Инвентарная стальная складывающаяся свая конструкции ниимосстроя

Инвентарные сваи конструкции НИИМосстроя сечением 30´30 см длиной до 10 м предназначены для пробной забивки, динамических и статических испытаний с целью определения практически возможной глубины погружения свай, уточнения (по сравнению с табличными значениями) величин сопротивления грунтового основания под нижним концом сваи, сил трения и возможного негативного трения грунта по ее боковой поверхности.

Забивка и извлечение инвентарной сваи производятся специальной установкой на базе автомашины или трактора либо обычным копровым агрегатом с применением устройства для облегчения извлечения сложенной сваи из грунта.

Перед забивкой инвентарную сваю следует очистить от наледи и грунта, смазать солидолом трущиеся поверхности внутренних расклинивающих оболочку выступов и собрать в рабочее положение, стянув двумя хомутами. На сваю (рис. 18) следует надеть наголовник 8, с пальцем 7, связывающий оболочку 10 с сердечником 12 и внутренней трубкой 11. Предварительно следует проверить возможность свободного выдвижения внутренней трубы с острием 1 из сердечника и исправность сальника 2.

Рис. 18. Стальная складывающаяся свая:

а) свая в сборе; б) испытание сваи гидродомкратом (без анкерных свай); 1 - острие; 2 - сальник; 3, 10 - оболочка; 4 - расклинивающий сухарь; 5 - опорный диск; 6 - траверса; 7 - палец; 8 - наголовник; 9 - хомут; 11 - внутренняя труба; 12 - сердечник; 13 - вкладыш; 14 - тяга; 15 - балка; 16 - домкрат

После забивки сваи и требуемого в соответствии с ГОСТ 5686-78 отдыха ее в грунте производится испытание сваи при помощи гидравлического домкрата.

Подготовка к испытаниям заключается в следующем: удаляется палец 7, крепящий наголовник 8 к свае, и снимается наголовник; на расположенную внутри сердечника 12 трубу 11, соединенную с острием сваи 1, устанавливается стальной штамп и на него - двухступенчатый 100-тонный гидравлический домкрат 16, подключаемый к шлангу насосной станции, снабженной манометром (манометр и домкрат должны быть протарированы); устанавливается анкерное устройство, служащее упором для домкрата, состоящее из балки 15 и тяг 14, закрепляемых пальцами к траверсе 6, упирающейся в оболочку сваи 10; на специальных подставках возле сваи устанавливаются прогибомеры. Максимова, располагаемые симметрично по одному с двух противоположных сторон: два - для измерения перемещений оболочки и два - для измерения перемещений внутренней трубы с острием сваи.

Струны прогибомеров крепятся: две к оболочке сваи, две - к концам штанги, приваренной к штампу, установленному на средней трубе под домкратом. Струны должны быть вертикальны.

Нагрузка на сваю создается в результате подкачки рабочей жидкости в гидравлический домкрат. Упирая в балку анкерного устройства, домкрат передает на оболочку извлекающее усилие и одновременно вдавливает внутреннюю трубу, заканчивающуюся в нижней части острием. На рис. 19 представлена стальная складывающаяся свая, подготовленная к испытанию гидравлическим домкратом.

Испытания стальной инвентарной сваи конструкции НИИМосстроя проводятся по программе, согласованной с проектной организацией. Нагрузку рекомендуется прилагать к свае ступенями по 1/10 от ожидаемой максимальной величины сопротивления грунта под острием сваи с выдержкой во времени в соответствии с программой испытаний, но не менее 5 мин после приложения каждой ступени.

Максимальную силу трения грунта по боковой поверхности сваи для вычисления несущей способности сваи следует определять при перемещении оболочки сваи вверх на 7 мм под действием давления домкрата. Если при этом осадка острия сваи еще не достигла требуемой величины, равной 20 мм, то для возможности дальнейшего увеличения нагрузки на острие оболочку следует расклинить в грунте. Для этого удаляются опорные вкладыши, передающие усилие от траверсы на оболочку, траверса поднимается до упора в сердечник, после чего посредством подкачки домкрата сердечник поднимается и скошенными выступами опорных дисков, упирающихся в расклинивающие сухари, расклинивает оболочку с увеличением ее поперечного сечения к низу. Это увеличивает сопротивление извлечению оболочки из грунта, позволяет повысить давление на острие и определить сопротивление его погружению. Нагрузку следует повышать как и до расклинки ступенями по 1/10 от наибольшей ожидаемой с выдержкой во времени в соответствии с программой испытаний. Острие следует вдавливать на величину не более 20 мм. Сила вдавливания острия, деленная на площадь его поперечного сечения, дает сопротивление грунта Р под нижним концом сваи для определения несущей способности сваи по формуле 7 главы СНиП II-17-77 «Свайные фундаменты. Нормы проектирования».

Рис. 19. Складывающаяся свая, подготовленная к испытанию

Разгрузку сваи рекомендуется производить ступенями по 1/5 от максимально достигнутого давления.

В процессе испытаний сваи статическими осевыми нагрузками должен вестись журнал испытаний. После испытания стальная инвентарная свая складывается в грунте путем смещения сердечника вниз относительно оболочки ударами молота. При этом опорные диски сердечника смещаются с расклинивающих сухарей оболочки и ее поперечное сечение уменьшается в результате сближения соответствующих ее четырех элементов уголкового профиля. После складывания свая должна быть тотчас же извлечена, пока грунт не охватил ее вновь.

Перед складыванием после «отдыха» рекомендуется добить сваю на 5-6 см для уменьшения сцепления оболочки с грунтом. После извлечения из грунта сваю следует разобрать, очистить, смазать внутренние поверхности трущихся расклинивающих выступов и, собрав в рабочее положение, стянуть сваю двумя хомутами. Несущую способность Ф висячей забивной инвентарной стальной квадратной сваи следует определять как сумму сопротивлений грунта основания под нижним концом сваи и на ее боковой поверхности по формуле 7 главы СНиП 11-17-77 «Свайные фундаменты. Нормы проектирования».

Ф = m(m_rRF + uSm_ff_il_i), (1)

где m - коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый m = 1;

R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, т/м², определяемое по результатам статического испытания;

F - площадь опирания на грунт сваи, м²;

u - наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, т/м², определяемое по результатам статических испытаний;

l_i - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью, м;

m_f - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, принимаемый с учетом возможного негативного трения;

m_r - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый m_r = 0,8.

По результатам статических испытаний

, (2)

где P_o - сопротивление вдавливанию острия, т;

F_o - площадь поперечного сечения острия сваи.

uSm_ff_il_i = P_т, (3)

где P_т - сила трения по боковой поверхности сваи.

Расчетная нагрузка Р, допускаемая на сваю согласно СНиП II-17-77, должна быть не более

, (4)

где Ф - несущая способность сваи, т, определенная по формуле (1).

К_н - коэффициент надежности, принимаемый К_н = 1,4.