ГлавнаяДинамический метод определения несущей способности свай основан на связи, существующей между энергией удара молота и величиной соответствующего погружения сваи в грунт е.
Энергия удара, равная весу молота Q, умноженному на высоту его падения Н, расходуется в основном на преодоление сопротивления грунта погружению сваи, Рпр е, на упругие деформации молота и сваи, Qh и на остаточные деформации, например, на постепенное разрушение головы сваи под ударами, aQH.
Условия сохранения энергии
QH = Pпр е + Qh + аQH,
где е — «отказ», т. е. перемещение сваи в грунте от одного удара, м;
h — высота подскока молота после одного удара, м;
а — коэффициент, определяющий долю работы молота, идущую на неупругие деформации.
Из решения уравнения сохранения энергии Н.М. Герсеванов получил следующую формулу для расчетного сопротивления сваи:
где m — коэффициент однородности и условий работы, принимаемый в зависимости от числа свай в фундаменте;
F — площадь поперечного сечения сваи, м2;
е — измеренная величина погружения сваи от одного удара, м;
Q — вес ударной части молота, т;
q — вес сваи с подбабком, т;
n — коэффициент, зависящий от материала сваи и способа забивки. Этот коэффициент, поданным Н.М. Герсеванова, необходимо принимать для деревянных свай, забиваемых без подбабка, — 100 т/м2, для железобетонных, забиваемых с наголовником, — 150 т/м2 и для стальных с наголовником — 500 т/м2.
По более поздним исследованиям П.Р. Тикунова для длинных железобетонных свай n = 800 m/м2.
Для подвесных молотов расчетную высоту падения принимают равной действительной высоте падения, а для паровоздушных одиночного действия — равной величине хода ударной части.
Для молотов двойного действия и дизель-молотов расчетная высота падения принимается равной H = W Q, где W — энергия одного удара, тм.
Уравнение (90) можно решить относительно е, и тогда получается формула для контрольного отказа, который должен быть достигнут при забивке для обеспечения необходимого расчетного сопротивления сваи P:
На строительной площадке запроектированную длину свай необходимо уточнить пробной забивкой с использованием формулы (91). При этом следует иметь в виду, что несущая способность свай значительно увеличивается после «отдыха», продолжительность которого должна составлять 3—5 дней при песчаных грунтах и 10—20 — при глинистых. Необходимость «отдыха» связана с явлением «ложного отказа».
При забивке свай в песчаные грунты ввиду частых ударов молота происходит местное уплотнение грунта под нижним концом, свая практически перестает погружаться, т. е. отказ становится близким к нулю и является фактически «ложным». После «отдыха» происходит перераспределение давлений и величина отказа увеличивается.
В глинистых же грунтах частые удары молота вызывают разжижение грунта, связанное с тиксотропными свойствами, что резко снижает сопротивление грунта погружению сваи, и величина отказов обычно резко увеличивается. Через некоторое время после отдыха происходит восстановление свойств грунта, и величина отказа уменьшается.