So bestimmen Sie die Tragfähigkeit von Böden aus dem Plattenlasttest
Der Plattenbelastungstest oder ‚Plattenträgertest‘ ist eine der schnellsten Möglichkeiten, die Tragfähigkeit und das Siedlungsverhalten von Böden vor Ort zu bestimmen. Dieser Test ist im Wesentlichen nützlich, vor allem für die Gestaltung von flachen Fundamenten wie Pad Fundamente.
Es besteht im Wesentlichen darin, eine starre Platte auf der Fundamentebene zu laden und die Last in beliebigen Schritten zu erhöhen. Die jedem Lastschritt entsprechende Abrechnung wird mit mindestens zwei oder drei Messuhren mit einer Mindestanzahl von 0,02 mm aufgezeichnet. Die Messuhren sollten separat bei 120 ° bzw. 90 ° platziert werden. Die Testlast wird allmählich erhöht, bis sich die Platte schnell absetzt. Aufgetragen ist die Last-Setzungskurve, aus der die Setzungs- und Tragfähigkeit des Bodens bestimmt werden kann.
Der Gesamtwert der Belastung der Platte geteilt durch die Fläche der Stahlplatte ergibt den Wert der endgültigen Tragfähigkeit des Bodens. Ein Sicherheitsfaktor wird angewendet, um die sichere Tragfähigkeit des Bodens zu gewährleisten.
Die zur Durchführung einer Plattenbelastungsprüfung erforderlichen Geräte sind;
- Gegengewicht wie Kasten oder Plattform mit schwerem Material wie Beton, Stahl, etc. Das gesamte Gegengewicht sollte mindestens 10% größer sein als die erwartete maximale Prüflast.
- Hydraulische jack für die anwendung der last
- Prüfung ring, 1 kg genauigkeit, für die messung der last
- Lager Platte, 350mm, 450mm, und 600mm durchmesser
- Vier messuhren
- Referenz balken.
Das Verfahren für die Durchführung des Plattenlasttests entsprechend BS 1377 Teil 9 sind, wie folgt;
- Es ist eine kreisförmige Platte mit einem maximalen Durchmesser von 300-600 mm zu verwenden.
- So schnell wie möglich bis zur Testebene ausheben, um die Auswirkungen der Spannungsentlastung, insbesondere bei kohäsiven Füllungen, zu minimieren. Ein mechanischer Bagger kann verwendet werden, sofern die Baggerschaufel keine Zähne hat und die letzten 100 mm Aushubtiefe sorgfältig von Hand ausgeführt werden. Wenn der Test in einer Testgrube durchgeführt wird, sollte die Breite der Grube mindestens das 4- bis 5-fache des Plattendurchmessers betragen.
- Loses Material und eingebettete Bruchstücke vorsichtig abschneiden und entfernen, so dass der Bereich für die Platte im Allgemeinen eben und so ungestört wie möglich ist.
- Schützen Sie den Prüfbereich und das Gerät vor Feuchtigkeitsveränderungen, Sonnenlicht und Witterungseinflüssen, sobald der Prüfstand ausgesetzt ist und während des gesamten Tests.
- Die Platte wird auf eine dünne Schicht (10 bis 15 mm dick) sauberen, trockenen Sandes gelegt, um eine ebene Oberfläche zu schaffen, auf der die Platte aufliegen kann.
- Richten Sie die Last- und Durchbiegungsmesssysteme so ein, dass die Last ohne Exzentrizität auf die Platte aufgebracht wird und sich das Durchbiegungssystem außerhalb der Einflusszone der Aufsätze befindet. Während dieser Vorgänge kann eine geringe Sitzlast auf die Platte aufgebracht werden, um Anpassungen vornehmen zu können: Diese Sitzlast muss weniger als 5 kN / m2 betragen.
- Die Last ist in fünf Schritten aufzubringen. Settlement Lesung wird bei 0 genommen werden.50-Minuten-Intervallen für die ersten 2 Minuten und 1-Minuten-Intervallen danach, bis die detektierbare Bewegung der Platte gestoppt ist, d.h. bis die durchschnittliche Absetzrate weniger als 0,02 mm pro 5-Minuten-Intervall beträgt.
- Bei jeder Schrittweite muss der Druck so nahe wie möglich konstant gehalten werden.
- Nach Abschluss der letzten Prüfstufe ist der Druck in der Hydraulikpumpe abzulassen und das Absetzen der Platte zu ermöglichen. Wenn die Einziehung im Wesentlichen abgeschlossen ist, wird der Restabwicklungswert erfasst.
Gemäß Venkatramiah (2006) ist bei der Interpretation der Ergebnisse der Plattenlasttest-Last-Setzungskurven große Sorgfalt walten zu lassen. Typische Kurven, die aus Lastabsetzkurven von Plattenlasttests erhalten wurden, sind in der folgenden Abbildung dargestellt;
Kurve I ist typisch für dichten Sand oder Kies oder steifen Ton, wobei ein allgemeines Scherversagen auftritt. Der dem Versagen entsprechende Punkt wird durch Extrapolation nach hinten erhalten (wie in der Abbildung gezeigt), da eine ausgeprägte Abweichung von der geradlinigen Beziehung beobachtet wird, die für die Anfangsstadien der Belastung gilt. (Dies fällt ungefähr mit dem Punkt zusammen, bis zu dem sich der Bereich der Proportionalität erstreckt).
Kurve II ist typisch für losen Sand oder weichen Ton, wobei lokales Scherversagen auftritt. Eine kontinuierliche Steilheit der Kurve wird beobachtet, und es ist ziemlich schwierig, Fehler zu lokalisieren; der Punkt, an dem die Kurve plötzlich steil wird, wird jedoch lokalisiert und als der Punkt behandelt, der dem Versagen entspricht.
Kurve III ist typisch für viele c – φ-Böden, die Eigenschaften aufweisen, die zwischen den beiden oben genannten liegen. Auch hier ist die Fehlerstelle nicht einfach zu lokalisieren und es wird das gleiche Kriterium wie bei Kurve II angewendet.
Somit ist ersichtlich, dass, außer in einigen wenigen Fällen, eine willkürliche Lage des Fehlerpunkts bei der Interpretation der Lasttestergebnisse unvermeidlich wird.
Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass der Plattenbelastungstest einige Nachteile wie Größeneffekte aufweist und die Möglichkeit einer Konsolidierungsabsiedlung, insbesondere in bindigen Böden, nicht berücksichtigt. Darüber hinaus wird berichtet, dass die Belastungstestergebnisse die Eigenschaften des Bodens widerspiegeln, der sich nur in einer Tiefe von etwa der doppelten Breite der Platte befindet.
In diesem Artikel werden wir zeigen, wie Berechnungen von Plattenlasttest zu machen.
Beispiel
Ein Plattenbelastungstest wurde an einer gleichmäßigen Sandablagerung in einer Tiefe von 1 durchgeführt.5m unter dem natürlichen Bodenniveau und die folgenden Daten wurden erhalten;
| Druck (kPa) | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| Siedlung (mm) | 0 | 2 | 4.5 | 10 | 17 | 30 | 50 |
Die Größe der Platte betrug 600 mm × 600 mm und die der Grube 3,0 m × 3,0 m × 1,5 m.
(i) Zeichnen Sie die Druck-Setzungskurve auf und bestimmen Sie die Versagensspannung.
(ii) Ein quadratisches Fundament, 1,5 m × 1.5 m, ist in 1,5 m Tiefe in diesem Boden zu begründen.
Bestimmen Sie unter der Annahme des Sicherheitsfaktors gegen Scherversagen von 3,0 und des maximal zulässigen Setzens von 25 mm den zulässigen Lagerdruck.
(iii) Auslegung des Fundaments für eine Last von 600 kN, wenn sich der Grundwasserspiegel in großer Tiefe befindet.
Lösung
(1) Die Druck-Absetzkurve ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Der Fehlerpunkt wird als der Punkt erhalten, der dem Schnittpunkt der Anfangs- und Endtangente entspricht. In diesem Fall beträgt der Ausfalldruck 335 kN / m2.
Die endgültige Tragfähigkeit aus dem Plattenlasttest qult,bp = 335 kN / m2
Unter Anwendung einer Korrektur für sandige Bodenablagerungen und einen Stand von 1,5 m Breite;
qult,f = qult,bp x (Fundamentbreite) / (Größe der Grundplatte) = 335 x (1,5 / 0,6) = 837,5 kN/ m2
Unter Anwendung eines Sicherheitsfaktors von 3,0 gegen Scherversagen ;
qa = qult,f / FOS = 837,5 / 3 = 279,16 kN / m2
Alternativ;
Setzen Sie den Wert von qult, bp mit 0,5ybpNy gleich
Wobei;
bp = Größe der Grundplatte = 600 mm
γ = Dichte des Bodens (sagen wir 18.5 kN/m3)
Ny = Tragfähigkeitsfaktor (noch zu bestimmen)
335 = 0.5 x 18,5 x 0,6 x Ny
Beim Lösen entspricht Ny = 60,36
Dies entspricht einem inneren Reibungswinkel (Φ) von etwa 36,5 ° nach Terzaghis Theorie. Der entsprechende Wert von Nq ist 50,48.
Für einen quadratischen Fundament der Breite (B) und Tiefe (Df) 1,5 m auf Sand gegründet;
qult = qNq + 0,4yBNy = (18,5 x 50,48) + (0,4 x 18 x 1,5 x 60,36) = 1585,768 kN/m2
qa = qult/FOS = 1585.768/3 = 528.589 kN/m2
Aus Abrechnungsbetrachtung;
Sp = S2
Sp = 252 = 16 mm
Aus der Lastabwicklungskurve ergibt sich ein Druck von 290 kN / m2
Für diese spezielle Fallstudie wird die Abrechnung das Design bestimmen.
Die maximal zulässige Stützenbelastung auf einem 1,5 m x 1,5 m Vierkantfuß beträgt daher (1,5 x 1,5 x 290) = 652,5 kN. Dies zeigt, dass eine Säulenlast von 600 kN auf einem Fundament von 1,5 m x 1,5 m sicher auf dem Boden getragen werden kann.