Методы испытания свай пробной статистической нагрузкой, математические методы расчета

Статические испытания могут назначаться на стадии изысканий, до начала рабочего проектирования, в процессе забивки свай, при приемке забитых свай. Цель их на стадии изысканий — выбор длины и сечения свай и оценка их несущей способности; в процессе забивки и при приемке забитых свай — определение фактической несущей способности свай и сопоставление ее с расчетной, принятой в проекте.

Данные, полученные в результате статических испытаний, отличаются значительно большей достоверностью и точностью, чем при динамических испытаниях. Поэтому, несмотря на большую сложность и трудоемкость статических испытаний по сравнению с динамическими, они назначаются, как правило, при строительстве сложных и крупных объектов с большим числом свай в фундаменте.

Статические и динамические испытания должны проводиться в соответствии с ГОСТ 5686-69 «Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний».

Для проведения статических испытаний при изысканиях забивается несколько пробных свай. Число их и места забивки определяются проектирующей организацией. Испытания в процессе забивки и при приемке производятся на сваях, расположенных в местах с наихудшими для данного объекта грунтовыми условиями или давших наибольшие отказы при забивке. Испытания должны начинаться по истечении трех суток после забивки в песчаные грунты и шести суток в связные глинистые грунты.

Статические испытания выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ 5686 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями», СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов», «Программы проведения испытаний свай».
Испытываемую сваю нагружают ступенями, переход к следующей ступени нагружения осуществляют после полной стабилизации осадки на предыдущей ступени.
Для измерения осадки испытываемой сваи устанавливают четыре индикатора часово­го типа с ценой деления 0,01 мм.
Реактивные усилия, возникающие при нагружении испытываемой сваи, передаются через систему балок на анкерные сваи. Для регистрации возможного выдергивания анкерных свай на каждую сваю устанавливаются по 2 индикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм. С учетом возможного удлинения верхней части арматурного каркаса, выдергивание анкерных свай во время испытания не должно превышать 2 мм.
Перед нагружением сваи берут нулевые отсчеты по всем приборам. На каждой ступени нагружения сваи снимают отсчеты по всем приборам.

 

№ 14 ЕМТИХАН БИЛЕТІ/ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ

1. Взаимодействие свай с окружающим грунтом

Взаимодействие свай с окружающим грунтом носит сложный характер и зависит от процессов происходящих в грунте при изготовлении и при их работе под эксплуатационными нагрузками. Процессы оказывают влияние на несущую способность и осадки свайного фундамента, от их правильного учета во многом зависит точность расчета и экономическая эффективность применения свай.

Процессы, происходящие в грунте при устройстве свайных фундаментов зависят от типа свай, грунтовых условий, технологии погружения или изготовления свай и т.п..

Так при погружении забивной сваи (сплошной сваи) объем грунта равный объему сваи вытесняется вниз, вверх и в стороны, в результате чего грунт вокруг сваи уплотняется.

 

Но если свая забивается в плотные пески, может наблюдаться обратный эффект – разуплотнение грунта.

Учитывая явление уплотнения грунта, рекомендуют во всех случаях, а в плотных грунтах особенно, забивку вести от середины свайного поля к его периметру. Если это правило не соблюдается, средние сваи из-за сильного уплотнения грунта не всегда удается погрузить до заданной глубины.

Но если брать расстояние между сваями в свайном фундаменте > 6d, то это приведет к огромным размерам ростверков, поэтому принято сваи забивать на расстоянии друг от друга равном 3d.

Но изменение напряженного состояния и плотности в грунтах при забивке свай могут носить и временный характер, т.е. грунт может обладать временным сопротивлением погружению сваи.

П ри забивке свай в маловлажные пески плотные и средней плотности под нижним концом образуется переуплотненная зона, препятствующая дальнейшему погружению сваи вплоть до нулевого значения отказа, и дальнейшая попытка забить сваю может привести к разрушению ее ствола. Но оставив эту сваю в покое, через некоторое время в результате релаксации напряжений сопротивление грунта под нижним концом сваи снизится и можно снова продолжить ее забивку до проектной отметки.

При забивке свай в глинистые грунты часть связной воды переходит в свободную, грунт на контакте со сваей разжижается (тиксотропное разжижение) и сопротивление погружению сваи наоборот – снижается, происходит так называемое засасывание сваи. Здесь также, если прекратить забивку, то через некоторое время структура грунта восстановится, и несущая способность сваи значительно возрастет.

2 Классификация скальных грунтов

Классификация скальных грунтов также производится с помо­щью ГОСТ 25100-82. Типы скальных грунтов выделяются по петро­графическому составу слагающих их пород, вид - по структурно-текстурным особенностям данной породы. В отличие от нескальных грунтов в качестве основной характеристики разновидности скаль­ных грунтов ГОСТ принимает предел прочности на одноосное сжатие образцов в водонасыщенном состоянии.

Различа­ют скальные грунты:

Очень прочные

Пониженной прочности

Прочные

Низкой прочности

Средней прочности

Весьма низкой прочности

Малопрочные

Скальные грунты при 5 МПа обычно называют полускаль­ными.

В инженерной практике часто используют обобщенные харак­теристики трещиноватости скальных пород: КТП - коэффициент трещинной пустотности, М – модуль трещиноватости. Коэффи­циентом трещинной пустотности называют отношение объема трещин к объему скальных блоков. Формально эта характеристика аналогична пористости нескальных грунтов. Но если в обычных условиях для нескальных грунтов колеблется от 0,3 до 0,5, то для скальных грунтов КТП составляет сотые и даже тысячные доли единицы, достигая в исключительных случаях значения 0,1…0,15. Модуль трещиноватости - это количество трещин на 1 м длины обнажения скального грунта. Максимальные значения этого показа­теля приближаются к 100, минимальные составляют доли единицы.

С использованием этих показателей разработаны различные способы классификации трещиноватых скальных пород.