Способ определения несущей способности свай в просадочных грунтах

Изобретение относится к области строительства, в частности, к определению несущей способности свай в просадочных грунтах. Способ определения несущей способности сваи в просадочных грунтах включает испытание сваи в грунтах природной влажности. Несущую способность сваи в замоченных грунтах определяют по приведенной зависимости, а испытывают сваю, погруженную на проектную глубину, без изоляции от грунта ее верхней части в пределах просадочной толщи. Технический результат состоит в повышении точности определения несущей способности, снижении материалоемкости и трудоемкости проведения испытаний. 1 табл.

 

Изобретение относится к области строительства, в частности, к определению несущей способности свай в просадочных грунтах.

Известен способ определения несущей способности сваи расчетным методом (СНиП 2.02.03-85 с. 23-24).

Согласно этому способу несущая способность сваи определяется как сумма несущих способностей острия (пяты) сваи и трения на боковой поверхности сваи, за вычетом отрицательного трения от оседающего грунта при его замачивании. Сопротивление грунта под острием (пятой) сваи и на боковой поверхности берутся из таблиц в зависимости от глубины расположения слоя грунта, от консистенции для глинистых грунтов, от крупности и плотности для песчаных грунтов.

Известен также способ определения несущей способности сваи в просадочных грунтах по результатам полевых испытаний сваи (СНиП 2.02.03.-85 с. 14-15) с замачиванием просадочных грунтов (ГОСТ 5686-2012 с. 3) до коэффициента водонасыщения не менее 0,8.

Однако стоимость таких испытаний высока, так как требуются работы по прокладке временного водопровода и устройству дренажных скважин. Для определения отрицательного трения требуются испытания свай выдергивающими нагрузками как в грунтах природной влажности, так и в замоченных грунтах.

ГОСТ 5686-2012 п. 4.6 разрешает при соответствующем обосновании производить испытания свай в просадочных грунтах без их замачивания. При этом испытания должны включать в себя вдавливание сваи с нижней частью, заглубленной в подстилающие непросадочные грунты, и с верхней частью, изолированной от грунта в пределах просадочной толщи, а также испытание на выдергивание сваи, погруженной на всю глубину просадочной толщи (для оценки значения сил отрицательного трения).

Такие испытания предусматривают устройство лидирующей скважины для изоляции сваи от грунта в пределах просадочной толщи и испытание сваи на выдергивание. К тому же точность определения несущей способности сваи крайне низкая, так как непросадочные грунты, расположенные ниже просадочной толщи, снижают свои прочностные и деформационные свойства при замачивании.

Задачей изобретения является снижение стоимости и трудозатрат при определении несущей способности свай в просадочных грунтах, а также повышение точности ее определения.

Для решения поставленной задачи в способе определения несущей способности сваи в просадочных грунтах, включающем испытание сваи в грунтах природной влажности, отличающемся тем, что несущую способность сваи в замоченных грунтах определяют по формуле

где Fd1 - несущая способность сваи в замоченных грунтах;

Fd2 - несущая способность сваи в грунтах природной влажности, определенная по результатам полевых испытаний;

Fd3 - несущая способность сваи в замоченных грунтах, определенная расчетом;

Fd4 - несущая способность сваи в грунтах природной влажности, определенная расчетом;

а испытывают сваю, погруженную на проектную глубину, без изоляции от грунта ее верхней части в пределах просадочной толщи.

Испытание свай (испытание грунтов сваями по терминологии ГОСТ 5686) выполняют динамической, статической нагрузками или методом, использующим принципы волновой теории удара.

Сущность испытаний свай динамическими нагрузками заключается в том, что в конце погружения замеряется отказ (погружение сваи от одного удара) и по величине отказа вычисляется несущая способность сваи.

Статические испытания свай выполняют нагружением их статическими нагрузками, прикладываемыми на сваю определенными ступенями и фиксацией перемещений на каждой ступени.

По графику зависимости перемещения сваи от нагрузки определяется несущая способность сваи в зависимости от конструкции здания или сооружения (СП24.13330.2011, М. Минрегион России, 2010). Метод испытаний с использованием волновой теории удара заключается в определении силового и скоростного отклика сваи на удар в осевом направлении, нанесенным ударником по верхнему торцу сваи. При этом в процессе испытаний предусматривается получение данных о действующей силе по регистрируемым значениям деформаций ствола сваи и об ускорении и скорости ее перемещения под действием ударного нагружения (Технический регламент проведения полевых испытаний несущей способности сваи методом ЭЛДИ, М.: «ЦНИ-ИС», 2001).

