3.2 Пример расчета

Условие: Рассчитать марку молота для забивки железобетонных свай в суглинок средней плотности. Длина свай 6 м, масса с наголовником 1500 кг. Расчетная нагрузка на сваю N = 400 кН.

Решение: 3.2.1 Минимально-необходимая энергия удара

Е_h = 0,045 * 400 = 18 кДж

Из справочников по свайным работам /например, Свайные работы /М.И. Стородинов., А.И. Егоров., Е.М. Губанов и др./

Под ред. М.И. Стородинова – 2-е изд. – М.: Стройиздат, 1988-223с подбираем варианты молотов: СССМ-570 с энергией Е одного удара согласно технической характеристике 27 кДж /паровоздушный одиночного действия/, С-232 с энергией Е удара 18 кДж /паровоздушный молот двойного действия/, С-995А с наибольшей энергией Е удара 22 кДж /трубчатый дизель-молот/.

3.2.2 Расчетная энергия удара выбранных молотов:

Молот СССМ-570 Е_d = С_т* Н = 18 * 1,5 = 28 кДж ≥ Е_h = 18 кДж

Молот С-232 Е_d = Е = 18 кДж = Е_h = 18 кДж

Молот С-995А Е_d = 0,9 С_т Н = 0,9* 12,5* 2,8 = 31,5 кДж > E_h = 18 кДж

Таким образом, все молоты удовлетворяют условию / 5 /.

3.2.3 Проверка по условию / 6 /:

Молот СССМ-570 К = (2,7 + 1,5)/ 27 = 0,16 К_т = 0,5

Молот С-232 К = (4,65 + 1,5)/ 18 = 0,34 К_т = 0,6

Молот С-995А К = (2,9 + 1,5)/ 31,5 = 0,14 К_т = 0,6

Все молоты также удовлетворяют условию / 6 /, однако у молота С-232 значение /К/ наиболее близко к табличному /К_т/.

Обобщенная экспертная оценка результатов расчета позволяет в качестве наиболее рационального принять молот С-232.

4 Расчет контрольного “отказа” при забивки сваи

4.1 Теоретическая часть

Основным требованием к качеству погружения сваи является достижение ею проектной несущей способности. Для установления несущей способности сваи в процессе производства работ применяют динамический метод испытания, основанный на корреляционной зависимости сопротивления сваи и отказа. Отказ – величина погружения сваи от одного удара, или среднее арифметическое от серии ударов – залога, например, 10 ударов – для подвесных молотов и молотов одиночного действия /для молотов двойного действия и вибропогружателей принимают число ударов или работу оборудования в течении 2 мин./. Фактический отказ, зафиксированный в процессе контролируемого погружения сваи /испытания/, сравнивается с расчетным /проектным/. Отказ замеряется в конце погружения сваи с точностью до 1 мм не менее чем от трех последовательных залогов.

В зависимости от требований проекта при длине сваи до 25 м /СНиП 3.02.01.-87/ динамическим испытаниям в процессе работ подвергаются 5-20 свай в характерных точках свайного поля. До начала погружения сваи размечают для контроля глубины погружения, начиная от нижнего конца. Первые риски наносят через 1 м, потом через 0,5 м, в верхней части – через 0,1 м. Против рисок записывают длину сваи от нижнего конца.

В процессе погружения сваи в грунт растет ее несущая способность и величина погружения сваи с каждым ударом установившейся мощности уменьшается.

Забивку заканчивают после достижения среднего отказа от трех последовательных залогов, не превышающего расчетного. В процессе динамических испытаний свай ведутся журналы, в которых отражаются все параметры контролируемой забивки свай, в т. ч. глубина и длительность /чистая/ погружения свай, число ударов молота.

Свая, не давшая расчетного /проектного/ отказа, подвергается контрольной добивке после “отдыха” и засасывания ее в грунт в течение 6 суток – для глинистых и разнородных грунтов, 10 суток – для водонасыщенных мелких и пылеватых грунтов. Сваи давшие “ложный” отказ, не допогруженные на 10-15 % длины, подвергают обследованию с целью устранения причин, затрудняющих забивку. В случае, если отказ при контрольной добивке превысит расчетный, проектная организация должна провести уточнение проектного решения свайного фундамента и провести статические испытания свай /ГОСТ 5686-78/.

В качестве контролируемого параметра вместо проектного значения отказа может быть принята проектная отметка /глубина/ погружения сваи /устанавливается проектом – для слабых грунтов с несущей способностью сваи не более 200 кН/.

Контрольный расчетный отказ S_a определяют по формуле:

η A E_d m₁ + E² (m₂ + m₃)

S_a = ——————— * ————————— = (м) / 7 /

F_d (F_d + η A) m₁ + m₂ + m₃

где η – коэффициент, в зависимости от материала свай /табл. 2

СНиП 3.02.01-87/, кН/м², 1500 – для железобетонных свай с

наголовником, 1000 – для деревянных свай без подобабка, 800

– для свай деревянных с подобабком;

F_d – несущая способность сваи по проекту, кН;

A – площадь, ограниченная наружным контуром поперечного

сечения сваи, м²;

E² – коэффициент восстановления удара /для молотов

ударного действия и свай железобетонных и деревянных, свай-

оболочек/, равен 0,2.

Несущая способность сваи F_л может быть определена через расчетную нагрузку N, передаваемую на сваю:

F_d = _k N , кН

где _k – коэффициент надежности /1,4 СНиП 2.02.03-85, п.3.9/.

Отказ, определенный по формуле /7/ должен превышать 0,002

м, если это условие не выполняется, то делается

дополнительный уточненный расчет отказа по СНиП 3.02.01-

87 /приложение 4/ и анализируются дополнительные

мероприятия по применению подмыва, лидерных скважин и

др. /п.11.2 СНиП 3.02.01-87/.