hoe het draagvermogen van bodems te bepalen aan de hand van de Plaatbelastingstest
de plaatbelastingstest of “plaatlagertest” is een van de snelste manieren om het draagvermogen en de bezinkingskenmerken van bodems ter plaatse te bepalen. Deze test is vooral nuttig voor het ontwerp van ondiepe funderingen zoals pad voetstukken.
het bestaat in principe uit het laden van een stijve plaat op het funderingsniveau en het verhogen van de belasting in willekeurige stappen. De afzetting die overeenkomt met elke belastingverhoging wordt geregistreerd met behulp van ten minste twee of drie meetklokken met een minimumtelling van 0,02 mm. de meetklokken moeten afzonderlijk worden geplaatst bij respectievelijk 120° of 90°. De testbelasting wordt geleidelijk verhoogd totdat de plaat snel begint te bezinken. De load-settlement curve wordt uitgezet aan de hand waarvan de afzetting en het draagvermogen van de bodem kunnen worden bepaald.
de totale waarde van de belasting op de plaat gedeeld door het oppervlak van de staalplaat geeft de waarde van het uiteindelijke draagvermogen van de bodem. Een factor van veiligheid wordt toegepast om het veilige draagvermogen van de bodem te geven.
de apparatuur die nodig is voor het uitvoeren van een plaatbelastingstest is:;
- contragewicht zoals doos of platform met zwaar materiaal zoals beton, staal, enz. Het totale tegengewicht moet ten minste 10% groter zijn dan de verwachte maximale testbelasting.
- hydraulische krik voor het uitoefenen van de belasting
- Testring, nauwkeurigheid 1 kg, voor het meten van de belasting
- lagerplaat, 350mm, 450 mm en 600 mm diameter
- Vier meetklokken
- Referentiebalken.
de procedure voor het uitvoeren van de plaatbelastingstest volgens BS 1377, deel 9, is als volgt:;
- er wordt een ronde plaat met een maximale diameter van 300-600 mm gebruikt.
- Graaf zo snel mogelijk naar het testniveau om de effecten van spanningsvermindering tot een minimum te beperken, met name bij samenhangende vullingen. Een mechanische graafmachine mag worden gebruikt op voorwaarde dat de graafmachine emmer geen tanden heeft en de laatste 100 mm Diepte van de graafmachine zorgvuldig met de hand wordt uitgevoerd. Indien de test in een testput wordt uitgevoerd, moet de breedte van de put ten minste 4 tot 5 maal de plaatdiameter bedragen.
- knip voorzichtig alle losse materialen en eventuele ingebedde scherven af, zodat het oppervlak van de plaat in het algemeen vlak en zo ongestoord mogelijk is.
- het testgebied en de apparatuur beschermen tegen vochtveranderingen, zonlicht en de effecten van ongunstige weersomstandigheden, zodra het testniveau wordt blootgesteld en gedurende de hele test.
- de plaat wordt op een dunne laag (10 tot 15 mm dik) schoon, droog zand gelegd om een vlak oppervlak te vormen waarop de plaat kan worden gelegd.Zet de beladings-en afbuigsystemen zodanig op dat de belasting op de plaat wordt uitgeoefend zonder excentriciteit en dat het afbuigsysteem zich buiten de invloedszone van de bevestigingen bevindt. Tijdens deze handelingen mag een kleine zitbelasting op de plaat worden uitgeoefend om aanpassingen mogelijk te maken: deze zitbelasting moet minder dan 5 kN/m2 bedragen.
- de belasting wordt in vijf stappen uitgeoefend. Settlement lezing zal worden genomen op 0.Tussenpozen van 50 minuten gedurende de eerste 2 minuten en daarna van 1 minuut, totdat de detecteerbare beweging van de plaat is gestopt, d.w.z. totdat de gemiddelde bezettingssnelheid minder dan 0,02 mm per interval van 5 minuten bedraagt.
- bij elke verhoging moet de druk zo dicht mogelijk constant worden gehouden.
- nadat de laatste testverhoging is voltooid, moet de druk in de hydraulische pomp worden losgelaten en moet de plaat weer kunnen bezinken. Wanneer de terugvordering in wezen volledig is, wordt de restwaarde van de afwikkeling geregistreerd.
volgens Venkatramiah (2006) moet grote zorgvuldigheid worden betracht bij de interpretatie van de resultaten van de load-settlementcurves van de plaatbelastingstest. De typische krommen die zijn verkregen uit belastingafzettingskrommen van plaatbelastingstests zijn weergegeven in onderstaande figuur;
Kromme I is typerend voor dicht zand of grind of stijve klei, waarbij algemene afschuiving optreedt. Het punt dat overeenkomt met de storing wordt verkregen door naar achteren te extrapoleren (zoals aangegeven in de figuur), aangezien een duidelijke afwijking wordt waargenomen van de rechte relatie die van toepassing is op de beginstadia van de belasting. (Dit komt ongeveer overeen met het punt tot waar het proportionaliteitsbeginsel zich uitstrekt).
