Способ определения несущей способности сваи

Авторы патента:

E02D33/00 - Испытания фундаментов и оснований (способы и устройства для проведения испытаний, см. в соответствующих рубриках G01; способы и устройства для испытания строительных конструкций или устройств вообще G01M; способы и устройства для определения химических или физических свойств материалов вообще G01N)

Владельцы патента RU 2502847:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения несущей способности натуральных свай в фундаменте сооружений. Сущность: непрерывно возрастающую вдавливающую нагрузку на модельную сваю прикладывают с постоянной скоростью, а ее величину принимают, в зависимости от диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом опытной сваи, исходя из формулы. Регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи производят непрерывно с погрешностью 100-200 H для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи. По данным регистрации вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи строят график зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки, который разбивают на три участка - на 1-й участок с постоянной линейной скоростью осадки модельной сваи, на 2-й участок с нелинейно увеличивающейся скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 1-м участке, и на 3-й участок со скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 2-м участке, а несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения рассчитывают с использованием данных графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки по формуле. Технический результат: повышение достоверности и точности определения несущей способности натуральной (реальной) сваи в фундаменте сооружения и сокращение трудозатрат. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения несущей способности натуральных свай в фундаменте сооружений.

Известен способ определения несущей способности сваи [ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. - М.: Изд. стандартов, 1996], включающий приложение на модельную сваю вдавливающей нагрузки ступенями с выдержкой каждой во времени до условной стабилизации осадки сваи. За несущую способность сваи принимают значение вдавливающей нагрузки последней ступени, после которой происходит непрерывное возрастание осадки сваи [СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. - М.: 2011. - 85 с.].

Способ имеет следующие недостатки:

- режим приложения вдавливающей нагрузки ступенями с выдержкой до стабилизации осадки сваи не соответствует режиму нагружения свай в фундаменте при строительстве сооружений, при котором нагрузка увеличивается практически постоянно [Россихин Ю.В., Битайнис А.Г. Осадки строящихся сооружений. - Рига: Зинатне, 1980. - 339 с.];

- неопределенная длительность испытаний, т.к. до начала испытаний не известно количество ступеней и время выдержки каждой ступени нагрузки до стабилизации осадки сваи;

- за несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения принимается значение вдавливающей нагрузки, при которой наступает непрерывная осадка сваи и соответственно потеря ее несущей способности;

- низкая достоверность и точность определения несущей способности сваи натуральной сваи в фундаменте сооружения.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ определения несущей способности забивных свай [Авт.св. СССР на изобретение №505769 E02D 3/00, E02D 33/00 и G09B 25/00, БИ №9, 1976 (прототип)], включающий приложение на модельную сваю непрерывно возрастающей нагрузки до наступления ее перемещения со скоростью 0,02-0,03 м/мин. Нагрузка, соответствующая этой скорости, принимается в качестве предельной несущей и моделируется на реальную (натуральную) сваю по формуле

$P_{P} = P_{M} \frac{U_{P}}{U_{M}}, (1)$

где Р_P - несущая способность реальной (натуральную) сваи;

Р_M - предельная нагрузка на модельную сваю;

U_P и U_M - периметры сечений, соответственно, реальной и модельной свай.

Этот способ имеет следующие недостатки:

- погружение модельной сваи в грунт производится непрерывно возрастающей нагрузкой без учета ее размеров и свойств испытываемых грунтов [Денисенко В.В., Ляшенко П.А., Снежкин Б.А. Особенности поведения глинистых грунтов при сжатии постоянно возрастающей нагрузкой // Сб. науч. Тр. Гидропроекта, 1990, вып.143. - С.161-166] с произвольной скоростью до наступления перемещения сваи со скоростью 0,02-0,03 м/мин, что исключает возможность консолидации грунта вокруг сваи и снижает значение ее несущей способности;

- при определении несущей способности реальной (натуральную) сваи не учитываются соотношение длин модельной и реальной свай; расчетные длительности нагружения модельной сваи и реальной сваи в фундаменте сооружения; предельная допускаемая величина и скорость осадки реальной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая из строительных норм в зависимости от конструкции здания или сооружения;

- за несущую способность реальной (натуральную) сваи в фундаменте сооружения принимается значение вдавливающей нагрузки, при которой наступает непрерывная осадка сваи со скоростью 0,02-0,03 м/мин и соответственно потеря ее несущей способности;

- низкая достоверность и точность определения несущей способности реальной сваи в фундаменте сооружения.

Задача изобретения - приближение условий испытания модельной сваи к условиям работы натуральной сваи в фундаменте сооружения.

Технический результат изобретения - повышение достоверности и точности определения несущей способности натуральной (реальной) сваи в фундаменте сооружения и сокращение трудозатрат.

Технический результат достигается тем, что в способе определения несущей способности сваи, включающем приложение на модельную сваю непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки до потери ее несущей способности, регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки сваи и расчет несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения:

непрерывно возрастающую вдавливающую нагрузку на модельную сваю прикладывают с постоянной скоростью, а ее величину принимают в зависимости от диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом модельной сваи по формуле

$U_{m} = 0,048 D_{m}^{2} 10^{0,106 + 8,60 / I_{P} - 1,1 W / W_{L} + 1,01 e} (2)$

где 0,048 - эмпирический коэффициент, кПа/мин;

U_m - скорость непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки, кН/мин;

D_m - диаметр модельной сваи, м;

I_P - число пластичности грунта под нижним концом модельной сваи;

W и W_L - влажность природная и влажность на пределе текучести, соответственно, грунта под нижним концом модельной сваи;

e - коэффициент пористости грунта под нижним концом модельной сваи,

регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи производят непрерывно с погрешностью 100-200 Н для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи,

по данным регистрации вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи строят график зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки, который разбивают на три участка - на 1-й участок с постоянной линейной скоростью осадки модельной сваи, на 2-й участок с нелинейно увеличивающейся скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 1-м участке, и на 3-й участок со скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 2-м участке, а несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения рассчитывают с использованием данных графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки по формуле

$Ф_{n} = α_{ф} Ф_{m}, (3)$

где Ф_n - несущая способность натуральной сваи в фундаменте сооружения;

Ф_m - несущая способность модельной сваи, определяемая как значение вдавливающей нагрузки в конце 2-го участка графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки;

α_ф - коэффициент подобия несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения свай

$α_{ф} = {(\frac{L_{n}}{L_{m}})}^{2} \frac{D_{n}}{D_{m}} \frac{t_{n}}{t_{m}} {(\frac{S_{n}}{S_{m}})}^{- 1} {(\frac{V_{n}}{V_{m}})}^{2}$

где L_m и L_n - соответственно длины модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;

D_m и D_n - соответственно диаметры модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;

t_m и t_n - расчетные длительности испытания модельной сваи и нагружения натуральной сваи в фундаменте сооружения;

S_m - приращение осадки модельной сваи на 2-ом участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки перед исчерпанием несущей способности модельной сваи;

S_n - предельная осадка натуральной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая из строительных норм в зависимости от конструкции здания или сооружения;

V_m - средняя скорость осадки модельной сваи на 2-м участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки;

V_n - допустимая скорость осадки натуральной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая в зависимости от конструкции здания или сооружения (см. таблицу).

Таблица
Предельные значения скорости деформации оснований фундаментов в зависимости от вида и конструктивных особенностей зданий и сооружений [Россихин Ю.В., Битайнис А.Г. Осадки строящихся сооружений. - Рига: Зинатне, 1980. - 339 с.]
Вид сооружения	Допустимая скорость осадки сваи, V_n, см/год (мм/час)
Жилые и общественные многоэтажные здания:
- панельные и каркасно-панельные при L/B≥7	20 (0,023)
- то же, при 4<L/B<1	30 (0,034)
- с несущими стенами из крупных блоков и кирпича (кладка без армирования) при L/B>7	30 (0,034)
- то же, при 4<UB<1	40 (0,045)
- то же, усиленные поясами жесткости, располагаемыми не реже, чем через один этаж	40 (0,045)
Производственные здания многоэтажные в полном каркасе	30 (0,034)
Примечание: L - длина и B - ширина здания

Приложение на модельную сваю непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки с постоянной скоростью и определение этой скорости с учетом диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом модельной сваи по формуле (2) более точно моделирует условия работы натуральной сваи в фундаменте сооружения при испытании модельной сваи и таким образом повышает достоверность определения несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения.

Непрерывная регистрация вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи с погрешностью 100-200 H для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи позволяет строить детализированный график зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки и выделять на нем три участка - 1-й участок с постоянной, в целом, линейной скоростью осадки модельной сваи, 2-й участок с нелинейно увеличивающейся скоростью осадки модельной сваи, в целом, в 5-10 раз большей, чем на 1-м участке, и 3-й участок со скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 2-м участке, а затем за несущую способность модельной сваи принимать значение вдавливающей нагрузки в конце 2-го участка графика, т.е. значение вдавливающей нагрузки до наступлении потери несущей способности модельной сваи и т.о. повышает точность и достоверность определения несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения.

Определение несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения по формуле (3) с коэффициентом подобия несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения свай, определяемым по формуле (4) и учитывающим длины и диаметры модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения, расчетные длительности испытания модельной сваи и нагружения натуральной сваи в фундаменте сооружения, приращение и среднюю скорость осадки модельной сваи на 2-ом участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки перед исчерпанием несущей способности модельной сваи, предельную осадку и допустимую скорость натуральной сваи в фундаменте сооружения, повышает точность и достоверность определения несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения.

Моделирование работы сваи под нагрузкой основано на положениях теории подобия. Потеря несущей способности сваи происходит вследствие наступления предельного состояния грунта под нижним концом сваи. В этом месте образуется зона предельного равновесия грунта. Основываясь на работах [Григорян А.А. Расчет оснований свайных фундаментов в свете решения задач механики грунтов // Труды Международной научно-практической конф. по проблемам механики грунтов, фундаментостроению и транспортному строительству. Т.1, Пермь, 2004, с.200-205; Ляшенко П.А., Остапенко А.И. Лабораторное моделирование буроинъекционной сваи //b Научный журнал Куб-ГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2011. - №02(66). С.245-260. http://ej.kubagro.ru/201 l/02/par723.pdf], зону предельного равновесия схематически можно представить в виде уплощенной с боков 4-хгранной пирамиды, основание которой служит подошвой условного фундамента в момент разрушения его основания.

При сделанных предположениях работа силы сопротивления сваи определяется скоростью уплотненного грунта под нижним концом сваи и длительностью перемещения сваи с постоянной скоростью.

Тогда работу силы сопротивления модельной сваи выразим формулой (5), а силы сопротивления натуральной сваи в фундаменте сооружения - формулой (6):

$Ф_{m} S_{m} = Q_{m} g V_{m} t_{m}, (5)$

$Ф_{m} S_{m} = Q_{n} g V_{n} t_{n}, (6)$

где Q_m и Q_n - масса области уплотненного грунта под нижним концом сваи перед исчерпанием ее несущей способности соответственно модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;

g - ускорение свободного падения,

остальные обозначения приведены в формулах (3) и (4).

Сравнивая формулы (6) и (5), получаем условие подобия модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения

$α_{ф} = α_{L}^{2} α_{D} α_{t} α_{S}^{- 1} α_{V}^{2}, (7)$

где $α_{ф} = \frac{Ф_{n}}{Ф_{m}} (8)$ - коэффициент подобия несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;

$α_{L} = \frac{L_{n}}{L_{m}} (9)$ - коэффициент подобия длины модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;

$α_{D} = \frac{D_{n}}{D_{m}} (10)$ - коэффициент подобия диаметров модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;

$α_{V} = \frac{V_{n}}{V_{m}} (11)$ - коэффициент подобия скоростей осадки сваи перед исчерпанием несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;

$α_{t} = \frac{t_{n}}{t_{m}} (12)$ - коэффициент подобия расчетных длительностей осадки сваи перед исчерпанием несущей способности модельной сваи и нагружения натуральной сваи в фундаменте сооружения;

$α_{S} = \frac{S_{n}}{S_{m}} (13)$ - коэффициент подобия приращение осадки сваи перед исчерпанием несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения.

Из уравнения (8) получаем уравнение (3), подставляя уравнения (8)-(13) в уравнение (7), получаем уравнение (4).

Способ определения несущей способности сваи реализуется, например, с помощью устройства, состоящего из модельной сваи, упорной системы, узла приложения непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки, узла непрерывной регистрации вдавливающей нагрузки и узла непрерывной регистрации осадки сваи.

Пояснения к предлагаемому способу определения несущей способности сваи и один из вариантов конструкции устройства для реализации этого способа схематично приведены на чертеже,

где на фиг.1 - принципиальная блок-схема устройства для реализации способа определения несущей способности сваи;

фиг.2 - график зависимости скорости осадки сваи от вдавливающей нагрузки.

