RU2765358C1 - Способ определения значения эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю в составе зданий или сооружений - Google Patents
Способ определения значения эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю в составе зданий или сооружений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765358C1 RU2765358C1 RU2021106432A RU2021106432A RU2765358C1 RU 2765358 C1 RU2765358 C1 RU 2765358C1 RU 2021106432 A RU2021106432 A RU 2021106432A RU 2021106432 A RU2021106432 A RU 2021106432A RU 2765358 C1 RU2765358 C1 RU 2765358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pile
- concrete
- strain gauges
- reinforcement
- strain gauge
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неразрушающих испытаний железобетонных свай в свайном фундаменте зданий и сооружений на стадии эксплуатации при обследовании и оценке уровня их безопасности по условию прочности. Способ определения несущей способности железобетонной сваи здания или сооружения на стадии эксплуатации, заключающийся в том, что из свайного основания выбирают сваю с наибольшей нагрузкой на нее от вышерасположенных конструкций или сваю с наибольшими повреждениями и деградацией бетона, затем на очищенную от грунта поверхность сваи в наиболее ослабленном месте сваи в результате деградации бетона сваи наклеивают вдоль сваи параллельно относительно друг друга четыре рабочих тензорезистора в местах сваи без арматуры на расстоянии 100-200 мм друг от друга вдоль сваи и 4 компенсационных тензорезистора поперек сваи в любом месте, создают четыре мостовые схемы из этих тензорезисторов и измеряют омическое сопротивление всех рабочих тензорезисторов R 0, i . Затем выше и ниже тензорезисторов алмазной фрезой фрезеруют отверстия диаметром, равным 3-4 ширины подложки тензорезистора, глубиной 40-80 мм на расстоянии 30-40 мм выше и ниже от тензорезистора и через 4 или более часов вновь измеряют сопротивление рабочих тензорезисторов R 1, i и определяют деформацию бетона сваи по приведенной зависимости. Такую операцию проводят на всех четырех тензорезисторах на свае, а для восстановления исходной несущей способности в отверстия закладывают по два металлических полуцилиндра на 3-5 мм меньше диаметра отверстия и между ними забивают стальной клин шириной, равной диаметру полуцилиндров с доведением омического сопротивления R 1, i до значения R 0, i на каждом тензорезисторе. Затем поверхность сваи на участках отверстий со стальными полуцилиндрами покрывается эпоксидной смолой от коррозии, а по результатам измерений деформаций бетона сваи в четырех противоположных участках вычисляют среднее значение деформации бетона и арматуры по формуле , а напряжение в арматуре и в бетоне определяют по формулам, и , где E s – модуль упругости стали арматуры, принимаемый 2·1011 Па; E b – модуль упругости бетона, определяемый неразрушающими методами, и нагрузку на сваю определяют по формуле , где A s , A b – площади поперечного сечения арматуры и бетона, соответственно. Технический результат состоит в повышении точности и достоверности оценки эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающих испытаний железобетонных свай в свайном фундаменте зданий и сооружений на стадии эксплуатации при обследовании и оценке уровня их безопасности по условию прочности.
Известен способ определения нагрузки (напряжений) на фундамент, заключающийся в том, что на малой площади поверхности фундамента наклеивают тензорезисторы, измеряют омическое сопротивление R0 тензорезисторов, фрезеруют кольцевой надрез вокруг наклеенных тензорезисторов фрезерованием на поверхности фундамента на глубину 3/4 диаметра кольцевого надреза, измеряют омическое сопротивление R1 тензорезисторов, определяют деформацию по формуле , где k - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов. По деформации и модулю упругости материала фундамента Е определяют напряжение в материале фундамента и нагрузку на фундамент , где – площадь фундамента, а с учетом части элемента ниже наклеенных тензорезисторов на высоте h по формуле: , где h – высота, равная расстоянию от тензорезисторов до подошвы фундамента; г – плотность материала фундамента (Лужин О.В., Злочевский А.Б., Горубнов И.А. и др. Обследование и испытание сооружений: Учеб. для вузов / О.В. Лужин, А.Б. Злочевский, И.А. Горбунов, В.А. Волохов; под ред. О.В. Лужина. – М.: Стройиздат, 1987. 263 с.: ил.).
Недостатком этого способа является низкая точность определения нагрузки на фундамент из-за необходимости нарушения электрической цепи измерительной системы на период образования кольцевого надреза, что влечет появление ошибки в измерениях омического сопротивления R1.
