Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения несущей способности свай в существующих фундаментах при обследовании зданий перед реконструкцией.

Известен способ определения несущей способности свай в существующих фундаментах, включающий отрывку фундамента, обнажение низа ростверка, отделение сваи от ростверка, установку между ростверком и верхним торцом сваи домкрата, ступенчатое нагружение сваи вдавливающей вертикальной нагрузкой с измерением ее осадки (Nevzorov A, Nikitin A, Korshunov A, Veshnyakov V. Estimation of bearing capacity of piles while reconstructing buildings, Kanazawa e-Publishing Co., Ltd, 2012, 847-852) и (А.Л. Невзоров, A.B. Никитин, A.B. Заручевных. Город на болоте: монография. - Архангельск: ИПЦ САФУ, 2012, с. 104-111).

Недостатком способа является погрешность в определении несущей способности, возникающая из-за полного снятия нагрузки на сваю при отделении ее от ростверка. Свая после снятия нагрузки получает неконтролируемое перемещение вверх. При повторном нагружении домкратом напряженное состояние вмещающего сваю массива грунта отличается от исходного. Кроме того, при обследовании зданий, особенно претерпевших деформации, иногда вывести из работы сваю не представляется возможным.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обследования существующего свайного фундамента, включающий отрывку фундамента, обнажение подошвы ростверка, отделение сваи от ростверка, установку между подошвой ростверка и верхним торцом сваи домкрата и статистическое испытание сваи вдавливанием, непрерывное с момента отрывки фундамента измерение перемещений фундамента и сваи (Авторское свидетельство СССР №1749389 A1, МПК G02D 33/00, 1992 - прототип).

В способе предусмотрено измерение перемещений сваи после снятия нагрузки, однако из-за отличия напряженного состояния грунтового основания при повторном нагружении от исходного несущую способность сваи можно найти лишь путем численного моделирования фундамента, что требует знания нескольких деформационных характеристик грунтов. Кроме того, как отмечалось выше, вывести из работы одну из свай в фундаменте иногда не представляется возможным.

Задачей изобретения является повышение достоверности и безопасности определения несущей способности свай в фундаментах зданий.

Это достигается тем, что в способе испытания свай статической нагрузкой, включающем отрывку фундамента, обнажение подошвы ростверка, отделение сваи от ростверка, статическое испытание сваи вдавливанием, измерение перемещений сваи, после обнажения подошвы ростверка со стороны противоположных углов поперечного сечения ствола сваи поочередно выполняют две прорези, в каждую из которых устанавливают плоские домкраты, перерезают арматуру, размещенную в двух других углах поперечного сечения ствола сваи, а отделение сваи от ростверка выполняют растяжением оставшегося бетонного сечения ствола сваи при начале статического нагружения сваи домкратами.

Схема испытаний сваи показана на чертежах, где на фиг. 1 дан вид спереди до начала нагружения сваи, на фиг. 2 - вид спереди в ходе нагружения, на фиг. 3 - поперечное сечение ствола сваи после выполнения первой прорези и установки в нее домкрата, на фиг. 4 - поперечное сечение ствола сваи после выполнения второй прорези и установки в нее домкрата, на фиг. 5 - поперечное сечение ствола сваи после прорезки арматуры в углах.

Способ осуществляют следующим образом.

После отрывки грунта рядом с фундаментом, включающего ростверк 1 и сваи 2 (показана одна свая), обнажаются подошва ростверка 3 и верхняя часть ствола сваи, в которой с одного из углов выполняют прорезь 4 и устанавливают в нее плоский домкрат 5. В домкрат нагнетают рабочую жидкость, обеспечивая усилие распора

N=F(а/А),

где F - расчетная нагрузка на сваю,

а - площадь поперечного сечения прорези,

А - площадь поперечного сечения ствола сваи.

Затем с противоположного угла выполняют вторую прорезь 6, устанавливают в нее второй домкрат 7 и нагнетают в него рабочую жидкость, обеспечивая такое же усилие распора.

Выполняют прорези 8 и 9 в двух других углах поперечного сечения ствола сваи, перерезая рабочую арматуру.

С помощью одной насосной станции нагнетают рабочую жидкость в два домкрата одновременно. Ствол сваи 2 начинает перемещаться вниз, образуя разрыв 10 в ослабленном поперечном сечении ствола.

Увеличивая ступенями нагрузку на сваю и измеряя осадку, выполняют статическое испытание. Завершают испытания после достижения заданного программой испытаний значения нагрузки или предельных перемещений сваи. Снижают давление рабочей жидкости в домкратах 5, 7 до величины усилия распора N, найденной по приведенной выше формуле. После чего, сохраняя давление в одном из домкратов, сбрасывают давление во втором и извлекают его из прорези. Заполняют прорезь бетонной смесью, приготовленной на быстротвердеющем цементе. После набора бетоном прочности сбрасывают давление во втором домкрате и извлекают его из прорези. Заполняют бетоном вторую прорезь.

Предлагаемый способ испытания свай статической нагрузкой позволяет определять несущую способность, не выключая испытуемую сваю из работы, не снижая нагрузку на нее и не допуская перемещений, возникающих обычно при снятии нагрузки. Напряженное состояние вмещающего сваю массива грунта, сформировавшееся за время эксплуатации фундамента, до начала испытаний остается неизменным, тем самым повышается достоверность определения несущей способности сваи в фундаментах зданий.