Устройство для реализации способа определения несущей способности сваи состоит из модельной сваи 1, упорной системы 2, узла приложения непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки 3, узла непрерывной регистрации вдавливающей нагрузки 4 и узла непрерывной регистрации осадки сваи 5.

Способ определения несущей способности сваи осуществляется следующим образом.

На модельную сваю прикладывают непрерывно возрастающую вдавливающую нагрузку с постоянной скоростью, а ее величину принимают в зависимости от диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом модельной сваи по формуле (2).

В процессе вдавливания модельной сваи непрерывно регистрируют вдавливающую нагрузку и осадку модельной сваи с погрешностью 100-200 H для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи.

По данным регистрации вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи строят график зависимости скорости осадки опытной сваи от вдавливающей нагрузки (см. фиг.2) и разбивают его на три участка:

- 1-й участок (участок FD-1), на котором средняя скорость осадки опытной сваи $V_{m}^{(1)}$ , в целом, мала, и осадка увеличивается линейно, т.е. пропорционально вдавливающей силе Р_m;

- 2-й участок (участок FD-2), на котором осадка опытной сваи увеличивается нелинейно к вдавливающей силе, а среднее значение скорости осадки опытной сваи $V_{m}^{(2)}$ существенно увеличивается по сравнению с 1-м участком (участком FD-1), т.е. $V_{m}^{(2)} \geq (5 \div 10) V_{m}^{(1)}$ ;

- 3-й участок (участок FD-3), на котором скорость осадки опытной сваи существенно увеличивается по сравнению со 2-м участком (участком FD-2), т.е. $V_{m}^{(3)} \geq (5 \div 10) V_{m}^{(2)}$ ;

В начале 3-го участка (участка FD-3) увеличение вдавливающей нагрузки Р_m прекращают, а значение вдавливающей нагрузки в конце 2-го участка принимают как значение несущей способности модельной сваи Ф_m и рассчитывают несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения Ф_n по формуле (3).

Заявляемый способ определения несущей способности сваи позволяет увеличить достоверность и точность определения несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения, сократить трудозатраты при испытаниях и таким образом создать определенный практический и экономический эффект.

Способ определения несущей способности сваи, включающий приложение на модельную сваю непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки до потери несущей способности сваи, регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки сваи и расчет несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения, отличающийся тем, что непрерывно возрастающую вдавливающую нагрузку на модельную сваю прикладывают с постоянной скоростью, а ее величину принимают в зависимости от диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом опытной сваи по формуле:
$U_{m} = 0,048 D_{m}^{2} 10^{0,106 + 8,60 / I_{P} - 1,1 W / W_{L} + 1,01 e}$ ,
где U_m - скорость непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки;
D_m - диаметр модельной сваи;
I_P - число пластичности грунта под нижним концом модельной сваи;
W и W_L - влажность природная и влажность на пределе текучести, соответственно, грунта под нижним концом модельной сваи;
e - коэффициент пористости грунта под нижним концом модельной сваи,
регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи производят непрерывно с погрешностью 100-200 H для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи, по данным регистрации вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи строят график зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки, который разбивают на три участка - на 1-й участок с постоянной линейной скоростью осадки модельной сваи, на 2-й участок с нелинейно увеличивающейся скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 1-м участке, и на 3-й участок со скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 2-м участке, а несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения рассчитывают с использованием данных графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки по формуле:
Ф_n=α_ф+Ф_m,
где Ф_n - несущая способность натуральной сваи в фундаменте сооружения;
Ф_m - несущая способность модельной сваи, определяемая как значение вдавливающей нагрузки в конце 2-го участка графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки;
α_ф - коэффициент подобия несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения свай
$α_{ф} = {(\frac{L_{n}}{L_{m}})}^{2} \frac{D_{n}}{D_{m}} \frac{t_{n}}{t_{m}} {(\frac{S_{n}}{S_{m}})}^{- 1} {(\frac{V_{n}}{V_{m}})}^{2}$ ,
где L_m и L_n - соответственно длины модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;
D_m и D_n - соответственно диаметры модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;
t_m и t_n - расчетные длительности испытания модельной сваи и нагружения натуральной сваи в фундаменте сооружения;
S_m - приращение осадки модельной сваи на 2-ом участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки перед исчерпанием несущей способности модельной сваи;
S_n - предельная осадка натуральной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая из строительных норм в зависимости от конструкции здания или сооружения;
V_m - средняя скорость осадки модельной сваи на 2-м участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки;
V_n - допустимая скорость осадки натуральной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая в зависимости от конструкции здания или сооружения.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении свайных фундаментов. .

Свая для измерения касательных сил морозного пучения грунтов // 2458205

Изобретение относится к строительной технике к области фундаментостроения и предназначено для длительных измерений касательных сил морозного пучения, действующих на сваи в процессе промерзания грунтов, совместно с измерением сил трения немерзлого грунта у границы промерзания в любых инженерно-геологических условиях.

Способ для испытания несущей способности с использованием кольцевого датчика (варианты) // 2456409

Изобретение относится к строительству, а именно к испытаниям несущей способности бетонных стволов с использованием кольцевого датчика нагрузки. .

Способ повышения сейсмической надежности фундаментов // 2406805

Изобретение относится к области строительства, а именно к обеспечению сейсмостойкости фундаментов зданий, сооружений, возводимых в сейсмоопасных районах, и может быть использовано при проведении экспериментальных исследований.

Способ оценки несущей способности буронабивной сваи // 2398936

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу оценки несущей способности буронабивной сваи, и может быть использовано при проектировании свайных фундаментов зданий и сооружений.

Устройство для динамических испытаний одиночной сваи // 2382145

Изобретение относится к области строительства, в частности при устройстве и динамических испытаниях одиночных свай гражданских и промышленных зданий. .

Способ мониторинга здания, находящегося под действием возмущений от смещения его фундамента // 2378457

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для мониторинга сооружений, к которым предъявляются повышенные требования безопасности при эксплуатации.

Способ определения несущей способности буронабивной сваи // 2349711

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении свайных фундаментов из буронабивных свай. .

Способ контроля и диагностики элемента сооружения // 2290474

Изобретение относится к области контроля деформации элементов сооружений. .

Способ определения состояния свай и устройство для его реализации // 2257563

Изобретение относится к способам определения состояния свай при строительстве и контроле состояния зданий и сооружений. .

Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком // 2548631

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для испытания грунтового основания сваей с ростверком. Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком включает приложение вертикальной силы на сваю с ростверком в виде квадратной плиты в плане, измерение приложенной силы и осадки сваи и расчет сопротивления грунта. Плиту ростверка выполняют горизонтально и симметрично расположенной относительно сваи, с размерами сторон в 6 раз больше диаметра сваи, толщиной в 40 раз меньше размера сторон плиты и из материала с модулем упругости менее 210000 МПа, подводят к поверхности грунтового основания до полного соприкосновения и жестко закрепляют на голове сваи, при этом одновременно измеряют вертикальные перемещения четырех угловых точек плиты ростверка и рассчитывают сопротивление грунтового основания ростверку и свае по приведенным зависимостям. Технический результат состоит в обеспечении идентичности испытаний грунтового основания, повышении достоверности результатов при одном испытании, упрощении и удешевлении технологии испытаний грунтового основания сваей с ростверком. 2 ил.

Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком // 2554978

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для испытания грунтового основания сваей с ростверком и определения распределения нагрузки на фундамент между сваей и ростверком в конкретных условиях строительства и распределения реактивных нормальных напряжений грунтового основания по подошве ростверка, необходимых для расчета внутренних усилий в теле свайного фундамента. Сущность: в способе испытания грунтового основания сваей с ростверком, включающем приложение силы на сваю с ростверком в виде жесткой квадратной плиты в плане, регистрацию приложенной силы и осадки сваи с ростверком и расчет сопротивления грунта, плиту ростверка выполняют горизонтально и симметрично расположенной относительно сваи, под ростверком размещают упругую пластину, имеющую размеры плиты ростверка в плане, толщину 0,05-0,1 размера сторон плиты ростверка, модуль упругости 30-50 МПа и координатную прямоугольную сетку на боковых сторонах, подводят ростверк до полного соприкосновения упругой пластины с поверхностью грунтового основания и жестко закрепляют на голове сваи, при этом регистрацию приложенной силы и осадки сваи с ростверком производят синхронно с одновременной полнообзорной видеорегистрацией боковых сторон упругой пластины и рассчитывают сопротивление грунтового основания ростверку и свае по формулам где Pr - сила сопротивления грунтового основания нагруженному ростверку; Ps - сила сопротивления грунтового основания нагруженной свае; P - сила, приложенная к свае с ростверком; Е - модуль упругости упругой пластины; Δε - относительное сжатие упругой пластины под действием нагруженного ростверка и сопротивления грунтового основания нагруженному ростверку; Sr - площадь поверхности упругой пластины в плане; Ss - площадь поперечного сечения сваи. Технический результат изобретения - упрощение и удешевление определения распределения нагрузки на фундамент между сваей и ростверком в конкретных условиях строительства, определение распределения реактивных нормальных напряжений фунтового основания по подошве ростверка и повышение достоверности результатов при одном испытании. 2 ил.

Способ забивки сваи в грунт // 2555848

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения несущей способности сваи, погружаемой в грунт забивкой. Способ забивки сваи в грунт заключается в определении параметров сваи и параметров молота, в проведении динамических испытаний путем забивки сваи в грунт молотом с определением отказов сваи, по которым, параметрам сваи и параметрам молота, несущую способность сваи определяют по приведенной зависимости. Перед забивкой пирамидальной сваи в грунт определяют ее массу и площади сечения ее верхнего и нижнего оснований, по которым подбирают такую призматическую сваю, масса которой равна массе пирамидальной сваи. Площадь поперечного сечения призматической сваи равна полусумме площадей сечения верхнего и нижнего оснований пирамидальной сваи. Проводят динамические испытания этой призматической сваи. Несущую способность пирамидальной сваи определяют как несущую способность этой призматической сваи по указанному соотношению параметров, с учетом отказов, полученных при испытаниях призматической сваи. Технический результат состоит в повышении надежности эксплуатации зданий и сооружений при одновременном увеличении возможности использования пирамидальных свай на просадочных грунтах и в массовом строительстве, улучшении уплотнения грунта. 2 ил.

Способ испытания свай статической нагрузкой // 2557277

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения несущей способности свай в существующих фундаментах при обследовании зданий перед реконструкцией. Способ включает отрывку фундамента с обнажением подошвы ростверка, поочередное выполнение двух прорезей со стороны противоположных углов поперечного сечения ствола сваи с установкой в них плоских домкратов, прорезку арматуры в двух других углах поперечного сечения ствола сваи, отделение сваи от ростверка растяжением оставшегося бетонного сечения ствола сваи домкратами, статическое испытание сваи вдавливанием с измерением ее перемещений. Способ позволяет определять несущую способность, не выключая испытуемую сваю из работы, не снижая нагрузку на нее и не допуская перемещений, возникающих обычно при снятии нагрузки. Напряженное состояние вмещающего сваю массива грунта, сформировавшееся за время эксплуатации фундамента, остается неизменным, тем самым повышается достоверность определения несущей способности. 5 ил.

Способ определения несущей способности буроинъекционной сваи // 2561093

Изобретение относится к области строительства, а именно к определению несущей способности буроинъекционной сваи. Способ определения несущей способности буроинъекционной сваи включает изготовление по принятой проектной технологии не менее двух буроинъекционных свай. С целью снижения трудоёмкости и повышения точности определения несущей способности производят последовательно несколько циклов опрессовки скважины под давлением не менее 4 кг/см2 продолжительностью 10-12 минут. После каждого цикла опрессовок производят доливку цементно-песчаного раствора до полного насыщения скважины. При этом по замеру всего объёма долитого раствора за все циклы опрессовки определяют радиус буроинъекционной сваи по приведенной зависимости. Соответственно несущую способность буроинъекционной сваи с учетом расширения стенок скважины определяют по приведенной зависимости. Технический результат состоит в повышении точности определения несущей способности буроинъекционной сваи, сокращении трудоемкости. 1 табл.

Установка для испытания грунтовых оснований осесимметричными моделями фундаментов // 2574239

