Delist.ru

Повышение несущей способности набивной сваи за счет предварительного изменения напряженного состояния основания (26.03.2009)

Автор: Негахдар Моганлу Рахматуллах

1 - граница впрессованного песка; 2 - эпюра начального значения модуля деформации Енач; 3 - эпюра значении модуля деформации Е после упрочнения; 4 - среднее значение модуля деформации Е после упрочнения.

Полученные графики зависимости осадки головы сваи S от усилия Р показаны на рис. 4.

Согласно полученным графикам, в зависимости от давления впрессовывания песка, несущая способность буровой сваи, выполненной по технологии «Песконасос» более чем в два раза превысила несущую способность буровой сваи, выполненной обычным способом.

Полевой эксперимент проводился с целью установления возможности и отработки технологии устройства буровых свай по технологии «Песконасос» по двум, описанным ранее, вариантам технического решения толкателя.

Сваи устраивались в предварительно пробуренных скважинах диаметром от 10 до 15см, длиной от 2 до 3м.

Рис. 4. Зависимости осадки модельной сваи S от нагрузки P

1 - буровая свая; 2 - при обжатии стенок напряжением

= 6,0 кгс/см2

Возможность устройства свай с использованием технологии «Песконасос» была полностью подтверждена, при этом были выявлены важные детали ее применения, существенно влияющие на качество выполнения свай. Даны, изложенные в диссертации, практические рекомендации.

В целом полученные экспериментальные данные полностью подтверждают возможность и эффективность применения технологии «Песконасос» для изготовления буровых свай повышенной несущей способности.

Экспериментально подтверждено, что увеличение несущей способности буровой сваи при использовании метода впрессовывания сыпучего материала в радиальном направлении достигает двукратного значения и может превышать несущую способность забивной сваи тех же геометрических размеров.

Полученные в проведенных экспериментах размеры внешнего диаметра впрессованного песка D1 и диаметра зоны изменения начального напряженного состояния в массиве грунта вокруг сваи D2 удовлетворительно совпадают с рассчитанными по формулам, полученным в диссертации. Изменение значения модуля деформации грунта в радиальном направлении при обжатии стенок скважины давлением Р0 также удовлетворительно описывается полученной в диссертационной работе формулой.

Четвертая глава посвящена численному расчету системы «свая-окружающий грунт». Изложены теоретические основы численного моделирования, приведены основные сведения о программном комплексе «PLAXIS», обоснован выбор расчетной модели грунта для анализа взаимодействия сваи с окружающим массивом, поставлены и решены тестовые задачи.

При решении тестовой задачи с целью проверки действия программы PLAXIS 3D Foundation для моделирования в упругой и упругопластической постановке взаимодействия одиночной сваи с окружающим грунтом были использованы данные предпроектных испытаний 2-х буронабивных свай статической вдавливающей нагрузкой, проведенных компанией ООО «SEPAR-AB-KHAK» на участке строительства жилого дома в г. Тегеране при участии автора диссертации. Необходимые для использования упругой и упругопластической моделей параметры грунтового основания были определены соответствующими испытаниями, предусмотренными нормативными документами Ирана.

Рис. 5. Графики зависимости осадки от нагрузки, построенные по данным статических испытаний одиночных свай и данным расчета по программе PLAXIS: а) - упругое состояние; b) - упруго-пластическое состояние

Показанные на рисунке 5 графики нагрузка-осадка, полученные в результате проведенных испытаний и расчетом с использованием программы PLAXIS 3D Foundation, в заданном диапазоне изменения вертикальной нагрузки дали близкий результат, что подтвердило возможность ее применения для решения практических и исследовательских задач, связных с вопросами взаимодействия свай с грунтовым основанием.

При моделирование работы буровых свай, изготовленных по технологии «Песконасос», расчеты выполнены также в упругой и упругопластической постановке. Был выполнен расчет одиночной вертикально нагруженной сваи при ее начальных диаметрах 0,33 и 0,40 м, длиной 5,0 и 10,0 м. Расчетная схемы данной модели с начальным диаметром сваи 0,33м показана на рис. 6.

определено по формуле (6).

Рис. 6. Расчетная схема взаимодействия сваи с грунтовым массивом

Определение несущей способности забивной и буровой сваи в рамках представлений расчетов по второй группе предельных состояний предусматривает повторение условности, принятой в СНиП. Условность заключается в том, что несущей способности сваи соответствует перемещение ее головы S от передаваемой силы P равны 0,2 Sдоп. Принято характерное значение Sдоп. =8,0см, и, соответственно, S =1,6см.

Перечень рассмотренных вариантов расчетов приводится в таблице 4.

Таблица 4.

L , м Диаметр

тов Значения Е в интервале Х , кН/м2 Рсв, тс, при S=0,2Sдоп. Pсв,Бер, тс

5 0,33 1 350 250 150 33.0 36.8

0,40 2 350 250 150 42.0 44.9

соответствует значение P при осадке S=1,6см.

Полученные в результате численных расчетов зависимости S=S(Р) для сваи диаметром 0,33 м графически представлены на рис. 11 и свидетельствуют о следующем.

Рис. 11. Зависимость S=S(P) по результатом численного расчёта

(L свай=5 м. ; ?= 35°)

1. d=0.33 , Econs=80 кН/кв.м, упр.

1'. d=0.33 , E cons=80 кН/кв.м, плас.

2. d=0.33, E=f2(x)=250, 150,80 кН/кв.м,упр.

2'.d=0.33 E=f2(x)=250, 150,800 кН/кв.м, плас.

3.d=0.33, E=f3(x)=500; 300;200;150;80кН/кв.м, упр.

3'.d=0.33, E=f3(x)=500; 300;200;150;80кН/кв.м, плас.

по СНиП, отвечающих, в первом приближении, натурным результатам, дает расчет в упругопластической постановке это объясняется не объективным фактом реально меньшей несущей способности сваи, а недопустимостью использованной в рассматриваемых условиях модели упругопластической

2. Данные расчетов в упругой постановке, применительно как к однородному, так и неоднородному в плане основанию, приводят к результату определения несущей способности буровой сваи, достаточно близко согласующемуся с прогнозом по СНиП. При этом важно подчеркнуть необходимость соблюдения критерия СНиП, а именно: S=0,2 Sдоп. Таким образом, результаты численного расчета позволяют уверенно считать, что в случае плановой неоднородности основания, достигнутого использованием технологии «Песконасос», прогноз повышения несущей способности сваи будет адекватен натурным данным в той же мере, как и данные расчетов по рекомендациям СНиП буровых и забивных свай.

В пятой главе изложены рекомендованные методы определения несущей способности буровых свай, изготовленных по технологии «Песконасос» - практический и численный.

, изготовленной по технологии «Песконасос», определяется по формуле (4.6) СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты:

загрузка...