Curve II is typerend voor los zand of zachte klei, waarbij plaatselijk afschuifverlies optreedt. Continue steiling van de curve wordt waargenomen en het is vrij moeilijk om fouten te lokaliseren; het punt waar de kromme plotseling steil wordt, ligt echter en wordt behandeld als het punt dat overeenkomt met een storing.
Curve III is typerend voor vele c – φ-bodems die kenmerken vertonen die tussen de bovengenoemde twee liggen. Ook hier is het storingspunt niet gemakkelijk te vinden en wordt hetzelfde criterium toegepast als in het geval van Curve II.
hieruit blijkt dat, behalve in enkele gevallen, een willekeurige locatie van het storingspunt onvermijdelijk wordt bij de interpretatie van de resultaten van de belastingtest.
het is echter belangrijk te weten dat de plaatbelastingstest een aantal nadelen heeft, zoals effecten op de grootte, en geen rekening houdt met de mogelijkheid van consolidatievorming, met name in cohesieve bodems. Voorts wordt gemeld dat de resultaten van de belastingtest de kenmerken van de bodem weergeven die zich slechts op een diepte van ongeveer tweemaal de breedte van de plaat bevinden.
In dit artikel gaan we laten zien hoe berekeningen te maken van de plaatbelasting test.
voorbeeld
een plaatbelastingstest werd uitgevoerd op een gelijkmatige afzetting zand op een diepte van 1.5m onder de natuurlijke maaiveld en de volgende gegevens werden verkregen;
| Druk (kPa) | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| Schikking (mm) | 0 | 2 | 4.5 | 10 | 17 | 30 | 50 |
De grootte van de plaat 600 mm x 600 mm en die van de put 3.0 m x 3,0 m x 1,5 m.
(i) de grafiek van de druk-regeling curve en het bepalen van de storing stress.
(ii) een vierkante voet, 1,5 m × 1.5 m, moet worden opgericht op 1,5 m diepte in deze bodem.
uitgaande van de veiligheidsfactor tegen afschuifuitval als 3,0 en de maximaal toelaatbare afzetting als 25 mm, bepaal de toelaatbare lagerdruk.
(iii) ontwerp van de bodem voor een belasting van 600 kN, indien de grondwaterspiegel zich op een grote diepte bevindt.
oplossing
(1) de druk-bezinkingscurve is weergegeven in onderstaande figuur. Het storingspunt wordt verkregen als het punt dat overeenkomt met het snijpunt van de eerste en laatste raaklijnen. In dit geval bedraagt de uitvaldruk 335 kN/m2.
De uiteindelijke draagkracht van de plate load test qult,bp = 335 kN/m2
het Toepassen van een correctie voor zandgrond storting en een voet met een breedte van 1,5 m;
qult,f = qult,bp x (Breedte van de stichting)/(Grootte van de bodemplaat) = 335 x (1.5/0.6) = 837.5 kN/m2
het Toepassen van een veiligheidsfactor van 3.0 tegen afschuiving falen;
qa = qult,f/FOS = 837.5/3 = 279.16 kN/m2
als Alternatief;
Gelijk aan de waarde van qult,bp 0,5 ybpNy
Waar;
bp = omvang van de bodemplaat = 600 mm
γ = de dichtheid van de bodem (zeggen 18.5 kN / m3)
Ny = Lagercapaciteitsfactor (te bepalen)
335 = 0.5 x 18,5 x 0,6 x Ny
bij het oplossen, NY = 60,36
dit weerspiegelt zich tot een hoek van interne wrijving (Φ) van ongeveer 36,5° met behulp van de theorie van Terzaghi. De overeenkomstige waarde van Nq is 50,48.
voor een vierkante voet met breedte (B) en diepte (Df) 1,5 m gebaseerd op Zand;
qult = qNq + 0,4 yBNy =(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
uit bezettings overweging;
Sp = S2
Sp = 252 = 16 mm
uit de load settlement curve komt deze settlement overeen met een druk van 290 kN/m2
voor deze specifieke casestudy zal settlement het ontwerp bepalen.
de maximaal toelaatbare belasting van de werkkolom op een vierkante voet van 1,5 m x 1,5 m bedraagt derhalve (1,5 x 1,5 x 290) = 652,5 kN. Hieruit blijkt dat een kolombelasting van 600 kN op een voet van 1,5 m x 1,5 m op de grond veilig kan worden gedragen.