RU2502847C1 - Method to determine bearing capacity of pile - Google Patents

Method to determine bearing capacity of pile Download PDF

Info

Publication number
RU2502847C1
RU2502847C1 RU2012122909/28A RU2012122909A RU2502847C1 RU 2502847 C1 RU2502847 C1 RU 2502847C1 RU 2012122909/28 A RU2012122909/28 A RU 2012122909/28A RU 2012122909 A RU2012122909 A RU 2012122909A RU 2502847 C1 RU2502847 C1 RU 2502847C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pile
model
piles
natural
bearing capacity
Prior art date
Application number
RU2012122909/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012122909A (en
Inventor
Виктор Викторович Денисенко
Павел Алексеевич Ляшенко
Александр Игоревич Остапенко
Юрий Петрович Васильев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ")
Priority to RU2012122909/28A priority Critical patent/RU2502847C1/en
Publication of RU2012122909A publication Critical patent/RU2012122909A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2502847C1 publication Critical patent/RU2502847C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: continuously rising impressing load at a model pile is applied with permanent speed, and its value is accepted depending on diameter of the model pile, moisture, limits of plasticity and coefficient of soil porosity under a lower end of an experimental pile, based on the formula. Registration of the impressing load and settling of the model pile is carried out continuously with error of 100-200 N for the impressing load and 0.005-0.010 mm for pile setting. According to the data of registration of the impressing load and setting of the model pile, a curve is built for dependence of model pile setting speed on the impressing load, which is broken into three sections - 1st section with the permanent linear speed of model pile setting, 2nd section with non-linearly increasing speed of model pile setting that is 5-10 times higher than on the 1st section, and the 3rd section with the speed of model pipe setting that is 5-10 times higher than on the 2nd section, and the bearing capacity of the natural pile in the structure foundation is calculated using the data of the curve of dependence of model pile setting speed on the impressing load according to the formula.
EFFECT: higher validity and accuracy of determination of bearing capacity of a natural pile in a structure foundation and reduced labour costs.
1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения несущей способности натуральных свай в фундаменте сооружений.The invention relates to the field of engineering surveys and is intended, in particular, to determine the bearing capacity of natural piles in the foundation of structures.

Известен способ определения несущей способности сваи [ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. - М.: Изд. стандартов, 1996], включающий приложение на модельную сваю вдавливающей нагрузки ступенями с выдержкой каждой во времени до условной стабилизации осадки сваи. За несущую способность сваи принимают значение вдавливающей нагрузки последней ступени, после которой происходит непрерывное возрастание осадки сваи [СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. - М.: 2011. - 85 с.].A known method of determining the bearing capacity of piles [GOST 5686-94. Soils. Field test methods by piles. - M.: Publishing. Standards, 1996], which includes application of a pressing load on a model pile with steps with each holding in time until the pile is conditionally stabilized. For the bearing capacity of the piles take the value of the pressing load of the last stage, after which there is a continuous increase in the pile upset [SP 24.13330.2011 Pile foundations. Updated version of SNiP 2.02.03-85. - M .: 2011. - 85 p.].

Способ имеет следующие недостатки:The method has the following disadvantages:

- режим приложения вдавливающей нагрузки ступенями с выдержкой до стабилизации осадки сваи не соответствует режиму нагружения свай в фундаменте при строительстве сооружений, при котором нагрузка увеличивается практически постоянно [Россихин Ю.В., Битайнис А.Г. Осадки строящихся сооружений. - Рига: Зинатне, 1980. - 339 с.];- the mode of applying the pressing load in steps with holding until stabilization of the pile upset does not correspond to the loading mode of the piles in the foundation during the construction of structures, in which the load increases almost constantly [Rossikhin Yu.V., Bitainis AG Precipitation of buildings under construction. - Riga: Zinatne, 1980. - 339 p.];

- неопределенная длительность испытаний, т.к. до начала испытаний не известно количество ступеней и время выдержки каждой ступени нагрузки до стабилизации осадки сваи;- indefinite duration of tests, as before the start of the tests, the number of stages and the exposure time of each stage of the load to stabilize the pile upset are not known;

- за несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения принимается значение вдавливающей нагрузки, при которой наступает непрерывная осадка сваи и соответственно потеря ее несущей способности;- for the bearing capacity of a natural pile in the foundation of the structure, the value of the pressing load is taken, at which continuous settlement of the pile occurs and, accordingly, the loss of its bearing capacity;

- низкая достоверность и точность определения несущей способности сваи натуральной сваи в фундаменте сооружения.- low reliability and accuracy of determining the bearing capacity of piles of natural piles in the foundation of the structure.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ определения несущей способности забивных свай [Авт.св. СССР на изобретение №505769 E02D 3/00, E02D 33/00 и G09B 25/00, БИ №9, 1976 (прототип)], включающий приложение на модельную сваю непрерывно возрастающей нагрузки до наступления ее перемещения со скоростью 0,02-0,03 м/мин. Нагрузка, соответствующая этой скорости, принимается в качестве предельной несущей и моделируется на реальную (натуральную) сваю по формулеClosest to the claimed invention is a method for determining the bearing capacity of driven piles [Auth. USSR for invention No. 505769 E02D 3/00, E02D 33/00 and G09B 25/00, BI No. 9, 1976 (prototype)], including the application on a model pile of a continuously increasing load until it moves at a speed of 0.02-0, 03 m / min. The load corresponding to this speed is taken as the ultimate carrier and is modeled on a real (natural) pile according to the formula

P P = P M U P U M , ( 1 )

Figure 00000001
P P = P M U P U M , ( one )
Figure 00000001

где РP - несущая способность реальной (натуральную) сваи;where P P is the bearing capacity of a real (natural) pile;

РM - предельная нагрузка на модельную сваю;P M - ultimate load on a model pile;

UP и UM - периметры сечений, соответственно, реальной и модельной свай. U P and U M are the perimeters of sections, respectively, of real and model piles.

