Комбинированная установка для статических испытаний грунтов сваями

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для испытания свайных фундаментов статической нагрузкой. Уровень техники
Из уровня техники известно устройство для статического испытания свай (патент RU 156920 опубл. 20.11.2015), которое включает гидравлический домкрат, определитель перемещений с измерительными приборами, упорную крестообразную платформу, каждый конец которой установлен между двух шнековых опор, посредством связанных с последними поперечинами. Упорная крестообразная платформа выполнена плоской, в торцах которой выполнены прорези; шнековая опора выполнена разъемной и состоит из шнека и тяги, при этом нижняя часть тяги имеет сквозное боковое отверстие для соединения со шнеком пальцем, поперечины выполнены с прорезями на концах и отверстием в центре, а определитель перемещений с измерительными приборами крепится на боковой поверхности испытываемой сваи, при этом крестообразная платформа фиксируется на двенадцати шнековых опорах.
Недостатком устройства, описанного выше, является ограничение максимального количества шнеков - 12 шт., что существенно ограничивает максимальную испытательную нагрузку, обусловленную несущей способностью шнековых опор.
Известна установка для статических испытаний свай с гидравлическим домкратом, системой балок и анкерными сваями (Петухов А.А. Совершенствование способа устройства инъекционных свай в слабых глинистых грунтах для условий реконструкции зданий: дисс. канд. техн. наук. Томск, 2006. - 192 с.), состоящая из главной балки, распределительных балок, скрепляющей системы для балок из упорных пластин и болтов, анкерных свай, соединительного устройства свай с системой балок, устройства для нагружения - гидравлического домкрата, ручного насоса для создания давления в системе «насос-шланги-домкрат», реперной системы с измерительными приборами.
Данная установка позволяет выполнять испытание свайных фундаментов на действие статической нагрузки путем создания давления на испытываемую сваю с помощью гидравлического домкрата и главной балки, соединенной с анкерными сваями через распределительные балки, упорные пластины и болты. При этом конструкция установки предполагает инвариантность ее исполнения: в зависимости от гидрогеологических условий испытание сваи может выполняться с использованием 4, 8, 12 и т.д. шнеков. Однако данная установка имеет несколько недостатков в техническом решении узла крепления распределительных балок с главной через систему пластин и болтов. Во-первых, такое решение подразумевает четкое расположение анкерных свай по длине главной балки в местах отсутствия поперечных ребер, во-вторых, большое количество крепежных элементов увеличивает трудоемкость монтажа установки, снижая при этом надежность соединения главной балки, а в случае недостаточной несущей способности шнеков (при большой несущей способности испытываемой сваи) использование установки делает невозможным.
Наиболее близким известным устройством, принятым за прототип, является установка для статических испытаний свай с использованием анкерных свай (пат. RU 180952 МПК E02D 33/00 опубл. 02.07.2018), состоящая из системы упорных траверс, установленных на главной балке и соединенных попарно с распределительными траверсами при помощи тяжей и гаек, соединение анкерных свай с распределительными траверсами выполнено также с помощью тяжей, нижний конец которых соединен с анкерной сваей через палец, а верхний - пропускается через распределительную траверсу и фиксирует ее при помощи двух гаек, при этом нижняя гайка выполняет роль юстировочной, обеспечивая необходимое высотное расположение распределительной траверсы при ее монтаже. Данная конструкция предполагает использование распределительных траверс, рассчитанных на использование двух или четырех анкерных свай, что позволяет выполнять различные варианты схем установки анкерных свай и придает универсальность установки и маневренность выполнения испытаний при стесненных условиях.
Недостатком известной установки, принятой за прототип, является ограничение максимально допустимой нагрузки, передаваемой во время статических испытаний от сваи на установку, обусловленное несущей способностью грунтов на площадке расположения установки. В случае проведения статических испытаний на площадке с грунтами, не обеспечивающими достаточную несущую способность анкерных свай в грунте, где суммарное значение несущей способности для всех анкерных свай в грунте ниже несущей способности испытываемой сваи, проведение статических испытаний свай с использованием данной установки становится невозможным.
Сущность полезной модели
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при использовании заявляемой полезной модели, направлена на создание установки, обеспечивающей возможность испытания свай и свайных фундаментов на большие нагрузки, в том числе в слабых грунтовых условиях, где несущей способности только анкерных свай недостаточно для обеспечения требуемого нагружения.
Техническим результатом настоящей полезной модели является расширение арсенала средств области применения установки.
Технический результат достигается тем, что в установке, включающей опорную балку, на которой установлены упорные траверсы, соединяемые с анкерными сваями, согласно предложенному решению, опорные балки установлены в ортогональном направлении на стальную платформу, расположенную на опорах, а на поверхности стальной платформы установлен пригруз, причем масса пригруза равна или больше разности требуемой нагрузки и несущей способности анкерных свай по грунту. Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид комбинированной установки, на фиг. 2 - вид установки сбоку.
Осуществление полезной модели
На фиг. 1-2 позициями 1-12 обозначены:
1 - стальная платформа;
2 - пригруз;
3 - опорные балки;
4 - упорные траверсы;
5 - тяжи;
6 - гайки;
7 -анкерные сваи;
8 - испытываемая свая;
9 - гидравлический домкрат;
10- насосная станция;
11 - опоры;
12 - реперная система.
На испытываемую сваю 8 устанавливается гидравлический домкрат 9, подключенный к насосной станции 10. На расстоянии не менее 2 метров от испытываемой сваи 8 монтируются опоры 11 с последующей установкой на них стальной платформы 1. На платформу 1 в ортогональном направлении в требуемых местах устанавливаются опорные балки 3, поверх которых монтируют упорные траверсы 4. С учетом размещения упорных траверс 4 намечаются места расположения анкерных свай 7 (из расчета две сваи на одну упорную траверсу) с последующим их погружением. Количество анкерных свай 7 подбирается в зависимости от требуемого уровня нагружения и гидрогеологических условий застраиваемой площадки. Крепление упорных траверс 4 и анкерных свай 7 производится при помощи тяжей 5 и гаек 6. Затем поверх стальной платформы 1 монтируется пригруз 2 массой, достаточной для обеспечения заданного нагружения. В завершение монтажа комбинированной установки устанавливается реперная система 12 с измерительными приборами. Нагружение конструкции происходит поэтапно ступенями посредством задания давления гидравлическим домкратом 9, подключенным к насосной станции 10. В предложенной конструкции масса пригруза 2 определяется как разность требуемой нагрузки и несущей способности анкерных свай по грунту и назначается не меньше этой величины.