Файл: Свайные работы [учебное пособие]..pdf

грушевидной зоне запас потенциальной энергии, под воздействием которой вода медленно отжимается.

По мере израсходования запаса потенциальной энергии давле­ ния в грушевидной зоне и в окружающем грунте сравниваются, и грунт оказывается способным к дальнейшему уплотнению.

В пластичных глинистых и плывунных грунтах динамическое воздействие молота приводит к тиксотропному нарушению 'структу­ ры грунта и, как следствие, его разжижению. Наряду с этим проис­ ходит движение воды вверх, вдоль ствола сваи, что также снижает сопротивление грунта. После отдыха восстанавливается структура

где %— коэффициент, учитывающий влияние вибропогружения на свойства грунта и определяемый по данным статических испытаний или для ориентировочной оценки несущей способности — по табл. 2.11; km —0,7 — произведение коэффициентов однородности и условий работы; Nвп — мощность, расходуемая электродвигателем на колебания сваи и ее погружение, кет; А0— фактическая ампли-

туда колебаний сваи в см, принимаемая равной половине полного размаха колебаний на последней минуте погружения и замеренная при погружении сваи; п0б — число оборотов' эксцентриков вибрато­ ра в 1 мин\ Q — суммарный вес сваи, наголовника и вибропогру­ жателя, Т.

51

4. Определение несущей способности свай пробными нагрузками

Испытывать осевыми вдавливающими статическими нагрузками можно все виды готовых и набивных свай и свай-оболочек.

Нагрузки могут быть: ступенчато-возрастающие, т. е. увеличи­ вающиеся ступнями от начала и до конца испытания; циклические, т. е. с последовательным чередованием приложения возрастающих ступеней нагрузки с разгрузкой до нуля.

Для проведения испытаний свай используют различные установ­ ки. Раньше других начали применять установки с тарированным грузом. Такая установка состоит из платформы, устанавливаемой на голове сваи с помощью специального наголовника. Платформа имеет устройство, позволяющее закреплять ее на специальных опо­ рах. Вес платформы и каждого элемента груза тарируют и помеча­ ют краской. После того как платформа установлена, ее закрепляют на специальных опорах с помощью клиньев и укладывают первую ступень нагрузки; затем клинья удаляют и следят за вдавливанием сваи до стабилизации. После этого платформу снова расклинивают, и операцию повторяют.

Установка с гидравлическим домкратом и анкерными сваями значительно удобнее. Количество анкерных свай в установке наз­ начают в зависимости от максимальной нагрузки, ожидаемой при испытании, величины предельного сопротивления анкерных свай вы­ дергиванию и прочности их материала на растяжение.

Глубина забивки анкерных свай не должна превышать глубину забивки испытываемой сваи, а расстояние между осями анкерных и испытываемых свай должно быть не меньше Ы , где d — большая сторона или диаметр поперечного сечения испытываемой сваи.

Если испытывают сваи большого диаметра или сваи с уширен­ ной пятой, расстояния в свету между анкерными и испытываемой сваями должно быть не менее 2d, где d — диаметр испытываемой сваи (и уширенной пяты) для соответствующих свай или лопасти (для винтовых свай).

Конструкция, служащая упором для домкрата, должна быть до­ статочно жесткой. По ГОСТ 5686—69 прогиб такой конструкции до­ пускается не более V250 ее расчетного пролета.

Для испытания свай применяют также установки с грузом, слу­ жащим упором для гидравлического домкрата и комбинированные установки, в которых нагрузка создается как гидравлическим дом­ кратом, так и тарированными грузами.

Нагрузку на испытываемую сваю следует передавать равномер­ но, без толчков и ударов. Величину одной ступени нагрузки прини­ мают равной 0,1 от предполагаемой несущей способности сваи; на­ грузку доводят до величины, вызывающей осадку не менее 40 мм. В тех случаях, когда предельная осадка зданий и сооружений, для которых устраивается свайный фундамент, не должна превышать 150 мм, осадку испытываемой сваи от максимальной нагрузки мож­ но ограничить 20 мм.

52

Наблюдение за перемещениями сваи под нагрузкой ведется спе­ циальными приборами с точностью до 0,1 мм. Расчетную величину перемещения принимают как среднее арифметическое показаний двух приборов, устанавливаемых симметрично. Если это возможно, устанавливают и большее количество приборов. Предельно допу­ стимые расхождения в показаниях двух приборов не должны превы­ шать 50% при осадках менее 1 мм, 30% — при осадках от 1 до 5 мм и 20% — при осадках более 5 мм.

Для каждой ступени нагрузки делают несколько отсчетов по всем приборам. Первый отсчет берут тотчас же по приложении на­ грузки, затем четыре отсчета с интервалами по 15 мин, два отсчета с интервалами по 30 мин и далее через каждый час до тех пор, пока разница в перемещениях за 2 ч наблюдений не будет превышать 0,1 мм. Выполнение такого условия называют условной стабилиза­ цией. После ее наступления укладывают следующую степень на­ грузки.

После достижения максимальной нагрузки сваю разгружают ступенями, равными удвоенным ступеням нагрузки. После снятия каждой ступени нагрузки сваю выдерживают в течение 1 ч в гли­ нистых грунтах и 30 мин в песчаных. Наблюдения за приборами ве­ дут соответственно через каждые 30 или 15'мин.

Все результаты наблюдений фиксируют в журналах пробного испытания сваи, после чего строят график зависимости осадки {пе­ ремещения) от нагрузки S = f(P) и изменения осадки (перемеще­ ния) во времени по ступеням нагрузки S = f(t).

Такие графики позволяют определить величину нормативного сопротивления сваи Рн. Для промышленных и гражданских зданий и сооружений значение Рн находят по графику «Нагрузка — осад­ ка» из условия, что соответствующая осадка А составляет некото­ рую долю от предельно допустимой осадки для данного здания или

где £ = 0,1 — коэффициент перехода от предельной величины сред­ ней осадки фундаментов здания или сооружения к осадке сваи, по­ лученной в процессе испытания при условной стабилизации осадки 0,1 мм за 2 ч; 5пр.Ср — предельная величина средней осадки фунда­ мента проектируемого здания или сооружения.

Для мостовых опор за нормативное сопротивление сваи РИпри­ нимают нагрузку на одну ступень меньше нагрузки, при которой приращение осадки за одну ступень загружения (при общей вели­ чине осадки более 40 мм) превышает в 5 раз и более приращение осадки, полученное за предшествующую степень загружения или нагрузку, вызывающую осадку не затухающую в течение суток и более, при общей величине осадки более 40 мм.

53

на коэффициент однородности &=0,8 и коэффициент условий работы т = 1 .

В данном примере для мостов Я=0,8-70 = 56 Г; для зданий с полным карка­ сом />=0,8-67,7=54,16 Т.

5. Несущая способность свайных фундаментов

Несущая способность свайных фундаментов из свай-стоек при любой расстановке их в плане равна сумме несущих способностей отдельных свай.

Несущая способность свайного фундамента из висячих свай, как видно из § 1 этой главы, зависит от количества свай, их расстановки в плане, формы и размеров поперечного сечения и длины. Все эти факторы сказываются на величине «кустового эффекта». Чтобы уп­ ростить расчет, получив правильные результаты, делают расчет свайного фундамента в целом по второму предельному состоянию, т. е. по перемещениям.

С этой целью длярасчета свайный фундамент заменяют услов­ ным сплошным фундаментом (рис. 2.6), границы которого опреде­ ляются: снизу — плоскостью, проходящей через нижние концы свай или свай-оболочек; с боков — вертикальными плоскостями, отстоя­ щими от наружных граней свай крайних рядов на расстоянии а — = ftg(<p"p/4), а при наличии наклонных свай — проходящими через

54

Г Л А В А 3. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ СВАЙ

Для погружения свай применяют погружатели, подвешиваемые к мачтам копров или тросам стреловых кранов, а также специаль­ ные машины для вдавливания или завинчивания свай в грунт.

По принципу действия подвесные погружатели делятся на ма­ шины ударного действия (сваеобойные молоты) и вибрационного (вибропогружатели, вибромолоты и вибровдавливающие уста­ новки).

1. Сваебойные молоты

По виду прибора сваебойные молоты разделяются на механиче­ ские, приводимые в действие лебедкой при помощи троса, паровоз­ душные, действующие от пара или сжатого воздуха, и дизель-моло­ ты — штанговые и трубчатые, работающие как двигатели внутрен­ него сгорания.

М е х а н и ч е с к и е м о л о т ы присоединяют к подъемному тро­ су лебедки при помощи расцепляющего устройства или подвеши­ вают непосредственно к тросу лебедки.

56