V souladu s platnou regulační a technickou dokumentací u nás i se zavedenou praxí jsou před zahájením hromadného beranění prováděny zkušební jízdy a testování. Faktem je, že plán pilotového pole, zahrnutý v souboru dokumentace nezbytné pro naši práci, je výsledkem výpočtů získaných na základě údajů o zatížení na jedné straně a údajů o geologické stavbě půdy lokality na straně druhé. ruka. A pokud je u prvního vše jasné, pak zpráva o inženýrsko-geologických průzkumech ne vždy reálně odráží stávající obraz. Problém může být způsoben nekvalitní prací geologů a chybami v experimentech půdní laboratoře. Proto se provádějí zkoušky k objasnění požadované délky pilot. Podle našich zkušeností se vyskytly případy, kdy byla délka pilot navýšena 2x a byly i opačné situace – podle výsledků zkoušek byly piloty zcela zrušeny kvůli tomu, že zeminy byly poměrně husté a to bylo možné vystačit s obyčejnou monolitickou deskou. Zhruba řečeno, testování je test skutečné únosnosti piloty pro zjištění potřeby úpravy návrhu.
Zkoušky se provádějí působením svislého zatížení na raženou pilotu po tzv. „odpočinek“, obvykle 6-7 dní. Podle druhu zatížení se zkoušky dělí na dynamické a statické. Za zmínku také stojí, že se netestují piloty, ale zeminy, takže je správné neříkat „testy pilot“, ale „testy zemin s pilotami“.
Dynamické testování pilot
„Dynamika“ je nejjednodušší a nejlevnější způsob, jak získat údaje o nosnosti piloty. Podstata testu spočívá v upuštění břemene na hromadu a měření sedání hromady od tohoto nárazu. Průvan, nebo v odborném slangu „porucha“, se měří hladinou nebo speciálním přístrojem – poruchoměrem. Na ražených pilotách se provádějí zkoušky přímo kladivem, kterým byly piloty raženy. Vrtané piloty používají betonové nebo kovové „sloupy“, které jsou spouštěny z dané výšky. Laborant s údaji o sedání, parametrech hromady, hmotnosti nárazové části a výšce výsypu vypočítá nosnost hromady a vystaví protokol ve stanoveném formuláři. Tyto testy jsou rychlé, levné a poměrně přesné. Celkový objem dynamických zátěžových zkoušek pilot podle doporučení GOST je 1 % z celkového počtu pilot.
Statické zkoušení pilot
„Statika“ je simulace mechanismu fungování piloty v základu budovy bez budovy samotné a základu, resp. Princip testování je také extrémně jednoduchý, ale vyžaduje určité náklady na pracovní sílu a vybavení. Musíme tlačit na hromadu takovou silou, aby šla dolů. Navíc musíte vyvinout tlak a ne odhodit něco těžkého, jako při dynamických testech. Pro vrtané piloty se nad hromadou staví speciální masivní stojany. Na tyto stojany jsou postupně jeřábem vykládány betonové bloky známé hmotnosti a laborantka sleduje sedání hromady a po poklesu hromady nad stanovenou hodnotu zastaví testování. Ve vztahu k hnaným pilotám existuje jednodušší a levnější řešení – vyvinout tlak pomocí hydraulického zvedáku. Zbývá vyřešit otázku – kam opřít zvedák, protože je třeba přitlačit. Problém je vyřešen zaražením několika dalších pilot v těsné blízkosti (obvykle v jedné linii s testovací pilotou). Tyto piloty se nazývají kotvící piloty. Hlavy těchto pilot jsou zničeny, na piloty je uvolněna výztuž, je instalován silný kovový nosník, který je přivařen k výztuži kotevních pilot. Právě o tento nosník bude spočívat náš hydraulický zvedák s manometrem. Zde je nejčastěji používaný návrh testu.
Zkušební pilot je zaražen těsně pod kotevní piloty, aby se umožnila instalace zvedáku. Zátěž je aplikována po etapách pod neustálým dohledem laboranta. Zkoušky se zastaví buď při dosažení určité hodnoty na manometru (obvykle o 20-30% vyšší než je specifikované návrhové zatížení), nebo pokud hromada nevydržela zatížení a „šla“ dolů. Statické testy jsou mnohem dražší a trvají asi jeden den, ale jsou nejvíce odhalující a s nejpřesnějšími výsledky. V souladu s SNiP je až 0,5 % z celkového počtu pilot testováno se statickým zatížením.
