Испытания свай с помощью вибропогружателя

Вибродинамические испытания пирамидальных свай были проведены на площадке №1 в г. Полтаве, геологические условия которой характеризуются залеганием рыхлого мелкого влажного и водонасыщенного песка. Испытаниям с помощью вибропогружателя ВП-1 на данной площадке подвергались 30 коротких пирамидальных свай длиной 2,7 м с углом коничности 5°40, а также 4 сваи длиной 1,6 м с 12°50. Одновременно были произведены испытания статической нагрузкой призматической сваи длиной 7 м и двух пирамидальных длиной 2,7 и 1,6 м с углами коничности соответственно 5°40 и 12°50. Объем всех испытываемых пирамидальных свай был принят одинаковым и равным 0,366 м3.

При выполнении расчетов несущей способности свай принимались следующие данные: коэффициент к определялся согласно геологическому разрезу и был принят равным 3,7; 54 кН, 420 об/мин.

Как показали расчеты, несущая способность призматической сваи, определенная по результатам вибродинамических испытаний (269 кН), незначительно расходится с показателем несущей способности, определенным путем испытания сваи статической нагрузкой (260 кН). Несущая способность пирамидальных свай с углом коничности 5°40, определенная по результатам вибродинамических испытаний (= 347 кН), также не противоречит несущей способности, полученной по материалам статических испытаний (360 кН).

Таким образом, результаты испытаний 30 пирамидальных свай длиной 2,7 м, сечением 600x600 мм, 5°40 и объемом 0.366 см³ свидетельствуют о вполне приемлемой точности определения несущей способности короткой пирамидальной сваи 5°40. Отклонения значений не превышают 10%, т. е. не выходят за пределы точности самой формулы.

Для пирамидальных свай с 12°50 несущая способность, определенная по результатам испытаний вибропогружателем (247 кН), не соответствует несущей способности, определенной статическими испытаниями (380 кН).

Аналогичные исследования были выполнены в суглинистых грунтах в г. Кременчуге. На площадке № 3 были проведены вибродинамические и контрольные статические испытания пирамидальных свай с углом коничности 5°40; 9° и 12°50. Всего на этой площадке было погружено и испытано нагрузкой свыше 300 пирамидальных свай, а статической нагрузкой - 10 свай. Данные вибродинамических и статических испытаний.

На площадке №4 выполнены вибродинамические испытания двух свай с 5°40, длиной 2,7 м, размерами верхнего сечения 600x600 мм и двух с 9°, длиной 2 м, размерами верхнего сечения 700x700 мм с последующей проверкой несущей способности путем их статических испытаний. Объем всех четырех свай - по 0,366 м³. Данные испытаний свай на обеих площадках не противоречат результатам исследований, проведенных ранее. Несущая способность пирамидальных свай с 5°40, определенная по результатам их вибродинамических испытаний, соответствует несущей способности, полученной при испытаниях статической нагрузкой.

В значительной степени это имеет место при погружении свай с малым углом коничности (до 5-6°). При вибропогружении свай с углом коничности 9...13° происходит значительное уплотнение грунта, и при движении сваи вверх четко просматривается в грунте ложе. Это позволяет предположить, что в каждом цикле колебания при движении пирамидальной сваи вверх трение по ее боковой поверхности почти отсутствует. Снижение роли сил трения объясняется и тем, что при вибропогружении пирамидальных свай амплитуда их колебаний увеличивается с ростом угла коничности (об этом свидетельствуют данные характерных виброграмм погружения различных свай, записанных с помощью отказомера).

Поскольку силы сопротивления грунта на сваи с большим углом коничности действуют в течение относительно меньшего промежутка времени, чем на призматические, то изменяется и весь энергетический баланс процесса вибропогружения сваи в целом. Аналитическим выражением этого баланса является формула для определения предельного сопротивления пирамидальной сваи по результатам их вибропогружения.