ИНВЕНТАРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ-ОБОЛОЧЕК ЧЕТЫРЕХОБОЛОЧЕЧНОЙ ОПОРЫ МОСТА СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ Российский патент 2005 года по МПК E02D33/00 

Изобретение относится к фундированию опор мостов, в частности к установкам для испытания оболочек гидравлическими домкратами с анкерными оболочками.

Известна установка для испытания свай-оболочек статической вдавливающей нагрузкой, включающая испытываемую сваю-оболочку, анкерную сваю, реперную систему с прогибомерами, домкрат, систему упоров (балок) (см. Руководство по методам полевых испытаний несущей способности свай и грунтов. - М.: Ротапринт ЦНИИС. - 1979, стр. 57)

Недостаток этой установки состоит в том, что она односторонне характеризует напряженно-деформируемое состояние только вдавливаемой оболочки плоского свайного поля однорядной мостовой опоры.

Известна также установка для испытания выдергивающей нагрузкой, включающая испытываемую сваю-оболочку, реперную систему с прогибомерами, опоры, балки, анкерную балку, верхний упор и гидравлический домкрат (см. Руководство по методам полевых испытаний несущей способности свай грунтов. - М.: Ротапринт ЦНИИС. - 1979. Стр. 62)

Недостаток этой установки, выбранной в качестве ближайшего аналога, заключается в том, что она однобоко характеризует напряженно-деформированное состояние сваи-оболочки опоры моста при ее выдергивании из плоского свайного поля.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение темпа строительства за счет снижения времени на монтаж инвентарного устройства на головы свай-оболочек опоры моста и одновременное проведение статических испытаний по вдавливанию и выдергиванию свай-оболочек с прекращением испытаний при достижении одного из двух расчетных уровней напряжения свай-оболочек в процессе проведения статических испытаний.

Указанная цель достигается тем, что в отличие от ближайшего аналога инвентарное устройство для испытания свай-оболочек опор моста статической вдавливающей и выдергивающей нагрузками устанавливают на сдвоенные гидравлические домкраты, смонтированные на головы свай-оболочек, симметричных относительно вертикальной оси опоры моста, обеспечивающие равные реакции во вдавливаемых сваях-оболочках и выдергиваемых крайних сваях-оболочках, снабженных серьгами и тягами, закрепленными на концах домкратной балки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана инвентарная установка для испытания свай-оболочек на вдаливание и выдергивание; на фиг.2 - разрез по А-А.

Пример реализации инвентарного устройства опоры моста показан на четырех сваях-оболочках, испытываемых статической вдавливающей и выдергивающей нагрузками. Головы свай-оболочек 1 срезают примерно на один уровень 2 и на две средние сваи-оболочки устанавливают наголовники 3 под сдвоенные гидравлические домкраты 4, на которые устанавливают домкратную балку 5 и раскрепляют ее тягами 6, снабженными серьгами 7 под двухсторонние упоры 8, прикрепленные к крайним металлическим сваям-оболочкам. Контроль за перемещением свай-оболочек осуществляют по реперной системе 9, снабженной прогибомерами 10.

Исходя из расчетной несущей способности по осевому сжатию (вдавливанию в грунт) сваи-оболочки, которая определяется по формуле

и расчетной несущей способности по осевому растяжению одной сваи-оболочки

для описания равновесия можно воспользоваться выражением

где U - периметр поперечного сечения ствола сваи-оболочки;

l_i - толщина отдельных слоев грунта, пройденных сваей-оболочкой ниже уровня местного размыва при расчетном расходе воды;

fHi

- предельное сопротивление сил трения слоев грунта, определяемое по табл. 2, СН200-62, где средняя глубина расположения слоя грунта соответствует расстоянию от наинизшего уровня воды (или дневной поверхности грунта - на суходолах) до середины толщины слоя l_i;

α_i - коэффициент, принимаемый для свай-оболочек при вибропогружении и грунтах: песчаных - 1,0; супесях - 0,9; суглинках - 0,7; глинах - 0,6;

F - площадь опирания сваи-оболочки; R^H- предельное сопротивление нескального грунтового основания в плоскости подошвы фундамента;

F R^H - при погружении свай вибрацией умножается на соответствующее значение α_i;

R^H - предельное сопротивление нескального грунтового основания в плоскости острия сваи или подошвы фундамента опускной системы.

Замечание. Здесь 0,7 и 0,4 - коэффициенты однородности; m₂ - коэффициент условий работы для свай и свай-оболочек в ростверке: высокий - m₂=0,8. Произведения (0,7 m₂) и (0,4 m₂) используются также для перехода от предельной несущей способности при испытании свай или сваи-оболочки к ее расчетной несущей способности.

В случаях, когда какая-либо часть фундамента расположена ниже горизонта грунтовых вод необходимо учитывать нагрузки от выталкивающей силы воды.

Учитывая условие равновесия (3), приходим к заключению, сопоставляя произведения (0,7 m₂)=0,56 и (0,8 m)=0,64, что запас при вдавливании составляет 1,78 раза, а при выдергивании в 1,56 раза.

Изобретение относится к испытательной технике. Инвентарное устройство для испытания свай-оболочек четырех оболочечной опоры моста статической нагрузкой состоит из реперной системы с прогибомерами, домкратной балки и гидравлических домкратов. Для испытания свай-оболочек опор моста статической вдавливающей и выдергивающей нагрузками головы свай-оболочек срезают примерно на один уровень. На симметричные относительно вертикальной оси симметрии две средние сваи-оболочки устанавливают наголовники под сдвоенные гидравлические домкраты. Домкратную балку устанавливают на сдвоенные гидравлические домкраты, обеспечивающие равные реакции во вдавливаемых сваях-оболочках и выдергиваемых крайних сваях-оболочках. Домкратная балка раскреплена тягами, снабженными серьгами под двухсторонние упоры, прикрепленные к крайним металлическим сваям-оболочкам. Технический результат: повышение темпа строительства за счет снижения времени на монтаж испытательного оборудования. 2 ил.

Инвентарное устройство для испытания свай-оболочек четырехоболочечной опоры моста статической нагрузкой, включающее реперную систему с прогибомерами, домкратную балку и гидравлические домкраты, отличающееся тем, что для испытания свай-оболочек опор моста статической вдавливающей и выдергивающей нагрузками головы свай-оболочек срезаны примерно на один уровень, на симметричные относительно вертикальной оси симметрии две средние сваи-оболочки установлены наголовники под сдвоенные гидравлические домкраты, домкратная балка установлена на сдвоенные гидравлические домкраты, обеспечивающие равные реакции во вдавливаемых сваях-оболочках и выдергиваемых крайних сваях-оболочках, домкратная балка раскреплена тягами, снабженными серьгами под двусторонние упоры, прикрепленные к крайним металлическим сваям-оболочкам.