Спосіб випробувань ґрунтів палями

Реферат: Винахід належить до будівництва, зокрема до інженерних вишукувань, і може бути використаний при польових випробуваннях вдавлювальними статичними навантаженнями ґрунтів натурними буровими палями чи баретами, що мають, в основному, значну несучу здатність. UA 113898 C2 (12) UA 113898 C2 Запропонований спосіб випробуваня ґрунтів палями, що розбиті на сегменти, між якими встановлюють гідравлічні осередки для випробування кожного сегмента, передбачає, що будьякий сегмент палі випробовують вдавлювальним навантаженням за рахунок наявності анкерної системи на поверхні. UA 113898 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонований винахід належить до будівництва, зокрема до інженерних вишукувань, і може бути використаний при польових випробуваннях статичними навантаженнями ґрунтів натурними буровими палями чи баретами, що мають, в основному, значну несучу здатність на вдавлювальні навантаження. У цій галузі нормативним та найпоширеним є метод випробування статичним вдавлювальним навантаженням палі [1], де навантаження прикладається до її голови за допомогою стандартного гідравлічного обладнання та/або застосуванням тарованих вантажів чи різних конструкцій анкерних систем. В процесі випробування ґрунтів палями досліджують напружено-деформований стан системи «ґрунтова основа - паля» за допомогою як звичайних прогиномірів, так і сучасних датчиків та обладнання, на підставі чого за різними методиками визначають несучу здатність паль [2]. При потенційно високих значеннях несучою здатності паль застосування анкерної системи на поверхні є економічно недоцільним або зовсім технічно неможливим. Тому, у світі все частіше застосовують так званий «метод Остербергу» чи «метод зануреного домкрату» [3-5], застосування якого регламентується американськими нормами [6]. Суть способу Остербергу полягає у тому, що статичне навантаження прикладається не до голови палі, а уздовж повздовжньої осі її конструкції на деякій глибині за допомогою гідравлічного осередку (О-сеll) [4], що забезпечує незалежний рух однієї частини палі вверх, а другої - вниз. Тобто виникає самоврівноважена випробувальна система, що не потребує додаткової анкерної системи на поверхні. Спеціальна конструкція гідравлічного осередку (О-cell) з додатковими датчиками, приладами та іншим обладнанням, в тому числі уздовж арматурного каркаса, дозволяє досліджувати напружено-деформований стан системи «ґрунтова основа-паля» у процесі випробувань та після обробки результатів визначати несучу здатність палі. Однак, напрям руху «вверх» верхньої частина палі (як при висмикувальному навантаженні) у процесі випробувань способом Остербергу формує інший напружено-деформований (НДС) стан системи «ґрунтова основа-паля» на відміну від реального вдавлювального навантаження, яке прикладається до голови палі у процесі будівництва, що призводить до суттєвих помилок у визначенні несучої здатності палі у бік заниження цієї величини. Це доведено нашими останніми науковими дослідженнями [7, 8] та іншими дослідниками при випробуваннях паль на дію висмикувальних та вдавлювальних навантажень. Більш того, розташування одного (Onelevel O-cell) чи декількох (Multi-level O-cell) осередків Остербергу створює проблему забезпечення самоврівноваження системи (співвідношення несучої здатності окремих сегментів системи) у зв'язку з невитриманістю нашарувань різних ґрунтів, відхиленнями їх фізикомеханічних властивостей та припущеннями у попередніх інженерних розрахунках, що не завжди дозволяє забезпечити правильне співвідношення несучої здатності сегментів палі та знижує надійність результатів випробувань. Поставлено задачу - підвищити точність та надійність результатів випробувань ґрунтів багатосегментними палями, що сприймають вдавлювальне навантаження. Поставлена задача розв'язується за рахунок того, що спочатку передається частина очікуваного повного навантаження до голови палі за рахунок наявності анкерної системи на поверхні, а інша частина навантаження передається уздовж осі конструкції палі на різних рівнях по глибині за допомогою відомих способів передачі навантаження. При цьому в процесі випробувань кожний етап передачі навантаження здійснюється зверху-донизу уздовж осі палі, що забезпечує контрольовану реакцію для формування взаємодії кожної частини бічної поверхні дослідної палі з ґрунтом максимально наближеною до реальної роботи системи «ґрунтова основа-паля». На кресленні наведено принципову схему способу проведення випробувань натурної палі 1, що розбита на сегменти довжиною 2, 3 та 4, між якими встановлено спеціальні гідравлічні осередки 5, а на поверхні створено анкерну систему 6 будь-якої конструкції для можливості передачі навантаження до голови палі у напрямку 7 за допомогою домкрата 8. Суть способу полягає в тому, що будь-який випробувальний сегмент палі, до якого прикладається навантаження рушає тільки вниз у напрямку 7 за рахунок наявності на поверхні анкерної системи 6. Це дозволяє формувати максимально наближений напруженодеформований стан системи «ґрунтова основа-паля» при визначенні несучої здатності палі, яка розбита на сегменти, на вдавлювальне навантаження. Застосування способу статичного випробування вдавлювальними навантаженнями паль значної несучої здатності, які розбиваються на сегменти, дозволяє підвищити точність та надійність результатів випробувань ґрунтів палями. Джерела інформації: 1 UA 113898 C2 5 10 15 20 1. ДСТУ Б В.2.1-1-95. Ґрунти. Методи польових випробувань палями. Київ: Укрархбудінформ, 1997. - 58 с. 2. ДСТУ Б В.2.1-27:2010. Палі. Визначення несучої здатності за результатами польових випробувань. - Київ: Мінрегіонбуд України, 2011. - 11 с. 3. Osterberg, J.O., 1984, "A New Simplified Method for Load Testing Drilled Shafts", FOUNDATION DRILLING, Vol. XXIII, No. 6 (July/August, 1984), ADSC, p.9. 4. Patent US4614110 (A), United State. E02D1/02, E02D33/00, G01L5/00. Device for testing the load-bearing capacity of concrete-filled earthen shafts (Osterberg Jorj O.). - 30.09.1986. 5. Osterberg J.O. New Device for Load Testing Driven Piles and Drilled Shafts Separates Friction and End Bearing // Proceedings: International Conference on Piling and Deep Foundations, London, A. A. Balkema. 1989. Pp. 421. 6. ASTM D1143M-07 Standard Test Methods for Deep Foundations Under Static Axial Compressive Load., ASTM International. 2007. 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States. 7. Самородов, А.В. Полевые исследования несущей способности буроинъекционных свай при действии выдергивающих и вдавливающих нагрузок / А.В. Самородов, С.В. Табачников // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). - Вип. 4 (34). Т1 - 2012. Стор. 258-264. 8. Самородов, А.В. Метод определения сил сопротивления по боковой поверхности свай / А.В. Самородов, С.В. Табачников / Збірник наукових праць Української державної академії залізничного транспорту. - Харків: УкрДАЗТ. - Вип. 151, Т.2., 2015. - Стор. 50-55. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Спосіб випробування ґрунтів палями, що розбиті на сегменти, між якими встановлюють гідравлічні осередки для випробування кожного сегмента, який відрізняється тим, що будьякий сегмент палі випробовують вдавлювальним навантаженням за рахунок наявності анкерної системи на поверхні. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2