Методика испытаний для свай
Нагрузка на сваю передается ступенями. Величина ступеней назначается равной: в начале испытания 1/5 и в процессе испытания 1/10-1/15 величины предполагаемой несущей способности сваи. Каждая ступень нагрузки выдерживается не менее 2 ч. Осадка считается затухшей, если за последние 2 ч выдерживания нагрузки прирост осадки составляет менее 0,1 мм. В таком случае следует переходить к следующей ступени нагрузки. Если осадка была более 0,1 мм, то нагрузка выдерживается еще 1 ч и так до тех пор, пока осадка сваи за последние 2 ч не будет меньше 0,1 мм.
Величина осадки испытываемых свай регистрируется при помощи двух прогибомеров системы Аистова с точностью до 0,1 мм. Отсчеты по прогибомерам берутся сразу после загрузки, а затем - через 15, 15, 30 мин и через 1 ч.
Нагрузка на пирамидальные сваи, как правило, должна доводиться до критической величины. При отсутствии явно выраженной критической нагрузки испытания пирамидальных свай производятся до нагрузки, при которой осадка достигла 60-80 мм. Результаты замеров вертикальных или горизонтальных перемещений записываются в журнал испытаний.
Камеральная обработка результатов испытаний свай заключается в составлении графиков зависимости осадки свай от нагрузки и от времени.
Испытания свай статической нагрузкой в просадочных грунтах I типа грунтовых условий должны проводиться с обязательным замачиванием. Для этого пирамидальные сваи забивают в котловане глубиной 40-60 см. Вокруг сваи на расстоянии 1,2 м при помощи лидера пробуриваются скважины на глубину, равную 1,5 длины пирамидальной сваи. Скважины заполняются щебнем для обеспечения более быстрого замачивания грунта. Во избежание заиливания дренирующих скважин дно котлована засыпается щебнем слоем 10-15 см. В торцах котлована отрываются траншеи шириной 0,8 м и глубиной до 1 м.
В котловане и в траншеях в период испытания постоянно поддерживали уровень воды 0,4-0,5 м.
Степень влажности грунта при замачивании должна доводиться до 0,8.Примерный расход воды на увлажнение грунта вокруг одной пирамидальной сваи объемом 0,36 м3 составляет около 35-50 м3.
Статическое испытание свай необходимо производить до критической нагрузки, при которой осадка будет постоянно возрастать без увеличения нагрузки. На графике должен быть: четко виден перелом кривой, характерный «срыву» сваи. В этом случае за частное значение предельного сопротивления сваи принимается нагрузка, при которой приращение осадки за одну ступень загружения в 5 раз и более превышает приращение осадки, полученное за предыдущую ступень загружения.
При нагрузке в 375 кН произошел «срыв» сваи. Приращение осадки за последнюю ступень нагрузки составляет 28 мм, что больше чем в 5 раз превышает приращение осадки за предшествующую ступень загружения. За предельное сопротивление пирамидальной сваи принимается нагрузка ФПР = 350 кН.
В тех случаях, когда не удается достичь критической нагрузки для испытуемой сваи, за частное значение предельного сопротивления пирамидальной сваи следует принимать нагрузку, соответствующую расчетной величине осадки сваи.
Если при максимально достигнутой нагрузке, равной или большей 1,5Ф, где Ф - расчетное значение несущей способности пирамидальной сваи, осадка сваи окажется меньше расчетной величины, то в качестве частного значения предельного сопротивления допускается принимать максимальную нагрузку, полученную при испытаниях. Допустим, расчетная нагрузка на короткую пирамидальную сваю составляет 400 кН. При статическом испытании пирамидальной сваи максимальная нагрузка достигла 675 кН, что более чем в 1,5 раза выше расчетного значения несущей способности сваи Ф. Максимальная осадка сваи 5-14 мм, что меньше определенной осадки (S = 16 мм).
