Устройство для определения несущей способности сваи Советский патент 1991 года по МПК E02D33/00 E02D1/00 

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для полевых испытаний свойств грунта, и может быть использовано при исследовании совместной работы грунта основания и свайного фундамента, а именно для определения распределения несущей способности по боковой поверхности к торцу висячей сваи.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений путем определения сил взаимодействия боковой поверхности сваи с грунтом в различных по глубине споях во всем диапазоне сдвига от начала смещения до установившейся величины.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит заостренный отделяющийся наконечник 1, укрепленный на выдвижном штоке 2,ствол, включающий центральный трубчатый стержень 3, жестко закрепленные на нем при помощи одной спицы 4 каждое кольца 5 с опорами качения 6 и установленные на них цилиндрические элементы 7, составляющие оболочку ствола и имеющие выступы 8 с пазами 9. На центральном трубчатом стержне ствола при помощи удерживающей муфты 10 со стопором 11 закреплено приспособление 12 для передачи вращающего усилия, представляющее собой сектор, вырезанный из толстостенной трубы, имеющее отверстия 13 для стопора и консоль 14с выступом 15, соответствующим пазам на выступах 8 с внутренней стороны элементов 7 оболочки.

Устройство работает следующим образом:

На первом этапе устройство погружают в грунт на необходимую глубину, При этом шток 2 втянут, наконечник 1 установки опи- 5 рается на ее оболочку, элементы 7 оболочки ствола занимают произвольное положение (не застопорены и не вращаются). Приспособление 12 рпя передачи вращающего усилия на центральный стержень 3 на первом 10 этапе не устанавливают. Во избежание появления значительных усилий в спицах 4 погружающую нагрузку прикладывают к оболочке ствола сваи.

На втором этапе испытаний, после по- 15 гружения установки на заданную глубину и отдыха, т.е. после перерыва, продолжительность которого определяется программой испытаний в зависимости от состава, свойств и состояния прорезаемых грунтов, 20 определяют общую несущую способность установки, проводя испытание статической нагрузкой.

На третьем этапе испытаний определяют распределение сил взаимодействия бо- 25 ковой поверхности установки с грунтом по глубине. При этом шток 2 и наконечник 1 занимают начальное положение, так же как и на первом этапе испытаний. На центральный трубчатый стержень 3 при помощи муф- 30 ты 10 устанавливают приспособление 12 для передачи вращающего усилия 12. Приспособление последовательно фиксируют в положениях, обеспечивающих взаимодействие стопора 11 муфты 10 и выступов 8 35 элементов 7 оболочки. Фиксацию проводят введением стопора 11 в отверстие 13 для стопора.

После фиксации приспособления 12 для передачи вращающего усилия в положе- 40 нии, соответствующем взаимодействию с одним из элементов 7 оболочки, на этот элемент передают вращающий момент, необходимый для его поворота. Максимальную величину этого момента измеряют. При 45 дальнейшем вращении элемента 7 измеряют установившуюся величину этого момента.

После того как измерение момента, необходимого для обеспечения поворота и его 50 установившейся величины, проведено для всех элементов 7 оболочки, определяют общую несущую способность устройства по боковой поверхности. Для этого производят определение несущей способности по 55 острию устройства, выдвигая шток 2 с наконечником 1 и измеряя необходимую для этого нагрузку.

Несущую способность по боковой поверхности принимают равной разнице между несущей способностью (определенной на втором этапе испытаний) и несущей способностью устройства по острию.

Долю несущей способности поверхности, обеспечиваемую взимодействием с грунтом каждого отдельно взятого элемента 7, вычисляют из соотношения

А-С.

В D

где А - доля несущей способности по боковой поверхности, обеспечиваемая каким- либо отдельно взятым элементом;

В - общая несущая способность установки по боковой поверхности;

С - максимальный крутящий момент, необходимый для поворота этого элемента;

D - сумма аналогичных крутящих моментов для всех элементов оболочки.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет получить значение предельного сопротивления грунта по боковой поверхности и определить характер его распределения по длине сваи, соответствующее аналогичным характеристикам при работе натурных свай в грунте.

Формула изобретения

1.Устройство для определения несущей способности сваи, включающее полый ствол, состоящий из отдельных секций, установленных друг над другом с возможностью вращения, подвижный шток с закрепленным на нем коническим наконечником, приспособления для приложения нормального и вращающего усилий и измерительные приборы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений путем определения сил взаимодействия боковой поверхности сваи с грунтом в различных по глубине слоях во всем диапазоне сдвига от начала смещения до установившейся величины, оно снабжено охватывающим шток центральным стержнем с жестко закрепленным на нем по высоте кольцами, отделяющими секцию ствола друг от друга, а на внутренней поверхности каждой секции выполнены упоры для взаимодействия с приспособлением для передачи вращающего усилия, установленным на центральном стержне с возможностью вертикального перемещения и фиксации, при этом секции ствола взаимодействуют с поверхностями разделительных колец через опоры качения.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что шток установлен с возможностью независимого вертикального перемещения относительно центрального стержня.

Изобретение относится к строительству и может использоваться для определения распределения несущей способности по боковой поверхности и торцу высячей сваи. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений путем определения сил взаимодействия боковой поверхности сваи с грунтом в различных по глубине слоях во всем диапазоне сдвига от начала смещения до установившейся величины. Устройство, состоящее из отдельных секций цилиндрических элементов 7, установленных друг над другом с возможностью вращения, имеет подвижный шток 2 с коническим наконечником 1 и приспособление 12 для приложения нормального и вращающего усилий снабжено охватывающим шток 2 центральным стержнем 3 с закрепленными на нем по высоте кольцами 5, отделяющими элементы 7 друг от друга. Приспособление 12 установлено на стержне 3 и имеет возможность взаимодействия с элементами 7, контактирующими с поверхностями колец 5 через опоры качения 6. При работе устройства осуществляют последовательный поворот элементов 7 оболочки с измерением вращающего максимального момента и его установившегося значения, а также определяют несущую способность по острию и боковой поверхности оболочки. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. 1Л