УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ СИЛЫ ТРЕНИЯ И СЦЕПЛЕНИЯ ПО БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОДЗЕМНОЙ ЧАСТИ МОНОЛИТНОГО ФУНДАМЕНТА

Полезная модель относится к строительству, в частности, к инженерным испытаниям при проектировании и строительстве монолитных фундаментов, изготавливаемых в грунте без опалубки.
Известно устройство для определения общей несущей способности натурной буронабивной сваи, включающее скважину, сваю, грузовую платформу, домкрат с манометром, груз-упор для домкрата [ГОСТ 5686-94 - прототип]. Устройство позволяет определить общую несущую способность буронабивной сваи, состоящую из несущей способности по боковой поверхности и по основанию.
Недостатком устройства является то, что оно не позволяет определить величину несущей способности сваи только по боковой поверхности, представляющую собой суммарную силу трения и сцепления по границе "бетон-грунт".
Технической задачей устройства является определение суммарной силы трения и сцепления по боковой поверхности за счет конструктивного исполнения устройства, направленного на исключение значения несущей способности фундамента по его основанию.
Решение технической задачи.
Устройство для определения суммарной силы трения и сцепления по боковой поверхности подземной части монолитного фундамента, содержащее скважину, изготавливаемый в скважине цилиндрический бетонный образец, грузовую платформу, домкрат с манометром, груз-упор для домкрата; дополнительно содержит металлический опорный диск с диаметром, равным диаметру скважины, жестко скрепленный с металлической трубой, соответствующей по длине высоте испытываемого образца, и установленные по вертикальной оси внутри скважины с заданным зазором до дна скважины, обусловленным вертикальным перемещением испытываемого образца при его срыве.
Сущность полезной модели.
Общая несущая способность монолитных фундаментов, устраиваемых в грунте без опалубки, определяется как сумма двух составляющих: несущей способности по боковой поверхности фундамента, определяемой суммой сил трения и сцепления по границе "бетон-грунт", и несущей способности по его основанию. Из-за большого многообразия грунтовых условий, случайного характера образования тонкой прослойки сцементированного грунта по боковой поверхности монолитного фундамента, возникает необходимость определения суммарной силы трения и сцепления только по боковой поверхности фундамента для конкретных условий стройплощадки.
Так как, силы трения и сцепления по боковой поверхности монолитного фундамента, устраиваемого в грунте без опалубки, не зависят от формы его поперечного сечения, инженерные испытания возможно проводить на испытываемом образце с любым поперечным сечением, и использовать полученные результаты испытаний для определения суммарной силы трения и сцепления по боковой поверхности для монолитных фундаментов любого поперечного сечения: сваи, "стена в грунте", коробчатые фундаменты и т.п.
Конструктивное исполнение предлагаемого устройства с установкой внутри скважины опорного диска, жестко соединенного с вертикально установленной трубой, позволяет изготовить и установить испытываемый образец из бетона на заданной глубине с зазором до дна скважины, обусловленным вертикальным перемещением образца при его статическом нагружении и тем самым исключить из значения общей несущей способности, несущую способность по основанию. Нагружение производят до срыва образца. Нагрузка, при которой происходит срыв образца, равна суммарной силе трения и сцепления по границе "бетон-грунт".
Удельная сила трения и сцепления определяется выражением:
2
q=R/S (Н/м), где:
R - предельная суммарная сила трения и сцепления по боковой поверхности;
S - площадь боковой поверхности фундамента,
S=2πR*H, где: R - радиус образца; Н - высота образца.
Так как, удельные силы трения и сцепления не зависят от размера изготавливаемой модели фундамента, то результаты (q) этих испытаний могут быть использованы при расчете несущей способности боковой поверхности подземной части монолитных фундаментов, различной глубины заложения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является определение суммарной силы трения и сцепления по боковой поверхности испытываемого бетонного образца.
Полезная модель поясняется графическим материалом:
- на фиг. схематично представлено устройство для определения суммарной силы трения и сцепления по боковой поверхности подземной части монолитного фундамента.
Устройство для определения суммарной силы трения и сцепления по боковой поверхности подземной части монолитного фундамента, изготавливаемого в грунте без опалубки, включает скважину 1, внутри которой с заданным зазором до дна скважины, необходимым для вертикального перемещения цилиндрического образца, изготавливаемого из заданной марки бетона, при его нагружении, размещен металлический опорный диск 2 с диаметром равным диаметру скважины, жестко скрепленный с металлической трубой 3, и установленными по вертикальной оси. Над испытываемым образцом 4 с зазором на опорах 5 устанавливается грузовая платформа 6, предназначенная для размещения груза-упора 7. В зазор между испытываемым образцом 4 и грузовой платформой 6 на испытываемый образец 4 устанавливают домкрат с манометром 8, предназначенные для создания нагрузки на испытываемый образец 4, которая определяет силу трения и сцепления по боковой поверхности испытываемого образца.
Устройство работает следующим образом.
В разработанную скважину 1 помещается опорный металлический диск 2, соединенный с трубой 3, на заданную глубину, обусловленную геологическим строением стройплощадки, с учетом зазора до дна скважины, необходимым для вертикального перемещения цилиндрического образца 4 из заданной марки бетона при его нагружении с помощью домкрата 8, после заполнения скважины бетоном при наборе им полной прочности. При изготовлении испытываемого образца труба 3, вначале установки устройства в скважине, жестко крепится на поверхности грунта, а после заполнения скважины 1 бетоном, при наборе им полной прочности, крепление трубы 3 снимается. Испытания образца 4 осуществляют, постепенно увеличивая нагрузку до момента срыва образца. Показания манометра определяют суммарную силу трения и сцепления грунта по боковой поверхности образца.
Таким образом, предлагаемое устройство, в сравнении с прототипом, позволяет определить суммарную силу трения и сцепления по границе "бетон-грунт" для подземной части боковой поверхности монолитного фундамента, устраиваемого в грунте без опалубки.