fylde hullet ved beton efter at have lagt armeringen.

(iii) Stålpæle:

Stålpæle er normalt af rullede H-sektioner eller tykke rørafsnit. Disse bunker bruges til at modstå store belastninger, og hvor mindre distribution fra kørsel er ønsket. Stålplader og H-pæle er generelt brugt til at understøtte den åbne udgravning og for at tilvejebringe sigtbarriere.

(iv) sammensatte bunker:

En bunke, der består af to materialer som beton og tømmer eller beton og stål kaldes sammensat bunke. Sammensatte bunker anvendes i situationer, hvor en del af bunken er permanent under vand. Den del af bunken, der vil være under vand, kan være fremstillet af ubehandlet tømmer, og den anden del kan være af beton.

b) Klassificering baseret på installationsmetode:

(i) Bored bunker:

Bored bunker er konstrueret i forborede huller enten ved hjælp af et hus eller ved cirkulerende stabiliserende middel som betonies opslæmning. Borehullet fyldes derefter med beton efter anbringelse af forstærkningen. Fordelen ved bordhunke er, at der ikke er nogen skade på grund af håndtering og kørsel, som er almindelig i drevne bunker.

Brædder er af følgende typer:

Små diameter bunker op til 600 mm diameter; stor diameter pæle diameter større end 600 mm; under reamed bunker.

(ii) Driven bunker:

Driven bunker kan være af beton, stål eller træ. Disse bunker drives ind i jorden af ​​hammerens indvirkning. Boring er ikke nødvendig for denne type bunker. Når en bunke drives i granulære jordarter, tæpper jorden jorden og øger jordens styrke. Men når en haug er drevet i mættet ler, bliver jorden i stedet for at blive komprimeret genindvundet med reduktion i styrke.

(iii) Drevne og støbte stabler:

Det er en type drevet bunke. De er konstrueret ved at køre et stålhus ind i jorden. Hullet fyldes derefter med beton ved at placere forstærkningen, og kappen løftes gradvist.

c) Klassificering baseret på funktionen:

Pæle er af følgende typer baseret på dets anvendelse:

(i) Endelejer:

De bunker, der overfører sin belastning til et hårdt og relativt uforeneligt lag som sten eller tæt sand, kaldes endebærende bunker. Disse bunker udlede sin lejekapacitet fra endebjælken ved bunken.

(ii) Friktionspæle:

De bunker, som ikke hviler på hårdt lag, men som har sin bæreevne fra skumfri friktion eller vedhæftning mellem bunkenoverfladen og omgivende jord kaldes friktionsbunker.

(iii) Spændingsstabel:

Spændingsbunke kaldes også hævebøjler. Disse bunker bruges til at forankre de strukturer, der udsættes for ophævelse på grund af hydrostatisk tryk.

(iv) komprimeringspæle

Disse bunker bruges til at komprimere løs granulat jord for at øge dens bæreevne. Komprimeringstunger bærer ikke belastning, og derfor kan de være af svagere materiale. Sandstabler kan bruges som komprimeringsbunker.

(v) Ankerpæle:

Disse bunker er brugt til at tilvejebringe forankring mod vandret trække fra høvling.

(vi) Fender bunker og delfiner:

Fender bunker og delfiner bruges til at beskytte vandfrontens struktur fra påvirkning af enhver flydende genstand eller skib.

Engineering News Formel:

Den tekniske nyhedsformel blev udgivet af AM Wellington, redaktør for ingeniørnyhederne (New York) i 1888. Formlen blev udviklet ved at sammenligne den energi, som hammeren anvendte (anvendt til bunke) til det arbejde, der blev udført af bunke og tab af energi, var opnået som

Qa = WH / F (S + C)

Hvor Qa = tilladt belastning i kg

W = Vægt af hammer i kg

H = Hældningshøjde i cm

S = Penetration pr. Slag i cm

C = Empirisk konstant i cm

= 0, 25 for enkelt- og dobbeltvirkende hammer

= 2, 5 for en drop hammer

F = Sikkerhedsfaktor og tages som 6.

