Мобильная установка для проведения статических испытаний штампов и свай
Владельцы патента RU 2713019:
Самохвалов Михаил Александрович (RU)
Паронко Александр Александрович (RU)
Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено для проведения статических испытаний штампов и свай на вдавливание при проектировании и строительстве зданий и сооружений. Мобильная установка для проведения статических испытаний штампов и свай состоит из домкрата, упорной конструкции, анкеров, реперной системы и датчиков перемещений. Упорная конструкция представляет собой сборно-разборную, на болтовых соединениях, пространственную конструкцию в виде геодезического купола с пластиной, расположенной в верхнем ярусе, и анкерами, расположенными по периметру основания, распорное усилие от домкрата равномерно распределяется пластиной через узлы геодезического купола по всем его элементам и воспринимается анкерами. Технический результат состоит в повышении мобильности установки для проведения статических испытаний штампов и свай при транспортировке, монтаже и демонтаже всех ее элементов за счет уменьшения их длины и массы в результате применения в качестве упорной конструкции для домкрата сборно-разборного на болтовых соединениях геодезического купола с пластиной, расположенной в верхнем ярусе, и анкерами, расположенными по периметру основания. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено для проведения статических испытаний штампов и свай на вдавливание при проектировании и строительстве зданий и сооружений.
Статические испытания грунтов штампами выполняются в полевых условиях для определения характеристик прочности и деформируемости грунтов при их исследовании для проектирования и строительства.
Статические испытания грунтов сваями (натурными, эталонными, сваями-зондами) выполняются в полевых условиях для определения их несущей способности, длины, количества, а также для проверки соответствия несущей способности свай проектным нагрузкам (контрольные испытания).
Известно устройство для статического испытания свай (патент RU 156920 U1 МПК E02D33/00 опубл. 20.11.2015 Бюл. №32), включающее гидродомкрат, определитель перемещений с измерительными приборами, упорную крестообразную платформу, каждый конец которой установлен между двух шнековых опор, посредством связанных с последними поперечинами, упорная крестообразная платформа выполнена плоской, в ее торцах выполнены прорези, шнековая опора выполнена разъемной и состоит из шнека и тяги, при этом нижняя часть тяги имеет сквозное боковое отверстие для соединения со шнеком пальцем, поперечины выполнены с прорезями на концах и отверстием в центре, а определитель перемещений с измерительными приборами крепится на боковой поверхности испытуемой сваи, при этом крестообразная платформа фиксируется на двенадцати шнековых опорах.
Недостатки данной полезной модели заключаются в следующем:
• упорное приспособление выполнено в виде цельносварной плоской упорной крестообразной платформы, что ограничивает ее область применения в отдаленных и труднодоступных районах из-за привлечения крупногабаритной строительной техники для перевозки, монтажа и демонтажа данной платформы;
• измерительные приборы для определения осадки сваи закрепляются непосредственно на боковой поверхности испытываемой сваи что не соответствует требованиям ГОСТ 5686 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями».
Известна установка для статических испытаний свай с использованием анкерных свай (патент RU 180952 U1 МПК E02D 33/00 опубл. 02.07.2018 Бюл. №19), включающая опорную балку с закрепленными на ней распределительными траверсами, отличающаяся тем, что на опорной балке установлены упорные траверсы, попарно соединенные с распределительными траверсами при помощи тяжей с резьбой и гаек, при этом распределительные траверсы снабжены вторыми тяжами, верхние концы которых, пропущенные через распределительные траверсы, зафиксированы двумя гайками, а в нижних концах тяжей выполнены крепления для соединения с анкерными сваями. Недостатки данной полезной модели заключаются в следующем:
- многорядное расположение анкерных свай распределительных траверс во время нагружения испытываемой сваи приводит к различной передаче выдергивающей нагрузки на анкерные сваи;
- увеличение количества анкерных свай распределительных траверс будет приводить к уменьшению эффективности их работы на выдергивающие нагрузки;
- использование нескольких рядов распределительных траверс и большого количества анкерных свай требует применения массивной опорной балки;
- использование распределительных траверс и опорной балки ограничивает область применения данного технического решения в отдаленных и труднодоступных районах, из-за привлечения крупногабаритной строительной техники для перевозки, монтажа и демонтажа элементов установки.
Известен стенд для испытания свай статическими нагрузками (патент RU 181308 U1 МПК E02D33/00 опубл. 10.07.2018 Бюл. №19), принятый за прототип, включающий нагрузочные балки и перекладины с установленными на концах соединительными тягами и шнековыми опорами, гидродомкрат и измерительные индикаторы перемещений, балки и перекладины установлены взаимно крестообразно не менее двух раз для образования упорной платформы требуемой нагрузочной способности, при этом стенд снабжен дополнительными перекладинами, шнековыми опорами и соединительными тягами для их установки и настраивания на вид статической нагрузки для испытания сваи.
Главные недостатки прототипа заключаются в следующем:
• использование нагрузочных балок и дополнительных перекладин ограничивает область применения данного технического решения в отдаленных и труднодоступных районах из-за привлечения крупногабаритной строительной техники для перевозки, монтажа и демонтажа элементов установки;
• сложность и неудобство монтажа элементов установки из-за необходимости применения соединительных тяг значительной площади сечения для обеспечения требования устойчивости системы «нагрузочные балки-перекладины-тяги».
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении мобильности установки для проведения статических испытаний штампов и свай при транспортировке, монтаже и демонтаже всех ее элементов за счет уменьшения их длины и массы в результате применения в качестве упорной конструкции для домкрата сборно-разборного на болтовых соединениях геодезического купола с пластиной, расположенной в верхнем ярусе и анкерами, расположенными по периметру основания.
Причинно-следственная связь между заявленными существенными признаками и техническим результатом следующая. Применение в качестве упорной конструкции для домкрата сборно-разборной конструкции геодезического купола позволит обеспечить устойчивость системы «домкрат-упорная конструкция-анкеры» за счет его пространственной формы и равноудаленности анкеров от штампа или сваи. Соединение стержней геодезического купола в узлах при помощи болтовых соединений позволит уменьшить длину и массу элементов установки, а также ускорить процесс его монтажа и демонтажа. Расположенная в верхнем ярусе геодезического купола пластина позволит равномерно распределить распорное усилие от домкрата через узлы купола по всем элементам установки. Распорное усилие от домкрата в стержнях купола будет распределяться в виде растягивающих и сжимающих усилий, а в анкерах в виде выдергивающей нагрузки. Пространственная форма и равноудаленность анкеров от штампа или сваи позволяет испытывать всем анкерам одинаковое значение выдергивающей нагрузки. Использование в качестве анкеров наращиваемых по глубине винтовых свай позволит проводить испытания штампов или свай в различном диапазоне нагружений. Количество анкеров, расположенных по периметру установки будет варьироваться в зависимости от вида грунта, длины, диаметра или стороны поперечного сечения анкера, а также значения вдавливающей нагрузки, которая будет прикладываться к штампу или свае. Небольшая длина и масса всех элементов установки позволит повысить ее мобильность при транспортировке к месту проведения статических испытаний, а также выполнять их монтаж и демонтаж без привлечения крупногабаритной строительной техники.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена мобильная установка для проведения статических испытаний штампов.
На фиг.2 показан вид сверху на мобильную установку для проведения статических испытаний штампов.
На фиг.3 изображен разрез 1-1.
На фиг.4 изображена мобильная установка для проведения статических испытаний свай.
На фиг.5 показан вид сверху на мобильную установку для проведения статических испытаний свай.
На фиг.6 изображен разрез 2-2.
Описание заявляемого технического решения
Мобильная установка для проведения статических испытаний штампов и свай состоит из домкрата 1, упорной конструкции в виде сборно-разборного на болтовых соединениях геодезического купола 2 с пластиной 3, расположенной в верхнем ярусе купола 2, анкеров 4, расположенных по периметру основания купола 2, реперной системы 5 и датчиков перемещений 6. Распорное усилие от домкрата 1 воспринимается пластиной 3, равномерно распределяется через узлы геодезического купола 2 по всем его элементам и воспринимается анкерами 4, выполненными из наращиваемых по глубине винтовых свай.
Технологическая последовательность монтажа мобильной установки для проведения статических испытаний штампов и свай следующая. На испытываемый штамп 7 или сваю 8 устанавливается домкрат 1. От оси испытываемого штампа 7 или сваи 8 на равноудаленном расстоянии выполняются анкеры 4. После устройства анкеров 4 осуществляется сборка геодезического купола 2 на болтовых соединениях. После сборки купола 2 в его верхнем ярусе монтируется пластина 3. Далее осуществляется установка реперной системы 5 с размещением на ней датчиков перемещений 6.
Принцип работы мобильной установки для проведения статических испытаний штампов и свай следующий. Нагружение штампа 7 или сваи 8 осуществляется распорным усилием от домкрата 1, которое равномерно распределяется пластиной 3 через узлы геодезического купола 2 по всем его элементам и воспринимается анкерами 4, выполненными из наращиваемых по глубине винтовых свай. Под действием распорного усилия от домкрата 1 штамп 7 или свая 8 погружается в грунт. Величина погружения штампа или сваи в грунт измеряется при помощи датчиков перемещений 6, расположенных на реперной системе 5.
Технологическая последовательность демонтажа мобильной установки для проведения статических испытаний штампов и свай осуществляется в обратной последовательности от её монтажа.
1. Мобильная установка для проведения статических испытаний штампов и свай, состоящая из домкрата, упорной конструкции, анкеров, реперной системы и датчиков перемещений, отличающаяся тем, что упорная конструкция представляет собой сборно-разборную, на болтовых соединениях, пространственную конструкцию в виде геодезического купола с пластиной, расположенной в верхнем ярусе, и анкерами, расположенными по периметру основания, распорное усилие от домкрата равномерно распределяется пластиной через узлы геодезического купола по всем его элементам и воспринимается анкерами.
2. Мобильная установка по п.1, отличающаяся тем, что количество анкеров, расположенных по периметру установки, будет варьироваться в зависимости от вида грунта, длины, диаметра или стороны поперечного сечения анкера, а также значения вдавливающей нагрузки, которая будет прикладываться к штампу или свае.
3. Мобильная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве анкеров могут использоваться барреты, оболочки, анкерные плиты, сваи следующих видов: забивные, вдавливаемые, вибропогружаемые, опускные, буровые, винтовые, набивные, буроинъекционные, инъекционные, выштампованные и их различные комбинации, а также любые другие жестко закрепленные в грунте конструкции.
4. Мобильная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве устройства для нагружения штампа или сваи могут использоваться домкраты гидравлического, механического, пневматического и электрического принципов действия.
5. Мобильная установка по п.1, отличающаяся тем, что элементы установки могут соединяться при помощи болтовых, винтовых, шпилечных, шпоночных, штифтовых, шплинтовых, шлицевых, заклепочных, сварных, клеевых, паяных, заформованных, запрессованных и развальцованных соединений.
6. Мобильная установка по п.1, отличающаяся тем, что стержни геодезического купола могут быть выполнены из следующих профилей: труб, замкнутого профиля, швеллера, двутавра, уголка и т.д., при этом элементы, работающие на растяжение могут быть выполнены из канатов.
