Метод Остерберга

Кратко о методе

Процесс строительства уникальных объектов связан с передачей значительной нагрузки на грунты основания. В связи с этим в большинстве случаев на данных объектах применяют сваи большого диаметра, выполненные по различным технологиям. Нагрузки, которые передаются на такие сваи измеряются тысячами тоннасил. Контрольные испытания статической вдавливающей нагрузкой по оценке фактической несущей способности сваи с высокой точностью могут быть проведены методом Остерберга с применением силовых ячеек (O-cell). Также данный метод в научной литературе имеет название – метод погруженного гидравлического домкрата или МПГД.

Данная методика проведения статических испытаний является самой сложной в техническом отношении, требующей от инженеров высоких инженерных навыков и большого опыта выполнения данных работ. Это связано с тем, что повторно испытать данную конкретную сваю далее уже будет невозможно. Испытуемая свая специально устраивается вне свайного поля. 

Подробно о методе

При испытании свай МПГД силовую ячейку устанавливают непосредственно в тело испытуемой сваи. Силовая ячейка представляет собой систему  гидравлических домкратов, объединенных в один модуль. Силовая ячейка разделяет испытуемую сваю на две части: верхнюю (Верхний Испытуемый ЭлементВИЭ) и нижнюю (Нижний Испытуемый ЭлементНИЭ). Важнейшей характеристикой которой является ее грузоподъемность, которая регулируется количеством домкратов. Суммарная нагрузка, развиваемая ячейкой, калибруется заранее. После установки ячейки производится бетонирование сваи по всей ее длине.

Силовая ячейка соединена гидравлическими шлангами с гидронасосом, установленным на поверхности. Насос создает давление в домкратах силовой ячейки. При увеличении нагрузки происходит раскрытие силовой ячейки и вертикальное перемещение испытуемых элементов. Величина перемещения фиксируется датчиками перемещения (например часового типа), а возникающие в процессе перемещения напряжения – тензометрами, установленными в тело сваи на разных уровнях.

Поэтапное увеличение давления в силовой ячейке создает на оба элемента равную по величине осевую нагрузку, которая воспринимается боковым трением в ВИЭ и сопротивлением под подошвой и боковым трением в НИЭ. В процессе нагружения оба элемента подвергаются деформации сжатия, вследствие действия силовых факторов происходят перемещения. Величины деформаций и перемещений регистрируются комплексом измерительной аппаратуры.

Максимальная нагрузка Fmax при испытаниях устанавливается проектной организацией, с учетом суммарной нагрузки на сваю по боковой поверхности и под пятой (несущая способность).

Оборудование и приборы

Силовая ячейка, состоит из серии гидравлических домкратов, соединенных в единую гидравлическую систему, и 2-х опорных металлических плит диаметром 1850 мм и толщиной 70 мм каждая. Суммарная высота ячейки составляет 650 мм. Должна быть оснащена необходимыми элементами для установки измерительной аппаратуры.

Насос / маслостанция должна иметь предельное давление не менее 700 бар и должна быть оснащенная автономной системой контроля давления.

Гидравлическая система должна быть оснащена поверенным манометром с точностью измерений – 0,2 бара.

МПГД Москва
Монтаж силовой ячейки в каркас сваи
МПГД Москва
Процесс проведения испытания
МПГД Москва
Погружение буронабивной сваи

Измерительная аппаратура и оборудование

  • Тензодатчики вибрационного типа (VW Strain Gages), точность измерения ±0,1% FSR. Устанавливаются на армокаркасе в нескольких уровнях по 4 единицы. Данные средства измерения служат для измерения упругих деформаций в железобетоне и расчета напряжений в заданных сечениях.
  • Датчики типа VW waterproof crackmeters, применяются для контроля над раскрытием ячеек;
  • Два датчика перемещения (ИЧ-50 и / или прогибомер 6 – ПАО, модель 08000) калиброванные, точность измерения 0.01 мм, устанавливаются на оголовок для наблюдения за его перемещением;
  • Экстензометры для замера перемещения укрепленных на нижних плитах силовых ячеек;
  • Измерительная труба диаметром 32 мм для замера перемещения вверх оголовка сваи. Устанавливается в процессе бетонирования.
  • Datalogger с возможностью обработки и передачи данных на РС. Управление режимом «Online» измерений с заданной частотой всех установленных измерительных приборов, обработка и пересылка в персональный компьютер.
  • Топографическй нивелир. Устанавливается на небольшом расстоянии от испытуемой сваи для контроля состояния реперной конструкции и для дополнительного контроля над перемещением оголовка сваи.
  • Фото- и видеоаппаратура.

Испытания продолжаются до момента достижения одного из параметров:

  • Предела поверхностного трения или бокового сдвига;
  • Предельной несущей способности;
  • Максимальной мощности силовой ячейки.

Целью испытаний методом погруженного гидравлического домкрата является:

  • определение несущей способности одиночной сваи;
  • определение трения по боковой поверхности, несущей способности сваи по боковой поверхности в каждом инженерно-геологическом элементе (ИГЭ);
  • определение несущей способности грунта в основании пяты сваи;
  • определение перемещений одиночной сваи от действия статической нагрузки;
  • подтверждение эффективности принятой технологии устройства свай направленной на обеспечение требуемой несущей способности сваи в грунтовых условиях площадки строительства, изготовленных в условиях инженерно-геологического разреза, характерного для данного проекта.

Результаты

На основании обработанных и скорректированных данных строятся различные графики и зависимости, позволяющие сделать дальнейшую интерпретацию и расчет параметров, таких как: предельная несущая способность испытуемых элементов по грунту, удельное трение по боковой поверхности сваи в испытуемых интервалах ИГ разреза, а также предельная достигнутая несущая способность под основанием сваи.

По результатам испытаний определяют:

  • несущую способность одиночной сваи по грунту;
  • максимальные перемещения и деформации сваи при приложении к ней рабочей нагрузки с учетом коэффициента запаса;
  • параметры грунтового основания, необходимые для проектируемых фундаментов здания или сооружения;
  • эффективность принятой технологии устройства свай, направленной на обеспечение требуемой несущей способности в грунтовых условиях площадки строительства, характерных для данного проекта.

Интерпретация графиков «нагрузка-осадка» позволит определить предельную несущую способность испытуемых элементов.
По результатам выполненного испытания, Заказчик получает отчет, который должен быть составлен в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-2020, ASTM D 1143 п. 9, а также дополняться специальными графическими материалами и расчетами, подкрепленными фотодокументами.

график нагрузка-перемещение
График нагрузка-перемещение сваи

Отправьте нам ваш запрос

    Алгоритм действий: