Устройство для динамических испытаний одиночной сваи

Авторы патента:

E02D33 - Испытания фундаментов и оснований (способы и устройства для проведения испытаний, см. в соответствующих рубриках G01; способы и устройства для испытания строительных конструкций или устройств вообще G01M; способы и устройства для определения химических или физических свойств материалов вообще G01N)

Владельцы патента RU 2382145:

Ковалевский Алексей Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области строительства, в частности при устройстве и динамических испытаниях одиночных свай гражданских и промышленных зданий. Устройство состоит из цилиндрического пустотелого корпуса, соединенного в нижней части с удлиненным наголовником, верхняя часть корпуса заканчивается стопорной муфтой, в кольцевой выточке которой размещаются шары-фиксаторы. В полости корпуса размещена падающая часть молота, а для изменения массы падающей части молота в ее полости размещен набор грузов. Верхняя часть молота выполнена с утолщением для упора грузового кольца при подъеме, а нижняя часть молота заканчивается кольцевой выточкой для размещения в ней шаров-фиксаторов. Техническим результатом является возможность замены дорогостоящих статических испытаний на динамические. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники (использование): в области строительства, в частности при устройстве и динамических испытаниях одиночных свай гражданских и промышленных зданий, сооружений,

Уровень техники (аналоги и прототип).

Известна конструкция молота /1/, с помощью которого можно оценить несущую способность сваи на различных этапах ее погружения. Однако конструкция такого молота имеет существенные недостатки в части обеспечения вопросов техники безопасности при его сбросе на голову сваи. При использовании в этих целях всех остальных конструкций дизельных молотов приводит к непредсказуемым результатам испытаний в части слишком большого разброса данных из-за сопротивления воздушной подушки, создаваемой между молотом и шаботом.

Известна конструкция устройства для динамического испытания одиночной сваи /2/, с помощью которой определяется несущая способность сваи, в том числе и без тех недостатков, которые указаны в предыдущем аналоге. Однако конструкция имеет существенные недоработки: две вертикальные прорези, идущие вдоль цилиндрической части молота, не способствуют свободному перемещению ударной части, а ручной сброс ударной части с помощью рычага не позволяет выполнить все требования техники безопасности обслуживающего персонала.

Сущность изобретения:

Новым в устройстве является то, что цилиндрическая падающая часть молота выполнена без вертикальной прорези и в виде пустотелой трубы, внутри которой размещен набор грузов для изменения его массы. Верхняя часть молота имеет утолщение, под которым размещено грузовое кольцо 5, свободно перемещающееся по его стволу, причем в верхней части кольца закреплены три стропа, верхние концы которых собраны на траверсе 6 для соединения с крюком грузоподъемного крана.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существующими признаками аналога и прототипа свидетельствуют о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки «… цилиндрическая падающая часть молота выполнена без вертикальных прорезей в виде трубы, внутри которой размещен набор грузов для изменения массы молота, а верхняя его часть заканчивается утолщением, под которым размещено грузовое кольцо, выполняющее ряд функций: подъем молота, включение и выключение стопорной муфты для фиксации и сброса молота».

Конструктивное выполнение:

На фиг.1, 2 приведено техническое решение устройства для динамического испытания одиночной сваи.

Устройство для динамического испытания одиночной сваи состоит из цилиндрического пустотелого корпуса 1, соединенного в нижней части с удлиненным наголовником 3.

Верхняя часть корпуса 1 заканчивается стопорной муфтой 12, в кольцевой выточке которой размещаются шары-фиксаторы 7. В полости корпуса 1 размещена падающая часть молота 2. Для изменения массы падающей части молота 2, в ее полости размещен набор грузов 4.

Верхняя часть молота 2 выполнена с утолщением для упора грузового кольца 5 при подъеме, а нижняя часть молота заканчивается кольцевой выточкой для размещения в ней шаров-фиксаторов 7.

Стопорная муфта 12, способна при перемещении вдоль корпуса 1 вверх удерживать посредством шаров-фиксаторов 7 падающую часть молота в крайней верхней точке или освобождать ее от стопорения при движения копира вдоль корпуса вниз. Перемещение стопорной муфты вниз производится посредством воздействия грузового кольца на фланец 8, в отверстиях которого закреплены толкатели 11 с пружинами 9. Толкатели, проходя через отверстия в фланце 10, перемещают стопорную муфту 12, освобождая шары-фиксаторы 7. При этом происходит сброс падающей части молота.

Устройство работает следующим образом.

При динамических испытаниях. Соединив крюк грузоподъемного крана с траверсой 6, установка приводится в вертикальное положение, а затем монтируется на голове испытуемой сваи. Подъем падающей части производится с помощью грузоподъемного крана посредством грузового кольца 5, за утолщение в верхней части молота 2. Стопорная муфта 12 находится в напряженном состоянии под воздействием пружин 9, а шары-фиксаторы 7 прокатываются по поверхности падающей части молота до тех пор, пока выточка на его поверхности не совместится с линией размещения шаров-фиксаторов. При этом подпружиненная стопорная муфта 12 переместится в крайнее верхнее положение, стопоря своей кольцевой частью копира шары-фиксаторы в выточке падающей части молота 2.

