Михаил Александрович Самохвалов — кандидат технических наук, доцент, директор
г. Тюмень, ул. Ямская, д. 77
Mikhail A. Samokhvalov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Director
77 Yamskaya st., Tyumen
Лариса Викторовна Гейдт — старший преподаватель кафедры строительного производства
г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38
Larisa V. Geidt — Senior Lecturer of the Department of Construction Production
38 Volodarskogo st., Tyumen
Лариса Рафаиловна Епифанцева — кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций
г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38
Larisa R. Epifantseva — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Building Structures
38 Volodarskogo st., Tyumen
Юлия Владимировна Наумкина — кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций
г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38
Yuliya V. Naumkina — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Building Structures
38 Volodarskogo st., Tyumen
Введение. Проведение статических испытаний грунтов сваями является обязательным условием для проектирования свайных фундаментов. Существующие стенды имеют ряд недостатков, главные из которых заключаются в использовании массивных крупногабаритных элементов для создания грузовой платформы и выполнении монтажных операций с привлечением тяжелой грузоподъемной техники, что приводит к значительному увеличению стоимости и продолжительности испытаний. Для исключения данных недостатков предлагается разработать новый тип стенда для испытаний в виде геокупола. Его отличительная особенность — сборно-разборная на болтовых соединениях конструкция, работающая в основном на растягивающие усилия.
Материалы и методы. Осуществлен сравнительный анализ отечественных и зарубежных стендов, в том числе по результатам патентного поиска. Геометрический расчет выполнен по результатам икосаэдрической аппроксимации полусферы с использованием Autodesk Inventor. Статический расчет произведен с помощью метода конечных элементов в STARK ES 2023.
Результаты. Разработана новая конструкция стенда в виде геокупола для статических испытаний грунтов сваями нагружением до 1500 кН. По результатам опытно-промышленных испытаний доказана работоспособность геокупола для испытания грунтов сваями с нагружением до 1500 кН. Определены его главные преимущества: легкость — при собственном весе геокупола не более 15 кН можно выполнять испытания с нагружением до 1500 кН; скорость — для сокращения сроков проведения работ можно выходить на объект по испытаниям с несколькими конструкциями геокуполов одновременно. С целью установления несущей способности анкеров произведены их испытания на выдергивающие нагрузки.
Выводы. Использование геокупола позволит выполнить испытания с максимальной эффективностью путем сокращения до 75 % дополнительных финансовых затрат, в том числе за счет значительного снижения транспортных расходов и исключения монтажных операций по созданию грузовой платформы, а также сокращения общего времени испытаний на объекте благодаря их параллельной организации.
Introduction. The performance of static soil tests with piles is a prerequisite for the design of pile foundations. The existing stands have a number of disadvantages, the main of which are the use of massive large-sized elements for creation of a load platform and performance of installation operations with the involvement of heavy lifting equipment. A number of disadvantages leads to a significant increase in the cost and duration of testing. To exclude these disadvantages, it is proposed to develop a new type of test bench in the form of a geodome. Prefabricated and demountable construction on bolted joints, working mainly on tensile forces will be a distinctive feature of the geodome.
Materials and methods. The comparative analysis of domestic and foreign stands including the results of patent search is carried out. The geometric calculation was performed according to the results of icosahedral approximation of the hemisphere using Autodesk Inventor. Static calculation was performed using the finite element method in STARK ES 2023.
Results. A new design of a stand in the form of a geodome for soils static tests with piles loaded up to 1,500 kN is developed. The performance of the geodome for soils tests by piles with loading up to 1,500 kN was proved according to the results of practice industrial testing. Its main advantages were identified: lightness — with an empty weight of no more than 15 kN, the geodome can be used to perform tests with loading up to 1,500 kN; speed — to reduce the time required to complete the work, several geodome designs can be used for testing. The anchors were tested for pull-out loads to determine their load-bearing capacity.
Conclusions. The use of geodome will allow to perform tests with maximum efficiency by reducing up to 75 % of additional financial costs, including due to a significant reduction of transport costs and exclusion of installation operations for the creation of the load platform, as well as reducing the total time of tests at the site due to their parallel organization.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.