книги из ГПНТБ / Симагин В.Г. Свайные фундаменты. Особенности проектирования и возведения

повышать точность определения показателя консистен­ ции грунта.

Для получения более точного значения несущей способности сваи на стадии проектирования следует обработать большое количество статических испытаний свай. Для этого составляется перераспределенная систе­ ма п уравнений с т неизвестными, в левую часть кото­ рых входит сумма произведений неизвестных величин нормативных сопротивлений f" на соответствующую площадь боковой поверхности сваи и произведение пло­ щади поперечного сечения сваи на нормативное сопро­ тивление грунта у ее острия, а в правую — величина несущей способности сваи по результатам испытаний статическим загружением. Решение системы уравнений дает значения R Hи f", наиболее полно отражающие местные геологические условия. Так, для глинистых

скается принимать значение Ra как для глубины 15 м.

20

окается принимать те же, что и для глубины 15 м.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СВАЙ СТАТИЧЕСКИМ ЗАГРУЖЕНИЕМ

Широкое применение свайных фундаментов в про­ мышленном и гражданском строительстве предъявляет высокие требования к оценке несущей способности свай и выбору рационального проектного решения. Для этого необходимо прежде всего определить сопротивление сваи

жны проводиться на стадии изысканий, до рабочего проектирования. В процессе забивки необходимо прово­ дить контрольные испытания.

21

В Карелии испытание опытных свай по соображе­ ниям экономии или возможности производства работ часто откладывается до того времени, когда начинаются строительные работы и на площадку завозится свае­ бойное оборудование. Однако это неразумно, если нет твердой уверенности в отношении необходимой длины сван, так как ряд типов свай можно делать лишь не более определенной длины.

По результатам статических испытаний свай прово­ дится :

1) определение несущей способности и сравнение

срасчетной;

2)уточнение нормативного сопротивления грунта под нижним концом сваи R" п по боковой поверхности ство­ ла Г ;

3)корректировка проекта свайных фундаментов. Количество свай, предназначенных для испытаний,

должно составлять 1—2% от общего количества свай, но не менее двух однотипных свай под строящийся объ­ ект. При квартальной застройке в одинаковых инженер­ но-геологических условиях количество свай, предназна­ ченных для испытаний, при достаточном обосновании может быть уменьшено.

Практика показывает, что по результатам натурных статических испытаний нагрузку на сваю по сравнению с расчетом по нормам можно увеличить в 1,5—2 раза, а при слабых грунтах в некоторых случаях п до 5 раз [Г. М. Смиренский и др., 1970].

Испытание свай после их погружения должно произ­ водиться в песчаных грунтах не ранее чем через трое суток, в связных, а также разнородных (связных и не­

в глинистых грунтах часто п о в ы ш а е т с я вследствие тиксотропного упрочнения. Процесс нарастания несущей способности сваи во времени может длиться несколько месяцев, поэтому для более точного назначения несу­ щей способности свай их испытание должно соответство­ вать окончанию этого процесса. Учет повышения несу­ щей способности сваи во времени позволяет более эко­ номично проектировать свайные фундаменты.

Статические испытания свай в песчаных грунтах и супесях, а также в неводонасыщенных глинах п су­

22

глинках, как правило, дают хорошие результаты. Одна­ ко при водоиасыщеиных структурных глинистых грунтах рекомендуемое время отдыха сваи после забивки до ее испытания (6 суток) во многих случаях оказывается недостаточным [Б. И. Далматов, 1972]. Исходя из боль­ шого количества опытов, Г. Н. Новожилов рекомендует

Порядок организации работ по испытанию свай ста­ тической нагрузкой. При испытании сваи статическим загруженнем необходимо правильно выбрать место испытуемой сваи в плане здания. Если испытание

использовать также на соседних объектах, то необхо­ димо испытывать сваи и на участках, где отказы, сваи малы.

Организацию работ по испытанию свай в грунте осуществляет заказчик с привлечением по отдельному договору генеральной подрядной строительной органи­ зации или проектной организации — генерального про­ ектировщика.

Перед испытанием проектная организация должна составить техническое задание (программу) на испыта­ ние свай, содержащую методику его проведения. Она же осуществляет техническое руководство, наблюдения в период испытаний, а также обработку данных, полу­ ченных в результате испытаний свай.

Строительная организация, осуществляющая возве­ дение свайного фундамента, выполняет в соответствии с техническим заданием (программой) все работы, свя­ занные с испытанием свай (приобретение свай и их транспортирование и нагружение, устройство приспособ­ лений для загрузки, испытание свай, заполнение журна­ ла и т. н.).

Оборудованием для испытания свай являются:

1) испытательные установки для загрузки свай (платформы, грузы, гидравлические домкраты, анкер­ ные сваи и т. п.);

23

2) протариро'ваш-іые приборы для определения вели­ чины нагрузки и замера осадок сваи и приспособления

пальцы 4 и стойку воспринимается пригрузом 6, уло­

бельность, для монтажа и демонтажа не требуется дли­ тельной работы грузоподъемных машин, безопасное ведение работ, установка является инвентарной и надеж­ ной в работе. Н е д о с т а т к и — необходимость иметь запас грузов, превышающий предельную несущую спо­ собность сваи на 20%, и необходимость ровной и значи­ тельной площадки, что в некоторых случаях требует дополнительных затрат на срубку голов свай и подсыпку территории.

б) Установкой с з а г р у з о ч н о й платформой. Уси­ лие от грузов 6, укладываемых на платформу 7, пере­ дается непосредственно через наголовник 8 на испытуе­

жение несущей способности за счет окапывания под наголовником, влияние неравномерности загрузки плат­ формы и ударов по ней на показания приборов, заня­ тость грузоподъемных машин на весь период испытания, небезопасность расположенных на значительной высоте грузов для работы обслуживающего персонала, необхо­ димость в запасе грузов, дополнительные работы и за­

нием гидродомкрата. Реакция вдавливающего усилия от домкрата 2 через продольную 9 и поперечные 10 бал­

жительность работы монтажных механизмов, возмож­ ность использовать в качестве анкерных свай забитые сваи, безопасность работ. Н е д о с т а т к и — в ряде слу-

24

а

Рис. 1. Схемы установок для проведения испытания свай статиче­ ским загружением:

а — передвижная установка Главленннградстроя; б — установка с загрузочноП платформоП; в — установка с анкерными сваями; г — передвижная установка СнбЦНИИС; д — испытанием с помощью рычага

чаев приходится производить бросовые работы по забив­

уравновешивания реакции от вертикального вдавлива­ ющего усилия вместо пригруза применены винтовые

возможность производить монтаж и демонтаж без гру­ зоподъемных машин, так как установка оснащена всем комплектом приспособлений, необходимым для испыта­

ливающая нагрузка на сваю 1 может создаваться путем периодического заполнения и опорожнения бака 14 с во­ дой, помещаемого на конце рычага 15, или перемещения и изменения веса груза, находящегося на тележке, кото­ рая двигается по рычагу. Данная схема имеет достоин­ ство и недостатки схемы в.

В настоящее время для испытания грунтов приме­ няются инвентарные сваи с разделением несущей спо­ собности по острию и боковой поверхности, а также статическое зондирование.

Среди приведенных способов испытания свай стати­ ческой нагрузкой наибольшее распространение, в том числе в Карелии, получила схема а. Методика проведе­ ния испытания по этой схеме подробно изложена ниже.

П о д г о т о в к а к и с п ы т а н и я м . 1. До начала монтажа испытательной установки срубают сваи, меша­ ющие при монтаже установки; оттаивают (на всю глу­ бину промерзания в зоне 1,0 м от грани сваи) или уда­ ляют мерзлый грунт вокруг испытуемой сваи (при глубине промерзания более 10 см); подготавливают за­ грузочное устройство и измерительные приборы; преду­

и насосную станцию) тарируют и проверяют на стабиль­ ность давления вместе с манометром.

2. Плоскости торцов сваи, подлежащей испытанию должны быть нормальными по отношению к их про­ дольной оси. В случае неровности или разрушения голо­ вы сваи выравнивание производят, срубая нарушенный

26

бетон и укладывая металлическую плиту толщиной 16—20 мм на жестком цементном растворе состава 1:3. При отрицательной температуре воздуха вместо раство­ ра можно попользовать слегка увлажненную цементно­ песчаную смесь такого же состава. Применять металли­ ческие подкладки без раствора при неровности торца сваи не разрешается.

3. Ось гидродомкрата должна совпадать с геометри­ ческой осью сваи. Головы свай должны выступать над поверхностью грунта на высоту 40—60 см. При монта­ же испытательной установки между домкратом и упор-, мой конструкцией предусматривают зазор 50—80 мм. Перед началом испытания зазор ликвидируют, уклады-. вая металлические прокладки.

4.Полозья платформы не должны пригружать грунт около испытуемой оваи.

5.Измерительные приборы устанавливают непо­

средственно перед началом загружения испытуемой сваи.

6. Реперная установка должна находиться вне зоны влияния сваи (на расстоянии не менее 6 диаметров), и загрузочного устройства и изолирована от случайных; толчков в процессе работы, а ее конструкция — исклю­ чать возможность температурных деформаций установ­

туемой сваи устанавливают балки (реперное устрой­ ство). Необходимо обеопечить жесткость реперного уст­

8. Нити прогибомеров крепят к хомуту, изготовлен­ ному из полосовой стали шириной 40—50 и толщиной 5—10 мм, закрепленному на свае.

Для уменьшения влияния колебаний температуры* трения в прогибомере, давления ветра и т. п. на резуль­

2?

в) обращать особое внимание на качество крепления нитей к хомутам;

г) после установки прогибомеров оттянуть нити гру­ зом примерно 4—6 кг\

д) точки крепления нитей располагать на одинако­ вом расстоянии от сваи;

е) огибать нитью барабан прогибомера полным обо­ ротом;

ж) натягивать нить на участке от точки ее крепле­ ния к хомуту до барабана прогибомера параллельно оси и линии действия нагрузки.

Схема расположения приборов для измерения дефор­ мации показана на рис. 2.

П р о в е д е н и е н а б л ю д е н и й за осадками сваи производят непосредственно на месте статического испы­ тания сваи. Показания с приборов (прогибомеров) сни­ мают в соответствии с программой и заносят их в жур­ нал испытания. Сдача и приемка смены производится под роспись в ведомости (журнале). Наблюдающий должен следить, чтобы нагрузка на сваю была посто­ янной по отношению к соответствующей заданной

мощью прогибомеров Максимова или Аистова, установ­ ленных с д в у х сторон. Фактическое перемещение при­ нимают как среднее значение из показаний двух прогнбомѳров. Измерение осадок оваи производят с точно­ стью не менее О, Г мм.

2. Нагрузка на испытуемую сваю должна переда­ ваться равномерно, центрально, без ударов, ступенями, величина которых определяется программой испытаний, но не более:

а) при заглублении нижних концов свай в крупно­ обломочные грунты и гравелистые пески первые три ступени нагрузки принимать равными Vs—Ѵв от пред­ полагаемой нормативной нагрузки на сваю, а последую­ щие— '/іо;

б) в других грунтовых условиях — 7ш—Ѵі5- 3. При каждой ступени нагрузки на сваю произво­

дят отсчеты по всем приборам: первый отсчет — сразу после приложения нагрузки, затем последовательно четыре отсчета с интервалами через 15 минут, два отсче-

28