К испытаниям свай приступают после их погружения, спустя 3 суток в песках, 6 суток — в глинистых грунтах, 10 суток — в водонасыщенных мелких и пылеватых песках, 20 суток — в мягко- и текучепластичных глинистых, а свай, изготавливаемых непосредственно в грунте (набивных, буровых), — после набора бетоном в теле сваи 80 % прочности.
Испытываемую сваю обычно загружают с помощью гидравлических домкратов, передавая реактивные усилия от домкрата на 4–6 анкерных свай (рис. 4.21).
|
4.21 Статические испытания сваи: 1 — испытуемая свая; 2 — гидравлический домкрат; 3 — упорные балки; 4 — анкерные сваи |
Если испытания ведут после сооружения фундамента, то в качестве упора для домкратов используют плиту ростверка.
При испытании небольших свай упором может служить специальная грузовая платформа.
Осадки сваи под нагрузкой измеряют с помощью прогибомеров с делением шкалы не более 0,1 мм, которые закрепляют на независимом реперном устройстве.
Нагрузку на сваю прикладывают ступенями, равными 1/10–1/15 от ожидаемого значения предельной нагрузки. Под каждой ступенью нагрузки сваю выдерживают до условного затухания ее осадки, после чего нагрузку повышают на следующую ступень. Осадку при данной ступени считают затухшей, если ее приращение составит не больше 0,1 мм за последние 30 мин наблюдений при опирании сваи на несвязные грунты и глинистые твердой консистенции и за 1 ч — при опирании на другие глинистые грунты.
|
Рис. 4.22. Результаты статических испытаний сваи. |
По результатам наблюдений строят графики затухания осадок во времени от каждой ступени нагрузки (рис. 4.22, а), а по ним — график условно стабилизированных осадок сваи от нагрузки (рис. 4.22, б).
В фундаментах мостов за предельное сопротивление сваи Fu при вдавливании принимают нагрузку, на одну ступень менее той нагрузки, при которой приращение осадки от последней ступени (при общем значении осадки более 40 мм) в 5 раз и более превышает приращение осадки от предыдущей ступени нагрузки, или же той, при которой осадка не затухает в течение суток и более.
Расчетное значение несущей способности свай Fd по результатам статических испытаний определяют по формуле:
Fd = gcFu.n/γg,
(4.8)
где γc = 1 —
коэффициент условий работы; Fu.n — нормативное значение предельного сопротивления
сваи; γg — коэффициент
надежности по грунту.
Значения Fu.n и γg устанавливают по результатам статистической обработки частных значений Fu, полученных из 6-ти и более испытаний. Если число свай, испытанных в одинаковых условиях, менее 6-ти, то за Fu.n принимают наименьшее из частных значений Fu (Fu.n = Fu.min), а γg = 1.
Аналогичным образом сваи можно испытывать на действие выдергивающей или горизонтальной статической нагрузки. При этом коэффициент γc в формуле (4.8) для горизонтальных нагрузок равен единице, а для выдергивающих — γc = 0,8. Недостатком статических испытаний свай является их высокая стоимость и трудоемкость.
4.4.4 Динамический метод испытания свай
Основная часть энергии удара сваебойного молота при забивке свай расходуется на погружение сваи. Величину погружения сваи от одного удара называют отказом. Очевидно, что чем больше сила сопротивления сваи погружению, тем меньше величина ее отказа, поэтому величина отказа в конце забивки может служить показателем несущей способности сваи в ее проектном положении.
Энергию W падающей части молота можно разложить на следующие составляющие:
W = QH = FuSa + Qh + aQH,
где Q — вес ударной части молота; H — высота ее падения; Fu — сила предельного
сопротивления сваи погружению; Sa — величина отказа сваи; Qh —
энергия, израсходованная на упругие деформации материала сваи и грунта, выраженная
через величину подскока ударной части молота h; aQH — прочие потери энергии (смятие, нагрев и др.).
Раскрывая составляющие потери энергии и пренебрегая упругими перемещениями грунта и сваи, Н.М. Герсеванов получил следующую формулу для определения предельной нагрузки на сваю [6, 7]:
(4.9)
где n — коэффициент, зависящий от материала сваи, равный 1500 кПа
для железобетонных свай с наголовником, 1000 кПа для деревянных свай и
5000 кПа для стальных свай с наголовником; A — площадь поперечного
сечения ствола сваи «брутто»; Qп — полный вес молота; q — вес сваи с
наголовником и подбабком; k1 — коэффициент восстановления удара, зависящий от материала
соударяющихся тел; для стали и чугуна (молот) с деревом (наголовник сваи) k12 = 0,2.
Формула (4.9) применима при величине отказа Sa ³ 2 мм. При меньшей величине отказа упругими перемещениями сваи и грунта пренебрегать нельзя. Формула для определения Fu по величине отказа сваи с учетом ее упругих перемещений дана в СНиП.
Из выражения (4.9) можно получить формулу расчетного отказа свай Sp для контроля несущей способности забиваемых свай Fd, которая задана в проекте фундамента [6, 7]:
(4.10)
Несущая способность сваи считается обеспеченной, если фактический (замеренный) ее отказ S будет равен или меньше контрольного Sp.
Формулы (4.9) и (4.10) получены при использовании подвесных и паровоздушных молотов одиночного действия, для которых W = QH. Для трубчатых дизель-молотов W = 0,9QH, а для штанговых W = 0,4QH. Для молотов двойного действия принимают паспортное значение W. При забивке наклонных свай энергию удара уменьшают на 10–20 %.
На практике трудно замерить точно величину отказа от одного удара. Поэтому его определяют как среднее значение путем деления замеренной величины погружения сваи от залога контрольных ударов на число ударов в залоге (5–10 контрольных ударов).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
