Высокопроизводительные системы свай из стеклопластика для морского и гражданского строительства
Обзор продукта
Композитные сваи представляют собой структурные компоненты, изготовленные из Армированный волокном полимер (FRP) Материалы, разработанные для замены традиционных стальных, бетонных и деревянных свай в морских, гражданских и экологических проектах. Эти свайные системы используют непрерывное армирование стекловолокном или углеродным волокном в матрицах из термореактивных смол (полиэфирных, винилэфирных или эпоксидных), изготовленных методом пултрузии или намотки филаментов.
Два основных типа продукции:
- Композитные шпунтовые сваи: Взаимозаменяемые панели, образующие непрерывные подпорные стенки
- Композитные круглые сваи: Цилиндрические несущие колонны для фундаментов и отбойных систем
Основное преимущество: Абсолютная невосприимчивость к коррозии, гниению и поражению морскими жуками, обеспечивающая срок службы 75–100 лет и более в самых суровых условиях при практически нулевых требованиях к обслуживанию.
1. КОМПОЗИТНЫЕ ШПУНТОВЫЕ СВАИ
Определение продукта
Композитные шпунтовые сваи представляют собой вертикальные панели с точно спроектированными муфтами (сочленениями), которые соединяются, образуя непрерывные подпорные стенки. Каждая панель выполняет функцию структурного балочного элемента, предназначенного для восприятия бокового давления грунта, гидростатических нагрузок и волновых воздействий.
Основная функция: Создайте непроницаемые барьеры для удержания почвы, контроля воды и защиты окружающей среды.
Технические спецификации
Размерный диапазон
| Параметр | Стандартные размеры | Пользовательский диапазон |
|---|---|---|
| Высота панели | 8′, 12′, 16′, 20′, 24′, 30′ | До 50 футов с полевой сваркой |
| Эффективная ширина | 12 ″, 15 ″, 18 ″, 24 ″ | Доступны индивидуальные размеры ширины |
| Толщина стенки | 0.5 ″, 0.75 ″, 1.0 ″, 1.5 ″, 2.0 ″ | Выбор, зависящий от нагрузки |
| Вес | 8–25 фунтов/фут² | На 70–80 % легче стального аналога |
Свойства сечения (на погонный фут стены)
| Тип профиля | Модуль сопротивления сечения (Sx) | Момент инерции (Ix) |
|---|---|---|
| Легкий долг | 15–30 дюймов³/фут | 50–150 дюймов⁴/фут |
| Средний долг | 30–60 дюймов³/фут | 150–400 дюймов⁴/фут |
| Тяжелые режимы | 60–120 дюймов³/фут | 400–800 дюймов⁴/фут |
Свойства материала
| Свойства | Типичное значение | Стандарт испытаний |
|---|---|---|
| Продольная прочность на растяжение | 30,000–50,000 фунтов на кв. дюйм (207–345 МПа) | ASTM D638 |
| Прочность на продольный изгиб | 25,000–40,000 фунтов на кв. дюйм (172–276 МПа) | ASTM D790 |
| Прочность на продольное сжатие | 20,000–35,000 фунтов на кв. дюйм (138–241 МПа) | ASTM D695 |
| Продольный модуль упругости | 2.5 – 4.0 × 10⁶ фунтов на кв. дюйм (17 – 28 ГПа) | ASTM D638 |
| Прочность на поперечный изгиб | 8,000–15,000 фунтов на кв. дюйм (55–103 МПа) | ASTM D790 |
| Межламинарная прочность на сдвиг | 4,000–7,000 фунтов на кв. дюйм (28–48 МПа) | ASTM D2344 |
| Плотность | 1.7–2.0 г/см³ (106–125 фунтов/фут³) | ASTM D792 |
| Содержание клетчатки по весу | 50% - 70% | ASTM D2584 |
| Водопоглощение (24 часа) | < 80% | ASTM D570 |
| Коэффициент температурного расширения | 6 – 12 × 10⁻⁶ /°F (11 – 22 × 10⁻⁶ /°C) | ASTM D696 |
