Файл: Книга предназначается для студентов специальности Промышленное и гражданское строительстве.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 283
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Зазор между гранью сваи и стенкой наголовника не должен превышать 1'см.
Динамические испытания свай для определения их несущей способности в песчаных грунтах ведут не менее чем по истечении 3 сут, а свай, забитых в глинистые грунты, — не менее чем через 6 сут с момента окончания их забивки. Это требование вызвано тем, что
при погружении готовых свай забивкой в некоторые грунты наблюдаются явления ложного «отказа» и засасывания сваи.
Ложный отказ проявляется в том, что после некоторого количества ударов свая перестает заглубляться в грунт, но вновь легко начинает погружаться после возобновления забивки через несколько дней. При ложном отказе сваю после одной или нескольких остановок можно добить до проектной отметки и получить проектную несущую способность.
Явление засасывания сваи проявляется в том, что после некоторого количества ударов отказы резко увеличиваются, и свая все легче уходит в грунт. После отдыха в течение нескольких дней свая приобретает полную несущую способность.
При забивке свай в песчаные плотные я средней плотности грунты частые удары молота вызывают резкое местное уплотнение грунта под их концами, в результате чего образуются грушевидные зоны уплотненного грунта, препятствующие дальнейшему погружению свай (2.2, а). После прекращения забивки грушевидная зона разуплотняется, и сваю можно забивать дальше. Аналогичные явления наблюдаются также при забивке свай в глинистые грунты твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции.
Грушевидные уплотненные зоны образуются в грунтах с малым коэффициентом фильтрации. Рассасывание таких зон зависит от условия отжатия воды: чем меньше коэффициент фильтрации, тем медленнее удаляется вода при уплотнении грунта. Частые удары молота создают в грушевидной зоне запас потенциальной энергии, под воздействием которой вода медленно отжимается.
В течение определенного времени запас потенциальной энергии расходуется, давление в грушевидной зоне и в окружающем грунте сравнивается, и грунт может уплотняться дальше.
В пластичных глинистых и плывунных грунтах под динамическим воздействием ударов молота происходит тиксотропное нарушение структуры грунта и, как следствие, его разжижение. Тиксотропное. изменение структуры грунта создает условия для подъема воды вверх, вдоль ствола сваи. Гидродинамическое давление воды, движущейся вверх, также снижает сопротивление грунта погружению сваи. В течение нескольких суток восстанавливается структура грунта и его сопротивляемость погружению сваи увеличивается (2.2, б).
§ 4. Определение несущей способности свай пробными нагрузками
Несущую способность осевыми вдавливающими статическими нагрузками можно определять у всех видов готовых а набивных •свай и свай-оболочек.
Нагрузки могут быть ступенчато-возрастающими, т. е. увеличиваемые ступенями от начала до конца испытания; циклическими,' т. е. с последовательным чередованием приложения возрастающих ступеней нагрузки с разгрузкой до нуля.
Для проведения испытаний свай оборудуют специальную установку-платформу, смонтированную на голове сваи. Платформу закрепляют на специальных опорах с помощью клиньев, укладывают на нее первую ступень нагрузки, затем клинья удаляют и ведут наблюдение за осадкой сваи. Измеряют осадку индикаторами перемещений или прогибомерами, которые позволяют брать отсчеты с точностью до 0,1 мм. Затем платформу снова расклинивают и операцию повторяют.
В производственной практике широко используют установки с гидравлическими домкратами и анкерными сваями, число которых определяют расчетом (4—6 шт.). Анкерные сваи размещают на одинаковой глубине с испытываемыми. Количество анкерных свай зависит от максимальной нагрузки, применяемой при испытании, величины предельного сопротивления их выдергиванию и прочности материала на растяжение. Упором для гидравлического домкрата служит жесткая конструкция.
Расстояния между осями анкерных и испытываемых свай должны быть не менее 6d, где d — диаметр испытываемой сваи.
Если испытывают сваи большого- диаметра или с уширенной пятой, расстояния в свету между анкерными к испытываемой сваями должны быть не менее 2d, где d — диаметр испытываемой сваи, уширенной пяты или лопасти (у винтовых свай).
Для испытания свай применяют, кроме того, установки с грузом, служащим упором для гидравлического домкрата, а также комбинированные установки, в которых нагрузка создается как гидравлическим домкратом, так и тарированными грузами.
Нагрузку на испытываемую сваю следует передавать равномерно, без толчков и ударов, равными ступенями. Величину одной ступени нагрузки назначают равной 1/10—1/15 от предполагаемого •предельного сопротивления сваи и доводят до величины, вызывающей осадку не менее 40 мм. В тех случаях, когда предельная осадка зданий и сооружений не может превышать 150 мм, осадку испытываемой сваи от максимальной нагрузки можно ограничить размером 20 мм.
Каждую следующую ступень нагрузки прикладывают после того, как прекратится осадка от предыдущей ступени. Осадку сваи считают практически загасшей, если приращение ее за 2 ч составляет не более 0,2 мм в песчаных и не более 0,1 мм в глинистых грунтах.
Расчетную величину перемещений вычисляют как среднее арифметическое показаний двух приборов, установленных симметрично. Предельно допустимые расхождения в показаниях двух приборов по ГОСТу не должны превышать 50% при осадках менее 1 мм, 30% —при осадках от 1 до 5 мм и 20% —при осадках более 5 мм.
После каждой новой ступени нагрузки делают несколько отсчетов на всех приборах. Первый отсчет берут тотчас же по приложении нагрузки, затем четыре отсчета с интервалами по 15 мин, два отсчета с интервалами по 30 мин и далее через каждый час до тех пор, пока разница в перемещениях за 2 ч наблюдений будет не более 0,1 мм. Затухание осадки называют условной стабилизацией.
После приложения на сваю максимальной нагрузки ее разгружают ступенями, равными удвоенным ступеням нагрузки. После снятия каждой ступени нагрузки сваю, забитую в глинистый грунт, выдерживают в течение 1 ч; сваю, забитую в песчаные грунты, — 30 мин. Отсчеты на приборах фиксируют соответственно через каждые 30 и 15 мин.
Результаты наблюдений за осадками записывают в журнале пробного испытания свай, после чего строят график нарастания осадок во времени s = f(t), а затем график зависимости величины конечных осадок от нагрузки 5 = /(Ф). Такие графики позволяют определить величину предельного сопротивления сваи Фпр.
Для свайных фундаментов промышленных и гражданских зданий значение Фпр находят по графику s = f(
А'=Е«пр.ср, (2.14)
где £ = 0,2—-коэффициент перехода от предельно допускаемой величины средней осадки фундамента здания к осадке сваи, полученной в процессе испытания при условной стабилизации осадки до 0,1 мм за 1 ч в песках и глинах от твердой до тугопластичной консистенции и 0,1 мм за 2 ч в глинах текучепластичной и текучей консистенции; «пр.ср — предельно допускаемая величина средней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения.
Если осадка, определенная по формуле (2.14), окажется Д>40мм, то за предельное сопротивление сваи Фпр принимают нагрузку, соответствующую Д = 40 мм.
В опорах мостов за предельное сопротивление сваи Фпр принимают нагрузку на одну ступень меньше той, при которой приращение осадки за одну ступень загружения (при общей величине осадки более'40 мм) превышает в 5 раз и более приращение осадки, полученное за предшествующую ступень загружения. Если же нагрузка вызывает осадку, не затухающую в течение 1 сут и более (при общей величине осадки ее более 40 мм), то за Фпр принимают данную нагрузку.
§ 5. Несущая способность свайного фундамента
Расчет несущей способности свайного фундамента ведут по прочности свай и ростверка или по условию прочности основания (первое предельное состояние) и по деформируемости его (второе предельное состояние). Кроме того, сваи должны быть рассчитаны по третьему предельному состоянию — на образование трещин.
Несущая способность свайного фундамента из свай-стоек по прочности основания при любой расстановке свай в плане равна сумме несущей способности отдельных свай.
Несущая способность свайного фундамента из висячих свай ввиду кустового эффекта не равна сумме несущих способностей отдельных свай.
Свайные висячие фундаменты под воздействием нагрузки от сооружения подвержены осадкам, которые происходят вследствие деформации грунтов ниже острия. Фундаменты на сваях-стой-клх практически осадок не испытывают. Поэтому расчет по деформациям проводят только для свайных фундаментов из висячих свай.
Оборудование для погружения свай
Комплекс работ по погружению забивных свай выполняют копровые агрегаты с навешанными на них сваепогружающими механизмами. Такие агрегаты Выпускают на рельсовом ходу — копры рельсовые (КР) и самоходные навесные (СН).
Сваепогружающие механизмы по принципу работы подразделяют на ударные и вибрационные. К числу ударных механизмов относят механические, паровоздушные и дизельные молоты.
§ 1. Копровые агрегаты на рельсовом ходу
Копровые агрегаты применяют следующих типов: простые, без поворотной платформы, для погружения вертикальных свай; полууниверсальные для погружения вертикальных и наклонных свай; универсальные, с поворотной платформой, для погружения вертикальных и наклонных свай; мостового типа для погружения вертикальных свай.
В табл. 3.1 приведены технические характеристики рельсовых копров (кроме мостового типа).
Копровый агрегат на рельсовом ходу состоит из следующих основных узлов: платформы копра, предназначенной для размещения узла опирания стрелы и тяг крепления, а также основного оборудования (лебедки, пульта управления, противовеса и др.), направляющей стрелы, ходового устройства для перемещения копра.
Копровые агрегаты простого типа марок С-427, С-428, С-429, КГ1-В, КП-12 и других предназначены для погружения вертикальных свай длиной до 32 м молотами с массой 800, 1200 и 1800 кг.
Несмотря на простоту устройства этих агрегатов, незначительную массу применяют их ограниченно из-за малой маневренности, а также других особенностей эксплуатации, изложенных'в гл. 4.
П о л у у и и в е р с а л ь н ы е копры отличаются более высоким уровнем механизации вспомогательных операций по сравнению с копрами простого типа.
На ЗЛ показана схема копрового агрегата ПМК-3-12, предназначенного для погружения свай массой до 4 т. На полнопово-
ротной тележке / смонтирована рама, к которой крепится мачта 2 с направляющей стрелой. 3, головка 4 имеет блоки для тросов, идущих к молоту и свае. Мачта раскосами 5 крепится к опорной раме, на мачте подвешен монтажный подстрелок 6. На опорной раме с противовесом 11 размещены грузовая лебедка 8, монтажная лебедка 9 и механизм поворота 7. Пусковая аппаратура расположена в кабине машиниста 10. Снизу к раме подвешены четыре гидравлических домкрата 12. При использовании копра для погружения металлического шпунта длиной 20 м мачту можно удлинять на 3850 мм путем установки дополнительной секции.
Мачта поднимается с помощью монтажного подстрелка (на 3.1 эта операция показана пунктиром). При этом исключается надобность в монтажном кране.
Рельсовые копры с поворотной платформой имеют большее распространение благодаря их повышенной маневренности. К числу указанных копров относится полноповоротный копровый агрегат КУ-20, которым погружают сваи длиной до 20 м и массой до 8 т (3.2). В этом агрегате конструкции опорной рамы и механизмов аналогичны с копром ПМК-3-12.
В заводских паспортах копровых агрегатов на рельсовом ходу указана их производительность, учитывающая только чистую работу процесса по погружению свай.
Копровый агрегат мостового типа конструкции ЦНИИОМТП предназначен для погружения сваи длиной до 12 и; особенно он эффективен на строительстве жилых домов с прямолн-
нейными фасадами большой протяженности и при ширине зданий до 14 м (3.3).
На 3.4 показана схема монтажа и транспортировки копрового агрегата мостового типа. Решетчатая берма моста перемещав ется по рельсовым путям, расположенным на берме с обеих сторон котлована. По мосту (вдоль него) передвигается тележка копра. На
копре смонтирован механизм для подтаскивания свай под наголовник молота и устройство, фиксирующее направление сваи при погружении. Копер оснащен координатко-шаговым устройством с программным управлением, которое можно настраивать на определенную типовую серию свайного фундамента.
Практика показала, что наилучшие результаты по точности погружения сваи обеспечиваются при работе копра мостового типа. Для перевода копра в транспортное положение его перемещают за пределы котлована по инвентарным рельсовым путям. Мачту