Дружинин М.К. Наставление по испытаниям грунтов в массивах

Подождите немного. Документ загружается.

; (6)

где к

- отношение стабилизированных лобовых сопротивлений погружению

зонда в грунт в естественном состоянии и при замачивании;

- отношение боковых сопротивлений погружению зонда в грунт со

стабилизацией и без нее;

R - лобовое сопротивление погружению зонда в грунт естественной

влажности, МПа;

R’ - то же для замоченного грунта;

ст

- боковое сопротивление погружению зонда при зондировании со

стабилизацией, МПа;

- то же при зондировании без стабилизации.

Рис. 11. График зависимости относительной просадочности лессового грунта от

коэффициента к

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 12. График зависимости относительной просадочности от коэффициента к

Рис. 13. График зависимости показателя просадочности П от отношения боковых

сопротивлений зонда со стабилизацией и без нее

Полученные эмпирические зависимости δ

пр

= f(к

) (рис. 11), δ

пр

= f(к

) (рис. 12)

и П = f(к

) (рис. 13) следует в дальнейшем использовать как тарировочные при

расшифровке данных зондирования: первую для результатов испытания при

замачивании, вторую и третью при зондировании грунта естественной влажности.

Надлежит отдавать предпочтение более тесной связи.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

При к

> 0,7 грунты, как правило, непросадочны; при к

= 0,7÷1,0 просадочность

грунтов возможна; а при к

> 1,0 вероятность просадочности их повышена.

2.14. Результаты статического зондирования следует применять для определения

сопротивления грунта под острием и по боковой поверхности сваи [3, 8-11].

Нормативное сопротивление грунта под нижним концом сваи R

, кПа, по

результатам зондирования определяется по формуле

, (7)

где β

- коэффициент, принимаемый при зондировании установками С-979 и СП-59

по табл. 2, а установками ЦНИИС и С-832 равным 0,5;

- среднее значение сопротивления грунта при зондировании, кПа, под

наконечником зонда, полученное из опыта на участке разреза,

расположенном в пределах одного диаметра сваи выше и четырех ее

диаметров ниже отметки острия погружения сваи по проекту.

Коэффициенты β

, β

и β

перехода от сопротивления грунта при зондировании

под наконечником зонда q

к нормативному сопротивлению грунта под нижним

концом сваи ρ

и от сопротивления грунта по боковой поверхности зонда f

и f

нормативному сопротивлению грунта по боковой поверхности сваи f

приведены в

табл. 2.

Таблица2

Коэффициент β

перехода от f

к f

при глубине расположения слоя

грунта, м

, кПа

Коэффициент

перехода

от q

к R

, f

кПа

Коэффициент

перехода

от f

к f

1 2 3 h

2500 0,75 20 1,5 0,50 0,50 0,50 0,5

5000 0,6 40 1,0 0,21 0,33 0,40 0,5

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Коэффициент β

перехода от f

к f

при глубине расположения слоя

грунта, м

, кПа

Коэффициент

перехода

от q

к R

, f

кПа

Коэффициент

перехода

от f

к f

1 2 3 h

7500 0,5 60 0,7 0,17 0,27 0,33 0,5

10000 0,4 80 0,5 0,15 0,24 0,29 0,5

15000 0,3 100 0,4 0,14 0,22 0,26 0,5

20000 0,25 120 - 0,12 0,20 0,23 0,5

Примечание. При глубине расположения слоев от 3 м до глубины забивки сваи h

значения коэффициента β

определяются интерполяцией.

Нормативное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи f

, кПа, по

результатам статического зондирования определяется по формулам:

при зондировании установками С-979 и СП-59

= β

; (8)

при зондировании установками С-832 и ЦНИИС

, (9)

где β

и β

- коэффициенты, принимаемые по табл. 2;

- среднее значение удельного сопротивления грунта по боковой

поверхности зонда, кПа; определяется как частное от деления бокового

сопротивления на площадь боковой поверхности зонда в пределах от

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

поверхности грунта в точке зондирования до уровня расположения

нижнего конца сваи в выбранном несущем слое;

- среднее удельное сопротивления i-го слоя грунта по боковой

поверхности зонда, кПа;

- толщина i-го слоя грунта, м.