Ovennævnte formel til forskellige typer hammere kan skrives som:

(i) Enkeltvirkende hammer

Qa = WH / 6 (S + 0, 25)

(ii) dobbeltvirkende hammer

Qa (W + ap) H / 6 (S + 0, 25)

hvor a = Effektområde af stempel i cm ²

p = gennemsnitligt effektivt damptryk i kg / cm2

(iii) Drop hammer

Qa = WH - 6 (S + 2, 5)

Hiley Formel:

Hiley formel siges at være en komplet formel og er skrevet som

hvor Qu = ultimativ belastningskapacitet af bunke

W = vægt af hammeren

H = højde af fald

S = penetration pr. Slag i cm

Pile Load Test :

Belastningstest på bunke er den mest positive metode til bestemmelse af en bøjles lastbærende kapacitet. Belastningstest kan udføres enten på:

(i) en arbejdspaal eller

(ii) en testbunke.

En arbejdende bunke er en stangstøbt in situ eller drevet for at bære lasten fra overbygningen. Den maksimale testbelastning i arbejdspælen må ikke være mere end 1½ time designbelastningen. En teststang er en bunke, der udelukkende er installeret til testning. Den maksimale belastning, der kan påføres på en sådan bunke, er 2 ½ til 3 gange designbelastningen, eller den påførte belastning skal være sådan, at den giver en samlet afvikling af en tiendedel af bunndiameteren.

En opsætning af stabelbelastning er vist i figur 11.20. Det består af

(i) En reaktionsramme, som enten er fyldt med kendledge eller understøttet på ankerpæle. Afstanden af ​​reaktionsrammens understøtninger fra bunken bør være mindst 5 gange diameteren af ​​bunken.

(ii) En hydraulisk stikkontakt til påføring af belastning på bunkehovedet

(iii) Et sæt drejemålere (3 eller 4 nos.) til måling af afvikling af bunkehoved.

En lodret bunkeprøvekonstruktion Bunkebelastningstest er af to typer:

(i) Vedligeholdt belastningstest:

Bunken lastes normalt af Jacking og belastningen påføres i passende trin (ca. 20% af den estimerede arbejdsbyrde). Hver inkremental belastning opretholdes i to timer, eller indtil afviklingshastigheden bliver 0, 2 mm / time, alt efter hvad der tidligere er (ifølge IS 2911-1985); det næste belastningsforøgelse bliver derefter anvendt.

Afregning registreres under hvert belastningsforløb. Ved indledende belastningstest fortsættes belastningen op til 3 gange designbelastningen, som det tidligere var. I en rutintest fortsættes belastningen op til 1, 5 gange designbelastningen. Lasten frigives derefter i lige trin til nul, og afregningsoptegnelsen er lavet for hver frigivelse af belastning.

Belastningskurver for både læsning og losning tegnes som vist i figur 11.21. Den ultimative belastning kan læses fra kurven, hvis et veldefineret fejlpunkt er angivet. Når der ikke opnås et bestemt fejlpunkt, kan det tages som belastning, ved hvilken afregningen er lig med 10% af pældiameteren.

En sikkerhedsfaktor på 2, 0 eller 2, 5 anvendes for at få tilladt belastning.

ii) Konstant penetrationsprøve (ORP) test:

CRP test blev udviklet af Whitaker i år 1963. Det er en kort varighedstest, hvor bunken er lavet, trænger ind i jorden med en konstant hastighed. En fælles penetrationshastighed er 0, 75 mm / min for ler og 1, 5 mm / min for sand. Aflæsninger af tryk i jacket og afviklingen noteres med passende intervaller ikke større end 3 minutter.

Prøven fortsættes, indtil belastningen begynder at falde efter at have nået en maksimal værdi, eller indtil penetrationen er mindst 10% af pælens diameter, alt efter hvad der er tidligere.

En belastningsindtrængningskurve er afbildet ud fra testresultaterne, og den ultimative belastningskapacitet af bunken er taget som lig med belastningen:

(i) Ved fejlsituation, hvis veldefineret fejlsted er tilgængeligt

(ii) Når belastningen når en maksimal værdi og forbliver konstant for 50 mm eller mere gennemtrængning.

(iii) Når penetration er 10% af pælens diameter, hvilken som helst tidligere? En sikkerhedsfaktor på 2, 0 eller 2, 5 anvendes for at opnå tilladt belastning.

Konstruktionsmæssige træk ved bunkefundament:

Tre typer materialer anvendes til bunke konstruktion:

i) tømmer

(ii) Stål

(iii) Beton.