Допустимые проектные значения
| Параметр | Допустимое напряжение | Коэффициент безопасности |
|---|---|---|
| Допустимое изгибающее напряжение | 8,000 - 15,000 фунтов на кв. Дюйм | 2.5 – 3.0 |
| Допустимое сжимающее напряжение | 7,000 - 12,000 фунтов на кв. Дюйм | 2.5 – 3.0 |
| Предел прогиба | L/120 до L/180 | Зависит от дизайна |
| Диапазон рабочих температур | -40 ° F до + 150 ° F (-40 ° C до + 66 ° C) | Непрерывное воздействие |
Технические характеристики системы блокировки
| Характеристика | Характеристики |
|---|---|
| Доступные типы сцепления | J-образный крюк, Z-образный профиль, шип-паз |
| Прочность замка на разрыв | 5,000–8,000 фунтов/фут |
| Водонепроницаемость | Соответствует USACE CW-02215 |
| Возможность вращения суставов | От ± 3 ° до ± 5 ° |
| Допуск выравнивания | Максимальное смещение ±0.25″ (6 мм) |
Ключевые приложения
Морские и прибрежные сооружения
- Морские дамбы и переборки: Защита от береговой эрозии, защита имущества от воздействия волн
- Стены периметра пристани для яхт: Ограждения для доков, удержание лодочных бассейнов
- Канальные укрепления: Укрепление берегов рек, каналов, дренажных систем
- Коффердамы: Временные или постоянные сооружения для осушения
Гражданское строительство
- Поддерживающие стены: Насыпи автомагистралей/железных дорог, коммерческая застройка
- Поддержка раскопок: Укрепление траншей, защита котлованов под фундаменты
- Опоры моста: Строительство подъездных путей в коррозионных средах
- Подземный паркинг: Стены периметра ниже уровня земли
Окружающая среда и восстановительные работы
- Ограждающие стены: Барьеры для свалок, изоляция загрязненной почвы
- Стены-отсечки: Контроль грунтовых вод, системы предотвращения просачивания
- Сайты Суперфондов: Заявки на соответствие требованиям CERCLA по локализации опасных материалов
Управление наводнениями и ливневыми стоками
- Барьеры от наводнений: Постоянные или развертываемые системы защиты от наводнений
- Удержание ливневых вод: Стены прудов-отстойников, конструкции биоотстойников
Конфигурации продукта
Типы профилей:
- Плоские взаимозаменяемые панели
- Гофрированные (шляпочные) профили
- Коробчатое сечение (конструкция с закрытыми ячейками)
- Шпунтовые сваи Z-профиля
Поверхностная обработка:
- Гладкий гелькоут (стандартные цвета: серый, бежевый, коричневый, черный)
- Текстурированная поверхность (текстура дерева, рисунок камня)
- Защита от ультрафиолета морского класса
- Доступны противообрастающие добавки
Особенности:
- Водонепроницаемые замки с канавками для прокладок
- Предварительно просверленные соединительные отверстия для стоек/подтяжек
- Интегрированные подъемные точки для перемещения
- Индивидуальные длины и ширины
2. КОМПОЗИТНЫЕ КРУГЛЫЕ СВАИ
Определение продукта
Композитные круглые сваи представляют собой цилиндрические трубчатые элементы, предназначенные для передачи осевых нагрузок (сжатия и растяжения) и противодействия боковым силам. Доступны в полых конфигурациях из стеклопластика, заполненных бетоном или гибридных для различных применений в строительстве.
Основная функция: Обеспечивают поддержку фундамента, поглощают энергию удара или служат в качестве несущих колонн.
