можно установить в соответствии с теорией прочности Мора-Кулона:

для рассматриваемых условий приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Длина сваи L, м 5 10

Диаметр сваи

достигающим значений 1,8 и более МПа, а это является уже решенной технической задачей.

Внешний диаметр зоны впрессованного песка или цементно-песчаной смеси определятся из условия, что внешняя граница области грунта, находящегося в предельном состоянии, устанавливается из допущения, что среднее значение наименьшего главного напряжения равно ?хх = ?3= ?z, а наибольшее - по теории Кулона-Мора:

тогда из условия равновесия сил в горизонтальном сечении имеем:

. Характерно, что и на практике граница интенсивного уплотнения грунта в случае забивной сваи также оценивается значением 3 dо.

Расстояние Х, на котором взаимным влиянием свай можно пренебречь, определится по формуле:

Данные расчета по формуле (5) приведены в таблице 2 и свидетельствуют о том, что при расстоянии между сваями порядка 6 d0 взаимным влиянием свай можно пренебречь, что также соответствует многочисленным экспериментальным фактам.

Таблица 2.

Длина сваи L, м 5 10

Диаметр сваи, см 33 40 33 40

Значение Х, м 2,1 2,53 2,04 2,5

Х/d0 6,4 6,3 6,2 6,25

Значение модуля деформации грунта в зоне действия «песконасоса», ограниченной диаметром D2, по полученной в диссертации формуле определяется по формуле:

К - экспериментальный параметр (для песка средней крупности, средней плотности К = 1,30).

Результаты, полученные из расчета по формуле (6), показаны на

Следует отметить, что прогнозируемые расчетом значения Е должны быть подтверждены в полевых условиях (штамповое, прессиометрическое испытание, динамическое или статическое зондирование).

) для вычисления несущей способности сваи Fd в песчаном грунте справедливы формулы:

Рис.2.Изменение значения модуля деформации грунта в

зависимости от Di

В таблице 3 представлены результаты расчетов несущей способности сваи Fd при диаметре 0,33 м и длине 5 и 10 м при различных давлениях впрессовывания песка в стенки скважины Р0.

Таблица 3

Длина сваи, м Давление

Р0, кгс/см2

136,8 1,26

Согласно данным таблицы 3, в результате впрессовывания песка в стенки скважины по изучаемой нами технологии удалось повысить несущую способность набивной сваи до 2 раз в сравнении с ее устройством без упрочнения грунта, а также превысить несущую способность забивной сваи тех же геометрических размеров.

В третьей главе приведены и проанализированы результаты лабораторных и полевых экспериментальных исследований возможности и эффективности устройства и работы набивных свай, выполненных по технологии «Песконасос».

Лабораторные эксперименты проводились в лотке со стеклянными стенками размером 50 х 110 х 120 см.

тс/м3. Испытаны модели свай с начальным диаметром 3,0 см и длиной 0,5 м. Для фиксации перемещений песка при изготовлении свай и их работе под действием вертикальной нагрузки вдоль стенок лотка с внутренней стороны закладывались вертикальные бумажные ленты. Модуль деформации песка в процессе эксперимента определялся статическим зондированием.

Увеличение диаметра ствола сваи после впрессовывания песка иллюстрирует фотография, показанная на рис. 3. При давлении Р0 = 4 атм. диаметр модельной сваи увеличился до 5 см; при Р0 = 6 атм. – до 7.5 см, что близко соответствует значениям, определенным по формуле (4).

По результатам зондирования, которое проводилось перед началом устройства сваи по технологии «Песконасос» и после окончания ее формирования, было получено максимальное значение модуля деформации Е= 32 МПа в непосредственной близости от сваи и 16 МПа при удалении от оси сваи на 8 d. Среднее значение модуля деформации составило 22 МПа. Можно говорить об увеличении модуля деформации в среднем 3 раза.

Фото лотка с графиками изменения модуля деформации песка показано на

Как показали расчеты, изменение значения модуля деформации грунта в радиальном направлении при обжатии стенок скважины давлением Р0 удовлетворительно описывается формулой (6).

Эффективность применения рассматриваемой технологии определялась путем сравнения несущей способности буровой модельной сваи, выполненной обычным способом, и сваи, стенки которой обжаты радиальным давлением Р0 равным 4 и 6 атм.

Нагружение свай при определении их несущей способности осуществлялось винтовым домкратом, нагрузка на сваю Р замерялась образцовым динамометром, перемещения сваи (осадка S) фиксировались индикаторами часового типа.

Рис. 3. Фото лотка с графиками изменения модуля

деформации песка