Сброс падающей части молота 2 производится с помощью грузового кольца 5 путем опускания его на фланец 8. При этом грузовое кольцо 5, сжимая пружины 9. посредством толкателей опустит стопорную муфту 12, освободив шары-фиксаторы 7, которые займут место в полости копира, выкатившись из выточки падающей части молота 2. Так происходит сброс падающей части. Во время удара свая получит соответствующее перемещение. Зная численное значение перемещения сваи от одного удара молота, определяется несущая способность сваи.

Источники информации

1. В.А. Веселов. Проектирование оснований и фундаментов. М.: Стройиздат, 1990, с.207.

2. SU 1804526, кл. E02D 33/00, 1993.

1. Устройство для динамических испытаний одиночной сваи, содержащее корпус с наголовником, молот с приспособлением для его подъема и для фиксации и сброса, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических функций, молот выполнен пустотелым с помещенными в нем набором грузов для изменения его массы, а в верхней части молота выполнено утолщение для упора грузового кольца, масса которого достаточна для включения стопорной муфты, закрепленной в верхней части корпуса, при этом грузовое кольцо установлено с возможностью свободного перемещения по поверхности молота и соединено посредством трех строповочных цепей с траверсой для крепления к крюку грузоподъемного крана.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, наголовник меняется на трамбовочную плиту для устройства искусственных оснований или трамбовку для уплотнения грунта в забое скважины.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для мониторинга сооружений, к которым предъявляются повышенные требования безопасности при эксплуатации.

Способ определения несущей способности буронабивной сваи // 2349711

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении свайных фундаментов из буронабивных свай. .

Способ контроля и диагностики элемента сооружения // 2290474

Изобретение относится к области контроля деформации элементов сооружений. .

Способ определения состояния свай и устройство для его реализации // 2257563

Изобретение относится к способам определения состояния свай при строительстве и контроле состояния зданий и сооружений. .

Инвентарное устройство для испытания свай-оболочек четырехоболочечной опоры моста статической нагрузкой // 2244070

Изобретение относится к испытательной технике. .

Способ оценки несущей способности свайных фундаментов с учетом влияния ростверка и элемент ростверка для его реализации // 2238367

Изобретение относится к способу оценки несущей способности свайных фундаментов непосредственно на строительной площадке. .

Устройство для наблюдения за послойными деформациями в твердотельном массиве // 2224226

Изобретение относится к области геодезии, а именно к устройствам для проведения наблюдений за послойными деформациями в твердотельном массиве. .

Способ испытания мерзлого торфяного грунта в массиве // 2215090

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для испытаний мерзлых торфяных грунтов при возведении на них автомобильных дорог и нефтегазовых сооружений.

Способ анализа структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения // 2179722

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении, обследовании и испытании в процессе эксплуатации сооружений из бетона. .

Способ испытания забивных свай динамической нагрузкой // 2176008

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для испытания забивных свай динамической нагрузкой. .

Способ оценки несущей способности буронабивной сваи // 2398936

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу оценки несущей способности буронабивной сваи, и может быть использовано при проектировании свайных фундаментов зданий и сооружений

Способ повышения сейсмической надежности фундаментов // 2406805

Изобретение относится к области строительства, а именно к обеспечению сейсмостойкости фундаментов зданий, сооружений, возводимых в сейсмоопасных районах, и может быть использовано при проведении экспериментальных исследований

Способ для испытания несущей способности с использованием кольцевого датчика (варианты) // 2456409

Изобретение относится к строительству, а именно к испытаниям несущей способности бетонных стволов с использованием кольцевого датчика нагрузки

Свая для измерения касательных сил морозного пучения грунтов // 2458205

Изобретение относится к строительной технике к области фундаментостроения и предназначено для длительных измерений касательных сил морозного пучения, действующих на сваи в процессе промерзания грунтов, совместно с измерением сил трения немерзлого грунта у границы промерзания в любых инженерно-геологических условиях

Способ определения несущей способности забивной сваи // 2459042

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении свайных фундаментов

Способ определения несущей способности сваи // 2502847

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения несущей способности натуральных свай в фундаменте сооружений. Сущность: непрерывно возрастающую вдавливающую нагрузку на модельную сваю прикладывают с постоянной скоростью, а ее величину принимают, в зависимости от диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом опытной сваи, исходя из формулы. Регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи производят непрерывно с погрешностью 100-200 H для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи. По данным регистрации вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи строят график зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки, который разбивают на три участка - на 1-й участок с постоянной линейной скоростью осадки модельной сваи, на 2-й участок с нелинейно увеличивающейся скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 1-м участке, и на 3-й участок со скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 2-м участке, а несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения рассчитывают с использованием данных графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки по формуле. Технический результат: повышение достоверности и точности определения несущей способности натуральной (реальной) сваи в фундаменте сооружения и сокращение трудозатрат. 1 табл., 2 ил.

Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком // 2548631

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для испытания грунтового основания сваей с ростверком. Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком включает приложение вертикальной силы на сваю с ростверком в виде квадратной плиты в плане, измерение приложенной силы и осадки сваи и расчет сопротивления грунта. Плиту ростверка выполняют горизонтально и симметрично расположенной относительно сваи, с размерами сторон в 6 раз больше диаметра сваи, толщиной в 40 раз меньше размера сторон плиты и из материала с модулем упругости менее 210000 МПа, подводят к поверхности грунтового основания до полного соприкосновения и жестко закрепляют на голове сваи, при этом одновременно измеряют вертикальные перемещения четырех угловых точек плиты ростверка и рассчитывают сопротивление грунтового основания ростверку и свае по приведенным зависимостям. Технический результат состоит в обеспечении идентичности испытаний грунтового основания, повышении достоверности результатов при одном испытании, упрощении и удешевлении технологии испытаний грунтового основания сваей с ростверком. 2 ил.

Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком // 2554978

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для испытания грунтового основания сваей с ростверком и определения распределения нагрузки на фундамент между сваей и ростверком в конкретных условиях строительства и распределения реактивных нормальных напряжений грунтового основания по подошве ростверка, необходимых для расчета внутренних усилий в теле свайного фундамента. Сущность: в способе испытания грунтового основания сваей с ростверком, включающем приложение силы на сваю с ростверком в виде жесткой квадратной плиты в плане, регистрацию приложенной силы и осадки сваи с ростверком и расчет сопротивления грунта, плиту ростверка выполняют горизонтально и симметрично расположенной относительно сваи, под ростверком размещают упругую пластину, имеющую размеры плиты ростверка в плане, толщину 0,05-0,1 размера сторон плиты ростверка, модуль упругости 30-50 МПа и координатную прямоугольную сетку на боковых сторонах, подводят ростверк до полного соприкосновения упругой пластины с поверхностью грунтового основания и жестко закрепляют на голове сваи, при этом регистрацию приложенной силы и осадки сваи с ростверком производят синхронно с одновременной полнообзорной видеорегистрацией боковых сторон упругой пластины и рассчитывают сопротивление грунтового основания ростверку и свае по формулам где Pr - сила сопротивления грунтового основания нагруженному ростверку; Ps - сила сопротивления грунтового основания нагруженной свае; P - сила, приложенная к свае с ростверком; Е - модуль упругости упругой пластины; Δε - относительное сжатие упругой пластины под действием нагруженного ростверка и сопротивления грунтового основания нагруженному ростверку; Sr - площадь поверхности упругой пластины в плане; Ss - площадь поперечного сечения сваи. Технический результат изобретения - упрощение и удешевление определения распределения нагрузки на фундамент между сваей и ростверком в конкретных условиях строительства, определение распределения реактивных нормальных напряжений фунтового основания по подошве ростверка и повышение достоверности результатов при одном испытании. 2 ил.

Способ забивки сваи в грунт // 2555848

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения несущей способности сваи, погружаемой в грунт забивкой. Способ забивки сваи в грунт заключается в определении параметров сваи и параметров молота, в проведении динамических испытаний путем забивки сваи в грунт молотом с определением отказов сваи, по которым, параметрам сваи и параметрам молота, несущую способность сваи определяют по приведенной зависимости. Перед забивкой пирамидальной сваи в грунт определяют ее массу и площади сечения ее верхнего и нижнего оснований, по которым подбирают такую призматическую сваю, масса которой равна массе пирамидальной сваи. Площадь поперечного сечения призматической сваи равна полусумме площадей сечения верхнего и нижнего оснований пирамидальной сваи. Проводят динамические испытания этой призматической сваи. Несущую способность пирамидальной сваи определяют как несущую способность этой призматической сваи по указанному соотношению параметров, с учетом отказов, полученных при испытаниях призматической сваи. Технический результат состоит в повышении надежности эксплуатации зданий и сооружений при одновременном увеличении возможности использования пирамидальных свай на просадочных грунтах и в массовом строительстве, улучшении уплотнения грунта. 2 ил.

Способ испытания свай статической нагрузкой // 2557277

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения несущей способности свай в существующих фундаментах при обследовании зданий перед реконструкцией. Способ включает отрывку фундамента с обнажением подошвы ростверка, поочередное выполнение двух прорезей со стороны противоположных углов поперечного сечения ствола сваи с установкой в них плоских домкратов, прорезку арматуры в двух других углах поперечного сечения ствола сваи, отделение сваи от ростверка растяжением оставшегося бетонного сечения ствола сваи домкратами, статическое испытание сваи вдавливанием с измерением ее перемещений. Способ позволяет определять несущую способность, не выключая испытуемую сваю из работы, не снижая нагрузку на нее и не допуская перемещений, возникающих обычно при снятии нагрузки. Напряженное состояние вмещающего сваю массива грунта, сформировавшееся за время эксплуатации фундамента, остается неизменным, тем самым повышается достоверность определения несущей способности. 5 ил.