Испытания свай

2.15. Пробные испытания свай надлежит выполнять в тех относительно редких

случаях, когда статическое зондирование грунтов основания проектируемого

сооружения или здания (см. п. 2.14) не дает ответа на вопросы, поставленные в п.

1.3 ГОСТ 5686-78: проверка возможности погружения свай на намечаемую

глубину и определение зависимости характера и размеров их перемещения в грунте

от нагрузки.

Опытные испытания следует поручать строительной или специализированным

организациям на договорных началах по заданию и под наблюдением проектно-

изыскательской организации - заказчика испытаний. При выполнении испытаний

строительной организацией надлежит применять стандартные сваи, сваи-оболочки

и столбы, используемые в строительстве [12], а при работе изыскателей -

инвентарные сваи ИИС-127, используемые в трестах инженерно-строительных

изысканий объединения Стройизыскания Госстроя РСФСР [13].

Конструкция сваи ИИС-127 показана на рис. 14.

Техническая характеристика

Глубина испытаний, м До 20

Максимальное рабочее давление, МПа 20

Диаметр рабочего наконечника, мм 127

Длина звена, м 1-1,5

Площадь подвижной оболочки, м

0,25

Масса сваи, кг До 300

Масса двух анкерных свай и насоса с маслопроводом, кг 350

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 14. Общий вид инвентарной испытательной сваи ИИС-127:

1 - наконечник; 2 - направляющая секция; 3 - ствол сваи; 4 - балка; 5 - маслопровод;

6 - наголовник; 7 - анкерные сваи; 8 - переходник

На площадке испытаний проходят две неглубокие скважины для завинчивания

анкерных свай. Устанавливают балку, через отверстия которой пропускают сваю,

погружают ее вибратором на заданную глубину, а затем закрепляют на этой балке

анкерами. Подключают станцию НСР-400М и подкачивают масло в

гидравлическую систему для перемещения острия, а затем и боковой части сваи.

Сопротивление грунта перемещению выдвижного наконечника (рис. 15) и самой

сваи фиксируют по образцовому манометру. При достижении постоянного

давления, свидетельствующего о незатухающей осадке, опыт на данном горизонте

считают законченным. Результаты испытаний заносят в журнал. На основании их

строят графики нормативного сопротивления грунта под острием сваи и по ее

боковой поверхности по глубине изучаемого разреза.

Расчетную величину P, МПа, несущей способности проектируемой сваи находят

по формуле

Р = 0,64 (R

св

+ F

ср

Ul), (10)

где R

- нормативное сопротивление грунта под острием сваи, взятое по графику

на отметке острия, МПа;

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

св

- площадь поперечного сечения сваи, м

;

U - периметр поперечного сечения проектируемой сваи, м;

l - глубина погружения сваи в грунт, м;

ср

- среднее нормативное сопротивление грунтов по боковой поверхности

сваи

, (11)

Здесь CO

= f

ср

- площадь условной эпюры бокового сопротивления сваи на i-м

участке, определяемая по графику, МПа.

Остальное оборудование следует подбирать в соответствии с требованиями

ГОСТ 5686-78 и по рекомендациям [12, 14].

2.16. Статические испытания свай выполняют также для установления несущей

способности мерзлых грунтов и деформативных характеристик пластично-мерзлых

разностей. Для исключения контакта сваи с грунтами деятельного слоя в нем

надлежит выкапывать приямок и заполнять его термоизоляционным материалом.

