Способ испытания сваи в просадочном грунте Советский патент 1992 года по МПК E02D33/00 

Изобретение относится к строительству, в частности к способам испытания свай в просадочных от собственного веса грунтах, относящихся ко 2-му типу грунтовых условий по просадочности.

Цель изобретения - снижение трудоемкости, расширение информативности и повышение точности определения несущей способности просадочного от собственного веса грунта.

Нафиг.1 изображена лидерная скважина с уширением; на фиг.2 - погруженная в скважину свая после ее нагружения до срыва; на фиг.З - то же, при повторном нагру- жении сваи после замачивания просадочной толщи; на фиг.4 - то же, после добивки сваи до проектной глубины и нагружения ее до срыва или расчетной осадки; на

фиг.5 - графики осадки-нагрузки (S-P) в процессе испытания сваи.

Способ испытания сваи в просадочном грунте 2-го типа по просадочности осуществляют следующим образом.

Отрывают котлован 1 (см.фиг.1) шириной (диаметром) 3-20 В, где В Ч величина поперечного сечения сваи. Минимальную ширину котлована принимают для случаев испытания свай в свайных кустах и полях, когда объем нависающего грунта на сваи минимальный на площади ЗВхЗВ, а максимальную для одиночных свай на площади с диаметром 20В. Вокруг котлована по его периметру на величину 0,7-1 HSI глубины просадочного слоя 2 выполняют путем бурения часто расположенных скважин, пробивки режущим ножом, размывом

О СП СП

ю

высоконапорной гидроструи узкую глубокую прорезь 3 с последующим заполнением ее глинистым раствором, окатанным песком, размельченным супесчаным грунтом и т.п. материалом. При толщине просадочной толщи HSI 12 м глубину прорези принимают- равной HSI, при HSI 20 м - 0,7 HSI. a для промежуточных значений по интерполяции.

В котловане 1 устраивают лидерную скважину 4 на глубину просадочного слоя 2 и в нижней части скважины выполняют уши- рение 5, например, с помощью трехножево- го уширителя, диаметром 1,05-1,5 диаметра (размера по диагонали) сваи. Минимальный диаметр уширения 1,05 диаметра сваи принимают исходя из того, что при возможном допускаемом отклонении оси сваи от оси скважины под торцом сваи будет отсутствовать опора. Максимально допустимый диа- метр, уширения, как показывает опыт замачивания грунтов через скважины, следует принимать 1,5 диаметра сваи, при котором практически полностью исключается обрушение грунта при его замачивании,

. Забивают сваю 6 (см.фиг.2) на глубину до верха уширения 5, нагружают ее отдельными ступенями с замером осадок от каждой ступени до ее срыва и строят график зависимости осадки сваи от нагрузки (кри- вая 1 на фиг.5). На этой кривой по точке резкого увеличения осадки сваи от нагрузки определяют величину нагрузки Р-n, воспринимаемой силами трения и сцепления по боковой поверхности сваи. Эту нагрузку принимают за величину дополнительной нагрузки, возникающей за счет сил нагружающего трения при просадке грунта от собственного веса для случая замачивания его снизу, т.е. при подъеме уровня подзем- ных вод.

Разгружают сваю 6 {см.фиг.З) и замачивают просадочный грунт 2 до полного водо- насыщения путем заливки воды на дно котлована 1. Производят повторное нагру- жение отдельными ступенями сваи 6 до срыва и разгружают ее. По результатам повторного нагружения сваи строят график осадки ее от нагрузки при полном водона- сыщении грунта (кривая 2 на фиг.5): По точке резкого увеличения осадка на этой кривой определяют величину дополнительной нагрузки Р п, возникающей от сил нагружающего трения при просадке грунта от собственного веса для случая замачивания его сверху.

Добивают сваю 6 (ем.фиг.4) до проектной глубины погружения (при необходимости с наращиванием ее по длине) и производят нагружение сваи отдельными

ступенями до срыва или расчетной осадки. По результатам выполненного загружения добитой до проектной глубины сваи строят график осадки ее от нагрузки (кривая 3 на фиг.5). По этому графику по точке резкого увеличения осадки определяют несущую способность Fd сваи при отсутствии просадки грунта от собственного веса и локального замачивания его вокруг сваи.

По результатам испытаний расчетную нагрузку N на сваю с учетом дополнительной нагрузки от сил нагружающего трения при полном водонасыщении, т.е. при замачивании сверху, принимают равной

(1)

а при природной влажности или для случая подъема уровня подземных вод Fd „. fr i nb

(Pn + P)

(2)

где коэффициент надежности, принимаемым равным по СНиП 2.02.03-85, yk 1.2; УС коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от возможной просадки грунта от собственного веса .Ssi при Ssi Ј5 см - ус 0; при Ssi 2Sn - ус 0,8Sn - предельно допустимая величина осадки; при 5 см SSL 2Sn по интерполяции от О до 0,8.

Пример. Испытание связи 35x35 см в просадочном грунте 2-го типа, включающее устройство уширения в нижней части лидер- ной скважины диаметром 1,2 ширины сваи в поперечном сечении, забивку сваи до верха уширения и нагружение ее до срыва, разгрузку сваи и замачивание просадочного грунта, повторное нагружение сваи до срыва, разгрузку и добивку сваи до проектной глубины погружения, нагружение сваи до ее срыва или расчетной осадки.

Требуется определить расчетную нагрузку на сваю в просадочном супесчаном грунте 2-го типа с расчетной просадкой от собственного веса 20 см и величиной просадочного слоя грунта толщиной 15 м с учетом сил нагружающего трения при природной влажности и. полном водонасыщении грунта для жилого дома при допустимой осадке 8 см.

Отрывают котлован шириной 7 м, т.е. 20 В, где В - ширина сваи в поперечном сечении, равная 0,35 м. Вокруг котлована по его периметру на глубину 0,9 просадочной толщи, т.е. 13,5 м, выполняют путем бурения часто расположенные скважины диаметром 127 мм и заполняют их размельченным супесчаным грунтом. Устраивают в центре котлована путем бурения лидерную скважину на глубину просадочного слоя и в нижней

ее части выполняют с помощью трехноже- вогоуширителя уширение диаметром 1.2 В, т.,4 м.°

Забивают сваю дизель-молотом на глубину до верха уширения и нагружают сваю отдельными ступенями с замером осадок от каждой ступени до ее срыва. Строят график зависимости осадки сваи от нагрузки и по точке резкого увеличения осадки определяют Рп, т.е. нагрузку, воспринимающую силу трения и сцепления по боковой поверхности сваи, которая оказалась равной 60 т.

Разгружают сваю, замачивают проса- дочную толщу до полного водонасыщения путем подачи воды в котлован и производят повторное нагружение отдельными ступенями сваи до срыва и разгружают ее. По результатам повторного нагружения сваи строят график осадки ее от нагрузки при полном водонасыщении грунта и по точке резкого увеличения осадки определяют Р п, т.е. величину дополнительной нагрузки, возникающей от сил нагружающего трения при просадке грунта от собственного веса, которая оказалась равной 30 т.

Добивают сваю до проектной глубины погружения в непросадочный подстилающий слой грунта на 20 м и производят нагружение сваи отдельными ступенями до срыва. По графику осадки определяют несу- щую способность Fd сваи при отсутствии просадки грунта от собственного веса, которая оказалась равной 210 т..

По результатам выполненных испытаний определяют расчетную нагрузку N на сваю с учетом дополнительной нагрузки от сил нагружающего трения при полном водонасыщении по формуле (Т)

М -0,7-2-30 133(т)р

а при природной влажности по формуле (2) N - 0.7(60 + 30) 112(т)

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ испытания сваи в просадочном грунте, включающий отрывку котлована шириной от 3 до 20 величин поперечного сечения сваи, устройство по его периметру прорези глубиной 0,7-1 глубины просадоч- ной толщи, бурение дренажных и лидерной скважин, устройство набивной или забивной сваи на заданную глубину, нагружение ее ступенями с измерением осадки, замачивание грунта до полного водонасыщения просадочной толщи, нагружение сваи в во- донасыщенном грунте с измерением ее осадки и определение по данным испытания несущей способности сваи, отличающийся тем, что. с целью снижения трудоемкости, расширения информативности и повышения точности определения несущей способности просадочного от собственного веса грунта, в лидерной скважине на глубине, соответствующей нижней границе просадочной толщи, выполняют уширение диаметром 1,05-1,5 диаметра или размера по диагонали сваи, сваю устраивают сначала до верха образованного уширения, до и после замачивания грунта производят ее нагружение до срыва с последующим раз- гружением, а затем осуществляют добивание сваи до заданной глубины и производят ее нагружение до срыва или достижения расчетной осадки, после чего дополнительно по полученным данным определяют дополнительные нагрузки на сваю от сил нагружающего трения при природной влажности и при полном водонасыщении грунта с последующим учетом их влияния на несущую способность сваи.:

фиг.1

фиг.2 ФиаЗ ФигЛ

Изобретение относится к строительству, в частности к испытаниям свай в проса- дочных от собственного веса грунтах. Цель изобретения - снижение трудоемкости, расширение информативности и повышение точности определения несущей способности просадочного от собственного веса грунта. При испытании сваи вначале ее устраивают до верха уширения, образованного влидерной скважине на глубине, соответствующей нижней границе просадочной толщи. Производят нагружение сваи дои после замачивания грунта до ее срыва с последующим разгруженном. Затем добивают сваю до заданной глубины и нагружают ее до срыва или расчетной осадки. По полученным данным определяют дополнительные нагрузки на сваю от сил нагружающего трения при природной влажности и при полном водонасыщении грунта с последующим учетом их влияния на несущую способность сваи. 5 ил. СП с

Фиг. 5