Les pieux sont faits de béton, de béton armé, de métal et sont des tiges creuses ou pleines, qui sont posées obliquement ou verticalement dans le sol. Les éléments sont installés sous la structure et transfèrent les charges de compression, de torsion et de cisaillement au sol depuis la partie sol. La capacité portante du pieu dépend du matériau de fabrication et du type de sol.
Dépendance aux matériaux de support et aux types de sol
Le pieu est en contact avec les couches de terre, donc sa capacité à supporter des charges dépend de la catégorie de sol. Le nombre requis d'éléments de pieux est calculé en fonction des caractéristiques du matériau et du sol.
Dans la construction de maisons privées, les types de fondations se sont généralisés:
- sur pieux battus;
- sur supports à vis;
- avec douilles percées.
La capacité portante du sol est prise en compte lors de la détermination du type de fondation sur pieux. Il caractérise la pression que peut supporter la zone conditionnelle de la couche. Cette valeur est inférieure à la caractéristique similaire de la tige de pieu et dépend du type de formation, de sa saturation en eau et de sa densité. Des levés géodésiques sont effectués pour déterminer les propriétés de la couche de terre dans le domaine de la construction.
Des pieux en béton armé sont placés sous des bâtiments à fortes charges, des entreprises industrielles. Ils fonctionnent bien en compression et en flexion, car ils ont un cadre métallique à l'intérieur. Les éléments en acier résistent au cisaillement, aux chocs dynamiques et à la torsion, ils sont donc utilisés sous des bâtiments avec des charges similaires. Les tiges de bois sont utilisées dans les sols stables et absorbent la pression des petits bâtiments privés.
Détermination de la capacité portante de la fondation
La masse de la maison est constituée du poids des éléments :
- barrières verticales (murs, cloisons);
- plafonds interplanchers et sous-sols;
- systèmes de chevrons, fermes et toitures;
- garniture extérieure avec couches d'isolant;
- équipement, communications, technologie, personnes;
- pression de la neige et du vent;
- fondation.
Tous les composants sont soigneusement calculés, puis ajoutés, le facteur de résistance est appliqué et la charge totale sur la base est obtenue. Si des extensions sont supposées au fil du temps, la pression de celles-ci est également prise en compte lors de la recherche de la capacité portante.
Si la valeur obtenue est inférieure à celle calculée, l'option est acceptée et la construction est réalisée selon le plan. Sinon, la méthode consistant à élargir la base du pieu ou à augmenter le nombre d'éléments de tige est utilisée. L'expansion de la partie support est meilleure pour les pieux vissés, lorsqu'il est possible d'augmenter considérablement le diamètre des pales.
Pour les éléments en béton armé, utilisez la méthode du perçage avec une perceuse-expansible ou réalisez des pieux de camouflage. La méthode d'injection du sol maximise les propriétés portantes lorsqu'une solution de sable et de ciment est introduite dans l'espace entre les tiges de pieux 1,5 à 2,0 mètres sous le support du pilier.
Méthodes de calcul
Les obus subissent plusieurs tests sur le chantier.Le nombre d'études de contrôle est choisi par l'auteur du projet, en tenant compte des conditions de terrain, de la structure du bâtiment, de la capacité de conception des pieux selon les recommandations du chantier GOST pour l'étude des sols. Des tests de révision sont effectués au début de l'immersion afin de ne pas gaspiller de béton et de métal et d'utiliser pleinement la résistance de conception.
Les enquêtes de contrôle sont réalisées par des méthodes :
- pression statique sur le pieu;
- action dynamique;
- étudier le sol lors de l'immersion de la tige de référence ;
- l'étude du sol avec une sonde statique.
1% du nombre de pieux sur le chantier est soumis à des essais statiques, le résultat dépend de la complexité du sol, du format des charges et du nombre de types de supports verticaux. 2% du nombre de tiges est soumis à une charge dynamique, mais pas moins de 6 - 9, selon la classe de la structure.
Les caractéristiques portantes du pieu et du sol peuvent être calculées à l'aide des formules de manière théorique, dynamique et expérimentale.
Théorique
Le résultat qualitatif du calcul de l'interaction des pieux et du sol est obtenu en tenant compte de la plasticité de la couche de sol, de la compressibilité de la tige de fondation. Les zones locales de contrainte ultime et de redistribution des charges tangentielles sont déterminées. La distance minimale entre les éléments de vis est prise en fonction du diamètre de la double lame, et la distance maximale est choisie en fonction de la capacité du grillage et du support à résister à la pression.
La portée entre les piliers est considérée comme une poutre rigidement fixée à deux extrémités, la charge est déterminée de manière à ce qu'aucune déformation ne se produise et la déflexion centrale n'est pas supérieure aux normes.
Théoriquement, le calcul de la capacité portante du pieu s'exprime par la formule L = H / joù:
- H - conception portante caractéristique de la barre ;
- ré - coefficient de résistance, tenant compte de la marge de résistance à la pression.
La quantité H est déterminé en multipliant la surface du support ou par la résistance calculée du sol où il est posé dans le sol. Pour les couches de sol communes, ces indicateurs sont donnés dans des tableaux de construction, à condition que la profondeur soit supérieure à 1,5 mètre. Lorsqu'elle est immergée, la terre perd de sa densité, les caractéristiques initiales sont longues à récupérer. La distance maximale entre les supports est supposée être au niveau de trois mètres. Si le calcul donne des écarts importants, ajoutez plusieurs barres pour réduire la portée.
Dynamique
La technologie de la méthode dynamique consiste dans le fait que lorsque la colonne est approfondie, la résistance de la couche de sol augmente. La relation entre la force d'impact lors de l'immersion et la caractéristique d'appui de l'élément est prise en compte. Le battage révèle les points faibles du champ de pieux et des coques pour calculer le diamètre et la longueur du pilier de support.
Les relevés dynamiques ne nécessitent pas d'équipement coûteux ni de coûts élevés, ils conviennent pour tester différentes tailles standard. L'inconvénient est le fait que la charge changeante surestime parfois l'indicateur de force et qu'une inexactitude apparaît dans le calcul. Les tests dynamiques sont effectués par des techniciens expérimentés ; les substrats instables ou lâches ne conviennent pas à cette méthode.
Le type de pieux est sélectionné en fonction des propriétés de la couche située sous la pointe de la tige. Des pieux à crémaillère sont montés si des sols rocheux à faible compression sont utilisés. Dans d'autres versions, des pieux à friction (pincés dans le sol) sont placés. La longueur est choisie en tenant compte du fait que la tige est encastrée dans le corps du grillage de 5 à 10 cm avec une charge verticale.
Essai
Le processus d'approfondissement d'essai est accompagné de documents techniques, où la taille, le type et la charge de conception sur le pieu sont apposés. Pour la réalisation, un plan détaillé de la fondation est requis avec les fosses de sondage données, qui ont été étudiées par des géologues.Le passage des communications et des câbles électriques est indiqué.
Un essai routier est effectué dans le cas de :
- la présence de sols faibles, de remblais artificiels ;
- le nombre de piles est supérieur à 2 000;
- construction d'immeubles de grande hauteur sur cinq étages;
- s'il y a des doutes sur l'exactitude de la partie théorique du calcul.
L'immersion est accompagnée de documents techniques indiquant les charges de conception, le type de coques. Les résultats des tests sont enregistrés dans un journal, qui décrit les dommages subis, la catégorie du marteau et le nombre de coups avant l'immersion finale.
Calcul de la capacité portante des pieux dans des conditions particulières
Les propriétés portantes des tiges en béton armé entraînées sont calculées comme la somme de la résistance du sol sous la semelle et l'obstruction latérale F = y (Fd + Fr)où:
- Fd = u Σ y Fl Hl;
- vous - le périmètre extérieur du poteau ;
- oui - coefficient de fonctionnement ;
- Fl - résistance latérale de la terre ;
- Hl - l'épaisseur des couches de sol dans la zone de contact ;
- Fr = y R S;
- R - résistance au sol sous la pointe selon la norme;
- S - zone d'appui en bas.
Le calcul est également effectué pour les tubages forés. Pour de tels pieux, la capacité portante est calculée par la formule F = R S + u y Fl Hloù:
- R - résistance au sol sous la pointe selon la norme;
- S - zone d'appui en bas ;
- vous - le périmètre extérieur du poteau ;
- oui - coefficient de fonctionnement ;
- Fl - résistance latérale de la terre ;
- Hl - l'épaisseur des couches de sol dans la zone de contact.
La formule de calcul de l'indicateur pour un pieu vissé diffère des expressions précédentes, car d'autres caractéristiques sont requises : F = yc ((a1 c1 + a2 y1 h1) D + u G (h - d))où:
- yc - coefficient de fonctionnement ;
- a1 et a2 - coefficients tabulaires ;
- c1 - coefficient de linéarité du sol pour le sable ou cohésion spécifique pour l'argile ;
- y1 - la gravité spécifique de la terre au-dessus de la pale ;
- h1 - le degré d'approfondissement ;
- D est le diamètre des pales moins le diamètre du pieu lui-même ;
- u - périmètre de base du pieu;
- g - résistance latérale du sol ;
- h - la longueur du pieu ;
- ré C'est le diamètre de la vis de support.
La capacité portante après recherche et sondage dynamiques et statiques est vérifiée en calculant les charges et les actions de la résistance du matériau. Si l'un des types d'essais ne confirme pas les indicateurs calculés, l'installation de ces pieux n'est pas autorisée.