Известен способ определения несущей способности буронабивной сваи, заключающийся в предварительном сооружении буронабивной сваи путем вращательного погружения в грунт инвентарной обсадной трубы с теряемым наконечником, последующим заполнением инвентарной обсадной трубы арматурным каркасом и бетоном и, при достижении последним проектной прочности, приложением статической вдавливающей нагрузки к свае и измерением ее перемещения. Перед заполнением инвентарной обсадной трубы бетоном в ней устанавливают стакан, между днищем которого и наконечником размещают датчик усилия, связанный с регистрирующей аппаратурой, которую располагают на поверхности грунта. Датчик усилия изолируют от окружающего пространства по периметру стакана посредством кольца, выполненного из упругоэластичного материала, которое устанавливают также между наконечником и днищем стакана. Стакан и датчик усилия вводят в инвентарную обсадную трубу совместно с арматурным каркасом. Испытание сваи осуществляют методом циклических нагружений после набора проектной прочности, при этом одновременно снимают показания с датчика усилий для выделения из показаний усилий части внешней нагрузки, характеризующей несущую способность буронабивной сваи, отделения переменной и нестабильной части в виде сил трения (RU № 2349711, МПК E02D33/00, опубл. 20.03.2009).
Недостатками этого способа являются трудоемкость проведения испытаний, высокая стоимость проведения испытания, связанная с возведением аналогичной сваи, невозможность учета деградации бетона и арматуры в аналогичной свае в составе свайного основания фундамента здания после нескольких лет эксплуатации.
Наиболее близким к изобретению является способ измерения нагрузки на бетонные и кирпичные несущие стены зданий и сооружений на стадии эксплуатации, заключающийся в том, что на поверхности стены или фундамента вдоль силовых линий (нагрузки) наклеивают тензорезистор и измеряют его электрическое сопротивление R0. Затем высверливают отверстия в стене или фундаменте диаметром в 3-4 раза более ширины тензорезистора, глубиной 40-60 мм, на расстоянии равном 3-4 размерам ширины тезорезистра выше и ниже его, и вновь измеряют омическое сопротивление R1 тензорезистора. Деформацию определяют по формуле , где k - коэффициент тензочувствительности тензорезистора. Нагрузку на стены, колонную или фундаменты определяют по формуле , где Е – модуль упругости материала стен или фундаментов; γ – плотность материала стен или фундамента; А – площадь поперечного сечения участка стены или фундамента на единице их длины (RU №2582495, МПК С01L1/18, опубл. 27.04.2016).
Недостатком данного изобретения является измерение нагрузки только с одной стороны стены или фундамента, что при возможных эксцентриситетах приложения нагрузки приводит к некорректным расчетам; также в изобретении после высверливания отверстия не предусмотрено время для стабилизации деформаций материалов.
Техническим результатом, на который направлено данное изобретение, является повышение точности и достоверности оценки эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю. Технический результат достигается за счет измерения деформации по 4 граням сваи и выдержки времени для стабилизации деформаций, а также за счет закладывания в отверстия металлических полуцилиндров после испытаний.
Изобретение поясняется графически (фиг. 1). На фиг. 1 представлен условный вид железобетонной сваи в процессе испытаний, где введены обозначения 1 – тензорезистор, 2 – высверленное отверстие, 3 – арматура; N – эксплуатационная нагрузка на сваю; А-А – разрез.