Если требуется усилить опытную сваю, следует повысить в ней процент

армирования либо применить бетон более высокой марки. Во избежание

растрескивания головы сваи в процессе испытания на нее надевают металлический

наголовник с помятой деревянной прокладкой.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 15. Кинематическая схема наконечника инвентарной испытательной сваи

ИИС-127:

1 - выдвижное острие; 2 - подвижная оболочка; 3 - гидроцилиндр; 4 - поршень со

штоком; 5 - ствол сваи; 6 - маслопровод

В процессе испытаний надлежит наблюдать за температурой грунтов, измеряя ее

через 0,5 м до глубины 5 м, через 1 м до 10 м и далее через 2 м до глубины на 4 м

ниже конца сваи, но не менее, чем на всю мощность зоны годовых колебаний

температуры в вечномерзлой толще. Точность измерений должна быть не менее 0,1

°С в грунтах с температурой выше минус 1 °С и не менее 0,2 °С в более

охлажденных грунтах. Если температура грунтов ниже минус 2 °С, испытания свай

следует проводить в летне-осенний период, в прочих случаях также и зимой.

Для измерения температуры грунта можно применять связки ртутных или

спиртовых вытяжных заленивленных термометров, электрических термометров

сопротивления (устанавливаемых также и постоянно), термисторов, термопар и др.

К статическим испытаниям надлежит приступать только после полного

вмерзания сваи и восстановления вокруг нее естественного температурного режима

вечномерзлой толщи. Ориентировочные сроки вмерзания свай в вечномерзлые

грунты приведены в табл. 3.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Таблица3

Сроки вмерзания свай, сут., на глубине

годовых нулевых амплитуд 10-15 м при

температуре грунта, °С

Способ погружения свай в

вечномерзлые грунты

-0,5 -1 -1,5 -3

Погружение в пробуренные скважины,

диаметр которых превышает

наибольший размер поперечного

сечения сваи, с заполнением скважин

грунтовым раствором

80/50 40/30 25/15 12/6

Бурозабивной с применением молотов 2/1 1/1 1/1 -

Бурозабивной с применением

вибропогружателей

20/15 10/8 7/5 3/5

2/1 1/1 - -Забивной с применением молотов

или определяют время вмерзания свай по

теплотехническим расчетам

Примечание. В числителе указаны сроки вмерзания в летне-осенний, а в

знаменателе - в зимне-весенний период.

Полноту вмерзания сваи и восстановления естественного температурного

режима в окружающем вечномерзлом грунте устанавливают по данным

регулярных замеров температуры в слое грунта, контактирующем с боковой

поверхностью сваи, проводя измерения в твердомерзлых грунтах не реже одного

раза в сутки и не реже одного раза в неделю в пластично-мерзлых.

Обработку результатов статических испытаний свай, регламентированную

ГОСТ 5686-78, при испытаниях сваи в вечномерзлых грунтах дополняют

составлением сводного графика суммарная осадка - время, включающего ступени

затухающего деформировании и незатухающей ползучести - прогрессивного

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

течения (рис. 16), и графика зависимости скорости осадки сваи от нагрузки (рис.

17).

Рис. 16. Сводный график развития суммарных осадок S сваи во времени t для всех

ступеней нагрузок при загружении:

а - прерывистом; б - монотонном

Рис. 17. График зависимости скорости осадки V от нагрузки P на сваю

(реологическая кривая)

Несущую способность сваи принимают равной 0,8 величины нормативного

сопротивления P

, МПа, сваи статической нагрузке [14]. Последнее устанавливают

по исходным данным испытания и графикам зависимости осадки от нагрузки и

вычисляют по формуле

= к P

пр

, (12)

где к - коэффициент, принимаемый в период наибольшего охлаждения грунтов в

толще сливающейся вечной мерзлоты равным 0,5, а в период максимальных

температур в толще несливающейся мерзлоты равным 1;

пр

- предельно длительное сопротивление сваи, определяемое по исходным

данным испытания и графикам: суммарная осадка - время, нагрузка - осадка

и нагрузка - скорость осадки; его принимают равным нагрузке на

предпоследней по графику ступени, являющейся последней ступенью

затухающего деформирования.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru