Способ испытания буровых свай

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для испытания буровых свай. Способ испытания буровых свай заключается в приложении к сваям нагрузки и определении предельного сопротивления грунта основания свай. Новым является то, что увеличивают жесткость буровых свай путем бетонирования в голове каждой из свай n арматурных решеток, которые располагают по сечениям, смещенным по оси друг относительно друга, после чего к головам свай прикладывают динамическую нагрузку и замеряют фактические отказы, а предельное сопротивление грунта основания свай определяют по расчетной формуле. Технический результат состоит в обеспечении возможности для буровых свай проведения динамических испытаний при одновременном увеличении точности результатов испытаний свай в 2 раза и снижении стоимости испытаний в 1,5 раза. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для испытания буровых свай.

Известен способ испытаний буровых свай статической нагрузкой (см "Руководство по методам полевых испытаний несущей способности свай и грунтов", изд. ВНИИ Транспортного строительства, Москва, 1979 г., с. 5).

Известны способы испытаний буровых свай при возведении свайных фундаментов, заключающиеся в воздействии на буровые сваи статическими нагрузками и в проведении статических испытаний свай (см. пат. RU N 1638257, A1, 1988 г. ). Эти способы отличаются повышенной трудоемкостью и значительными расходами из-за сложности перевозок и монтажа- демонтажа установок, необходимых для испытания каждой сваи.

Наиболее близким аналогом является способ испытания буровых свай, заключающийся в приложении к сваям нагрузки и в определении предельного сопротивления грунта основания свай (см. "Свайные фундаменты" СНиП 2.02.03-85, издание официальное, Государственный Комитет СССР по делам строительства, Москва, 1986 г., с. 14-15).

Однако повышенная сложность монтажа-демонтажа установок и необходимость грузоподъемных механизмов повышенной мощности для их перевозки при испытаниях статической нагрузкой приводят к ограниченным возможностям испытаний при неоправданно высоких расходах и при невысокой точности получаемых результатов, а недостаточная жесткость устройства головы буровых свай не позволяет провести динамические испытания.

Задачей предложенного способа является обеспечение возможности проведения динамических испытаний буровых свай при одновременном увеличении точности результатов испытаний и снижении их стоимости.

Для решения поставленной задачи в предложенном способе испытания буровых свай, заключающемся в приложении к сваям нагрузки и в определении предельного сопротивления грунта основания свай, согласно изобретению, увеличивают жесткость буровых свай путем бетонирования в голове каждой из свай n арматурных решеток, где n - количество арматурных решеток, которые располагают по сечениям, смещенным по оси друг относительно друга, после чего к голове свай прикладывают динамическую нагрузку и замеряют фактические отказы, а предельное сопротивление грунта основания свай определяют по формуле: где F_И - предельное сопротивление грунта основания свай; - коэффициент, зависящий от материала сваи; E_d - энергия удара молота; s - фактические отказы сваи; - коэффициент восстановления удара; m₁, m₂, m₃ - соответственно масса молота, масса сваи с наголовником с учетом массы арматурных решеток и масса подбабка; A - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения сваи; = (m₄/m₂+m₃)²;
где m₄ - масса ударной части молота.

Технический результат способа состоит в обеспечении возможности для буровых свай проведения динамических испытаний при одновременном увеличении точности результатов испытаний свай в 2 раза и снижении стоимости испытаний в 1,5 раза.

На чертеже приведен разрез испытуемой буровой сваи.

В голове 1¹ каждой из буровых свай 1 бетонируют n арматурных решеток 2, которые располагают по сечениям, смещенным по оси друг относительно друга. На голове свай расположен наголовник 3. Молот 4 предназначен для ударов по свае.

Сущность предложенного способа состоит в том, что перед испытанием голову каждой буровой сваи 1 усиливают путем бетонирования в ней n арматурных решеток 2, которые располагают в голове по сечениям, смещенным по оси друг относительно друга. При этом появляется возможность динамических испытаний усиленных буровых свай.

При динамических испытаниях производят забивку и добивку испытуемой сваи 1 ударом молота 4 по голове буровой сваи (обычно через наголовник 3), в результате чего сваю 1 забивают на заданную глубину.

После этого отказомером определяют фактические отказы (остаточные и упругие), а расчет предельного сопротивления грунта основания свай производят по формуле

где F_И - предельное сопротивление грунта основания свай;
- коэффициент, зависящий от материала сваи;
E_d - энергия удара молота;
s - фактические отказы сваи;
- коэффициент восстановления удара;
m₁, m₂, m₃ - соответственно масса молота, масса сваи с наголовником с учетом массы арматурных решеток и масса подбабка;
A - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения сваи;
=(m₄/m₂+m₃)²;
где m₄ - масса ударной части молота.

Этим достигается возможность проведения динамических испытаний для буровых свай и снижение стоимости испытаний.

Введение коэффициента позволяет повысить точность расчета предельного сопротивления грунта основания буровой сваи.

Пример.

По предложенному способу были проведены экспериментальные испытания и испытания при строительстве путепровода через Ярославское шоссе г. Москвы.

Перед испытаниями голову каждой испытуемой сваи усиливают путем бетонирования в голове свай 2-3 арматурных решеток. Арматурные решетки бетонировали по сечениям, расположенным на осевом расстоянии друг относительно друга, равном 10 см.

Были испытаны сваи длиной 15, 12, 10 и 9 м, масса которых соответственно равна 5,9, 3,58; 3,05 и 2,9 т, а масса наголовников для этих свай соответственно равна 1,2; 1,2, 0,8, 0,4 т.

После этого производили удары по голове сваи через наголовник молотами марки ННК-10, ННК-7А, масса ударной части молота ННК-10 равна 10 т, а полная масса молота - 13,5 т, масса ударной части молота ННК-7А равна 7 т, а полная масса молота - 9,5 т. Сваи забивали на заданную глубину (10-60 м).

Отказомером определяли фактические упругие и остаточные отказы буровых свай, а расчет предельного сопротивления грунта основания свай производили с учетом этих величин по формуле:

где F_и - предельное сопротивление грунта основания свай;
- коэффициент, зависящий от материала сваи;
E_d - энергия удара молота;
s - фактические отказы сваи;
- коэффициент восстановления удара;
m₁, m₂, m₃ - соответственно масса молота, масса сваи с наголовником с учетом массы арматурных решеток и масса подбабка;
A - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения сваи;
=(m₄/m₂+m₃)²;
где m₄ - масса ударной части молота.

При этом получена возможность для буровых свай не только провести динамические испытания, но и увеличить точность полученных результатов в 2 раза при одновременном снижении стоимости испытаний в 1,5 раза.

В таблице приведены результаты испытаний.

Формула изобретения

Способ испытания буровых свай, заключающийся в приложении к сваям нагрузки и в определении предельного сопротивления грунта основания свай, отличающийся тем, что увеличивают жесткость буровых свай путем бетонирования в голове каждой из свай n арматурных решеток, которые располагают по сечениям, смещенным по оси друг относительно друга, после чего к головам свай прикладывают динамическую нагрузку и замеряют фактические отказы, а предельное сопротивление грунта основания свай определяют по формуле

где F_и - предельное сопротивление грунта основания свай;
- коэффициент, зависящий от материала сваи;
Е_d - энергия удара молота;
s - фактические отказы сваи;
- коэффициент восстановления удара;
m₁, m₂, m₃ - соответственно масса молота, масса сваи с наголовником с учетом массы арматурных решеток и масса подбабка;
А - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения сваи;
=(m₄/m₂+m₃)²;
где m₄ - масса ударной части молота.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2