Предлагаемый способ определения несущей способности железобетонной сваи здания или сооружения на стадии эксплуатации, заключается в том, что из свайного основания выбирают сваю с наибольшей нагрузкой на нее от вышерасположенных конструкций и сваю с наибольшими повреждениями и деградацией бетона. Затем на очищенную от грунта поверхность сваи любой формы поперечного сечения в наиболее ослабленных местах сваи в результате деградации бетона с учетом отсутствия в этих местах арматуры, наклеивают вдоль сваи параллельно относительно друг друга четыре рабочих тензорезистора на расстоянии 100-200 мм друг от друга и 4 компенсационных тензорезистора поперек сваи в любом месте, создают четыре мостовые схемы из этих тензорезисторов и измеряют омическое сопротивление всех четырех рабочих тензорезисторов R 0, i , затем выше и ниже тензорезисторов алмазной фрезой фрезеруют отверстия диаметром равным 3-4 ширины тензорезистора, глубиной 40-80 мм на расстоянии 30-40 мм выше и ниже от тензорезистора, и через 4 или более часов вновь измеряют сопротивление рабочих тензорезисторов R 1, i и определяют деформацию бетона сваи по каждому рабочему тензорезистору по формуле: , где k i – коэффициент тензочувствительности тензорезистора, – омическое сопротивление рабочего тензорезистора до фрезеровки отверстия, – омическое сопротивление рабочего тензорезистора после фрезеровки отверстия, i=1, 2, …, 4. Такую операцию проводят на всех четырех тензорезисторах на свае. Для восстановления исходной несущей способности в отверстия сваи закладывают по два металлических (стальных) полуцилиндра на 3-5 мм меньше диаметра отверстия и между ними забивают стальной клин шириной равной диаметру полуцилиндров с доведением омического сопротивления R 1, i до значения R 0, i на каждом тензорезисторе. Поверхность сваи на участках отверстий со стальными полуцилиндрами покрывается эпоксидной смолой от коррозии. По результатам измерений деформаций бетона сваи в четырех противоположных участках сваи вычисляют среднее значение деформации бетона и арматуры по формуле . Деформации в бетоне и арматуре будут одинаковыми по гипотезе плоских сечений. Напряжение в арматуре и в бетоне определяют по формулам, соответственно: и , где – модуль упругости стали арматуры, принимаемый 2·1011 Па; модуль упругости бетона, определяемый неразрушающими методами, например, прибором ПУЛЬСАР 1.0.
Нагрузку на сваю определяют по формуле , где , – площади поперечного сечения арматуры и бетона, соответственно. Эксплуатационная нагрузка на сваю вычисляется по формуле .
По сравнению с известными, представленное изобретение позволяет получить более точную оценку эксплуатационной нагрузки за счет измерения деформаций по всем граням сваи, а также за счет учета времени стабилизации деформаций (релаксации).
Claims (1)
- Способ определения несущей способности железобетонной сваи здания или сооружения на стадии эксплуатации, заключающийся в том, что из свайного основания выбирают сваю с наибольшей нагрузкой на нее от вышерасположенных конструкций или сваю с наибольшими повреждениями и деградацией бетона, затем на очищенную от грунта поверхность сваи в наиболее ослабленном месте сваи в результате деградации бетона сваи наклеивают вдоль сваи параллельно относительно друг друга четыре рабочих тензорезистора в местах сваи без арматуры на расстоянии 100-200 мм друг от друга вдоль сваи и 4 компенсационных тензорезистора поперек сваи в любом месте, создают четыре мостовые схемы из этих тензорезисторов и измеряют омическое сопротивление всех рабочих тензорезисторов R 0, i , затем выше и ниже тензорезисторов алмазной фрезой фрезеруют отверстия диаметром, равным 3-4 ширины подложки тензорезистора, глубиной 40-80 мм на расстоянии 30-40 мм выше и ниже от тензорезистора и через 4 или более часов вновь измеряют сопротивление рабочих тензорезисторов R 1, i и определяют деформацию бетона сваи по формуле , где k i – коэффициент тензочувствительности тензорезистора, – омическое сопротивление рабочего тензорезистора до фрезеровки отверстия, – омическое сопротивление рабочего тензорезистора после фрезеровки отверстия, i=1, 2, ..., 4, такую операцию проводят на всех четырех тензорезисторах на свае, а для восстановления исходной несущей способности в отверстия закладывают по два металлических полуцилиндра на 3-5 мм меньше диаметра отверстия и между ними забивают стальной клин шириной, равной диаметру полуцилиндров с доведением омического сопротивления R 1, i до значения R 0, i на каждом тензорезисторе, затем поверхность сваи на участках отверстий со стальными полуцилиндрами покрывается эпоксидной смолой от коррозии, а по результатам измерений деформаций бетона сваи в четырех противоположных участках вычисляют среднее значение деформации бетона и арматуры
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106432A RU2765358C1 (ru) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | Способ определения значения эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю в составе зданий или сооружений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106432A RU2765358C1 (ru) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | Способ определения значения эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю в составе зданий или сооружений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765358C1 true RU2765358C1 (ru) | 2022-01-28 |
