Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
  • Волновая теория удара для контроля процесса погружения забивных свай
  • УДК 624.155.113:624.131.524.4:620.178.7 DOI: 10.33622/0869-7019.2021.08.41-50
    Кирилл Александрович ФИЛИППОВ1, ведущий конструктор, e-mail: 4155599@gmail.com
    Алексей Андреевич ЧУРКИН2, кандидат технических наук, зам. заведующего лабораторией свайных фундаментов, e-mail: chaa92@mail.ru
    Алина Владимировна ГАВРЮТИНА3, начальник лаборатории, e-mail: piles@aigeos.ru
    Александр Алексеевич МУХИН3, технический директор
    1 АО «53 Центральный проектный институт», 129085 Москва, просп. Мира, 101Д, стр. 2
    2 НИИОСП им. Н. М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство», 109428 Москва, Рязанский просп., 59
    3 ООО «Интерэгео», 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 8, стр. 3
    Аннотация. Рассмотрены вопросы применения волновой теории удара для мониторинга процесса погружения забивных свай. Цель работы - анализ возможностей метода, основанного на принципах волновой теории удара, применительно к процессу устройства фундамента с использованием забивных свай. В задачи работы входило: проведение мониторинга процесса погружения свай в ходе натурных исследований для подтверждения соответствия их несущей способности проектным значениям, выявление возможности для оптимизации конструкции и определение повреждения сваи в ходе забивки. Работы на двух объектах выполнялись с помощью аппаратного комплекса производства США, для обработки данных использовались кейс- и бета-методы. Мониторинг процесса погружения свай на первом объекте демонстрирует резкое возрастание сопротивления погружению свай при их заглублении в несущий слой плотного песка, фактическая несущая способность почти вдвое превосходит проектное значение. Несущая способность сваи меньшей длины по результатам мониторинга также подтверждена статическими испытаниями одной из свай. Результаты мониторинга процесса погружения свай на первом объекте позволяют заключить, что метод, использующий принципы волновой теории удара, может успешно применяться для мониторинга процесса погружения забивных свай. Кроме того, полученные данные об изменении несущей способности сваи в зависимости от глубины ее погружения позволяют корректировать проектные решения для повышения их надежности и экономической эффективности. По результатам испытаний забивной составной сваи на втором объекте было выявлено ее разрушение, произошедшее в процессе забивки. Косвенным подтверждением этому служат данные журнала забивки свай. Успешно выявленное разрушение сваи на втором объекте подтверждает перспективность применения бета-метода для оперативного получения информации о возникающих в ходе погружения сваи дефектах. При качественном выполнении сварного соединения составной забивной сваи в месте стыка не наблюдается явлений, влияющих на результат применения бета-метода для выявления повреждения сваи.
    Ключевые слова: забивные сваи, испытания свай с применением волновой теории удара, PDA-испытания, контроль сплошности, бета-метод.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Герсеванов Н. М. Собрание сочинений. Свайные основания и расчет фундаментов сооружений. М. : Стройвоенмориздат, 1948. Т. 1. 270 с.
    2. Мухин А. А., Чуркин А.
    А., Филиппов К. А., Гаврютина А. В. К вопросу о применении метода испытания свай динамической нагрузкой с использованием принципов волновой теории удара // Геотехника. 2020. Т. XII. № 2. С. 70-87. DOI: 10.25296/2221-5514-2020-12-2-70-87.
    3. Радугин А. Е. Об увеличении несущей способности коротких свай во времени // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1969. № 2. С. 16-19.
    4. Бахолдин Б. В., Большаков Н. М. Исследование зависимости несущей способности свай от времени нахождения их в грунте // Тр. НИИОСП. Вып. 65. Свайные фундаменты. М. : Стройиздат, 1975. С. 37-42.
    5. Капустин В. В., Чуркин А. А., Лозовский И. Н., Кувалдин А. В. Возможности сейсмоакустических и ультразвуковых методов при контроле качества свайных фундаментов // Геотехника. 2018. Т. Х. № 5-6. С. 62-71.
    6. Likins G., Rausche F. Case Method [Кейс-метод]. The second seminar on the dynamics of pile driving. University of Colorado at Boulder, Pile Dynamics Inc., 1981. Cleveland, OH, USA. Available at: https://www.pile.com/wp-content/uploads/2017/03/CaseMethod.pdf (accessed 10.05.2020).
