Инженерные изыскания

Закажи прямо с сайта!

Просто ЖМИ на телефон!

+7 932 474 15 40

Адрес:
625046, РФ, г.Тюмень, ул.Монтажников д.61, офис30

г.Свободный, Амурская область
График работы:
Пн-Пт: с 9:00 до 18:00
Сб-Вс: с 9:00 до 18:00

Испытания свай динамической нагрузкой

Сопротивление грунта проникновению сваи возрастает по мере ее погружения. Внешне это проявляется в том, что с заглубле­нием острия в грунт уменьшается отказ сваи, т. е. величина ее погружения от одного удара молотом.

В динамическом методе расчета делается попытка связать между собой величину отказа сваи с ее несущей способностью.

Опыт показывает, что по мере забивки сваи в песок отказы все уменьшаются, а нередко, после достижения определенной глубины, свая больше не погружается. Однако, если применить более мощный молот — сваю удается забить еще на некоторую глубину. Забивка свай в песчаный грунт сопровождается его уп­лотнением.

В случае забивки свай в пластичные глинистые грунты кар­тина существенно меняется. Сначала так же, как и в песке, на­блюдается уменьшение отказов, но с некоторой глубины погру­жение сваи происходит при одном и том же отказе (в отдельных случаях он даже увеличивается). При интенсивной забивке иног­да происходят выплески воды вокруг свай, вызванные разжи­жением грунта. Поэтому может создаться впечатление, что забивка в глинистые грунты свай на большую глубину не дает повышения несущей способности свай. Однако, если забивку прекратить и дать свае «отдохнуть», а через неделю-другую пов­торно нанести по голове сваи несколько ударов тем же молотом — отказ окажется намного меньшим.

Отмеченное явление связано с так называемым ложным отка­зом и объясняется тем, что при динамических нагрузках, передаваемых на пластичный глинистый грунт, содержащаяся в порах вода не может быть быстро вытеснена из-за его слабой водопроницаемости. Возникающий при ударной нагрузке в поровой воде напор вызывает разрушение структуры глинистого грунта на не­котором расстоянии вокруг сваи. Отжимаемая при этом вода под давлением устремляется вдоль ствола сваи вверх, вызывая размыв и разжижение прилегающего к нему грунта, который начинает играть роль смазки. Одновременно с этим под острием сваи образуется как бы небольшой мешок перемятого удара­ми и разжиженного грунта.

Образовавшаяся вокруг сваи оболочка из текуче-пластичной глины не оказывает существенного сопротивления погружению сваи. Во время «отдыха» сваи, в процессе которого лишняя вода впитывается окружающим глинистым грунтом, происходит засасывание сваи и ее несущая способность намного повышается, благодаря чему величина отказа уменьшается.

В песчаных грунтах иногда наблюдается противоположное яв­ление: после «отдыха» сваи отказ увеличивается. Это объясняет­ся переуплотнением песчаного грунта под острием забиваемой сваи.

В связи с этим, динамические испытания надо проводить: для свай, забитых в песчаные грунты, — по истечении не менее 3 су­ток, а для свай, забитых в глинистые грунты, — по истечении не менее 6 суток после окончания их забивки.

Несущая способность забивных свай в т по данным их забивки чаще всего определяется по формуле Н. М. Герсеванова

 (1), где:​

  • k — коэффициент однородности грунта, принимаемый k = 0,7;
  • m — коэффициент условий работы, принимаемый m = 1;
  • F — площадь поперечного сечения сваи нетто в м2;
  • n — коэффициент, зависящий от материала сваи и способа забивки;
    • для железобетонных свай квадратного сече­ния сплошных и с круглой полостью, а также полых круглого сечения с наконечником, при забивке их с на­головником, этот коэффициент принимается равным n = 150 т/м2;
    • для деревянных свай, забиваемых без: наголовника, n = 100 т/м2;
  • Q — вес ударной части молота в т;
  • q — вес сваи и наголовника в т без учета коэффициента пе­регрузки (для молотов дизельных и двойного действия добавляется и вес стационарной части молота);
  • е — отказ (погружение сваи от одного удара) в см;
  • Н — расчетная высота падения ударной части молота в см, определяемая по табл.
Табл. Расчетная высота падения ударной части молота Н в см
Примечание. H1 — фактическая величина хода ударной части молота в см; h — высота первого отскока ударной части дизель-мотора от воздушной подушки, определяемая по мерной рейке в см, для предварительных расчётов принимаемая для штанговых молотов равной h = 0.6; E — энергия удара молота в кг*м, принимаемая по паспорту или определяемая опытным путём
Тип молота Высота H в см для свай
вертикальных с наклоном
не более 3:1
Подвесной или одиночного действия и трубчатые дизель-молоты (при контрольной добивке с отключенным декомпрессором) H = H1 H = 0.8H1
Дизельный или двойного действия H = 0.1E/Q
Дизельный при контрольной добивке одиночными ударами без подачи топлива H = H1 — h

Для удобства вычисления расчетного или контрольного отка­за формула (1) может быть представлена в следующем виде:

(1a),

где приняты те же обозначения, что и в формуле (1), а предельная нагрузка Pпр = P/km.

Измерение отказа сваи производят с помощью различных при­боров или приспособлений. При сериях (залогах) в 10 ударов молота можно пользоваться и отказомером, и мерной линейкой или рулеткой для измерения погружения сваи по отметкам на стрелах копра и на свае. При 1-3 ударах молота пользуются только отказомером, обеспечивающим точность измерений до 0,5 мм.

