СССР
РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
РУКОВОДСТВО
ПО ИСПЫТАНИЯМ СВАЙ-ОБОЛОЧЕК ОСЕВЫМИ ВДАВЛИВАЩИШ НАГРУЗКА,ЧН И ОЦЕНКЕ ИХ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
РТМ 31.3015 - 78
Ленинград, ЛМНКШ,-1978г.
РАЗРАБОТАН Государственным проектно-::зыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта (Союзморниипроект) -Ленинградским филиалом ''ЛЕйЛОРНИИПРОЕКТ” Главный инженер Фирсов В.А.
Руководитель темы к.т.н. Курочкин С.Н. Руководитель разработки и исполнитель к.т.н. Долинекий А.А.
ВНЕСЕН Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта (Союзморниипроект) -Ленинградским филиалом "ЛЕНМОРНИИПРОЕКТ" Главный инженер Фирсов В.А.
Зав.отделом к.т.н. Курочкин С.Н.
УТВЕРЖДЕН Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта (Союзморниипроект) Главный инженер Ларин А.А.
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПРИКАЗОМ Государственного проектноизыскательского и научно-исследовательского института морского транспорта (Союзморниипроект) от "I?" мая 1978г. JS 58.
PTi.i 3i.30Io-78 Стр. 9
5. СТАТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ-ОБОЛОЧЕК, РАБОТАЮЩИХ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СООРУЖЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ОСЕДАЮЩИХ СЛАБЫХ ГРУНТОВ
5*1* В сваи-оболочки, прорезающие слои слабых грунтов, сильная сжимаемость которых со временем может привести к реализации отрицательного трения, рекомендуется в процессе изготовления звеньев оболочек закладка датчиков продольных усилий. Установка датчиков производится с учетом их расположения по высоте на границах слоев грунта после погружения оболочки.
5.2. Сопротивляемость грунта на боковой поверхности оболочки в пределах слоя определяется по формуле
( б )
где У V продольные усилия в оболочке на границах
Л«1 1 о
слоев грунта п • | и п , определяемые по датчикам.
5.3. Градуировку датчиков продольных усилий допускается производить в процессе испытаний свай-оболочек осевыми вдавливающими нагрузками.
Для оценки продольных усилий предварительно определяется модуль упругости бетона по формуле
JC - нагрузка на сваю-оболочку;
га 31.30x5-7б Сто.
- площади поперечного сечения соответственно арматуры и бетона; й - цена деления прибора в относительных деформа
циях, по которому производится отсчет сигнала рассогласования, поступающего от датчика; п - отсчет, в делениях прибора по верхнему датчику, соответствующий нагрузке jC ;
£ - модуль упругости арматуры.
Продольное усилие jfп на границе слоев определяется
по формуле
цена деления прибора в относительных деформациях, расположенного на границе раздела " п слоев грунта;
т - отсчет, в делениях прибора, по датчику, расположенному на границе раздела " п ".
5.4. При отсутствии закладных датчиков продольных усилий сопротивляемости слоев грунта на боковой поверхности сваи оболочки, из полости которой удален грунт, могут быть определены по методике, основу которой составляет положение о том, что распределение внешней нагрузки ме*ду слоями при осадке Пропорционально отношению ~ и сопротивляемости грунта на боковой поверхности | с
- сопротивляемость грунта на боковой поверхности I -го и ^ -го слоев, тс/м2;
- мощности слоев, м;
- периметр сваи-оболочки, м;
- предельные сдвиговое осадки, при которых происходит полная реализация сил сопротивления грунта на боковой поверхности, мм.
S - V S(
т>
Р (
amp) т*- с Ti 4 Решая ( Ю ) и ( ii ) уравнения совместно, получаем
Dd
J _
V <6 ^
^Цпр) - разность нагрузок Tj(np) и \лр) соответствующих предельным сдвиговым осадкам ^ -го и I -го слоев грунта на боковой поверхности, тс.
ргм 31.3015-76 Стр, гг
5.5. Значения предельных сдвиговых осадок определяются ни графикам нагрузка-деформация, на которых точки перелома
позволяют установить величины этих осадок и соответствующе им сопротивления слоев грунта.
Б том случае, когда точки перелома на графике нельзя выделить явно, значения предельных сдвиговых осадок допускается определять по таблице.