Этот способ имеет следующие недостатки:This method has the following disadvantages:

- погружение модельной сваи в грунт производится непрерывно возрастающей нагрузкой без учета ее размеров и свойств испытываемых грунтов [Денисенко В.В., Ляшенко П.А., Снежкин Б.А. Особенности поведения глинистых грунтов при сжатии постоянно возрастающей нагрузкой // Сб. науч. Тр. Гидропроекта, 1990, вып.143. - С.161-166] с произвольной скоростью до наступления перемещения сваи со скоростью 0,02-0,03 м/мин, что исключает возможность консолидации грунта вокруг сваи и снижает значение ее несущей способности;- immersion of a model pile in the soil is made by a continuously increasing load without taking into account its size and properties of the tested soils [Denisenko VV, Lyashenko PA, Snezhkin BA Features of the behavior of clay soils under compression with an ever-increasing load // Sat. scientific Tr. Hydroproject, 1990, issue 143. - S.161-166] with an arbitrary speed before the movement of the pile at a speed of 0.02-0.03 m / min, which eliminates the possibility of consolidation of the soil around the pile and reduces the value of its bearing capacity;

- при определении несущей способности реальной (натуральную) сваи не учитываются соотношение длин модельной и реальной свай; расчетные длительности нагружения модельной сваи и реальной сваи в фундаменте сооружения; предельная допускаемая величина и скорость осадки реальной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая из строительных норм в зависимости от конструкции здания или сооружения;- when determining the bearing capacity of real (natural) piles, the ratio of the lengths of model and real piles is not taken into account; Estimated loading times of model piles and real piles in the foundation of the structure; the maximum permissible value and the rate of settlement of a real pile in the foundation of the structure, taken from the building code, depending on the structure of the building or structure;

- за несущую способность реальной (натуральную) сваи в фундаменте сооружения принимается значение вдавливающей нагрузки, при которой наступает непрерывная осадка сваи со скоростью 0,02-0,03 м/мин и соответственно потеря ее несущей способности;- for the bearing capacity of a real (natural) pile in the foundation of the structure, the value of the pressing load is taken, at which continuous pile settlement occurs at a speed of 0.02-0.03 m / min and, accordingly, the loss of its bearing capacity;

- низкая достоверность и точность определения несущей способности реальной сваи в фундаменте сооружения.- low reliability and accuracy of determining the bearing capacity of a real pile in the foundation of the structure.

Задача изобретения - приближение условий испытания модельной сваи к условиям работы натуральной сваи в фундаменте сооружения.The objective of the invention is the approximation of the test conditions of the model pile to the working conditions of a natural pile in the foundation of the structure.

Технический результат изобретения - повышение достоверности и точности определения несущей способности натуральной (реальной) сваи в фундаменте сооружения и сокращение трудозатрат.The technical result of the invention is to increase the reliability and accuracy of determining the bearing capacity of a natural (real) pile in the foundation of the structure and reduce labor costs.

Технический результат достигается тем, что в способе определения несущей способности сваи, включающем приложение на модельную сваю непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки до потери ее несущей способности, регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки сваи и расчет несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения:The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the bearing capacity of a pile, including applying to the model pile a continuously increasing pressing load until the loss of its bearing capacity, recording the pressing load and draft of the pile and calculating the bearing capacity of the natural pile in the foundation of the structure:

непрерывно возрастающую вдавливающую нагрузку на модельную сваю прикладывают с постоянной скоростью, а ее величину принимают в зависимости от диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом модельной сваи по формулеa continuously increasing pressing load on the model pile is applied at a constant speed, and its value is taken depending on the diameter of the model pile, humidity, ductility limits and soil porosity coefficient under the lower end of the model pile according to the formula

U m = 0,048 D m 2 10 0,106 + 8,60 / I P 1,1 W / W L + 1,01 e ( 2 )

Figure 00000002
U m = 0,048 D m 2 10 0.106 + 8.60 / I P - 1,1 W / W L + 1.01 e ( 2 )
Figure 00000002

где 0,048 - эмпирический коэффициент, кПа/мин;where 0,048 is an empirical coefficient, kPa / min;

Um - скорость непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки, кН/мин;U m is the speed of continuously increasing pressing load, kN / min;

Dm - диаметр модельной сваи, м;D m is the diameter of the model pile, m;

IP - число пластичности грунта под нижним концом модельной сваи;I P is the number of soil plasticity under the lower end of the model pile;

W и WL - влажность природная и влажность на пределе текучести, соответственно, грунта под нижним концом модельной сваи;W and W L - natural humidity and moisture at the yield strength, respectively, of the soil under the lower end of the model pile;

e - коэффициент пористости грунта под нижним концом модельной сваи,e is the coefficient of porosity of the soil under the lower end of the model piles,

регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи производят непрерывно с погрешностью 100-200 Н для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи,registration of the pressing load and draft of the model pile is carried out continuously with an error of 100-200 N for the pressing load and 0.005-0.010 mm for draft of the pile,

по данным регистрации вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи строят график зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки, который разбивают на три участка - на 1-й участок с постоянной линейной скоростью осадки модельной сваи, на 2-й участок с нелинейно увеличивающейся скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 1-м участке, и на 3-й участок со скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 2-м участке, а несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения рассчитывают с использованием данных графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки по формулеaccording to the registration data of the pressing load and draft of the model pile, a graph is plotted of the rate of draft of the model of the pile on the pressing load, which is divided into three sections - to the 1st section with a constant linear speed of draft of the model pile, to the 2nd section with a non-linearly increasing rate of draft of the model piles are 5-10 times larger than in the 1st section, and in the 3rd section with a model pile settlement rate of 5-10 times greater than in the 2nd section, and the bearing capacity of a natural pile in the foundation of the structure is calculated with used eat a graph of data rate precipitation model piles are pressed by the load by the formula

Ф n = α ф Ф m , ( 3 )

Figure 00000003
F n = α f F m , ( 3 )
Figure 00000003

где Фn - несущая способность натуральной сваи в фундаменте сооружения;where f n - the bearing capacity of a natural pile in the foundation of the structure;

Фm - несущая способность модельной сваи, определяемая как значение вдавливающей нагрузки в конце 2-го участка графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки;F m is the bearing capacity of the model pile, defined as the value of the pressing load at the end of the 2nd section of the graph of the deposition rate of the model pile on the pressing load;

αф - коэффициент подобия несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения свайα f - the coefficient of similarity of the bearing capacity of the model piles and natural piles in the foundation of the construction of piles

α ф = ( L n L m ) 2 D n D m t n t m ( S n S m ) 1 ( V n V m ) 2

Figure 00000004
α f = ( L n L m ) 2 D n D m t n t m ( S n S m ) - one ( V n V m ) 2
Figure 00000004

где Lm и Ln - соответственно длины модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;where L m and L n are the lengths of the model pile and natural pile in the foundation of the structure, respectively;

Dm и Dn - соответственно диаметры модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;D m and D n - respectively, the diameters of the model piles and natural piles in the foundation of the structure;

tm и tn - расчетные длительности испытания модельной сваи и нагружения натуральной сваи в фундаменте сооружения;t m and t n are the calculated duration of the test model piles and loading of natural piles in the foundation of the structure;

Sm - приращение осадки модельной сваи на 2-ом участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки перед исчерпанием несущей способности модельной сваи;S m - increment of draft of the pile on the 2nd plot of the graph of the rate of draft of the pile on the pressing load before the exhaustion of the bearing capacity of the model pile;

Sn - предельная осадка натуральной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая из строительных норм в зависимости от конструкции здания или сооружения;S n - the maximum draft of natural piles in the foundation of the structure, taken from the building code, depending on the structure of the building or structure;

Vm - средняя скорость осадки модельной сваи на 2-м участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки;V m is the average sedimentation speed of the model pile in the 2nd plot of the graph of the dependence of the sedimentation speed of the model pile on the pressing load;

Vn - допустимая скорость осадки натуральной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая в зависимости от конструкции здания или сооружения (см. таблицу).V n - the permissible settlement rate of natural piles in the foundation of the structure, taken depending on the structure of the building or structure (see table).

ТаблицаTable Предельные значения скорости деформации оснований фундаментов в зависимости от вида и конструктивных особенностей зданий и сооружений [Россихин Ю.В., Битайнис А.Г. Осадки строящихся сооружений. - Рига: Зинатне, 1980. - 339 с.]Limit values of the strain rate of the foundations of foundations, depending on the type and design features of buildings and structures [Rossikhin Yu.V., Bitainis AG Precipitation of buildings under construction. - Riga: Zinatne, 1980. - 339 p.] Вид сооруженияType of construction Допустимая скорость осадки сваи, Vn, см/год (мм/час)Permissible pile upsetting speed, V n , cm / year (mm / hour) Жилые и общественные многоэтажные здания:Residential and public high-rise buildings: - панельные и каркасно-панельные при L/B≥7- panel and frame-panel with L / B≥7 20 (0,023)20 (0,023) - то же, при 4<L/B<1- the same, for 4 <L / B <1 30 (0,034)30 (0,034) - с несущими стенами из крупных блоков и кирпича (кладка без армирования) при L/B>7- with load-bearing walls of large blocks and bricks (masonry without reinforcement) with L / B> 7 30 (0,034)30 (0,034) - то же, при 4<UB<1- the same, for 4 <UB <1 40 (0,045)40 (0,045) - то же, усиленные поясами жесткости, располагаемыми не реже, чем через один этаж- the same, reinforced with stiffening belts, located not less than one floor 40 (0,045)40 (0,045) Производственные здания многоэтажные в полном каркасеFull-frame multi-story industrial buildings 30 (0,034)30 (0,034) Примечание: L - длина и B - ширина зданияNote: L is the length and B is the width of the building.