Отказомер представляет собой механический прибор (рис. 1), состоящий из планшета и специального устройства для возвратно-поступательного перемещения карандаша по план­шету в горизонтальном направлении и с определенной скоростью. При движении острия карандаша по планшету, опускающему­ся вместе с забиваемой сваей, вычерчивается отказограмма сту­пенчатого вида. Величина отказа определяется высотой «сту-пеньки», вычерченной на планшете, т. е. разностью высот сосед­них горизонтальных линий. Планшет размером 500×360 мм из листового алюминия толщиной 2-3 мм имеет окаймляющую рамку шириной 20 мм, в которой закрепляется лист белой плот­ной бумаги (типа ватман); под этот лист рекомендуется подкладывать 5-6 листиков обычной мягкой бумаги. Сверху план­шет имеет козырек из алюминия шириной 60 мм, предохраняю­щий бумагу от брызг масла и конденсированной воды при уда­рах молота по свае.

Планшет прикрепляется к свае хомутом из полосового желе¬за 30×5 мм с помощью стяжных болтов диаметром 10 мм.

Иногда планшет крепят к свае резиновой лентой. Это экономит время, но зато на морозе резина становится хрупкой и скоро изна­шивается.

Собственно отказомер состоит из стального винта с двухзаходной правой и левой квадратной резьбой, который вращается в шарикоподшипниках, заделанных в боковых стенках прибора. На винт надета муфта с кареткой, несущая карандаш, каретка снабжена рычагом для переключения на обрат­ный ход, которое осуществляется автоматически при упоре рыча­га в кулачок, прикрепленный к боковой стенке. Перемещение каретки достигается вращением винта с помощью электромотора (или заводной пружины) и редуктора.

Карандаш отказомера состоит из патрона с пружинкой и штиф­том, в полость которого вставляется графит, удерживаемый на­конечником. Карандаш вставляется во втулку, прикрепленную к каретке. Рекомендуется применять графит черного карандаша «ТМ».

Для правильного определения несущей способности сваи ди­намическим методом важное значение имеет достаточно точное измерение высоты падения молота. Для этого обычно пользуются рейкой с четкими делениями через 5см, прикрепляемой к моло­ту или наголовнику сваи. Таким способом визуально можно опре­делить высоту падения молота с требуемой точностью до 2 см.

Весьма полезным является сочетание динамического и стати­ческого методов испытания свай. Для этого при забивке в грунт пробной сваи, предназначенной для статического испытания, из­меряют отказы. После статического испытания сваи производит­ся контрольное испытание динамическим методом. Выполнив расчеты сваи динамическим методом по отказам, полученным при забивке сваи и после ее «отдыха», и сравнив вычисленные значения несущей способности сваи с результатом статического испытания, можно получить данные для реальной оценки несу­щей способности свай в процессе забивки.

Следует иметь в виду, что при выводе формулы (1) учитыва­лось сопротивление грунта только под острием сваи, в связи с чем его рекомендуется пользоваться для свай, нижние концы ко­торых находятся в пласте грунта более плотном по сравнению с грунтом, окружающим ствол сваи. Кроме того, имелось в виду, что преобладающая часть энергии расходуется на погру­жение сваи, а это соблюдается только при забивке тяжелыми молотами. Рекомендуется, чтобы вес молота составлял не менее 1,5 веса сваи при ее длине до 12 м и не менее 1,25 веса сваи при ее длине более 12 м (вес наголовника во всех случаях включается в вес сваи).

При очень малых отказах (е < 0,2 см) формула (1) дает большие погрешно­сти.

Динамические испытания свай при пробной забивке позволя­ют назначить рациональную длину свай и проверить соответ­ствие фактической и расчетной величин отказов. При забивке рабочих свай наблюдения за изменениями отказов позволяют выявить несущие слои грунта, дать относительную оценку несу­щей способности забитых свай и выявить слабые участки свай­ного поля. Контрольная добивка свай выявляет изменения несу­щей способности свай после «отдыха». Она должна выполняться тем же молотом, которым велась забивка свай. В глинистых грунтах ее следует производить короткими сериями ударов, что­бы вновь не нарушить структуру грунта.

Надо иметь в виду, что при увеличении веса молота отказы уве­личиваются, причем в гораздо большей степени, чем вес молота. Поэтому применение более тяжелого молота способствует повы­шению достоверности динамического расчета свай.

Учитывая, что сопротивление глинистых и, тем более, илистых грунтов забивке свай молотом или вибропогружателем резко снижается по сравнению с сопротивлением действию статичес­кой нагрузке, пользоваться динамическим методом расчета свай в таких грунтах не рекомендуется. Многочисленные данные под­тверждают такую точку зрения.

Испытания свай динамической нагрузкой

А также: 

Инженерные изыскания

Инженерно-геологические изыскания под строительство коттеджей и домов

Аренда спецтехники

 

Адрес:
625046, г.Тюмень, ул.Монтажников д.61, офис30 г.Свободный, Амурская область
График работы:
Пн-Пт: с 9:00 до 18:00
Сб-Вс: с 9:00 до 18:00
Испытание свай статической нагрузкой Инженерно-геологические изыскания Инженерно-геодезические изыскания Инженерно-экологические изыскания
Яндекс.Метрика