ПРЕДЕЛЬНЫЕ СДВИГОВОЕ ОСАДКИ |
и
Наименование грунта |
1редельная сдвиговая j осадка SQ » мм i
. |
Супесь легкая пылеватая с гнезда ми песка, средней плотности |
—
3 |
Супесь легкая пылеватая, насыщенная водой, средней плотности |
5 |
Супесь пылеватая с растительными остатками, мягкопластичная |
7 |
Суглинок тугопластичный |
8 |
Суглинок пылеватый с гравием, мягкопластичный (морена) |
10 |
Суглинок пылеватый слоистый, мягкопластичный |
15 |
Суглинрк пылеватый ленточный, мягко пластичный |
18 |
Глина пылеватая ленточная, тугопластичная |
1
22 |
Глина пылеватая ленточная, мягкопластичная |
25
1 |
|
ПРИМЕЧАНИЕ, Если грунтовые условия строительной площадки аналогичны условиям близ расположенной территории, для которой у>хе имеются данные статических испытаний свай-оболочек или свай, из которых следует, что несущая способность оболочек определяется в основном сопротивляемостью грунта на боковой поверхности, то по согласованию с проектной организацией -автором проекта допускается проведение статических испытаний по схеме "оболочка в оболочке" (см.приложение 1).
PTM 31.5015-78 Сто. 14
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 рекомендуемое
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ С ЗА И-О БОЮ ЧЕК ОСЕВШИ ВДАВЛИсЛЕИда НАГРУЗКАМИ ПО СХЕМЕ "ОБОЛОЧКА В ОБОЛОЧКЕ"
При проведении испытаний предполагается наличие на строительной площадке оболочек двух диаметров, меньшая из которых монет бьть размещена в полости большей (например, свай-оболо-чек диаметрами 1,6 и 1,2 м с толщинами стенок 0,12 м).
1. Последовательность проведения подготовительных работ со сваями-оболочками.
1.1. Производится погружение рядовой сваи-оболочки диам.1,6 м.
1.2. Производится выемка грунта из полости оболочки до отметки,на два метра превышающей отметку ее низа.
1.3. В полость погруженной оболочки устанавливается свая--оболочка диам.1,2 м на два метра длиннее погруженной и производится ее вибропогружение с отметки верха грунтовой пробки
до отметки, расположенной на два метра ниже низа оболочки диам.1,6м.
1.4. Производится бетонирование внутренней полости оболочки диам.1,2 м.
2. Последовательность проведения подготовительных работ с анкерусщими и загрузочными устройствами.
2.1. На подготовленное бетонное основание устанавливав ся гидро домкраты.
2.2. К шпилькам с резьбой, выходящим из бетона верхнего
РУЮЮДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
РЖЗОДСГЮ ПО ИСПЫТАНИЯМ СВАИ- РТЫ 31.3015-73
-ОБОЛОЧЕК ОСЕЗыМЛ ЗДАЗЯМ ЗАлЩИЫИ ВЗАМЕН: вводитея внеом.ч
НАГРУЗКАМИ И ОЦЕНКЕ ИХ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
Приказом Союзморниипроекга от 17 мая 1976 г. № 58 срок введения в действие установлен с 1 января 1979 г.
Настоящий РТМ содержит требования к проведению производственных статических испытаний свай-оболочек осевыми вдавливающими нагрузками и составлен*в развитие главы СНиП 11-51-74 "Гидротехнические сооружения морские. Основные положения проектирования", главы СНиП 11-Б.5-67 "Свайные фундаменты. Нормы проектирования" и ГОСТ 5686-69 "Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний".
РТМ распространяется на проектирование свайных конструкций портовых гидротехнических сооружений, а также свайных фундаментов зданий и сооружений, возводимых в портах и судоремонтных заводах.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Статические испытания свай-оболочек осевыми вдавливающими нагрузками проводят для определения их несущей способности
и упругой податливости, оценки сопротивляемости слоев грунта на наружной боковой поверхности, среднего значения сопротивляемости грунта на внутренней боковой поверхности, а также сопротивляемости грунта на уровне нижнего конца оболочки.
1.2. Количество свай-оболочек, подлежащих статическому
PT.i 31.30X5-78 Сто. 2
испытанию определяется проектной организацией, иС'.^рая составляет и передает заказчику проекта техническое задание на испытание свай-оболочек. Техническое задание должно предусматривать, по возможности, использование испытываемых оболочек в строящемся сооружении.