Изобретение относится к области строительства и предназначено для исследования деформативности грунтовых оснований при нагружении осесимметричными моделями фундаментов. Установка для испытания грунтовых оснований осесимметричными моделями фундаментов с целью исследования их деформативности путем визуального наблюдения за перемещениями фиксированных точек в грунтовом основании через прозрачный экран в процессе погружения (извлекания) осесимметричных моделей фундаментов состоит из рабочего лотка цилиндрической формы, выполненного из половины трубы, образованной вследствие разреза цельной трубы на половину вдоль оси симметрии, к которой прикреплена прозрачная съемная вертикальная стенка, выполненная из утолщенного органического стекла с обрамляющими металлическими элементами, усиленная в верхней части горизонтальной фермой. Жестким основанием для установки является станина, выполненная из двух горизонтальных швеллеров. В целях исключения деформаций стекла в процессе испытания на вертикальную стенку до начала эксперимента установлена и закреплена прижимная рама и прижимная ферма. Нагрузка на осесимметричную модель фундамента передана при помощи рабочего рычага через центрирующее нагрузку приспособление, состоящее из вертикальной направляющей и силового приспособления, перемещающегося вдоль направляющей, предусматривающее установку двух динамометров (или других регистрирующих приборов). В качестве реперной системы для закрепления прогибомеров использована рамная конструкция, не связанная с элементами конструкций, участвующих в нагружении осесимметричной модели фундамента. В конструкции предусмотрен поворотный шарнир для осуществления поворота лотка до 90 градусов. Технический результат состоит в обеспечении визуального наблюдения за перемещениями фиксированных точек в грунтовом основании в процессе погружения (извлечения) осесимметричных моделей фундаментов при исследовании их деформативности. 3 ил.

Способ испытания свай статической нагрузкой // 2583806

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения несущей способности свай в существующих фундаментах при обследовании зданий перед реконструкцией. Способ испытания свай статической нагрузкой включает отрывку фундамента, обнажение подошвы ростверка, отделение сваи от ростверка, статическое испытание сваи вдавливанием, измерение перемещений испытуемой сваи. Перед отделением сваи от ростверка на испытуемую и смежные сваи устанавливают экстензометры. В ходе испытания регистрируют изменение напряженного состояния стволов свай. Затем оценивают величину влияния смежных свай на испытуемую. Технический результат состоит в повышении надежности и достоверности определения несущей способности свай в фундаментах зданий путем статического нагружения. 3 ил.

Способ статических испытаний элемента свайно-плитных и плитно-свайных фундаментов и элемент для его осуществления // 2594026

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам испытания элементов свайно-плитных и плитно-свайных фундаментов вдавливающей нагрузкой. Способ статических испытаний элемента свайно-плитных и плитно-свайных фундаментов здания путем воздействия статической ступенчато возрастающей нагрузкой на сваю в грунте, построения графика зависимости «нагрузка-осадка» и определения несущей способности сваи. Дополнительно на уплотненный грунт укладывают фрагмент плиты ростверка и воздействуют на него статической ступенчато возрастающей нагрузкой до достижения осадки сваи и фрагмента плиты ростверка не менее 0,2 допустимой осадки здания и определяют несущую способность элемента как суммарную несущую способность сваи и фрагмента плиты ростверка. Технический результат состоит в обеспечении снижения материалоемкости фундамента при обеспечении его несущей способности, обеспечении определения несущей способности по грунту сваи и плиты ростверка. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ определения несущей способности свай в просадочных грунтах // 2599894

Изобретение относится к области строительства, в частности, к определению несущей способности свай в просадочных грунтах. Способ определения несущей способности сваи в просадочных грунтах включает испытание сваи в грунтах природной влажности. Несущую способность сваи в замоченных грунтах определяют по приведенной зависимости, а испытывают сваю, погруженную на проектную глубину, без изоляции от грунта ее верхней части в пределах просадочной толщи. Технический результат состоит в повышении точности определения несущей способности, снижении материалоемкости и трудоемкости проведения испытаний. 1 табл.

Установка для испытания грунтовых оснований маломасштабными моделями фундаментов // 2605243

Изобретение относится к области строительства и предназначено для исследования деформированного состояния грунтовых оснований при нагружении. Установка для испытания грунтовых оснований маломасштабными моделями фундаментов содержит рабочий лоток в форме параллелепипеда, гидравлический домкрат с динамометром, упорную балку и маломасштабную модель фундамента. Рабочий лоток имеет две прозрачные угловые вертикальные стенки, благодаря которым доступно визуальное наблюдение за перемещениями фиксированных точек в грунтовом основании в процессе нагружения моделей фундаментов для дальнейшего моделирования работы трехмерной системы «фундамент - грунтовое основание» в программно-вычислительных комплексах с использованием значений перемещений фиксированных точек в грунтовом основании по двум взаимно перпендикулярным плоскостям, совпадающим с главными осями симметрии модели фундамента или его отдельного конструктивного элемента. Технический результат состоит в обеспечении визуального наблюдения за перемещениями фиксированных точек в грунтовом основании, а также обеспечении нагружения маломастабными моделями фундаментов для дальнейшего моделирования работы трехмерной системы. 2 ил.