Volitelně jsou 2 nosníky instalovány do „kříže“. Kotevní piloty zadává zpravidla projekční organizace, pokud však nejsou k dispozici údaje o kotvách, vybereme optimální kotvy sami s podmínkou, že maximálně využijeme pilotové pole a nezatlučeme další piloty do odpadu. .
Kontrola kvality výroby vrtaných pilot
Kontrola kvality výroby vrtaných pilot
Pro hodnocení výroby vrtaných pilot se používají metody kontroly kvality:
— výroba studní;
— pokládka betonové směsi;
— beton dříku piloty po jeho výrobě.
Kontrola kvality výroby studny se zpravidla provádí vizuálně pomocí přenosné elektrické lampy spuštěné do studny. Byla vyvinuta metoda ovládání pomocí televizní kamery. Obě tyto metody jsou použitelné pouze v případě, že ve studni není voda. Při stavbě studní pod vodou nebo jílovým roztokem se rozměry studní řídí pomocí speciálních šablon různých provedení. Výsledné rozměry umožňují posoudit změny průměru vrtu, přítomnost rozšíření a lokální spady zeminy uvnitř vrtů. U studní naplněných vodou nebo jílovým roztokem se může vrstva vrtných drtí na dně po vrtání zvětšit v důsledku usazování suspendovaných částic zeminy na dně studny. To se může stát, pokud mezi dokončením vrtání studny a její betonáží byla dlouhá přestávka a čelba nebyla znovu očištěna. Na dně studny zůstává vrstva vrtných odřezků, protože ji nelze odstranit použitým vrtacím nástrojem. Při čištění čela korečkovou vrtačkou tak nakypřená zemina částečně zůstává na dně vrtu a padá do mezer mezi řeznými zuby lopaty. V přítomnosti pevných řezných nožů zůstává uvolněná půda mimo pracovní poloměr korečkového vrtáku, protože jeho průměr je obvykle menší než vnitřní průměr plášťové trubky.
Kromě toho se může vytvořit uvolněná půda na dně studny, pokud je porušena technologie vrtání. Pokud při vrtání písčitých zemin pod hladinou podzemní vody není hladina vody ve studni udržována na odpovídající úrovni, je možné, aby zemina vyplavila ze stěn studny nebo ji odnesla do studny z mezikruží skrz dno a neustálé kypření půdy na dně studny.
Kvalita čištění dna studny má rozhodující vliv na únosnost vrtané hromady. V přítomnosti kalu v patě je obraz statických zkoušek pilot výrazně zkreslený, což neumožňuje správně posoudit jejich skutečnou únosnost v konkrétních půdních podmínkách. Na dně studny zbylé vrtné řízky způsobují poměrně velké sedání konstrukcí vybudovaných na vrtaných pilotách během výstavby a počáteční doby provozu oproti přípustným.
Inženýři A. I. Egorov a N. V. Kancheli navrhli způsob čištění dna studny zhutněním zeminy v ní nárazem pomocí pěchů speciálních konstrukcí, které umožňují zhutnění zeminy po celé ploše dna (obr. 48). V případě potřeby pro zvýšení únosnosti zeminy u paty hromady lze touto metodou do líce zhutnit vrstvu písku nebo drtě. Kvalita zhutnění je řízena počtem nárazů pěchovadla na líc.
Kontrola kvality plnění studny betonem může být provedena několika způsoby. Základním základem mnoha z nich je stanovení objemu betonové směsi umístěné ve studni a její korespondence s objemem studny. Tyto kontrolní metody nelze považovat za dostatečně spolehlivé, neboť neumožňují posoudit hustotu betonové směsi v dříku piloty a nalézt v ní případné závady (dutiny, dutiny apod.).
V současné době byly vyvinuty metody kontroly kvality ukládání betonových směsí pomocí radioizotopů a ultrazvuku, které umožňují posoudit hustotu ukládání betonových směsí během procesu betonáže.
V letech 1973-1974 byla vyvinuta metoda řízení pomocí pilotových prstencových gama hustoměrů SKP, navržených společně Výzkumným ústavem základů a podzemních staveb pojmenovaným po něm. N. M. Gersevanov ze Státního stavebního výboru SSSR a ministerstva stavební výroby na MISS. V. V. Kuibysheva. Touto metodou je možné při betonáži získat informace o hustotě dříku betonové piloty v jednotlivých úsecích její délky.
Rýže. 1. Nárazové pěchovadlo-dláto
1 – jednočepové dláto; 2 — otvor pro zavěšení pěchovadla na lano navijáku; 3 – vodicí žebra; 4 — tyče; 5 — nárazová část pěchovadla; 6 — vybrání v zarážecí části pro instalaci oka; 7 — dlátové peří na úderové části; 8 — šikmý otvor v úderové části; 9 — oko pro zavěšení pěchovadla na lano navijáku
Při vývoji popsaného způsobu je navržen způsob řízení pomocí samootočného pilotního gama hustoměru.
