SU975884A1 - Устройство для исследования взаимодействия сваи-оболочки с грунтом 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения сопротивлений грунта под нижним концом и на внутренней и наружной боковых поверхностях сваиоболочки при воздействии на нее осевых вдавливающих нагрузок в лабораторных и полевых условиях.

Известно устройство для определения сопротивления грунта на наружной боковой поверхности сваи-оболочки, включающее корпус, цилиндрический сердечник, установленный соосно с корпусом в его полости, штамп сплошного сечения, жестко соединенный в нижней части с сердечником, а в верхней с нагрузочной площадкой, измерительные и нагрузочные приспособления. Конструкция устройства позволяет определять усилия, приходящиеся на торец и наружную боко- . вую поверхность [1).

К недостаткам этого устройства относится невозможность определения сопротивления грунта на внутренней боковой поверхности сваи-оболочки, так как перед началом испытаний оболочки осевыми вдавливающими нагрузками из ее внутренней полости удаляется грунт и в полость, сво2

бодную от грунта, помещается сердечник, оканчивающийся в нижней части сплошным круглым штампом, кото5 рый используется для определения • ‘усилия, приходящегося на торец устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устЮ ройство для исследования взаимодействия сваи-оболочки с грунтом, включающее корпус, размещенный в нем' соосно полый цилиндрический сердечник, грунтозащитный кожух, выполненный в форме стакана, штамп, жест'5 ко соединенный с кожухом, и тензореэисторы [2).

Недостатком известного устрой^

„ ства является искажение картины . взаимодействия сваи-оболочки с грунтом в связи с тем; что грунт в полости не участвует в процессе испытаний устройств или сваи-оболочек.

В результате этого возникает неоп25 ределенность, заключающаяся в том, ,что при загружении осевыми вдавливающими нагрузками невозможно определить, работает ли она как свая сплошного сечения, или свая-оболоч30 прорезает грунт кольцевым сече3

975884

даем, т.е. смещается относительно окружающего ее грунта в ее полости.

Цель изобретения - измерение сопротивления грунта в полости сваиоболочки .

Достигается цель тем, что устройство для исследования взаимодействия сваи-оболочки с грунтом, включающее корпус, размещенный в нем соосно полый цилиндрический сердечник, грун тозащитный кожух, выполненный в форме стакана, штамп, жестко соединенный о кожухом, и тензорезисторы, снабжено нагрузочной площадкой, выполненной в виде цилиндра с кольце'вым выступом и установленной последним на торце корпуса, сердечник и корпус установлены с возможностью взаимного продольного смещения, штамп жестко соединен с сердечником, внутренний диамэтр которого равен внутреннему диаметру штампа, а тензорезисторы смонтированы на наружной поверхности сердечника.

На чертеже представлено устройство, продольный.разрез.

Устройство содержит корпус 1, полый цилиндрический сердечник 2, на наружной поверхности которого .по схеме полного моста смонтированы тензорезисторы 3, а нижнйй конец жестко соединен со штампом кольцевого сечения 4, нагрузочную площадку 5, грунтозащитный кожух 6 и соединяющий на время погружения в грунт корпус и сердечник болт 7.

Грунтозащитный ксжух выполнен в форме стакана, объемлющего нижнюю, кольцевую часть корпуса.

Со'осность кожуха и цилиндрического сердечника обеспечивается в верхней части кольцевой канавкой на выступе нагрузочной площади, средний диаметр которой равен среднему диаметру корпуса, а ширина - толщине стенки корпуса, е. в нижней части тем, что толщина стежки верха штампа равна половине разности внутреннего диаметра корпуса и наружного диаметра сердечника.

Устройство работает следующим образом.

.Перед погружением в грунт корпус 1 и сердечник 2 скрепляются, с относительным сдвигом 40 мм, соединительным болтом 7 через нагрузочную площадку 5. Производится под1(лючение мостовых схем к пульту и ιίκ балансировка. После забивки удаляется соединительный болт и производится испытание устройства осевой вдавливающей нагрузкой..

Испытание разбивается на два этапа. На первом этапе производится последовательное загружение площадки 5 ступенями, равными примерно

1 1

.-.-к— - .....н е· предполагаемой предельной нагрузки, приводящей к полному исчерпанию сопротивления грунта на наружной боковой поверхности корпуса. Момент срыва определяется по прогибомеру.

5 При дальнейшем загружении (второй этап испытаний ) исследуется работа кольцевого штампа 4 и грунта в полости цилиндрического сердечника 2.

10 Для вовлечения штампа и грунта в полости в работу необходимо, чтобы произошло опирание кольцевого выступа нагрузочной площадки на верхний торец цилиндрического сердечни15 ка.: Момент вступления сердечника со штампом в работу определяется по тензорезисторам 3, сигнал рассогласования от которых поступает на измерительный прибор.

20 Несущая способность сваи-оболочки по результатам испытаний устройства, при условии его смещения от,носительно наружного грунта и грунта в полости, определяется по формуле

Ф=Й_Н+Т_Н+Т_В, (1)

где βχ - сопротивление погружению · кольцевого штампа ;

' Т_н - сопротивление грунта на

30 наружной боковой поверхности корпуса устройства ;

Τ_β - сопротивление грунта на

внутренней боковой поверхности сердечника.

35 Несущая способность сваи-оболочки по результатам испытаний устройства, при условии его смещения вместе с грунтом в полости относительно наружного грунта, определяло ется по формуле

ф = Р + т_н , (2)

где К - сопротивление погружению кругового штампа, диаметр

. которого равен наружному

диаметру корпуса устройства.

Определение характеристик механических свойств грунтов, взаимодействующих со сваей-оболочкой, поз50 волит более эффективно использовать современные методы расчета сооружений и приведет к более оптимальным решениям.

Материалоемкость свайных фунда55 ментов, спроектированных по результатам испытаний устройства, по сравнению с материалоемкостью аналогичных существующих, при одних· и тех же нагрузках воздействующих на фун60 даменты, будет существенно меньшей за счет возможности уменьшения размеров или количества свай-оболочек.

Claims (1)

1. Формула изобретения Устройство для исследования взаи65 модействия сваи-оболочки с грунтом,

   975884

   включающее корпус, размещенный в нем соосно полый цилиндрический сердечник, грунтозащитный кожух, выполненный в форме стакана, штамп, . жестко соединенный с кожухом, и тензорезисторы, отличающеес я тем, что, с целью измерения сопротивления грунта в полости сваиоболочки, устройство снабжено нагрузочной площадкой, выполненной в виде цилиндра с кольцевым выступом и установленной последним на торце корпуса, сердечник и корпус установлены с возможностью взаимного продольного смещения, штамп жестко соединен с сердечником, внутренний диаметр которого равен внутреннему диаметру штампа, а тензорезисторы смонтированы на наружной поверхнос5 ти сердечника.