For det meste anvendes betonbunker. Tømmer- og stålpæle er præfabrikerede med tværsnit af rektangulære, firkantede, cirkulære og H-formede (kun til stål). Tømmer og stålbunker installeres ved at løfte dem i lodrette stillinger og skubbe ind i jorden ved hjælp af hammere som vist i figur 11.22.

Betonbunker installeres enten ved kedeligt hul i jorden eller ved kørsel direkte til jorden. Afhængigt af installationsmetoden er betonbunker bredt klassificeret som (i) Bored hauger (ii) Driven bunker.

(A) Bored bunker:

De trin, der er involveret i opførelsen af ​​kede bunker, er som følger:

(i) Boring af hul

(ii) Stabilisering af hul

(iii) Placering af forstærkning

(iv) betonering

(i) Boring af hul:

Ved kedler med små eller mellemstore diameter anvendes håndgreb til at kede i bløde sammenhængende jordarter til en dybde begrænset til 4, 5 meter. Hvis borehullet overstiger 4, 5 meter, anvendes mekaniske skruer. Til stænger med stor diameter anvendes mekaniske kranmonterede borerigge som vist i figur 11.23.

(ii) Stabilisering af hul:

For en ikke-selvbærende jord cirkuleres et stabiliserende middel i form af bentonitopslæmning. Bentonitopslæmningen bevæger sig gennem borestammen til bunden af ​​hullet og bevæger sig op med den løsnede jord. En slurrydensitet på 10, 5 til 12 KN / m3 er tilstrækkelig til at stabilisere hullet. Slammet genanvendes efter at jorden har skåret til at bosætte sig i en dam.

(iii) Placering af forstærkning:

Efter at boringen er afsluttet, sænkes armeringsburet i hullet.

iv) beton:

Efter at armeringen er anbragt inde i hullet, hældes en let blandet beton i hullet ved hjælp af tragt anbragt ved hullets munding. Betonning bæres af en teknik, der hedder tremie-betonning, hvor betonen sendes ned af et rør for gradvist at forskyde bentonitopslæmningen som vist i figur 11.24. Pleje og færdigheder er nødvendige for betonarbejde.

(B) Drevet præfabrikeret betonbunke:

Støbte betonpæle støbes vandret ved hjælp af stålbeklædning i et støbegård. (Diameter og længder af sådanne bunker er begrænset til henholdsvis 450 mm og 20 m). Shuttering fjernes efter at betonen er indstillet, og bunken hærdes. Stabler løftes fra støbegården i vandret stilling og holdes lodret, før de køres i jorden ved hjælp af køreudstyr.

Køretøjsudstyr består af (figur 11.25):

(i) Pile driving frame

(ii) Pile driving hammer

(a) Drop hammer

(b) Pneumatisk hammer

(c) Vibrerende hammer.

iii) Tilpasninger:

Tilgange er komponenter, der er anbragt mellem bunkehoved og hammer for at overføre drivkraften til bunken sikkert, dvs. uden skader på bunkehovedet. Figur 11.27 viser forskellige komponenter placeret mellem bunkehoved og hammer.

(C) Drevstøbte in situ betonpæle:

Drevne cast-in-situ bunker er dem, hvor et hul er skabt ved at køre et lukket stålrør, og derefter støbes beton i det.

Disse bunker er af to typer:

(i) Hylstre

(ii) Ubundne bunker

Hvis stålrøret, der er drevet ind i jorden, er fyldt med beton, så kaldes den forankret drevet støbt betonbunke. Hvis stålrøret trækkes tilbage, og hullet er fyldt med beton, så kaldes det ukomplet drevet støbt in situ betonhunke.

I tilfælde af forankret bunke dannes et tyndt stålrør sammen med en centraldørne sammen ved hjælp af bunkehjul. Efter at have nået den krævede dybde, dornen er kontraheret og trukket tilbage, og betonering sker i stålrøret efter at have anbragt forstærkningsburet. Uncased bunke er konstrueret ved at køre et hus med en aftagelig konisk sko ved bunden.

Forstærkningsburet er anbragt i huset, og betonen hældes. Som konkret fremgang er hylsteret langsomt trukket og den aftagelige koniske sko tilbage i bunden af ​​bunken som vist i figur 11.29.