1.3. Проектная организация, разрабатывающая проект, осуществляет техническое руководство, наблюдения и необходимые измерения в период испытаний и обработку результатов.
1.4. Строительная организация, осуществляющая возведение сооружения, выполняет в соответствии с техническим заданием подрядные работы, связанные с приобретением оболочек и необходимых датчиков, закладкой датчиков продольных усилий в оболочки при их изготовлении, а также осуществляет доставку свай-оболочек на объект, устройство оборудования и приспособлений для нагрузки и испытание оболочек.
1.5. 0 результатах испытания свай-оболочек составляют акт, к которому прилагают:
план места испытаний с привязкой испытываемых оболочек; геологический разрез в месте испытаний с указанием физико--механических характеристик грунтов и глубины погружения оболочек; журналы погружения и испытания свай-оболочек.
В акте указывают также размеры оболочек, отмечают особенности их погружения и испытания, приводят характеристики оборудования, применявшегося для этих целей, приборов для измерения деформаций, усилий и нагрузок. Для манометров указывается дата последней государственной поверки.
Акт о результатах испытаний составляют за подписями представителей заказчика, проектной организации и организации, прово-
РТЙ1 31.30X5-78 Сто. 3
дившей испытание.
2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ
2.1. Перед испытанием проектной организацией составляется техническое задание, содержащее методику его проведения. Техническое задание согласовывается с организацией, проводящей испытания и утверздается главным инженером строительства.
2.2. Подготовка на площадке строительства включает:
монтаж загрузочного устройства (рамного типа или платформы; опробование и проверку на ступени загружения, не превышающей 0,1 ожидаемой предельной нагрузки, силового оборудования и контрольно-измерительных приборов и датчиков.
Особое внимание следует уделять точности установки выравнивающих оголовков, на которых размещаются гидродомкраты, или загрузочные платформы, при этом не рекомендуется применение металлических подкладок при неровностях торца сваи--оболочки.
3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ГРАДУИРОВКА ДАТЧИКОВ,
РАЗМЕЩЕННЫХ В ЗВЕНЬЯХ ПРВДЫАДРЙЖЕННЫХ СВАЙ-ОБОЛОЧЕК
3.1. Предварительная градуировка датчиков проводится на заводах железобетонных конструкций, оборудованных аппаратурой контроля натяжения арматуры.
3.2. Схема размещения датчиков в звеньях свай-оболочек
и особенности их градуировки приводятся в Техническом зада
нии.
га 31.3015-78 Сто. 4
3.3. Градуировка проводится в целях проверки надежности работы датчиков и предварительной оценки чувствительности датчиков к осевым нагрузкам.
Цена деления прибора к усилию, воспринимаемому бетоном, определяется по формуле,
где jj - коэффициент армирования, равный отношению
площадей поперечного сечения напряженкой арматуры и бетоиа; п - отношение модулей упругости арматуры и бетона к моменту передачи усилия натяжения арматуры на бетон;
- среднее значение установившегося напряжения
с
в арматуре после всех потерь, происходящих
до обжатия бетона, определяемое с помощью
аппаратуры контроля;
У - площадь бетона поперечного сечения сваи-5
-оболочки;
гп - отсчет по прибору, соответствующий установившемуся напряжению в арматуре.
4. СТАТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СВАЙ-ОБОЛОЧЕК ОСЕВЫМИ ВДАВЛИВАЮЩИМИ НАГРУЗКАМИ
4*1. Испытания свай-оболочек статическими осевыми вдавливающими нагрузками следует проводить в соответствии с ГОСТ 5686-69."Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний."
4.2. Продолжительность "отдыха" перед статическими испы-
PT. i 31.3015-73 Сто. 5
таниями сзай-оболочех устанавливается программой испытаний в зависимости от состава и характера прорезаемой грунтов и грунтов под нижними концами оболочек, но не менее:
для свай-оболочек, погружен пьес в песчаные и супесчаные грунты - б суток после окончания погружения;
для свай-оболочек, погруженных преимущественно в суглинки - 15 суток;
при прорезании или залегании под нижними концами свай-оболочек пылезатых или жирных глин - 28 суток.
4.3. Нагрузка при испытании свай-оболочек должна быть доведена до величины, вызывающей их осадку не менее чем на 40 мм.
Примечание. При заглублении нижних коицоз испытываемых свай-оболочек в скальные и крупно-обломочные грунты, а также плотные пески (гравелистые, крупные и средней крупности) минимальная осадка от максимальной нагрузки пои испытании не нормируется.
Максимальная нагрузка в этом случае должна быть доведена до величины, предусмотренной программой испытаний, но не менее полуторной нормативной нагрузки на сваю-оболочку, определенной расчетом.
4.4. Для измерения осадки сваи-оболочки рекомендуется применять теодолит с винтовым окулярным микрометром М0В-1-15х (ГОСТ 7865-56), а также любые приборы, дающие возможность
измерять перемещения порядка 0,1 мм.
4.5. Порядок работы с теодолитом, оборудованным микрометром следующий.
4.5.1. На поверхность испытываемой сваи-оболочки наклеивается полоска ватмана с нанесенными на ней на расстоянии 40 мм двумя рисками.
PTM 31.3015-73 Стр. 6
4.5.2. Микрометр надевается на окулярную трубку теодолита до упора и закрепляется на ней винтом, после чего, вращая окуляр за накатанную часть, устанавливают его на резкость изображения перекрестия.
4.5.3. Выбирается стоянка теодолита на таком расстоянии от сваи-оболочки, чтобы величина ожидаемой осадки оболочки укладывалась в 2/3 поля зрения окуляра.
4.5.4. Производится тарировка прибора, которая начинается с совмещения риски подвижной сетки окуляра микрометра с одной из рисок, нанесенных на ватмане. На этом положении записывается показание барабана, а эатем вращением барабана риска подвижной сетки совмещается со второй риской, нанесенной на ватмане.
Разделив разность отсчетов барабана на 40 (расстояние в мм между двумя рисками на ватмане), получаем число делений барабана, соответствующее 1 мм осадки сваи;
4.5.5. Производятся измерения осадок сваи-оболочки в процессе ее эагрухения, перед началом которого риска подвижной сетки окуляра микрометра совмещается с одной из рисок, нанесенных на ватмане.
После создания нагрузки, вызывающей соответствующую осадку сваи, вращением барабана риска подвижной сетки снова совмещается с той же риской на ватмане. Разность отсчетов по графину тарировки дает пеличину осадки сваи.
4.6. Статические испытания опытной сваи-оболочки производятся дважды.
Первое испытание производится в целях определения критической нагрузки, за которую принимается такая нагрузка, при
PT.J 3i.30io-7C Сто. 7
которой исчерпывается сопротивляемость грунта на боковой поверхности и на уровне низа сваи-оболочки.
Второе испытание производится после удаления грунта из полости сваи-ободочки и включает определение оопрсткзляе:/.сети грунта на наружной боковой поверхности по формуле
1 =. , о. )
'и lit
где Т\ - предельная нагрузка на сваю-оболочку,
пр
определяемая по результатам второго испытания; и - наружный периметр сваи-оболочки; t - глубина погружения оболочки в грунт. Сопротивляемость грунта на внутренней боковой поверхности определяется по результатам первого и второго испытаний по формуле
В _ ( 3 )
Нн иьь
где Т\ - критическая нагрузка на сваю-оболочку,
определяемая по результатам первого испытания; “ft - продольное усилие на уровне низа сваи-оболоч-
к _
ди, соответствующее критической нагрузке t\ , определяемое по датчику, заложенному вблизи нианего конца оболочки;
Uo - внутренний периметр сваи-оболочки; h - высота грунтового ядра в полости оболочки.
4.7. Статические испытания опытней сван-оболочки, псгру~ае-цой с выемкой грунта и заполнением полости бетоном, производятся дважды.
PTi'j 31.3015-78 Стр. Ь
Первое испытание производится после удаления грунта из полости сваи-оболочки и ькшочает определение сопротивляемости грунта на наружной боковой поверхности по формуле
V ul
Второе испытание производится после заполнения полости бетоном и включает определение, помимо общей несущей способности Т\ сопротивляемости грунта на уровне низа сваи-
- обол очки пс формуле
- ТН,Л (5)
0 F
0
где - площадь поперечного сечения сваи-оболочки
брутто.
4.8* Загадка датчиков продольных усилий в сваи-оболочки, полость которых заполняется бетоном, как правило, не требуется, •скащение Датчиками таких Оболочек определяется не обход имостыо ■олучения бопее полной информации о процессе вибрационного •огружения целях накопления данных о влиянии особенностей погружения из сопротивляемость грунтов основания осевым ЗАавливающим нагрузкам*