Radioizotopové zařízení – samorotační gama hustoměr – bylo vyvinuto pro použití ve vrtaných pilotách betonovaných metodou VPT. Samorotační gama hustoměr se skládá z bubnu s lopatkami, na jednom z nich je instalován zdroj záření a přijímač s detektorem. Přijímač je pevně spojen s vedeními betonové trubky. Na horní straně přijímače je připevněna elastická čelenka. Buben je spojen s přijímačem pomocí ložiskové svorky.
Před zahájením betonáže se při spouštění betonové trubky na dno vrtu spodní konec trubky uzavře elastickým uzávěrem. Při plnění betonové lité trubky betonovou směsí je hlava přijímače spuštěna podél vodítek tak, jak je to nutné, aby se otevřel spodní konec trubky a normální, nerušený výstup betonu z ní.
Jak je studna naplněna betonem, betonová trubka se postupně odstraňuje ze studny a buben na ložisku se začíná otáčet, což je způsobeno rozdílem třecích sil, které vytvářejí točivý moment na lopatku. Detektor, umístěný podél osy betonové trubky ve stejné úrovni s rotujícím zdrojem záření, registruje emitované gama záření procházející tloušťkou betonu od zdroje k přijímači. Vznik defektu v betonovém vrtu při betonáži je detekován světelným signálem lampy. Po rozsvícení výstražného světla se zvedání betonové trubky zastaví a jsou přijata opatření k odstranění závady. Poté proces betonování pokračuje.
Signál z detektoru se přenáší následovně: z detektoru komunikačním kanálem vstupuje signálový impuls do jednotky převodníku a je zde přeměněn na elektrický proud. Ve stejnosměrném zesilovači je elektrický proud zesílen a konečný výsledek je uveden v záznamníku.
Hlavní výhodou samorotačního gama hustoměru je schopnost přenášet průběžné informace o kvalitě vrtané šachty piloty během procesu její betonáže.
Metody monitorování vrtaných pilot používaných po jejich výrobě lze rozdělit do dvou skupin. Metody vyžadující destrukci betonu v pilotových šachtách a tzv. nedestruktivní metody, při kterých není potřeba narušovat celistvost vrtaných pilotových šachet.
Jednou z metod první skupiny je metoda výběru betonových jader z tělesa piloty vrtáním dříku piloty jádrovou metodou a následným pevnostním testováním jader.
Tato metoda, i když neumožňuje posoudit kvalitu výroby dříku vrtané piloty v celém jejím průřezu, je nejspolehlivější, protože umožňuje určit pevnost betonu po délce dříku piloty. a posoudit kvalitu betonáže v celých cm. Způsob výběru betonových jader a jejich následného zkoušení byl opakovaně prověřen ve stavební praxi. Metoda má však významné nevýhody: vysoké náklady a nízká rychlost vrtání betonu.
Moskevský důlní institut a výzkumný ústav základů a podzemních staveb pojmenovaný po. N. M. Gersevanov ze Státního stavebního výboru SSSR (člen korespondent Akademie věd SSSR, prof. V. V. Rževskij, doktor technických věd B. N. Kutuzov, inženýr A. I. Egorov) navrhl metodu kontroly kvality betonových šachet vrtaných pilot metodou v. -rychlostní vrtání hřídele pomocí průběžné plochy. Tato metoda umožňuje vyhodnotit pevnost betonu podle rychlosti vrtání, osového tlaku na dno a příkonu. Ve srovnání s metodou odběru vzorků z jádra je uvažovaná metoda se stejnou přesností hodnocení mnohem ekonomičtější a produktivnější – rychlost vrtání je 10-15 m barelu za hodinu.
Rýže. 2. Samootočný kroužek
Pro nepřímé posouzení pevnosti betonu v šachtách vrtaných pilot se používá metoda odběru betonu při ukládání směsi do studny.
Z každé porce betonové směsi uložené do vrtu se odeberou vzorky a vyrobí se kontrolní betonové kostky o rozměrech 20X20X20 cm Kostky získávají pevnost na speciálních paletách ve speciální studni v hloubce odpovídající umístění části betonu uloženého v tělo hromady, ze které jsou odebírány. Kontrolní vzorky staré 28 dní se testují na pevnost. Tento způsob kontroly nelze považovat za dostatečně spolehlivý vzhledem k tomu, že technika ukládání betonové směsi do vrtu, její hutnění a podmínky tvrdnutí betonu v tělese piloty se výrazně liší od způsobu zhotovení kontrolních betonových kostek.