Family
ID=80214515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106432A RU2765358C1 (ru) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | Способ определения значения эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю в составе зданий или сооружений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765358C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116934179A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-10-24 | 菏泽建工建筑设计研究院 | 一种基于大数据的建筑工程质量检测数据分析管理*** |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU408208A1 (ru) * | 1972-06-23 | 1973-12-10 | ||
RU69241U1 (ru) * | 2007-07-09 | 2007-12-10 | Закрытое Акционерное Общество "Весоизмерительная Компания "Тензо-М" | Динамометр для измерения усилий |
RU2349711C2 (ru) * | 2007-03-01 | 2009-03-20 | Закрытое Акционерное Общество "Статика Инжиниринг" | Способ определения несущей способности буронабивной сваи |
RU2469261C1 (ru) * | 2011-06-22 | 2012-12-10 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЫЛА И ТРАНСПОРТА имени генерала армии Хрулева А.В." | Способ определения сложного напряженно-деформированного состояния конструкции, находящейся под статическими нагрузками и динамическим нагружением |
RU2582495C1 (ru) * | 2014-12-11 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Способ измерения и мониторинга давления на бетонные и кирпичные несущие стены и фундаменты зданий и сооружений на заданном уровне на стадии их эксплуатации |
-
2021
- 2021-03-12 RU RU2021106432A patent/RU2765358C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU408208A1 (ru) * | 1972-06-23 | 1973-12-10 | ||
RU2349711C2 (ru) * | 2007-03-01 | 2009-03-20 | Закрытое Акционерное Общество "Статика Инжиниринг" | Способ определения несущей способности буронабивной сваи |
RU69241U1 (ru) * | 2007-07-09 | 2007-12-10 | Закрытое Акционерное Общество "Весоизмерительная Компания "Тензо-М" | Динамометр для измерения усилий |
RU2469261C1 (ru) * | 2011-06-22 | 2012-12-10 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЫЛА И ТРАНСПОРТА имени генерала армии Хрулева А.В." | Способ определения сложного напряженно-деформированного состояния конструкции, находящейся под статическими нагрузками и динамическим нагружением |
RU2582495C1 (ru) * | 2014-12-11 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Способ измерения и мониторинга давления на бетонные и кирпичные несущие стены и фундаменты зданий и сооружений на заданном уровне на стадии их эксплуатации |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116934179A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-10-24 | 菏泽建工建筑设计研究院 | 一种基于大数据的建筑工程质量检测数据分析管理*** |
CN116934179B (zh) * | 2023-09-15 | 2023-12-01 | 菏泽建工建筑设计研究院 | 一种基于大数据的建筑工程质量检测数据分析管理*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fellenius | Determining the resistance distribution in piles | |
Bica et al. | Instrumentation and axial load testing of displacement piles | |
RU2548631C1 (ru) | Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком | |
RU2765358C1 (ru) | Способ определения значения эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю в составе зданий или сооружений | |
Bonopera et al. | Axial load detection in compressed steel beams using FBG–DSM sensors | |
Muszyński et al. | Horizontal displacement control in course of lateral loading of a pile in a slope | |
RU2583806C1 (ru) | Способ испытания свай статической нагрузкой | |
Krasiński et al. | Pile model tests using strain gauge technology | |
RU2398936C1 (ru) | Способ оценки несущей способности буронабивной сваи | |
Komurka et al. | Results and lessons learned from converting strain to internal force in instrumented static loading tests using the incremental rigidity method | |
JP5484165B2 (ja) | 杭の品質管理方法 | |
Szymkiewicz et al. | Feedback on static axial pile load tests for better planning and analysis | |
Nguyen et al. | Bidirectional static loading tests on barrette piles. A case history from Ho Chi Minh City, Vietnam | |
Siegel | Load testing and interpretation of instrumented augered cast-in-place piles | |
Nie et al. | An improved instrumentation method for PHC piles | |
Rybak | Some remarks on repeated or cyclic lateral load tests of driven piles | |
KR102655616B1 (ko) | 리모델링공사 비파괴 말뚝 반력 추정방법 | |
RU2582495C1 (ru) | Способ измерения и мониторинга давления на бетонные и кирпичные несущие стены и фундаменты зданий и сооружений на заданном уровне на стадии их эксплуатации | |
Schallert et al. | Structure-integrated fiber-optic sensors for reliable static and dynamic analysis of concrete foundation piles | |
Oghabi | Experimental response of a pile in sand under static and cyclic lateral loads | |
RU2533742C1 (ru) | Способ определения давления на грунт основания фундамента здания или сооружения, находящегося в эксплуатации | |
Cooke | Load transfer from bored, cast-in-situ piles in London clay | |
Rausche et al. | Dynamic loading tests: a state of the art of prevention and detection of deep foundation failures | |
Zhussupbekov et al. | Geotechnical infrastructures of new capital Astana on problematical soil ground | |
RU2721892C1 (ru) | Способ измерения деформаций, напряжений и усилий в арматуре эксплуатируемых железобетонных конструкций |