Приложение на модельную сваю непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки с постоянной скоростью и определение этой скорости с учетом диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом модельной сваи по формуле (2) более точно моделирует условия работы натуральной сваи в фундаменте сооружения при испытании модельной сваи и таким образом повышает достоверность определения несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения.The application on a model pile of a continuously increasing pressing load at a constant speed and the determination of this speed taking into account the diameter of the model pile, humidity, plasticity limits and the coefficient of porosity of the soil under the lower end of the model pile using formula (2) more accurately models the working conditions of a natural pile in the foundation of the structure at testing a model pile and thus increases the reliability of determining the bearing capacity of a natural pile in the foundation of the structure.

Непрерывная регистрация вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи с погрешностью 100-200 H для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи позволяет строить детализированный график зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки и выделять на нем три участка - 1-й участок с постоянной, в целом, линейной скоростью осадки модельной сваи, 2-й участок с нелинейно увеличивающейся скоростью осадки модельной сваи, в целом, в 5-10 раз большей, чем на 1-м участке, и 3-й участок со скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 2-м участке, а затем за несущую способность модельной сваи принимать значение вдавливающей нагрузки в конце 2-го участка графика, т.е. значение вдавливающей нагрузки до наступлении потери несущей способности модельной сваи и т.о. повышает точность и достоверность определения несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения.Continuous recording of the pressing load and draft of the model pile with an error of 100-200 N for the pressing load and 0.005-0.010 mm for pile driving allows you to build a detailed graph of the dependence of the draft speed of the pile on the pressing load and select three sections on it - the first section with a constant as a whole, by the linear settlement rate of the model pile, the 2nd section with a non-linearly increasing settlement rate of the model pile, generally 5-10 times greater than in the 1st section, and the 3rd section with the settlement rate of the model pile in 5-10 times greater than on the 2nd section, and then for the bearing capacity of the model pile to take the value of the pressing load at the end of the 2nd section of the graph, i.e. the value of the pressing load before the loss of the bearing capacity of the model pile, etc. increases the accuracy and reliability of determining the bearing capacity of a natural pile in the foundation of the structure.

Определение несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения по формуле (3) с коэффициентом подобия несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения свай, определяемым по формуле (4) и учитывающим длины и диаметры модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения, расчетные длительности испытания модельной сваи и нагружения натуральной сваи в фундаменте сооружения, приращение и среднюю скорость осадки модельной сваи на 2-ом участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки перед исчерпанием несущей способности модельной сваи, предельную осадку и допустимую скорость натуральной сваи в фундаменте сооружения, повышает точность и достоверность определения несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения.Determination of the bearing capacity of a natural pile in the foundation of a structure according to formula (3) with a similarity coefficient of the bearing capacity of a model pile and natural pile in the foundation of a pile structure, determined by formula (4) and taking into account the lengths and diameters of the model pile and natural pile in the foundation of the structure, calculated durations tests of a model pile and loading of a natural pile in the foundation of the structure, increment and average settlement rate of a model pile in the 2nd section of the graph of the dependence of the settlement speed of a model pile on airborne overload before exhausting the bearing capacity of the model pile, the maximum draft and the permissible speed of the natural pile in the foundation of the structure, increases the accuracy and reliability of determining the bearing capacity of the natural pile in the foundation of the structure.

Моделирование работы сваи под нагрузкой основано на положениях теории подобия. Потеря несущей способности сваи происходит вследствие наступления предельного состояния грунта под нижним концом сваи. В этом месте образуется зона предельного равновесия грунта. Основываясь на работах [Григорян А.А. Расчет оснований свайных фундаментов в свете решения задач механики грунтов // Труды Международной научно-практической конф. по проблемам механики грунтов, фундаментостроению и транспортному строительству. Т.1, Пермь, 2004, с.200-205; Ляшенко П.А., Остапенко А.И. Лабораторное моделирование буроинъекционной сваи //b Научный журнал Куб-ГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2011. - №02(66). С.245-260. http://ej.kubagro.ru/201 l/02/par723.pdf], зону предельного равновесия схематически можно представить в виде уплощенной с боков 4-хгранной пирамиды, основание которой служит подошвой условного фундамента в момент разрушения его основания.Modeling of piles under load is based on the principles of similarity theory. The loss of the bearing capacity of the pile occurs due to the onset of the ultimate state of the soil under the lower end of the pile. At this point, a zone of extreme equilibrium of the soil is formed. Based on the work [Grigoryan A.A. Calculation of the foundations of pile foundations in the light of solving the problems of soil mechanics // Transactions of International Scientific and Practical Conf. on problems of soil mechanics, foundation engineering and transport construction. T.1, Perm, 2004, p.200-205; Lyashenko P.A., Ostapenko A.I. Laboratory modeling of injection piles // b Scientific journal Kub-GAU [Electronic resource]. - Krasnodar: KubSAU, 2011. - No. 02 (66). S.245-260. http://ej.kubagro.ru/201 l / 02 / par723.pdf], the zone of limit equilibrium can be schematically represented as a 4-sided pyramid flattened from the sides, the base of which serves as the sole of the conditional foundation at the time of destruction of its base.

При сделанных предположениях работа силы сопротивления сваи определяется скоростью уплотненного грунта под нижним концом сваи и длительностью перемещения сваи с постоянной скоростью.Under the assumptions made, the work of the resistance force of the pile is determined by the speed of the compacted soil under the lower end of the pile and the duration of movement of the pile at a constant speed.

Тогда работу силы сопротивления модельной сваи выразим формулой (5), а силы сопротивления натуральной сваи в фундаменте сооружения - формулой (6):Then the work of the resistance forces of the model pile is expressed by formula (5), and the resistance forces of a natural pile in the foundation of the structure by formula (6):

Ф m S m = Q m g V m t m , ( 5 )

Figure 00000005
F m S m = Q m g V m t m , ( 5 )
Figure 00000005

Ф m S m = Q n g V n t n , ( 6 )

Figure 00000006
F m S m = Q n g V n t n , ( 6 )
Figure 00000006

где Qm и Qn - масса области уплотненного грунта под нижним концом сваи перед исчерпанием ее несущей способности соответственно модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;where Q m and Q n are the masses of the compacted soil area under the lower end of the pile before exhausting its bearing capacity, respectively, of the model pile and natural pile in the foundation of the structure;

g - ускорение свободного падения,g is the acceleration of gravity,

остальные обозначения приведены в формулах (3) и (4).the remaining notation is given in formulas (3) and (4).

Сравнивая формулы (6) и (5), получаем условие подобия модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооруженияComparing formulas (6) and (5), we obtain the similarity condition for a model pile and a natural pile in the foundation of a structure

α ф = α L 2 α D α t α S 1 α V 2 , ( 7 )

Figure 00000007
α f = α L 2 α D α t α S - one α V 2 , ( 7 )
Figure 00000007

где α ф = Ф n Ф m ( 8 )

Figure 00000008
- коэффициент подобия несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;Where α f = F n F m ( 8 )
Figure 00000008
- the coefficient of similarity of the bearing capacity of the model piles and natural piles in the foundation of the structure;

α L = L n L m ( 9 )

Figure 00000009
- коэффициент подобия длины модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения; α L = L n L m ( 9 )
Figure 00000009
- the coefficient of similarity of the length of the model piles and natural piles in the foundation of the structure;

α D = D n D m ( 10 )

Figure 00000010
- коэффициент подобия диаметров модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения; α D = D n D m ( 10 )
Figure 00000010
- the coefficient of similarity of the diameters of the model piles and natural piles in the foundation of the structure;

α V = V n V m ( 11 )

Figure 00000011
- коэффициент подобия скоростей осадки сваи перед исчерпанием несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения; α V = V n V m ( eleven )
Figure 00000011
- the coefficient of similarity of the pile upsetting speeds before exhausting the bearing capacity of the model pile and natural pile in the foundation of the structure;

α t = t n t m ( 12 )

Figure 00000012
- коэффициент подобия расчетных длительностей осадки сваи перед исчерпанием несущей способности модельной сваи и нагружения натуральной сваи в фундаменте сооружения; α t = t n t m ( 12 )
Figure 00000012
- the coefficient of similarity of the estimated duration of pile upset before exhausting the bearing capacity of the model pile and loading of natural pile in the foundation of the structure;

α S = S n S m ( 13 )

Figure 00000013
- коэффициент подобия приращение осадки сваи перед исчерпанием несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения. α S = S n S m ( 13 )
Figure 00000013
- the similarity coefficient, increment of pile upset before exhaustion of the bearing capacity of the model pile and natural pile in the foundation of the structure.

Из уравнения (8) получаем уравнение (3), подставляя уравнения (8)-(13) в уравнение (7), получаем уравнение (4).From equation (8) we obtain equation (3), substituting equations (8) - (13) in equation (7), we obtain equation (4).

Способ определения несущей способности сваи реализуется, например, с помощью устройства, состоящего из модельной сваи, упорной системы, узла приложения непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки, узла непрерывной регистрации вдавливающей нагрузки и узла непрерывной регистрации осадки сваи.A method for determining the bearing capacity of a pile is realized, for example, using a device consisting of a model pile, a thrust system, a node for continuously increasing the pressing load, a node for continuously recording the pressing load, and a node for continuously recording the pile upset.

Пояснения к предлагаемому способу определения несущей способности сваи и один из вариантов конструкции устройства для реализации этого способа схематично приведены на чертеже, Explanations of the proposed method for determining the bearing capacity of piles and one of the design options of the device for implementing this method are schematically shown in the drawing,

где на фиг.1 - принципиальная блок-схема устройства для реализации способа определения несущей способности сваи;where figure 1 is a schematic block diagram of a device for implementing a method for determining the bearing capacity of piles;

фиг.2 - график зависимости скорости осадки сваи от вдавливающей нагрузки.figure 2 is a graph of the dependence of the speed of upsetting piles from the pressing load.

Устройство для реализации способа определения несущей способности сваи состоит из модельной сваи 1, упорной системы 2, узла приложения непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки 3, узла непрерывной регистрации вдавливающей нагрузки 4 и узла непрерывной регистрации осадки сваи 5.A device for implementing the method for determining the bearing capacity of a pile consists of a model pile 1, a thrust system 2, a node for applying a continuously increasing pressing load 3, a node for continuously recording a pressing load 4, and a node for continuously recording a pile upset 5.

Способ определения несущей способности сваи осуществляется следующим образом.The method of determining the bearing capacity of piles is as follows.

На модельную сваю прикладывают непрерывно возрастающую вдавливающую нагрузку с постоянной скоростью, а ее величину принимают в зависимости от диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом модельной сваи по формуле (2).A continuously increasing pressing load is applied to the model pile at a constant speed, and its value is taken depending on the diameter of the model pile, humidity, ductility limits and soil porosity coefficient under the lower end of the model pile according to formula (2).

В процессе вдавливания модельной сваи непрерывно регистрируют вдавливающую нагрузку и осадку модельной сваи с погрешностью 100-200 H для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи.In the process of indentation of the model pile, the indentation load and draft of the model pile are continuously recorded with an error of 100-200 N for the pressing load and 0.005-0.010 mm for the pile upsetting.

По данным регистрации вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи строят график зависимости скорости осадки опытной сваи от вдавливающей нагрузки (см. фиг.2) и разбивают его на три участка:According to the registration of the pressing load and draft model piles, a graph of the dependence of the draft rate of the test pile on the pressing load is constructed (see Fig. 2) and it is divided into three sections:

- 1-й участок (участок FD-1), на котором средняя скорость осадки опытной сваи V m ( 1 )

Figure 00000014
, в целом, мала, и осадка увеличивается линейно, т.е. пропорционально вдавливающей силе Рm;- 1st section (plot FD-1), in which the average draft rate of the experimental pile V m ( one )
Figure 00000014
, in general, is small, and the sediment increases linearly, i.e. in proportion to the pressing force P m ;

- 2-й участок (участок FD-2), на котором осадка опытной сваи увеличивается нелинейно к вдавливающей силе, а среднее значение скорости осадки опытной сваи V m ( 2 )

Figure 00000015
существенно увеличивается по сравнению с 1-м участком (участком FD-1), т.е. V m ( 2 ) ( 5 ÷ 10 ) V m ( 1 )
Figure 00000016
;- 2nd section (plot FD-2), on which the draft of the test pile increases non-linearly to the pressing force, and the average value of the draft rate of the test pile V m ( 2 )
Figure 00000015
significantly increases in comparison with the 1st section (section FD-1), i.e. V m ( 2 ) ( 5 ÷ 10 ) V m ( one )
Figure 00000016
;

- 3-й участок (участок FD-3), на котором скорость осадки опытной сваи существенно увеличивается по сравнению со 2-м участком (участком FD-2), т.е. V m ( 3 ) ( 5 ÷ 10 ) V m ( 2 )

Figure 00000017
;- the 3rd section (plot FD-3), on which the sedimentation rate of the experimental pile significantly increases compared to the 2nd plot (plot FD-2), i.e. V m ( 3 ) ( 5 ÷ 10 ) V m ( 2 )
Figure 00000017
;

В начале 3-го участка (участка FD-3) увеличение вдавливающей нагрузки Рm прекращают, а значение вдавливающей нагрузки в конце 2-го участка принимают как значение несущей способности модельной сваи Фm и рассчитывают несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения Фn по формуле (3).At the beginning of the 3rd section (section FD-3), the increase in the pressing load P m is stopped, and the value of the pressing load at the end of the 2nd section is taken as the value of the bearing capacity of the model pile Ф m and the bearing capacity of the natural pile in the foundation of the structure Ф n is calculated according to formula (3).

Заявляемый способ определения несущей способности сваи позволяет увеличить достоверность и точность определения несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения, сократить трудозатраты при испытаниях и таким образом создать определенный практический и экономический эффект.The inventive method for determining the bearing capacity of piles allows you to increase the reliability and accuracy of determining the bearing capacity of a natural pile in the foundation of the structure, reduce labor costs during testing and thus create a certain practical and economic effect.

Claims (1)

