Материал: Проектирование усиления фундамента буроинъекционными сваями

Полученные результаты позволяют отметить следующее.

.Предельным сопротивлением прочности известняка является давление, до которого наблюдаются деформации, нарастающие по зависимости, близкой к прямолинейной. Давления, меньшие предела прочности, вызывают в основании развитие обратимых деформаций.

.При давлении 1,0 - 2,0 МПа модуль деформации изменяется от 1400 до 140 МПа. Значительное его снижение наблюдается в процессе разрушения структурных связей. Модуль деформации известняка-ракушечника выше модуля деформации перекристаллизованного известняка, сжимаемость которого происходит вследствие сжатия прослоек, состоящих из продуктов выветривания.

.Прочность известняка-ракушечника снижается при повышении влажности.

Был выполнен также комплекс исследований по определению показателей сопротивления грунтов и горных пород по подошве и боковой поверхности буроинъекционных свай. Испытаны сваи и их фрагменты в пределах глубины непросадочной части основания.

Сваи изготавливались в скважинах диаметром 250 мм. Верхняя часть скважин укреплялась обсадными трубами при наличии неустойчивых грунтов насыпного слоя значительной мощности. Качество зачистки забоя обеспечивалось с помощью заборника - цилиндра с боковыми прорезями и выступающими ножами в нижнем торце и контролировалось фотографированием забоя и специальным измерителем наличия шлама.

Фрагменты свай изготовлены с опиранием и без опирания на забой скважины. Исключение сопротивления подошвы сваи позволило определить силы трения по боковой поверхности.

Устройство фрагментов свай с наличием зазора ниже подошвы потребовало разработки оснастки и технологии их изготовления. К нижнему торцу арматурного каркаса был приварен стальной «стакан» диаметром 200 мм, вокруг которого устроен клапан-манжет (см. рис.2, д). Это обеспечило исключение проникания раствора под дно "стакана", служащего подошвой сваи. К верхнему торцу каркаса был приварен отрезок трубы с резьбой для сопряжения с бетоноподающей трубой, состоящей из отдельных секций. Сопряжение нижнего звена с арматурным каркасом резьбовое, промежуточных - на шпонках.

Система монтировалась на всю длину и опускалась в скважину. Её положение фиксировалось у устья.

Бетонирование выполнялось в два приёма. Сначала был забетонирован участок, на 0,3 м не доходящий до резьбового сопряжения нижнего звена бетоноподающей трубы. После схватывания бетона труба отвинчивалась и через неё перед извлечением подавалась оставшаяся часть бетона. На свежий раствор устанавливалась стойка для передачи нагрузки на заглублённый участок сваи. Торец стойки изолировался от схватывания с бетоном полиэтиленовой плёнкой (см. рис.2, в, г).

При испытании свай вдавливающей нагрузкой загружение проводилось чугунными гирями массой 2 т, что обеспечило её постоянство до стабилизации деформаций при каждой ступени загружения.

Выдёргивающая нагрузка прикладывалась двумя спаренными домкратами грузоподъёмностью по 500 кН. Строго соблюдалось основное требование к проведению испытаний - постоянство давления в системе.

Перемещения измерялись струнными прогибомерами; контрольные - путём измерения осадок штангенглубиномером и высокоточным нивелированием.

К непросадочным относятся грунты, залегающие ниже ИГЭ-6. Для получения результатов сопротивления сваи нагрузкам были испытаны фрагменты двух свай на участке №6 -1.2 с опиранием подошвы на перекристаллизованный известняк и 5.2 с опиранием на известняк-ракушечник. Верх свай совпадает с кровлей красно-бурого суглинка ИГЭ-7 (рис.4).

В опыте 1.2 выполнено замачивание основания. Через дренажные трубки, забетонированные в свае, и специальное устройство башмака в её подошве была обеспечена подача воды в основание для увлажнения зоны вокруг пяты. Замачивание, длившееся 4 сут. с расходом воды 0,36ма, не вызвало увеличения осадки.

