Способ испытания грунтов сваей Советский патент 1991 года по МПК E02D33/00 

(Л

С

Изобретение относится к области строительства, к определению деформационных свойств грунтов оснований. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение испытания. В способе, включающем динамическое нагружение сваи с измерением параметроо ее колебания, нагружение производят одиночным ударом, измеряют частоту ее собственных колебаний (м) и определяют приведенную глубину погружения сваи в грунте f. Зная характеристики сваи - размер поперечного сечения, длину, погонную массу, модуль упругости ее материала, момент инерции поперечного сечения и глубину погружения, а также с учетом а) и f рассчитывают коэффициент постели грунта.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для определения деформирующих характеристик грунтовых оснований.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение испытания.

Способ осуществляют следующим образом.

На участке строительства сооружения погружают в грунт до проектной отметки сваю (например, призматического сечения dxd 45x45 см2 сваю-оболочку диаметром ,5 м или металлическую трубу диаметром d 420-920 мм) с известным модулем упругости материала сваи Е, моментом инерции ее поочередного сечения I и погонной массы т. Затем к свае на участке ее свободной длины f (в произвольном месте выше уровня дна или на 1,0-1,5 м выше уровня воды гидротехнических сооружений) прикрепляют тен- зодатчик или устанавливают на нее виброграф для регистрации характеристики собственных колебаний сваи, запись которых осуществляют осциллографом.

К свае на участке ее свободной длины прикладывают горизонтальную динамическую нагрузку (порядка 0,2-0,6 кН), например, путем удара или быстрым снятием статической нагрузки, причем величина нагрузки существенной роли не играет, поскольку характеристики собственных колебаний сваи, например частота, в отличие от их амплитуды не зависит от величины приложенной нагрузки. Одновременно с приложением нагрузки фиксируют параметр колебания сваи (численные значения могут быть определены непосредственно при расшифровке осциллограммы традиционными методами), в качестве которого исО

VI ел ел о ел

пользуют частоту ее собственных колебаний о) , по которой определяют приведенную глубину погружения сваи , с учетом которой рассчитывают изменение коэффициента постели грунта Cz по глубине L по формуле

с С );

Г ч5 EI

2

где L сц (

4 л2 m

1

) 4 - расстояние от

головы сваи до места заделки в грунт;

be - условная ширина сваи (для сваи с диаметром ствола ,8 м и более м, для остальных видов и размеров сечений ,5d+0,5M);

а - корни характеристического уравнения, соответствующие i-й форме колебания сваи (определяют по справочнику).

Аналогичным способом может быть определена и другая, широко применяемая деформационная характеристика грунтового основания - модуль деформации, поскольку известны расчетные зависимости, связывающие модуль деформации грунта с его коэффициентом постели.

Изобретение позволяет обеспечить следующие преимущества по сравнению с известными способами: упростить процесс испытаний грунта сваей (достаточно нанести, например, удар произвольной силы по любому месту сваи, оборудованной датчиком, регистрирующим ее динамические характеристики); ускорить процесс проведения испытаний (на возбуждение м одновременное измерение параметров колебаний сваи в грунте требуется значительно меньше времени, чем на испытания по известным способам); повысить точность определения грунтовых характеристик (отсутствует громоздкое вспомогательное оборудование - опоры системы, домкраты и т.п., искажающее окончательные результаты); обеспечивает возможность использова- ния для испытаний тех же свай, которые

0

5

предназначены для возведения сооружения, с их оставлением в грунте после испытаний для дальнейшей эксплуатации в теле сооружения.

Формула изобретения Способ испытания грунтов сваей, включающий динамическое нагружение сваи и измерение параметров колебания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения испытания, динамическое нагружение сваи производят посредством одиночного удара, а в качестве параметра колебания сваи измеряют частоту ее собственных колебаний, определяют по ней приведенную глубину погружения сваи в грунт, с учетом которой рассчитывают коэффициент постели грунта по формуле

20

- ( l г- (1)

N.5 Е I

где Cz - коэффициент постели грунта;

- приведенная глубина погруже-- ния сваи, м;

8э свободная длина сваи, м,

L о, (

Е i

4т О)2 m

Я

где а - корни характеристического уравнения, соответствующие 1-й форме колебания сваи;

Е - модуль упругости материала сваи;

I - момент инерции поперечного сечения сваи;

be - условная ширина сваи (для сваи с диаметром ствола ,8 м и более м, для остальных видов и размеров сечений ,5d+0,5M);

m - погонная масса сваи;

и - частота собственных колебаний сваи;

7. - глубина расположения сечения сваи в грунте,