Определение несущей способности свай динамическим методом.
Несущая способность одиночной сваи определяется из условий работы материала, из которого она изготовлена, и грунта, в который она погружается. Поэтому сопротивление сваи действию вертикальной нагрузки определяется как наименьшая из величин, вычисляемых из условий прочности материала сваи и грунта, удерживающего сваю. В идеальном случае расчетная несущая способность по материалу должна быть равна несущей способности по грунту, однако в реальных условиях такое условие трудновыполнимо, поэтому для получения наиболее экономичного решения необходимо стремиться, чтобы полученные расчетные несущие способности были максимально близкими. Несущую способность свай по грунту и материалу рассчитывают по первой группе предельных состояний.
Для получения более достоверных данных по сравнению с практическим методом несущую способность свай определяют по результатам полевых испытаний динамической или статической нагрузкой, а также статического зондирования грунта.
Динамический метод определения несущей способности свай основывается на существующей зависимости между величиной их погружения и энергией удара молота или расчетной энергией вибропогружателя.
Получение расчетной зависимости для определения несущей способности сваи основывается на предположении о равенстве работы, совершаемой при ударе молота, величине работы, затрачиваемой на погружение сваи, на упругие деформации системы, состоящей из молота, сваи и грунта, а также потерям работы на разрушение головы сваи и превращение механической энергии в тепловую.
В общем виде эта зависимость записывается следующим образом:
– уравнение
работ
где G∙H – работа падающего молота;
Fu∙Sa – работа на погружение;
G∙h – работа на упругие деформации;
α∙G∙H – работа на неупругие деформации;
Fu – предельное сопротивление сваи вертикальной нагрузке, кН;
Sa – отказ сваи, м;
Α – коэффициент, учитывающий превращение части энергии в тепловую
Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название отказ.
При погружении свай через песчаные грунтывеличина отказа с глубиной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля.
Для увеличения отказа сваи необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней. За это время в около свайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается и сваю можно снова добивать т.к. отказ увеличивается относительно первоначальной величины, полученной до отдыха.
Такой же эффект может быть получен при добавлении воды в около свайное пространство во время забивки.
При погружении свай через водонасыщенные глинистые грунты величина отказа с увеличением глубины забивки может увеличиваться и свая как бы проваливается в водонасыщенное основание.
При забивке в глинистых грунтах величина отказа (е) с глубиной или становится постоянной, или увеличивается.
После отдыха в течение 3…6 недель (снятие динамических воздействий) величина отказа уменьшается. Это явление получило название «засасывание сваи».
Отказ (е) сваи во время забивки получил название «ложный».
Отказ (е) сваи после отдыха – «истинный».
Получение истинного отказа сваи в глинистых грунтах приводит к увеличению ее несущей способности.
Достоинства : 1. Простота 2. Малая стоимость
Недостатки 1. Не точные результаты для глинистых грунтов
Динамический способ заключается в нахождении несущей способности сваи по величине отказа при забивке ее на глубину, близкую к проектной.
В формулу для расчета несущей способности входят параметры оборудования, используемого для погружения испытываемой сваи, энергия падающего молота, вес наголовника и др. Грунт характеризуется только величиной отказа. Чтобы найти величину предельной нагрузки на сваю, рассчитанную по результатам динамических испытаний, ее делят на коэффициент надежности, равный 1,4.