Технические спецификации
Размерный диапазон
| Параметр | Стандартные опции | Пользовательский диапазон |
|---|---|---|
| Внешний диаметр (OD) | 8″, 10″, 12″, 14″, 16″, 18″, 24″, 30″ | 6″ – 48″ (152 мм – 1219 мм) |
| Толщина стенки | 0.25 ″, 0.375 ″, 0.5 ″, 0.75 ″, 1.0 ″, 1.5 ″ | Выбор, зависящий от нагрузки |
| Стандартные длины | 20 ′, 30 ′, 40 ′, 50 ′, 60 ′ | До 120 футов с механическим соединением |
| Вес на линейный фут | 5–80 фунтов/фут | на 60-75% легче стали |
Свойства сечения (примеры диаметра 12 дюймов)
| Толщина стенки | Площадь поперечного сечения | Момент инерции | Модуль сечения |
|---|---|---|---|
| 0.5 " | 18.85 дюйма² | 331 дюйма⁴ | 55.2 дюйма³ |
| 0.75 " | 27.65 дюйма² | 463 дюйма⁴ | 77.2 дюйма³ |
| 1.0 " | 36.13 дюйма² | 582 дюйма⁴ | 97.0 дюйма³ |
Свойства материала
| Свойства | Полый FRP | Стандарт испытаний |
|---|---|---|
| Прочность на осевое сжатие | 25,000–45,000 фунтов на кв. дюйм (172–310 МПа) | ASTM D695 |
| Прочность на разрыв кольца | 15,000–30,000 фунтов на кв. дюйм (103–207 МПа) | ASTM D2290 |
| Продольная прочность на растяжение | 35,000–60,000 фунтов на кв. дюйм (241–414 МПа) | ASTM D638 |
| Модуль упругости при изгибе | 3.0 – 5.5 × 10⁶ фунтов на кв. дюйм (21 – 38 ГПа) | ASTM D790 |
| Прочность на сдвиг | 6,000–10,000 фунтов на кв. дюйм (41–69 МПа) | ASTM D2344 |
| Ударная вязкость (Изод) | 15–25 фут-фунтов/дюйм | ASTM D256 |
| Коэффициент Пуассона | 0.25 – 0.35 | ASTM E132 |
| Плотность | 1.6–2.0 г/куб.см | ASTM D792 |
Данные о грузоподъемности
Конфигурация полого FRP:
| Диаметр | Толщина стенки | Осевая грузоподъемность (допустимая) | Боковое отклонение* |
|---|---|---|---|
| 10 " | 0.5 " | 40 – 60 тонн | 0.35 " |
| 12 " | 0.5 " | 50 – 80 тонн | 0.30 " |
| 12 " | 0.75 " | 70 – 110 тонн | 0.22 " |
| 16 " | 0.75 " | 100 – 150 тонн | 0.18 " |
| 18 " | 1.0 " | 120 – 180 тонн | 0.15 " |
*Прогиб при боковой нагрузке 1,000 фунтов с длиной консоли 10 футов
Конфигурация с бетонным заполнением:
| Диаметр | Толщина стенки | Прочность бетона | Осевая грузоподъемность (допустимая) |
|---|---|---|---|
| 12 " | 0.5 " | 4,000 PSI | 150 – 200 тонн |
| 16 " | 0.75 " | 4,000 PSI | 250 – 320 тонн |
| 18 " | 1.0 " | 4,000 PSI | 350 – 450 тонн |
| 24 " | 1.0 " | 5,000 PSI | 600 – 750 тонн |
Допустимые проектные значения
| Параметр | Значение | Заметки |
|---|---|---|
| Допустимое сжимающее напряжение | 10,000 - 18,000 фунтов на кв. Дюйм | Коэффициент безопасности 2.0–2.5 |
| Допустимое растягивающее напряжение | 12,000 - 20,000 фунтов на кв. Дюйм | Коэффициент безопасности 2.5–3.0 |
| Допустимое изгибающее напряжение | 10,000 - 16,000 фунтов на кв. Дюйм | Согласно рекомендациям ACI 440 |
| Максимальное отношение гибкости (Л/П) | <120 | Для компрессионных элементов |
| Диапазон рабочих температур | -40 ° F до + 150 ° F | Рейтинг непрерывного воздействия |
Ключевые приложения
Системы морских отбойных устройств
- Сваи для причальных отбойников: Поглощение удара от швартовки судна (энергоемкость 20–100 кип-фут)
- Швартовка дельфинов: Постоянные причальные сооружения для лодок и барж
- Направляющие сваи: Маркеры навигационного канала и указатели подхода
- Грудные дельфины: Основные причальные сооружения в торговых портах
Данные о производительности крыльев:
- Расчетная скорость причаливания: 0.5–1.5 фута/сек
- Водоизмещение судов: 50–5,000 тонн
- Способность к прогибу: 10–20 % диаметра без остаточной деформации
- Сила реакции: на 40–60 % ниже, чем у эквивалентной стальной сваи
Системы фундамента
- Фундаменты здания: Глубокие фундаменты для коммерческих/промышленных сооружений на слабых грунтах
- Опоры и устои моста: Поддержка подконструкций в коррозионных средах
- Передающие башни: Коммунальная инфраструктура в водно-болотных угодьях и прибрежных зонах
- Поддержка солнечных электростанций: Фундаменты массивов фотоэлектрических панелей
Параметры проектирования фундамента:
- Несущая способность: 5–15 TSF (плотный песок)
- Трение поверхности: 0.3–0.5 TSF (морская глина)
- Глубина заделки: обычно 10–80 футов
- Осадка: < 1 дюйма для правильно спроектированных систем
Структурные опоры и колонны
- Поддержка набережной: Пешеходные дорожки через водно-болотные угодья
- Смотровые площадки: Возвышенные смотровые площадки и башни
- Системы док-станции: Основание стационарного и плавучего дока
- Строительство причала: Пирсы для спуска на воду малых лодок
Специализированные применения
- Столбы звукового барьера: Структурные опоры для защиты от шума автомагистралей
- Фундаменты знаков: Поддержка рекламных щитов и больших вывесок
- Корпуса коммуникаций: Защитные рукава для подземных трубопроводов и кабелей
Конфигурации продукта
Доступные типы:
- Полый FRP (стандартный)
- Оболочка из стеклопластика с бетонным заполнением
- Гибрид, армированный сталью
- Заполнен пенопластом (для контроля плавучести)
Завершение лечения:
- Стальной приводной башмак (приварной или с механическим креплением)
- Скошенный наконечник из стеклопластика (усиленная накладка)
- Плоский срез (для установки в просверленные гнезда)
- Резьбовые соединения для стыковки
Вспомогательное оборудование:
- Наголовники свай (плоские, пирамидальные, столбчатые)
- Механические соединительные муфты
- Подъемные/транспортные кронштейны
- Лицевые панели крыльев
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Эффективность материалов по сравнению с традиционными сваями
| Свойства | Композит FRP | Сталь | Бетон | Обработанная древесина |
|---|---|---|---|---|
| Коррозионная стойкость | Иммунный | Плохо (требуется покрытие) | Умеренная (хлоридная атака) | Умеренный (химическая обработка) |
| Устойчивость к морским сверлильщикам | Иммунный | ARCXNUMX | ARCXNUMX | Плохо (требуется лечение) |
| Срок службы (соленая вода) | 75-100 + лет | 15-30 лет (с покрытием) | 30-50 лет | 15-25 лет |
| Требуется техническое обслуживание | Минимальный (только визуально) | Высокая (перекрытие, CP) | Умеренный (заплатки) | Умеренный (лечение) |
| Вес (относительный) | 1.0x | 4.0x | 3.5x | 0.5x |
| Отношение прочности к весу | Прекрасно | Хорошо | Средняя | Не очень |
| Монтажное оборудование | От легкого до среднего | Тяжелый | Тяжелый | От легкого до среднего |
| Химическая стойкость (pH 3-11) | Прекрасно | Не очень | Средняя | Не очень |
Результаты испытаний на коррозию (5-летнее погружение в соленую воду)
| Материал | Потеря веса | Сохранение прочности |