    7. Pile Dynamics Inc., 2019. Cleveland, OH, USA, Available at: https://www.pile.com/ (accessed 10.05.2020).
    8. Komurka V., Walton W., Rusk R., Hannigan P. High-сapacity driven-pile foundation for a 33-story high-rise in Milwaukee, Wisconsin [Фундамент с забивными сваями большой несущей способности для 33-этажного высотного здания в Милуоки, штат Висконсин]. USA DFI 42nd Annual conference on deep foundations, New Orleans, LA, 2017, pp. 278-294.
    9. Liang L., Li X., Xu X. The role of dynamic testing and analysis in current practice of design and construction of driven pile foundation in USA [Роль динамических испытаний в современной практике проектирования и устройства забивных свайных фундаментов в США] (in Chinese). Proc. of the 12th China foundation engineering conference, 2015. Available at: https://www.pile.com/reference-papers (accessed 10.05.2020).
    10. Sellountou A., Duffy P., Holman T. Optimization of drilled shaft design using high strain dynamic monitoring [Оптимизация конструкции буровых свай по результатам испытаний с использованием волновой теории удара]. Proc. from geotechnical and structural engineering congress, Phoenix, Arizona, 2016, pp. 724-734.
    11. Liang L., Webster S., Yuan R. et al. Prediction of long term capacity using dynamic testing for underwater skirt pile foundation [Прогнозирование долговременной несущей способности по результатам динамических испытаний для свай подводных опор]. Proc. of the twenty-fourth international ocean and polar engineering conference, Busan, Korea, 2014, pp. 660-667.
    12. Rausche F., Goble G. Determination of pile damage by top measurements [Выявление повреждения сваи по результатам измерений у оголовка]. Behavior of deep foundations. ASTM STP 670. Raymond Lundgren, Ed., American Society for Testing and Materials. 1979, pp. 500-506. Available at: https://www.pile.com/wp-content/uploads/2017/03/558_DeterminationOfPileDamagebyTopMeasurements.pdf (accessed 10.05.2020).
    13. Likins G., Rausche F. Pile damage prevention and assessment using dynamic monitoring and the Beta Method [Предотвращение и оценка повреждений свай с использованием динамического мониторинга и бета-метода]. Geo-Institute Geotechnical Special Publication, 2014, no. 233, pp. 428-442.
    14. Bungenstab F., Beim J. Ensaio de Integridade (PIT) - Interpretaзгo de resultados obtidos para os casos de estacas dos tipos hйlice contнnua monitorada e raiz [Анализ сплошности (PIT) - интерпретация результатов, полученных для случаев мониторинга свай, изготовленных методом непрерывного полого шнека и свай с уширением]. Fundaзхes & Obras Geotйcnicas, 2014, no. 46, pp. 60-68.
    15. Webster S., Teferra W. Pile damage assessments using the pile driving analyzer [Выявление повреждения сваи с использованием оборудования Pile Driving Analyzer]. Proc. of the fifth international conference on the application of stress-wave theory to piles, Orlando, FL, 1996, pp. 980-990.
    16. Hussein M., Garlanger J. Damage detection for concrete piles using a simple nondestructive method [Выявление повреждений железобетонных свай методами неразрушающего контроля]. Proc. of the first international conference on fracture mechanics of concrete structures, Breckenridge, CO., 1992. Available at: https://www.pile.com/reference-papers (accessed 10.05.2020).
    17. Hussein M., Rausche F. Determination of driving induced pile damage [Выявление повреждений свай, вызванных их забивкой]. Fondations Profondes, Paris, France, 1991, pp. 455-462. Available at: https://www.pile.com/wp-content/uploads/2017/03/ determiniationofDrivingInducedPileDamage.pdf (accessed 10.05.2020).
    18. Капустин В. В. К вопросу о физических основах акустического метода испытания свай // Инженерные изыскания. 2011. № 11. С. 10-15.
  • Для цитирования: Филиппов К. А., Чуркин А. А., Гаврютина А. В., Мухин А. А. Волновая теория удара для контроля процесса погружения забивных свай // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 8. С. 41-50. DOI: 10.33622/0869-7019.2021.08.41-50.


НАЗАД