ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 89
Скачиваний: 0
ных фундаментов для проверки соответствия фактической несущей способности сваи с проектной.
Полевые испытания несущей способности свай могут быть ста тическими и динамическими. Д и н а м и ч е с к и й м е т о д испыта ния свай применим только к готовым сваям, погружаемым в грунт забивкой или вибрированием.
Рассмотрим основной случай забивки готовой сваи молотом одиночного действия. Свободное падение ударной части молота ве сом Q с высоты Н создает работу, равную QH. Эта работа расходу ется на погружение сваи и преодоление добавочных сопротивлений.
От одного удара свая погружается на величину е. Эту величину называют отказом сваи. Сопротивление грунта погружению сваи составляет величину Рпр. Следовательно, работа, израсходованная на погружение сваи, равна РпРе.
В процессе удара молота о сваю возникают упругие деформации молота и сваи. Внешне работа упругих сил выражается в том, что молот весом Q, ударившись о'сваю, подскочит на высоту h. Следо вательно, работа упругих сил будет Qh.
Кроме погружения сваи и упругих деформаций молота и сваи, часть полезной работы молота расходуется на неупругие деформа ции молота и сваи. Допустим, что эта часть работы составляет aQH.
Тогда можно составить уравнение работы: |
|
QH = Рпре -f- Qh -f- aQH. |
(2.7) |
Для решения этого уравнения допускают, что остаточные неуп ругие деформации в свае будут тем больше, чем больше напряже ния, возникающие в теле сваи. Следовательно, между величинами а и РПр существует функциональная зависимость.
Н. М. Герсеванов, установив выражение этой зависимости, пред ложил решение уравнения (2.7). По его исследованиям, предельное сопротивление грунта погружению сваи выражается так:
4Q H |
. Q + 0, |
|
n F e |
Q + |
|
где F — площадь поперечного сечения сваи, м2\ е — отказ |
(погру |
|
жение от одного удара) сваи, см\ |
Q — вес ударной части |
молота |
одиночного и двойного действия и дизель-молотов или полный вес
подвесных молотов, Т\ q — |
вес сваи, наголовника |
(при его наличии) |
и подбабка (если забивку |
ведут с подбабком), |
Т\ Н — расчетная |
высота падения ударной части молота, см\ п — коэффициент, зави
сящий от материала сваи и способа |
забивки, принимаемый по |
табл. 2.7, Т/м2. |
способность) сваи равно |
Расчетное сопротивление (несущая |
предельному сопротивлению, умноженному на коэффициент одно родности k — QJ и коэффициент условий работы m= 1:
P = kmP„p = 0,7 Pnp. |
(2.9) |
47
|
|
Т а б л и ц а |
2.7 |
|
Значения коэффициента п |
в формуле (2.8) |
|
||
Тип свай и наголовника |
|
|
га, |
Т/м1 |
Деревянные с подбабком ............................... |
|
|
|
80 |
Деревянные без подбабка............................... |
|
|
100 |
|
Железобетонные с наголовником ............... |
наго- |
150 |
||
Стальные со стальным подбабком |
и |
300 |
||
ловником ...................................................... |
|
. . .' |
||
Стальные с деревянным подбабком . |
200 |
|||
Стальные с наголовником, без подбабка |
500 |
|||
Расчетную высоту падения молота Я в зависимости от конструк
ции молота и наклона |
забивки |
свай |
принимают |
по табл. 2.8. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.8 |
|
Расчетная высота |
падения |
молота Н в формуле (2.8) |
|||
|
|
Н, см, |
для свай, погружаемых |
||
Тип молота |
|
|
|
с наклоном не |
|
|
|
вертикально |
|||
|
|
положе_3:1 |
|||
Подвесной и паровоздушный одиночного действия и трубчатый дизель-молот (при контрольной добивке с отключенным декомп рессором)
Дизель-молот или молот двойного действия
Дизель-молот при контроль ной добивке одиночными ударами без подачи топ лива
н = н 1 |
Я = 0 ,8 Я |
|
|
0,1 £ |
„ |
0,08 |
£ |
Я = --------- |
|
Q |
|
Q |
|
|
|
H=Hx—h
Втабл. 2.8 приняты следующие обозначения:
Я1 — фактическая величина хода упорной части молота, см\ h —
Т а б л и ц а 2.9
Средние значения энергии удара Е ,
Тем
Марка ди- |
Вес ударной |
Е |
вель-молота |
части, Т |
Т см |
С-222А |
1,25 |
113 |
С-268А |
1 ,8 |
147 |
С-330 |
2,5 |
195 |
высота первого отскока ударной части дизель-молота от воздушной подушки, определяемая по мерной рейке (для предварительных рас четов для штанговых дизель-мо лотов принимают Л = 60 см)-, Е — энергия удара, Т-см, принимае мая по паспорту или определяе мая опытным путем (табл. 2.9); для трубчатых дизель-молотов энергию удара можно принимать равной E = 0,9QH; Q — вес удар ной части молота, Т.