|---|---|---|
| Голая сталь | 15-25% | 70-80% |
| Сталь с покрытием | 3-8% | 85-95% |
| Бетон (без трещин) | 2-5% | 80-90% |
| Обработанная древесина | 5-15% | 75-90% |
| Композит FRP | < 80% | > 98% |
Испытания по ASTM G31 (коррозия при погружении) и ASTM D5229 (влагопоглощение)
СТАНДАРТЫ СООТВЕТСТВИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ
Стандарты производства
| Стандарт | Описание |
|---|---|
| ASTM D4976 | Стандартные спецификации для полимерных шпунтовых свай |
| ASTM D6109 | Стандартные методы испытаний свай из армированного волокном пластика (FRP) |
| ASTM D7957 | Стандартные технические условия на цельные круглые и прямоугольные профили из стеклопластика |
| ISO 9001: 2015 | Сертификация системы менеджмента качества |
Стандарты проектирования и тестирования
| Стандарт | Область применения |
|---|---|
| Проектирование мостов AASHTO LRFD | Раздел 9 – Элементы конструкций из стеклопластика |
| МСА 440.6М | Спецификация для углеродных и стеклянных FRP-стержневых материалов |
| ICC-ES AC422 | Критерии приемки композитных свай FRP |
| USACE CW-02215 | Композитные шпунтовые системы (Армия США) |
| ASTM D638 | Свойства пластмасс при растяжении |
| ASTM D790 | Изгибные свойства неармированных и армированных пластиков |
| ASTM D695 | Компрессионные свойства жестких пластиков |
| ASTM D2290 | Кажущаяся прочность на растяжение по окружности (растяжение кольца) |
Стойкость к воздействию окружающей среды и химикатов
| Метод испытания | Цель |
|---|---|
| ASTM D543 | Испытание химической стойкости в различных растворах |
| ASTM G154 | Устойчивость к УФ-излучению и атмосферным воздействиям |
| ASTM D570 | Характеристики водопоглощения |
| ASTM C581 | Химическая стойкость в средах с различным pH |
УСТАНОВОЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Установка шпунтовых свай
| Параметр | Характеристики |
|---|---|
| Метод установки | Вибрационный или ударный молот |
| Энергия молота (рейтинг ICE) | 3,000–8,000 фут-фунтов |
| Скорость вождения | 10–30 панелей в день (в зависимости от состояния) |
| Допуск вертикальности | ±2% (1:50) |
| Типичная глубина заделки | Минимум 30–40 % сохраненной высоты |
| Сопротивление проникновению | 10–50 ударов на фут (в зависимости от почвы) |
Установка круглых свай
| Параметр | Характеристики |
|---|---|
| Метод установки | Ударный молот (дизельный/гидравлический) или вибрационный |
| Вес молотка | 2,000–10 000 фунтов (в зависимости от размера штабеля) |
| Типичное количество ударов | 10–30 ударов на фут по опорному слою |
| Обувь для вождения | Стальной наконечник или скошенный конец, армированный стеклопластиком |
| Метод сращивания | Механические муфты или эпоксидные соединения |
| Допуск вертикальности | ±1:75 (1.3%) для вертикальной установки |
| Глубина проникновения | 10–80 футов (в зависимости от состояния почвы) |
| Бетонная заливка | Накачать в течение 24 часов; минимальная осадка 5 дюймов |
Разработано для долговечности. Проверено на эффективность. Доказано на тысячах морских и гражданских объектов по всему миру.
Для получения технической помощи по конкретному проекту свяжитесь с нашей службой технической поддержки.