Пример осуществления предлагаемого изобретения

На строительной площадке жилого дома в г. Красноярске, сложенной просадочными грунтами второго типа по просадочности, выполнены статические испытания свай в грунтах природной влажности и после их полного водонасыщения. На этой же площадке выполнены испытания свай в грунтах природной влажности с освобожденным стволом на глубину просадочной толщи (сваи сечением 0,3×0,3 м, глубиной погружения 15 м от планировочных отметок, диаметр лидера 0,5 м, глубина 10 м).

Результаты испытаний представлены в таблице.

Коэффициент снижения несущей способности сваи составляет 600/800=0,75 и 650/850=0,76.

Несущая способность сваи по предлагаемому изобретению составит 0,75×1100=825 кН и 0,76×1150=874 кН.

В проекте принята несущая способность сваи 800 кН, что подтверждено испытаниями свай с замачиванием грунтового основания (900 кН).

Испытания свай с освобожденным стволом в пределах просадочной толщи показали при вдавливании несущую способность - 800 кН, при выдергивании 10 м сваи - 300 кН, т.е результирующая несущая способность сваи составит 800-300=500 кН.

Из приведенного примера видно, что определение несущей способности свай по предлагаемой методике сокращает сроки и стоимость испытаний не менее чем в 2-3 раза по сравнению с испытаниями с замачиванием грунтов и в 1,5 раза по сравнению с испытаниями в грунтах природной влажности на вдавливание с освобожденным стволом в пределах просадочной толщи и выдергивание сваи, погруженной на глубину просадочной толщи.

Способ определения несущей способности сваи в просадочных грунтах, включающий испытание сваи в грунтах природной влажности, отличающийся тем, что несущую способность сваи в замоченных грунтах определяют по формуле

где Fd1 - несущая способность сваи в замоченных грунтах;
Fd2 - несущая способность сваи в грунтах природной влажности, определенная по результатам полевых испытаний;
Fd3 - несущая способность сваи в замоченных грунтах, определенная расчетом;
Fd4 - несущая способность сваи в грунтах природной влажности, определенная расчетом;
а испытывают сваю, погруженную на проектную глубину, без изоляции от грунта ее верхней части в пределах просадочной толщи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам испытания элементов свайно-плитных и плитно-свайных фундаментов вдавливающей нагрузкой. Способ статических испытаний элемента свайно-плитных и плитно-свайных фундаментов здания путем воздействия статической ступенчато возрастающей нагрузкой на сваю в грунте, построения графика зависимости «нагрузка-осадка» и определения несущей способности сваи.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения несущей способности свай в существующих фундаментах при обследовании зданий перед реконструкцией.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для исследования деформативности грунтовых оснований при нагружении осесимметричными моделями фундаментов.

Изобретение относится к области строительства, а именно к определению несущей способности буроинъекционной сваи. Способ определения несущей способности буроинъекционной сваи включает изготовление по принятой проектной технологии не менее двух буроинъекционных свай.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения несущей способности свай в существующих фундаментах при обследовании зданий перед реконструкцией.

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.

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.

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.

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.

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

Изобретение относится к области строительства и предназначено для исследования деформированного состояния грунтовых оснований при нагружении. Установка для испытания грунтовых оснований маломасштабными моделями фундаментов содержит рабочий лоток в форме параллелепипеда, гидравлический домкрат с динамометром, упорную балку и маломасштабную модель фундамента. Рабочий лоток имеет две прозрачные угловые вертикальные стенки, благодаря которым доступно визуальное наблюдение за перемещениями фиксированных точек в грунтовом основании в процессе нагружения моделей фундаментов для дальнейшего моделирования работы трехмерной системы «фундамент - грунтовое основание» в программно-вычислительных комплексах с использованием значений перемещений фиксированных точек в грунтовом основании по двум взаимно перпендикулярным плоскостям, совпадающим с главными осями симметрии модели фундамента или его отдельного конструктивного элемента. Технический результат состоит в обеспечении визуального наблюдения за перемещениями фиксированных точек в грунтовом основании, а также обеспечении нагружения маломастабными моделями фундаментов для дальнейшего моделирования работы трехмерной системы. 2 ил.
В изобретении раскрыто применение фторсодержащего полимера в получении прозрачного мерзлого грунта, который используется в качестве прозрачного твердого материала при получении прозрачного мерзлого грунта, причем фторсодержащий полимер представлен тефлоном AF 1600 с коэффициентом преломления 1,31 и плотностью 2,1-2,3 г/см3 и имеет вид частиц диаметром 0,25-2,0 мм или частиц диаметром ≤ 0,074 мм с неправильной формой. Когда указанный фторсодержащий полимер используется как прозрачный твердый материал для получения прозрачного мерзлого грунта, полученный грунт обладает высокой прозрачностью, низкозатратен, нетоксичен и не вреден и по своим свойствам подобен естественному мерзлому грунтовому массиву. 2 н.п. ф-лы, 4 пр.

Группа изобретений относится к прозрачному мерзлому грунту, способу его получения и применению. Прозрачный мерзлый грунт получают из фторсодержащего полимера, кубикового льда и бесцветной поровой жидкости. Количество фторсодержащего полимера, кубикового льда и бесцветной поровой жидкости рассчитывают согласно условиям испытаний и размерам проб. Фторсодержащий полимер, представленный частицами неправильной формы диаметром ≤0,074 мм из тефлона AF 1600 с коэффициентом преломления 1,31 и плотностью 2,1-2,3 г/см3, подвергают очистке от примесей и сушат в сушильном шкафу. Кубиковый лед получают путем раздавливания целого блока льда с диаметром частиц ≤0,074 мм. Бесцветная поровая жидкость представлена водой. Смешивают сначала фторсодержащий полимер и кубиковый лед, равномерно перемешивают в криогенной лаборатории при температуре от -6,0°С до -8,0°С, загружают в форму по 2-3 партии для приготовления пробы и утрамбовывают слой за слоем. Затем в форму добавляют воду, и она заполняет промежутки между частицами фторсодержащего полимера и кубиковым льдом. Устройство вакуумирования используют для удаления остаточных пузырьков в пробе, чтобы она достигла полностью насыщенного состояния. Пробу помещают в плотномер для затвердевания со значением степени переуплотнения 0,8-3 и загружают в криогенный бокс при температуре -20°С, где замораживают на 48 часов, чтобы получить прозрачный мерзлый грунт, имитируя насыщенную мерзлую глину, физические свойства которой следующие: плотность - 1,63-2,1 г/см3, удельная масса - 16-21 кН/м3 и значение степени переуплотнения - 0,8-3; а механические свойства следующие: угол внутреннего трения - 19-22°, связность - 1-3 кПа, модуль упругости - 5-9 МПа и коэффициент Пуассона - 0,2-0,3. Применяют прозрачный мерзлый грунт в модельном испытании направленного взрывания мерзлого грунта, в испытании оползания модели мерзлого грунта дорожной насыпи вследствие оттаивания. Прозрачный мерзлый грунт, полученный по настоящему изобретению, может имитировать свойства естественной прозрачной мерзлой глины, эффективно используется в модельных испытаниях в инженерной геологии, обладая точными результатами измерений, и может наглядно показать внутреннюю деформацию грунтового массива. Он низкозатратен и прост в эксплуатации. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к прозрачному мерзлому грунту, способу его получения и применению. Прозрачный мерзлый грунт получают из фторсодержащего полимера, кубикового льда и бесцветной поровой жидкости. Количество фторсодержащего полимера, кубикового льда и бесцветной поровой жидкости рассчитывают согласно условиям испытаний и размерам проб. Фторсодержащий полимер, представленный частицами неправильной формы диаметром 0,25-2,0 мм из тефлона AF 1600 с коэффициентом преломления 1,31 и плотностью 2,1-2,3 г/см3, подвергают очистке от примесей и сушат в сушильном шкафу. Кубиковый лед получают путем раздавливания целого блока льда с диаметром частиц 0,1-0,5 мм. Бесцветная поровая жидкость представлена водой. Сначала фторсодержащий полимер и кубиковый лед равномерно перемешивают в криогенной лаборатории при температуре от -6,0 до -8,0°С, загружают в форму по 2-3 партии для приготовления пробы и утрамбовывают слой за слоем. Затем в форму добавляют воду, и она заполняет промежутки между частицами фторсодержащего полимера и кубиковым льдом. Устройство вакуумирования используют для удаления остаточных пузырьков в пробе, чтобы она достигла полностью насыщенного состояния. Пробу загружают в криогенный бокс при температуре -20°С и замораживают на 48 часов, чтобы получить прозрачный мерзлый грунт, имитируя насыщенный мерзлый песчаный грунт, физические свойства которого следующие: плотность - 1,53-2,0 г/см3, удельная масса - 15-20 кН/м3 и относительная плотность - 20-80%; а механические свойства следующие: угол внутреннего трения - 30-31°, модуль упругости - 8-61 МПа и коэффициент Пуассона - 0,2-0,4. Применяют прозрачный мерзлый грунт в модельном испытании направленного взрывания мерзлого грунта и в испытании оползания модели мерзлого грунта дорожной насыпи вследствие оттаивания. Прозрачный мерзлый грунт, полученный по настоящему изобретению, может имитировать свойства естественной прозрачной мерзлой глины, эффективно используется в модельных испытаниях в инженерной геологии, обладая точными результатами измерений, и может наглядно показать внутреннюю деформацию грунтового массива. Он низкозатратен и прост в эксплуатации. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытанию несущей способности бетонных стволов с использованием кольцевого датчика нагрузки. Способ приложения нагрузки к свае, в котором размещают верхнюю часть ниже первого участка сваи, при этом верхнюю часть крепят к первому участку сваи. Размещают донную часть вблизи от верхней части, при этом зону отделения создают таким образом, что введение текучей среды под давлением в зону отделения обеспечивает силу, стремящуюся продвинуть верхнюю часть и донную часть друг от друга, и вызывает продвижение вверх верхней части на первом участке сваи, причем по меньшей мере часть поперечного сечения верхней части и по меньшей мере часть поперечного сечения донной части открыта для обеспечения прохождения материалов сверху от верхней части к низу от донной части, и если происходит отделение верхней части и донной части, то верхняя часть и донная часть сохраняют относительное боковое положение в течение отделения. Вводят текучую среду в зону отделения, чтобы приложить нагрузку к свае, при этом верхнюю часть выполняют кольцеобразной с u-образным поперечным сечением, а донную часть выполняют либо кольцеобразной с формой поперечного сечения, дополняющей u-образное поперечное сечение верхней части, либо кольцеобразной с u-образным поперечным сечением, имеющим открытый конец, при этом открытый конец донной части расположен в u-образной верхней части. Когда текучую среду под давлением вводят в зону отделения, наружная стенка донной части будет продвинута к наружной стенке верхней части, чтобы создать уплотнение, и внутренняя стенка донной части будет продвинута к внутренней стенке верхней части, чтобы создать уплотнение. Технический результат состоит в обеспечении испытаний несущей способности бетонных столбов с их использованием после испытаний, повышении точности испытаний. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении свайных фундаментов зданий. Способ определения несущей способности свай включает погружение сваи статической нагрузкой, измерение глубины погружения и вертикальных перемещений сваи, а также величины вдавливающей нагрузки, раздельное определение по результатам измерений сопротивления по боковой поверхности и под нижним концом сваи. Величину вдавливающей нагрузки перестают увеличивать после достижения нижним концом сваи проектной отметки, после чего сваю испытывают в режиме ползучести-релаксации и по стабилизированному значению вертикальной нагрузки судят о несущей способности сваи. Технический результат состоит в повышении оперативности, точности, достоверности и технологичности измерений, снижении материалоемкости испытаний. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к технологии изготовления буровых и набивных свай. Способ выявления и устранения дефектов изготавливаемой в грунте сваи включает формирование скважины, установку в нее арматурного каркаса, прокладку линий связи, подачу в скважину отверждаемого состава, например бетонной смеси. Перед установкой арматурного каркаса на нем закрепляют электроды и соединяют их с линиями связи. После подачи в скважину отверждаемого состава осуществляют мониторинг его электропроводности, а при обнаружении дефекта ствола выполняют частичную откачку отверждаемого состава, устраняют дефект и повторно подают отверждаемый состав в скважину. Технический результат состоит в повышении надежности изготовляемых в грунте свай за счет обеспечения возможности контроля сплошности ствола и устранения дефектов в процессе производства работ. 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности, к определению несущей способности свай в просадочных грунтах. Способ определения несущей способности сваи в просадочных грунтах включает испытание сваи в грунтах природной влажности. Несущую способность сваи в замоченных грунтах определяют по приведенной зависимости, а испытывают сваю, погруженную на проектную глубину, без изоляции от грунта ее верхней части в пределах просадочной толщи. Технический результат состоит в повышении точности определения несущей способности, снижении материалоемкости и трудоемкости проведения испытаний. 1 табл.

Наверх