Mezi nedestruktivní testovací metody patří ultrazvuková a gama paprsková logování, neutronová radiografie, vířivé proudy, akustické, magnetometrické, dynamické a některé další. Tyto metody nebyly dosud široce používány pro kontrolu kvality pilot. Některé z nich jsou ve vývoji.
Pro kontrolu kvality betonářské práce metodou ultrazvukové těžby se do pilot po celé délce předem pokládají kovové nebo plastové trubky určitého průměru pro umístění ultrazvukového snímače. Obvykle jsou tři trubky položeny na hromadu. Stínováno na Obr. Část 3 pilotového úseku představuje kontrolovanou zónu.
Používají se piezoelektrické a elektromechanické měniče. Akustického kontaktu je dosaženo naplněním potrubí vodou. Podstatou metody ultrazvukové těžby je kontrola kontinuity betonu uzavřeného mezi trubkami. Přítomnost jakýchkoliv defektů v betonu podél dráhy vln snižuje rychlost průchodu ultrazvukového impulsu, amplitudu a mění tvar přijímaného signálu.
Velkou roli při identifikaci vad betonu hraje umístění trubek po obvodu hromady, jejich počet, materiál, ze kterého jsou vyrobeny, a také jejich instalace po délce hromady. Při instalaci trubek po délce hromady musí být zachována jejich vzájemná rovnoběžnost.
Pro výpočet doby průchodu signálu, jeho amplitudy a rychlosti pro určení číselných hodnot pevnosti betonu je nutné znát vzdálenost mezi trubkami (základnou) sondáže.
Interpretace výsledků je založena na porovnání zjištěných anomálií s těmi, které byly zaznamenány u speciálně vyrobených zkušebních pilot, které měly známé typické vady.
Rýže. 3. Rozmístění kontrolních zkumavek 1, 2, 3 – zkumavky
Ultrazvukové protokolování lze použít k identifikaci anomálií, které zabírají více než čtvrtinu průřezu piloty. Vady jsou detekovány zřetelněji, čím blíže jsou k jedné z trubek.
Metoda záznamu gama záření se provádí podle stejného schématu. Při jeho použití se místo ultrazvukového generátoru používají zdroje radioizotopového záření.
Karotážní metody umožňují zhruba odhadnout míru zhutnění betonu pouze v určité části průřezu šachty betonové piloty a jejich použití je spojeno i s některými technickými obtížemi. Při instalaci regulačních trubic do studny na poli je tedy obtížné striktně dodržet určitou vzdálenost mezi nimi (základnou). Pokud tento požadavek není splněn, jsou výsledky měření výrazně zkresleny.
Dynamické ovládání se provádí pomocí mechanického kladívka s úderovou částí vybavenou dřevěným úderníkem. Konstrukce kladiva zajišťuje, že dopadová část spadne z pevné výšky. Kladivo má automatický úchop pro zastavení úderné části po jejím uskočení, což umožňuje eliminovat přenos energie do testované konstrukce při opakovaném úderu.
Po dopadu se hromada rozkmitá jako těleso umístěné v elasticko-plastovém poloprostoru. Amplituda a frekvence hlavních vibrací závisí na hloubce hromady a také na pevnosti a dalších vlastnostech okolní zeminy. Spolu s hlavními vibracemi celé piloty vznikají i vnitřní vibrace, jejichž frekvence a amplituda závisí na pevnosti a pružnosti materiálu piloty a na spojitosti jejího dříku. Frekvence a amplituda vnitřních vibrací navíc závisí na délce hromady a přítomnosti různých defektů v šachtě – dutin, krčků, dutin atd. (meziodrazové plochy).
Při provádění testů kontroly kvality vrtaných pilot se používá sada zařízení, včetně kladiva, vibrografů a záznamového osciloskopu.
Interpretace výsledků dynamických zkoušek pro kontrolu kvality betonu vrtaných pilot je založena na srovnání s údaji získanými na referenčních pilotách s předem stanovenými vadami.
Při návrhu základů z vrtaných pilot stanoví projekt práce vhodné metody kontroly kvality ve všech fázích výroby pilot. V průběhu výstavby musí dozor projektanta bedlivě sledovat dodržování požadavků projektu práce na kontrolu kvality výroby vrtaných pilot, pravidelně provádět příslušné poznámky do deníků výroby prací a dozoru projektanta.