На участке №7 проведены два испытания -8.1 и 8.2 (см. рис. 4) для определения сопротивления трению по боковой поверхности фрагмента сваи, изготовленной с зазором под пятой. Её верхняя часть расположена в ИГЭ-9 (3,55 м), а нижняя в ИГЭ-10 (2,5 м) с повешенной влажностью. Испытания выполнялись через 10 сут. после изготовления (8.1) и через 22 сут. после “отдыха" (8.2). В испытании 8.2 сопротивление по боковой поверхности оказалось на 32% выше, а в целом на 11% ниже чем на участке №6. Результаты испытаний приведены в табл.2 и на рис. 4.

В непросадочной части основания нарастание осадки протекало неравномерно и сопровождалось чередующимися участками "зацепления", на которых наблюдаются незначительное приращение осадок и "микросрывы", которые завершаются "срывом" сваи, характеризующим разрушение грунта по боковой поверхности. Это влечёт за собой передачу нагрузки на подошву сваи, вызывая разрушение структуры залегающих под ней известняков. В течение "отдыха” фрагмента сваи, доведённого до "срыва", отмечено восстановление связей по боковой поверхности (опыт 8.1 и 8.2).

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

К просадочной части основания отнесены ИГЭ 4; 5 и 6. В её пределах выполнены испытания свай 3; 4.1 и повторно 4.2. Сопротивление по боковой поверхности определено по результатам испытаний фрагментов свай 1.3; 2.2; 2.3 и сваи на выдёргивание 4.3.

Сваями (опыт 3 и 4) прорезаны просадочные грунты. Несущим слоем сваи (опыт 3) принят известняк (ИГЭ-9), а сваи (опыт 4) - красно-бурая глина (ИГЭ-8). Повторное испытание этой сваи (4.2) после "отдыха" показало незначительное повышение её несущей способности (см. рис.4 , ж). Фрагмент сваи (опыт 1.3) изготовлен в пределах просадочных грунтов. Испытание проведено при природной влажности грунтов на вертикальную выдёргивающую нагрузку. Участок сваи (опыт 2.2) выполнен с зазором между её пятой и головой. Испытание проведено вертикальной вдавливающей нагрузкой в грунтах природной влажности. По окончании опыта основание было замочено через дренажные скважины, пройденные вокруг сваи в соответствии с рекомендациями приложения Г. ГОСТ 5686-94 [4]. После замачивания свая была испытана вертикальной выдёргивающей нагрузкой (опыт 4.3).

По результатам испытаний сваи (опыт 4) на вдавливающую и выдёргивающую нагрузки определена прочность красно-бурой глины (ИГЭ-8), соответствующая давлению, при котором начинается процесс развития необратимых деформаций. Оно определено по нагрузке, соответствующей концу прямолинейной зависимости на графике S =f(р) при испытании на вдавливающую нагрузку, уменьшенной на величину выдёргивающей нагрузки и массы сваи.

Фактические осадки фрагментов свай получены путём вычитания упругого сжатия стойки от зафиксированных общих деформаций, измеренных на уровне грузовой платформы. По результатам испытаний построены графики зависимости осадки во времени и осадки от нагрузки (табл. 3, 4, рис 4).

Результаты определения сопротивления грунтов трению по боковой поверхности свай в пределах просадочной толщи приведены в табл. 3, а результаты определения несущей способности и параметров сопротивления свай по подошве и боковой поверхности, изготовленных в пределах залегания просадочных грунтов - в табл. 4.

Заключение

Анализ приведённого примера позволяет сделать следующие выводы:

. При проектировании усиления фундамента буроинъекционными сваями следует стремиться к минимализации осадки усиленных фундаментов, а также максимально достоверной оценке осадки путём применения современных моделей механики грунтов и их числовых реализаций.

. Прочность буроинъекционных свай необходимо определять с учётом отпора грунта. Наличие непосредственно под подошвой ростверка грунтов с относительной высокими механическими характеристиками может приводить к увеличению напряжений в свае.

Список использованной литературы

1. Аскалонов В. В. Силикатизация лёссовых грунтов. - М.: Стройиздат, 1959. - 76с.

. Колесников Л. И. Экспериментальное исследование несущей способности буроинъекционных свай в основании здания одесского театра оперы и балета // Основания и механика грунтов - 2000 - №5 с 23 - 29.

3. <http://base1.gostedu.ru/51/51245/>

. http://pro-fundament.com/buroinekcionnye-svai-bis/#!prettyPhoto/0/ <http://pro-fundament.com/buroinekcionnye-svai-bis/>