IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

При проведении работ по исследованию технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений возникает необходимость исследования свайных фундаментов. Основная трудность при проведении такого рода работ – отсутствие исполнительной документации с указанием мест расположения свай, их типа и данных о глубине погружения свай. Эта проблема может быть решена с помощью использования приборов неразрушающего контроля типа «измерителей длины свай» («ИДС-1», «Спектр - 2.0»), т.к. разрушающие методы контроля невозможно применить ко всем сваям.

Для исследования сборных железобетонных, буронабивных и металлических свай и используется прибор «Спектр – 2.0». Это современный прибор, предназначенный для локализации дефектов, определения длины сваи в грунтовом основании, методом, основанном на отражении механического колебания от границы раздела сред с разными физическими свойствами.

Методика определения длины свай с помощью прибора «Измеритель длины свай (ИДС)» основана на измерении времени между интервалами излучения упругой продольной волны в свае и прихода отраженных волн. Продольная волна излучается молотком. Длина вычисляется, исходя из измеренного интервала времени. При этом скорость продольной волны упругих колебаний в свае считается известной (её можно рассчитать по формуле, измерить прибором или откалибровать прибор по известной свае или априорными данными).

Отраженная продольная волна возникает в местах изменения механического импеданса (пропорционален скорости продольной волны в свае и площади поперечного сечения). Таким образом, если считать сваю однородной (скорость постоянна), то там, где происходит изменение профиля сваи, происходит отражение волны. И чем резче это изменение, тем больше коэффициент отражения волны и тем заметней отклик на экране.

Прибор позволяет определить такие дефекты в свае, как утолщение/утончение профиля сваи, трещины. Так же можно примерно определить продольный размер дефекта. Поперечный размер дефекта может быть определен качественно.

Максимальная длина измерения прибором бутонных свай составляет 25-30 м (зависит от плотности грунта – чем плотнее грунт, тем меньше длина).

Прибор хорошо себя зарекомендовал при выполнении обследования технического состояния свайных фундаментов. С помощью прибора «Спектр – 2.0» была установлена длина забивных свай в основании пристроя к жилому дому в г. Нижнем Новгороде по ул. Московское шоссе, д.37.

Исследуемые сваи изготавливаются непосредственно на строительной площадке по следующей технологии:

• производится погружение обсадной металлической трубы (см. рис. 1) с металлическим наконечником, заполненным бетонной смесью (см. рис. 2) на проектную глубину;

  Рис. 1. Погружение обсадной металлической трубы при устройстве монолитных железобетонных свай

  Рис. 2. Металлический наконечник, заполненный бетонной смесью

• установка рабочей арматуры в соответствии с рабочим проектом;

• бетонирование сваи и извлечение обсадной трубы.

Общий вид готовой сваи представлен на рис. 3.

Рис. 3. Общий вид готовой монолитной железобетонной сваи

Для определения длины монолитных железобетонных «буронабивных» свай использовался прибор диагностики свай «СПЕКТР – 2.0», который состоит из двух (одного) вибродатчиков (сейсмоприемников) и электронного блока (см. рис. 4).

Рис. 4. Общий вид прибора «Спектр – 2.0»

Работа прибора основана на спектральном анализе собственных частот сваи. Колебания возбуждаются с помощью удара резинового молотка (удары наносились сбоку). Длины вычисляются на интересующих частотах при известной скорости распространения упругих колебаний в теле сваи. Сейсмоприемник устанавливается сбоку сваи на расстоянии 0,6-1,2 м. от нижнего края ростверка, включается режим регистрации и производится удар по свае. Прибор производит регистрацию сигнала, по которому рассчитывается сейсмоспектр колебаний исследуемой сваи.

Длина рассчитывается по формуле:

, где

V – скорость распространения механических колебаний в среде;

t – разность времени между ударом и отражением.

Измерения производились на свае №1, расположенной в шурфе №1. На свае проводилось 10 испытаний.

Скорость распространения упругих волн в бетоне сваи (V, м/с) соответствует скорости ультразвука в бетоне, определяется с помощью прибора УК 1401.

Результаты измерений длины сваи, расположенной в шурфе №1, представлены в таблице №1.

Таблица №1.

На основании проведенного исследования сваи на объекте в г. Н. Новгород было установлено, что длина свай составляет 10,87 м.

Список использованной литературы:

1. ГОСТ 5686-2012 Грунты. Методы полевых испытаний сваями;

2. СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты». Нормы проектирования;

3. Сборник научно-производственных статей «Промышленная безопасность» - Н. Новгород: ННГАСУ, 2011 – 356 с.;

4. Научно – производственное предприятие «Интерприбор»: Руководство по эксплуатации «Прибор диагностики свай Спектр – 2.0», 33 с.

Код для цитирования: Скопировать