За предельное сопротивление пирамидальной сваи внешней нагрузке принимается нагрузка 675 кН. За предельное сопротивление пирамидальных свай по результатам испытания их горизонтальной статической нагрузкой принимается максимальная нагрузка, при которой происходит затухание перемещений, но во всех случаях перемещения не должны превышать предельно допустимых для конкретного здания. Для сельскохозяйственных каркасных зданий горизонтальное перемещение пирамидальной сваи в уровне ее оголовка не должно превышать 2 см. В случае отсутствия явного «срыва» свай при испытании их горизонтальной статической нагрузкой предельное сопротивление следует принимать соответствующим предельно допустимым значениям угла поворота W и перемещения сваи.
Впервые испытания коротких пирамидальных свай на действие горизонтальной нагрузки были выполнены в 1971 г. в Кременчугском районе Полтавской обл. в лессовидных суглинках твердой консистенции (I тип грунтовых условий по просадочности). Статической горизонтальной нагрузкой были испытаны две пирамидальные сваи (длина 2 м, размеры верхнего сечения 700x700 мм, угол коничности 9°) при помощи лебедки. Ступени нагрузки измерялись динамометрами ДПУ-2 и ДПУ-10, горизонтальные перемещения свай в направлении действия нагрузки - прогибомерами.
Нагрузка прикладывалась ступенями по 2,5-5,0 кН на определенной высоте, для чего использовалась металлическая мачта, закрепленная на свае, и была доведена до 45 кН, при этом момент на уровне верха сваи составил 85,5 кН-м. Горизонтальные перемещения опытных свай не превышали 5 мм. Как показали испытания, несущая способность коротких пирамидальных свай оказалась примерно в два раза выше, чем призматической длиной 5,5 м сечением 300x300 мм, испытанной на той же площадке.
Учитывая, что в сельскохозяйственных зданиях с каркасом из трехшарнирных рам горизонтальные нагрузки приложены в уровне верха сваи, в дальнейшем был освоен метод испытания пирамидальных свай в распор.
Система для такого испытания, свай состоит из гидравлического домкрата и распорных балок, с помощью которых создается горизонтальный распор между испытуемыми сваями. Перемещение свай измеряется прогибомерами, закрепляемыми неподвижно на системе.
Обработка результатов испытаний свай
Камеральная обработка результатов испытаний состоит в построении графиков зависимости горизонтального перемещения и угла поворота сваи от нагрузки. По графикам определяются предельное сопротивление сваи внешней нагрузке и ее несущая способность.
Для изучения влияния угла коничности на несущую способность коротких пирамидальных свай испытывались сваи с разными углами коничности как различной длины, так и одинакового объема в различных грунтах.
До начала экспериментальных исследований был определен ориентировочный диапазон изменения угла коничности, при котором несущая способность свай возрастает.
При принятом допущении функция угла коничности возрастает. Ранее уже были исследованы пирамидальные сваи с углами коничности 1...5°. Следовательно, целесообразно проверить опытным путем влияние угла коничности сваи, превышающего 5°.
Для объективной оценки влияния угла коничности на несущую способность свай было испытано 40 пирамидальных свай объемом 0,366 м3 каждая с углами от 5 до 13°. Максимальный угол коничности свай ограничен углом 13° по условиям их погружения в грунт. Увеличение угла коничности достигалось за счет изменения длины и верхнего сечения сваи, принятого кратным 100 мм: 600x600; 700x700 и 800x800 мм. Размеры нижнего торца у всех свай были одинаковыми - 70x70 мм.
Для уточнения влияния длины свай на их удельную несущую способность испытывались пирамидальные сваи длиной 3,7 м, объемом 0,85 м3 с углом коничности 6°. Сваи погружались на таком расстоянии между ними, при котором исключалось их взаимное влияние.
| << ПРЕДЫДУЩАЯ ГЛАВА Необходимость тщательного наблюдения за ходом испытания сваи | СЛЕДУЮЩАЯ ГЛАВА >> Несущая способность призматической сваи | |
| << Содержание >> | ||