Динамический метод определения несущей способности свай по грунту.

Динамический метод заключается в определении несущей способности сваи по величине отказа сваи после отдыха.
Отказ – это величина, на которую погружается свая за один удар после отдыха. Висячим сваям, не добивая до проектной отметки, дают отдых (пески – одна неделя, супеси – 2 недели, глина - 3). После отдыха производят добивку сваи до проектной отметки и измеряют отказ сваи. По величине отказа по формуле Герсиванова определяется несущая способность сваи.
Динамический метод испытывается для контроля фактической несущей способности сваи на строительной площадке. Зная параметры сваебойного оборудования, определяется проектный отказ. Если фактический отказ оказывается больше проектного, то фактическая несущая способность сваи меньше проектной и, соответственно, в проект вносятся изменения.
Забитые опорные стержни в песчаный грунт и выдерживают 3 суток. Опоры в глинистой почве выдерживают 6 суток. Потом приступают к динамическим испытаниям.
Это объясняется тем, что возникает ложный отказ и засасывание опорных стержней. После серии ударов по оголовнику, опора перестаёт погружаться в основание. Через несколько суток опора опять продолжает погружаться под ударами молота. Такое явление называют ложным отказом. Ложный и истинный отказы свай Происходит ложный отказ при погружении опор в грунтовое основание средней плотности из-за частых ударов молота. Вокруг конца опорного стержня образуется грушевидное уплотнение почвы, которое оказывает повышенное сопротивление продвижению сваи вглубь. За время остановки забивки опор на несколько суток, уплотнение вокруг свайного стержня рассасывается за счёт медленного отжима воды из этой области. При возобновлении забивки, свая продолжает погружаться. Весь процесс повторяют, пока опора не займёт своё проектное положение. Погружение свай в глинистую почву может вызвать её разжижение, то есть происходит нарушение грунтового основания. Такое нарушение вызывает поднятие грунтовой воды вверх вдоль ствола опоры. Это значительно уменьшает сопротивление почвы погружению сваи. Происходит засасывание опоры. Погружение сваи прерывают. Через несколько суток сопротивление основания восстанавливается. Забивку свай продолжают до полной установки. Посмотрите видео, как монтировать сваю до проектного положения.
Испытания свай динамическим методом
1. Явления, происходящие в грунте при забивке сваи.
 
Отказ при забивке свай. Понятие об истинном и ложном отказе.
Величина погружения сваи при ударе (забивке) носит название отказ. При погружении свай через песчаные грунты величина отказа с глуби-ной резко уменьшается и в некоторых случаях может достигнуть нуля.

Для увеличения отказа сваи необходимо предоставить отдых, т.е. остановить забивку на 3…5 дней. За это время в около свайном пространстве восстанавливается поровое давление, грунтовая вода снова подходит к стволу сваи, трение снижается и сваю можно снова добивать т.к. отказ увеличивается относительно первоначальной величины, полученной до отдыха.

Такой же эффект может быть получен при добавлении воды в около свайное пространство во время забивки. При погружении свай через водонасыщенные глинистые грунты величина отказа с увеличением глубины забивки может увеличиваться и свая как бы проваливается в водонасыщенное основание.
 
Отказ (е) сваи во время забивки получил название «ложный». 
Отказ (е) сваи после отдыха – «истинный».
Получение истинного отказа сваи в глинистых грунтах приводит к увеличению ее несущей способности. Исследования в этом направлении были проведены Новожиловым (ПГУПС).

Рнач – начальная несущая способность сваи в момент забивки;
Рmax – максимальная несущая способность сваи;
Т – период относительно быстрого возрастания несущей способности сваи;
t1, t2 – время испытания сваи;
Р1, Р2 – несущая способность сваи, соответственно в момент времени t1 и t2.

m – коэффициент, учитывающий скорость засасывания сваи.
Насколько повышается несущая способность сваи после отдыха?
В супесях – в 1,1…1,2 раза
В суглинках – в 1,3…1,5 раз
В глинах – в 1,7…6 раз
Т = (3…6) недель
В 1911 г. профессор Н.М. Герсеванов предложил формулу для определения несущей способности свай динамическим способом:
QH = A+B+C

QH – работа свайного молота;
A= Pe – работа, затраченная на погружение сваи;
В = Qh – работа упругих деформаций (подскок свайного молота);
С= QH – потерянная работа (трение, смятие, нагрев и т.д.).
QH = Pe + Qh +QH
Р – сопротивление сваи погружению (несущая способность сваи);
 - коэффициент, учитывающий потерю работы.
В результате получаем квадратное уравнение, решение которого можно представить в виде:

А – площадь поперечного сечения сваи;
е – действительный отказ сваи;
Q – вес ударной части молота;
q – вес сваи;
n – коэффициент, учитывающий упругие деформации (150 т/м2 – для ж/б сваи).
Практически, при проектировании эту формулу используют для определения величины отказа (е), определив заранее расчетом величину (Р).

Достоинства
1. Простота2. Малая стоимость
Недостатки
1. Не точные результаты для глини-стых грунтов
Отказ сваи – погружение сваи от 1 удара молота.
Отдых – время, в течение которого перестают забивать сваю и происходит релаксация напряжений (2-5 недели)
Отказ до отдыха – ложный, после отдыха – истинный.
Добивку свай после «отдыха» производят свайным молотом массой в 1.5…1.25 раза больше массы сваи, а при длинных сваях – молотом с массой не менее массы испытываемой сваи.
Чем глубже погружается свая, забиваемая свайным молотом, тем больше сопротивление оказывает грунт ее внедрению. В результате от каждого удара получается все меньший и меньший отказ.
Недостатком динамических испытаний является необходимость перехода от сопротивления сваи динамическому погружению к сопротивлению ее под действием статической нагрузки.