48
Пример 2.2.. |
Железобетонную |
сваю |
серии |
1=011 = 1 |
сечением |
30X30 см, |
|||||
длиной 8,0 м и |
весом |
1,84 Т забивают |
молотом |
одиночного действия весом |
|||||||
ударной части Q=3,0 Т с высотой свободного падения //=130 см. Свая имеет |
|||||||||||
наголовник весом 0,06 Т. |
Отказ (величина погружения от последнего удара) равен |
||||||||||
е=1,4 см. Определить несущую способность сваи. |
(по |
табл. 2.6) |
коэффициент |
||||||||
Р е ш е н и е . |
Для указанного |
способа |
забивки |
||||||||
/г=150 Т/м2. Подставив данные задачи в формулу (2.8), |
с учетом (2.9) получим: |
||||||||||
Р = 0,7 150 2° ’09 [ [ / 1 |
4-3 • 130 |
|
3,0 + |
0,2 |
• |
1,9 |
31,24Т. |
||||
150 |
0,09 • 1,4 |
3 , 0 + 1,9 |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||
В тех случаях, когда готовые сваи погружают не забивкой, а виб ропогружателями, несущую способность сваи можно определить по формуле Б. П. Татарникова:
|
|
|
Р = km /аNо |
|
Q + q |
|
(2. 10) |
|||||
|
|
|
|
|
1 + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
где Q — вес вибропогружателя, Т; N0— общая величина активной |
||||||||||||
электрической |
мощности, кет, на валу электродвигателя |
вибропо |
||||||||||
гружателя при скорости погружения сваи от 0 до 5 см/мин; |
Nx — |
|||||||||||
то же, при холостом ходе вибратора; |
а — коэффициент, |
учитываю |
||||||||||
щий влияние конструкции |
|
вибро |
|
|
|
|
|
|
||||
погружателя |
и свойства |
грунта; |
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.10 |
|||||
Р — коэффициент, |
учитывающий |
|
Значения коэффициентов а |
И р |
||||||||
■влияние |
скорости |
погружения |
|
в формуле (2.10) (для вибропогру |
||||||||
сваи в грунт; е — отказ сваи в см |
|
|
|
жателей ПВ-1) |
|
|||||||
за 1 мин работы вибропогружате |
|
|
|
|
Коэффициенты |
|||||||
ля. Д ля‘вибропогружателей ВП-1 |
|
Род |
грунта |
|
|
|||||||
значения |
коэффициентов |
|
а и р |
|
а |
Р |
||||||
|
|
|
|
|
||||||||
можно принимать по табл. 2.10. |
|
|
|
|
|
|
||||||
На производстве |
очень |
часто |
Сухой песок . . . . |
8 |
0,33 |
|||||||
решают обратную задачу: по про |
||||||||||||
Песок |
насыщенный |
5,7 |
0,15 |
|||||||||
екту устанавливают несущую спо |
|
ВОДОЙ .............................. |
||||||||||
собность сваи, а в процессе про |
Глина тугопластичная |
|
|
|||||||||
изводства работ замеряют отказы |
|
моренная ............... |
2,7 |
0,17 |
||||||||
свай. Отказы |
свай, |
замеренные |
Глина |
тугопластичная |
2,3 |
0,17 |
||||||
при забивке, должны быть боль |
Суглинок |
тугоплас- |
2,5 |
0,15 |
||||||||
|
ти ч н ы й ................... |
|||||||||||
ше заданных в проекте значений |
Суглинок |
мягкоплас- |
4,6 |
0,15 |
||||||||
контрольных отказов. |
|
отка |
|
ти ч н ы й ................... |
||||||||
Значения |
контрольных |
|
|
|
|
|
|
|||||
зов вычисляют решением форму |
|
|
|
|
|
|
||||||
лы (2.8) относительно е: |
|
|
|
Q + 0,2<? |
|
|
||||||
|
|
е = ■ k mtiF QH |
|
|
(2. 11) |
|||||||
|
|
|
,U r',+"F) |
Q+ Я |
|
|
||||||
Так, принимая значения Р = 31,3 Т, значение контрольного отка |
||||||||||||
за для сваи, описанной в примере 2.2, будет равно |
|
|
||||||||||
е = |
0,7 - 150 - 0,09 - |
3,0 • 130 |
|
3,0 + |
0,2 • 1,9 = 1,4 см. |
|
||||||
|
31,3 |
.3 1 ,3 + 1 5 0 • 0 ,09^ |
|
3 , 0 + 1 , 9 |
|
|
||||||
|
|
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49
При производственной и экспериментальной забивке свай необ ходимо соблюдать ряд условий. Вес ударной части молота одиноч ного действия должен быть не менее веса сваи (или оболочки) при длине сваи более 12 м, не менее 1,5 веса сваи (при забивке в плот ные грунты) и 1,25 веса сваи (при забивке в грунты средней плот ности) для свай длиной менее 12 м. При этом вес наголовника включают в вес сваи.
Наголовники должны соответствовать размеру сваи; зазор меж ду гранью сваи и стенкой наголовника не должен превышать 1 см.
Динамические испытания свай для определения их несущей спо собности проводят не менее чем по истечении 3 суток, а свай, заби
тых в глинистые грунты, — не менее |
чем по истечении 6 суток с |
момента окончания их забивки. Это |
требование вызывается тем, |
что при погружении готовых свай забивкой в некоторые грунты на блюдаются явления ложного отказа и засасывания.
Ложный отказ проявляется в том, что после некоторого количе ства ударов свая перестает заглубляться в грунт, но вновь легко на чинает погружаться после возобновления забивки через несколько дней. При ложном отказе сваю после одной или нескольких оста новок можно добить до проектной отметки, и через несколько дней несущая способность ее достигает проектной.
Явление засасывания заключается в том, что после некоторого количества ударов отказы резко увеличиваются — свая все легче уходит в грунт. Если прекратить дальнейшую забивку сваи на не сколько дней и потом возобновить, то окажется, что за время «от дыха» свая с трудом поддается дальнейшей забивке, т. е. приобрела проектную несущую способность.
а) 5)
Рис. 2.4. Физические явления, сопровождающие забивку свай:
а — образование временного напря женного «мешка» (в маловлажных и Ялохофильтрующих грунтах); 6 — фильтрация воды вверх, вдоль ство ла сваи (в пластичных грунтах)
В маловлажных чистых песчаных грунтах плотных и средней плотно сти частые удары молота вызывают резкое местное уплотнение грунта под концом сваи. В результате обра зуется грушевидная зона уплотнен ного грунта, препятствующая даль нейшему погружению сваи (рис. 2.4, а). После прекращения динами ческого воздействия молота груше видная зона разуплотняется и появ ляется возможность дальнейшей за бивки сваи. Аналогичные явления наблюдаются также при забивке свай в глинистые грунты твердой и твердопластичной консистенции.
Образование грушевидной уплотненной зоны и ее рассасывание объясняется усло виями фильтрации грунтовой воды из 4рунтов с малым коэффициентом фильтрации. Чем меньше коэффициент фильтрации, тем медленнее удаляется вода при уплотнении грунта. Частые удары молота создают в
50