Способ определения несущей способности сваи, включающий приложение на модельную сваю непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки до потери несущей способности сваи, регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки сваи и расчет несущей способности натуральной сваи в фундаменте сооружения, отличающийся тем, что непрерывно возрастающую вдавливающую нагрузку на модельную сваю прикладывают с постоянной скоростью, а ее величину принимают в зависимости от диаметра модельной сваи, влажности, пределов пластичности и коэффициента пористости грунта под нижним концом опытной сваи по формуле:
U m = 0,048 D m 2 10 0,106 + 8,60 / I P 1,1 W / W L + 1,01 e
Figure 00000018
,
где Um - скорость непрерывно возрастающей вдавливающей нагрузки;
Dm - диаметр модельной сваи;
IP - число пластичности грунта под нижним концом модельной сваи;
W и WL - влажность природная и влажность на пределе текучести, соответственно, грунта под нижним концом модельной сваи;
e - коэффициент пористости грунта под нижним концом модельной сваи,
регистрацию вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи производят непрерывно с погрешностью 100-200 H для вдавливающей нагрузки и 0,005-0,010 мм для осадки сваи, по данным регистрации вдавливающей нагрузки и осадки модельной сваи строят график зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки, который разбивают на три участка - на 1-й участок с постоянной линейной скоростью осадки модельной сваи, на 2-й участок с нелинейно увеличивающейся скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 1-м участке, и на 3-й участок со скоростью осадки модельной сваи в 5-10 раз большей, чем на 2-м участке, а несущую способность натуральной сваи в фундаменте сооружения рассчитывают с использованием данных графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки по формуле:
Фnфm,
где Фn - несущая способность натуральной сваи в фундаменте сооружения;
Фm - несущая способность модельной сваи, определяемая как значение вдавливающей нагрузки в конце 2-го участка графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки;
αф - коэффициент подобия несущей способности модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения свай
α ф = ( L n L m ) 2 D n D m t n t m ( S n S m ) 1 ( V n V m ) 2
Figure 00000004
,
где Lm и Ln - соответственно длины модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;
Dm и Dn - соответственно диаметры модельной сваи и натуральной сваи в фундаменте сооружения;
tm и tn - расчетные длительности испытания модельной сваи и нагружения натуральной сваи в фундаменте сооружения;
Sm - приращение осадки модельной сваи на 2-ом участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки перед исчерпанием несущей способности модельной сваи;
Sn - предельная осадка натуральной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая из строительных норм в зависимости от конструкции здания или сооружения;
Vm - средняя скорость осадки модельной сваи на 2-м участке графика зависимости скорости осадки модельной сваи от вдавливающей нагрузки;
Vn - допустимая скорость осадки натуральной сваи в фундаменте сооружения, принимаемая в зависимости от конструкции здания или сооружения.
A method for determining the bearing capacity of a pile, including applying to the model pile a continuously increasing pressing load until the bearing capacity of the pile is lost, registering the pressing load and draft of the pile and calculating the bearing capacity of the natural pile in the foundation of the structure, characterized in that a continuously increasing pressing load on the model pile is applied with constant speed, and its value is taken depending on the diameter of the model pile, humidity, ductility limits and porosity coefficient g Unt beneath the lower end of the pile experimental formula:
U m = 0,048 D m 2 10 0.106 + 8.60 / I P - 1,1 W / W L + 1.01 e
Figure 00000018
,
where U m is the speed of a continuously increasing pressing load;
D m is the diameter of the model pile;
I P is the number of soil plasticity under the lower end of the model pile;
W and W L - natural humidity and moisture at the yield strength, respectively, of the soil under the lower end of the model pile;
e is the coefficient of porosity of the soil under the lower end of the model piles,
registration of the pressing load and draft of the model pile is carried out continuously with an error of 100-200 N for the pressing load and 0.005-0.010 mm for draft of the pile, according to the registration of the pressing load and draft of the model pile, a graph is plotted of the rate of draft of the pile from the pressing load, which is divided into three sections - on the 1st section with a constant linear rate of settlement of the model pile, on the 2nd section with a nonlinearly increasing rate of settlement of the model pile 5-10 times greater than on the 1st section, and on the 3rd section with sk growth precipitation model piles 5-10 times greater than at the 2nd section and the bearing capacity of foundation piles in the natural structures calculated using data generated depending on rainfall rate model piles are pressed by the load from the formula:
Ф n = α ф + Ф m ,
where f n - the bearing capacity of a natural pile in the foundation of the structure;
F m is the bearing capacity of the model pile, defined as the value of the pressing load at the end of the 2nd section of the graph of the deposition rate of the model pile on the pressing load;
α f - the coefficient of similarity of the bearing capacity of the model piles and natural piles in the foundation of the construction of piles
α f = ( L n L m ) 2 D n D m t n t m ( S n S m ) - one ( V n V m ) 2
Figure 00000004
,
where L m and L n are the lengths of the model pile and natural pile in the foundation of the structure, respectively;
D m and D n - respectively, the diameters of the model piles and natural piles in the foundation of the structure;
t m and t n are the calculated duration of the test model piles and loading of natural piles in the foundation of the structure;
S m - increment of draft of the pile on the 2nd plot of the graph of the rate of draft of the pile on the pressing load before the exhaustion of the bearing capacity of the model pile;
S n - the maximum draft of natural piles in the foundation of the structure, taken from the building code, depending on the structure of the building or structure;
V m is the average sedimentation speed of the model pile in the 2nd plot of the graph of the dependence of the sedimentation speed of the model pile on the pressing load;
V n is the permissible settlement rate of natural piles in the foundation of the structure, taken depending on the structure of the building or structure.
RU2012122909/28A 2012-06-04 2012-06-04 Method to determine bearing capacity of pile RU2502847C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012122909/28A RU2502847C1 (en) 2012-06-04 2012-06-04 Method to determine bearing capacity of pile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012122909/28A RU2502847C1 (en) 2012-06-04 2012-06-04 Method to determine bearing capacity of pile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012122909A RU2012122909A (en) 2013-12-10
RU2502847C1 true RU2502847C1 (en) 2013-12-27

Family

ID=49682720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012122909/28A RU2502847C1 (en) 2012-06-04 2012-06-04 Method to determine bearing capacity of pile

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2502847C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104099954A (en) * 2014-07-11 2014-10-15 郑州大学 Transverse-vertical loading device for pile foundation model experiments
RU2599894C2 (en) * 2015-02-09 2016-10-20 Николай Федорович Буланкин Method of determining bearing capacity of piles in subsiding soils
CN110397095A (en) * 2019-08-06 2019-11-01 徐中一 A kind of bearing capacity of pile foundation detection system and method
RU2745499C1 (en) * 2020-07-17 2021-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Method for foundation soil pile testing
RU2750919C1 (en) * 2020-10-26 2021-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Method for testing ground foundation with pile
RU2770294C1 (en) * 2021-06-29 2022-04-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Method for testing the ground base with a bored hanging pile

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107246035B (en) * 2017-07-19 2018-07-17 交通运输部公路科学研究所 A kind of main pier concrete pile foundation breakdown diagnosis method of bridge spanning the sea
CN109214070B (en) * 2018-08-23 2023-01-13 建研地基基础工程有限责任公司 Method for leveling pile foundation of main skirt connected high-rise building

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU505769A1 (en) * 1972-12-20 1976-03-05 Научно-Исследовательский Институт Промышленного Строительства "Ниипромстрой" Method for determining bearing capacity of driven piles
SU1409730A1 (en) * 1985-05-14 1988-07-15 Конструкторское бюро по железобетону им.А.А.Якушева Method of static testing of piles in sagging soil
SU1719552A1 (en) * 1989-11-21 1992-03-15 Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт организации, механизации и технической помощи строительству Method to test pile in sagging ground
US20020095976A1 (en) * 1999-11-12 2002-07-25 Reinert Gary L. Pile testing reaction anchor apparatus and method
RU2364852C1 (en) * 2008-01-09 2009-08-20 Учреждение Ханты-Мансийского автономного округа-Югры Россия "Югорский научно-исследовательский институт информационных технологий" Method for determination of resilient characteristics of pile and enclosing soil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU505769A1 (en) * 1972-12-20 1976-03-05 Научно-Исследовательский Институт Промышленного Строительства "Ниипромстрой" Method for determining bearing capacity of driven piles
SU1409730A1 (en) * 1985-05-14 1988-07-15 Конструкторское бюро по железобетону им.А.А.Якушева Method of static testing of piles in sagging soil
SU1719552A1 (en) * 1989-11-21 1992-03-15 Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт организации, механизации и технической помощи строительству Method to test pile in sagging ground
US20020095976A1 (en) * 1999-11-12 2002-07-25 Reinert Gary L. Pile testing reaction anchor apparatus and method
RU2364852C1 (en) * 2008-01-09 2009-08-20 Учреждение Ханты-Мансийского автономного округа-Югры Россия "Югорский научно-исследовательский институт информационных технологий" Method for determination of resilient characteristics of pile and enclosing soil

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104099954A (en) * 2014-07-11 2014-10-15 郑州大学 Transverse-vertical loading device for pile foundation model experiments
RU2599894C2 (en) * 2015-02-09 2016-10-20 Николай Федорович Буланкин Method of determining bearing capacity of piles in subsiding soils
CN110397095A (en) * 2019-08-06 2019-11-01 徐中一 A kind of bearing capacity of pile foundation detection system and method
CN110397095B (en) * 2019-08-06 2020-11-03 徐中一 Pile foundation bearing capacity detection system and method
RU2745499C1 (en) * 2020-07-17 2021-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Method for foundation soil pile testing
RU2750919C1 (en) * 2020-10-26 2021-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Method for testing ground foundation with pile
RU2770294C1 (en) * 2021-06-29 2022-04-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Method for testing the ground base with a bored hanging pile

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012122909A (en) 2013-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2502847C1 (en) Method to determine bearing capacity of pile
CN105735373B (en) The assay method of prefabricated pile ultimate bearing capacity of single pile
CN108509755B (en) Tubular pole Analysis of Vertical Load Capacity method and system based on strong strain data
Le et al. Earthquake fragility assessment of the underground tunnel using an efficient SSI analysis approach
US6349590B1 (en) Method and apparatus for estimating load bearing capacity of piles
Guljaš et al. Dynamic tests of a large-scale three-story RC structure with masonry infill walls
RU2629508C2 (en) Pile bearing capacity determination method
Bairrão et al. Shaking table tests of two different reinforcement techniques using polymeric grids on an asymmetric limestone full-scaled structure
Haque et al. Effects of pile size on set-up behavior of cohesive soils
Diaz et al. Experimental study of non-engineered confined masonry walls retrofitted with wire mesh and cement-sand mortar
Jalali Moghadam et al. Introducing expandable mechanical plate anchors for onshore and offshore anchoring
Mirsayapov et al. Calculation model of foundation base settlement at the static and cyclic regime loading
CN104674857A (en) Drive-and-press pile foundation bearing capability detection method
Jewell et al. Reinforcement of clay soils and waste materials using grids
Elisha Effects of shape and technology of installation on the bearing capacity of pile foundations in layered soil
Mirsayapov et al. Sediments foundation bases under long-term regime loading
Sturm et al. Mechanical characterization of dry-stack interlocking compressed earth masonry
Rizvi et al. Evaluating the response of piles subjected to static and multiple dynamic axial loads
Mohee et al. Ground Response Spectra for Different Damping Values for 0.3 g Peak Ground Acceleration Earthquake in Bangladesh
Shiga et al. Dynamic properties and earthquake response of a 9 story reinforced concrete building
Mijena A comparison of friction piles bearing capacity based on theoretical and empirical mathematical models
Eun et al. Damage detection of shear building structure based on FRF response variation
JP6614549B2 (en) Bearing capacity estimation device
RU2611561C1 (en) En khrustalev method of determining limiting state of material medium
Mahmood et al. A Comprehensive Study of Franki pile with the other pile models Embedded within cohesionless soils

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140605