Delist.ru

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

Автор: Негахдар Моганлу Рахматуллах

Fd = ?с ( ?сR RA + u ? ?cf fi hi ),

где: ?с – коэффициент условий работ сваи в грунте, принимаемый равным 1,0; ?сR – коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи, принимаемый равным 1,0; ?cf – коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности ствола буровой сваи, принимаемый по таблице 5 в зависимости от величины давления впрессовывания сыпучего материала Р0 в стенки скважины при ее изготовлении; fi – расчетное сопротивление грунта на боковой поверхности ствола сваи, принимаемое по табл. 2 СНиП 2.02.03-85; hi – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи; R- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, определяемое в соответствии с указаниями пункта (4.7) СНиП 2.02.03-85; u – периметр ствола сваи диаметром D1; А – площадь поперечного сечения сваи диаметром D1; D1 – диаметр сваи, определяемый по формуле (4).

Значения коэффициентов условий работы грунта на боковой поверхности ствола сваи ?cf в зависимости от давления впрессовывания сыпучего материала P0 :

Формула (9) позволяет определять несущую способность буровой сваи, изготовленной по технологии «Песконасос» в зависимости от давления обжатия скважины Р0 , которое является регулируемой величиной.

Численный метод. Расчет несущей способности буровой сваи, изготовленной по технологии «Песконасос», выполняется с использованием программы PLAXIS 3D Foundation в линейной постановке. Расчет выполняется в следующей последовательности.

1. Составляется расчетная модель массива грунта с впаянной в него сваей диаметром d0 , длиной L, как это показано на рис. 10. Массив грунта моделируется с учетом его технологической неоднородности в плане, вызванной работой «песконасоса», и природной неоднородности по глубине.

2. Для принятого в проекте давления впрессовывания сыпучего материала Р0 с помощью программы (output) получаем график зависимости «нагрузка-осадка» s = f (P)).

3. По графику зависимости s = f (P) определяется предельное сопротивление сваи Fu, за которое, в соответствии с указаниями СНиП 2.02.03-85 принимается нагрузка, под воздействием которой свая получает осадку s, равную

s = ? su,mt

где ? – переходный коэффициент, принимаемый равным 0,2; su,mt – предельное значение средней осадки фундамента проектируемого здания или сооружения, устанавливаемой по СНиП 2.02.01-83*.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенные полевые и лабораторные экспериментальные исследования подтвердили возможность устройство буровых свай с использованием технологии «Песконасос», при которой гарантированный и прогнозируемый результат упрочнения грунта вдоль боковой поверхности ствола набивной сваи достигается при управляемом и строго дозированном процессе воздействия на него уплотняющего давления, сопровождающегося впрессовыванием в стенки скважины сыпучего материала (песчано-цементной

2. Аналитически обоснована и экспериментально подтверждена практическая возможность создания вокруг ствола сваи, изготовленной по технологии «Песконасос», радиальных напряжений, соизмеримых с радиальными напряжениями, возникающими при погружении в грунт забивных или вдавливаемых свай, что позволяет довести несущую способность ее боковой поверхности по грунту до несущей способности боковой поверхности забивной сваи тех же размеров.

3. В результате анализа данных о несущей способности забивных и буровых свай по грунту, полученных с использованием классических представлений теории предельного равновесия, установлены интервалы необходимого обжатия стенок скважины при впрессовывании сыпучего материала с целью повышения несущей способности боковой поверхности буровой сваи до значений, характерных для забивной сваи. Проведенные расчеты показали, что для этого достаточно иметь возможность обжать окружающий массив вдоль боковой поверхности сваи в радиальном направлении давлением в 1,0-1,5 МПа, Создание указанных давлений при использовании технологии «Песконасос» является уже решенной технической задачей. При большем давлении несущая способность боковой поверхности набивной сваи может превысить несущую способность боковой поверхности забивной сваи.

4. Полученные в проведенных экспериментах размеры внешнего диаметра впрессованного песка D1 и диаметра зоны изменения начального напряженного состояния в массиве грунта вокруг сваи (зоны влияния) D2 удовлетворительно соответствуют рассчитанным по формулам, полученным в диссертационной работе. Определенные по полученным формулам значения D1 и D2 составляют приблизительно 3d0 и 6d0, где d0 – начальный диаметр скважины, что соответствует принятым на практике и подтвержденным многочисленными экспериментальными данными значениям для забивных свай и показывает правильность принятых при получении этих формул дорущений..

5. По данным проведенных экспериментов изменение значения модуля деформации грунта в радиальном направлении при обжатии стенок скважины по технологии «Песконасос» давлением Р0 удовлетворительно описывается полученной в диссертационной работе формулой. Полученная формула имеет важное значение для решения практических задач, связанных не только с расчетом буровых свай, изготовленных по этой технологии, но и для регулирования деформативности неоднородного в плане основания под фундаментами различных сооружений.

6. В результате численного эксперимента в линейной постановке с учетом технологической неоднородности массива грунта, обусловленной впрессовыванием сыпучего материала в радиальном направлении при различных значениях давления впрессовывания установлено, что при рекомендованном СНиП 2.02.03-85 значении коэффициента ? = 0,2 (коэффициент перехода от предельного значения средней осадки проектируемого здания или сооружения к осадке одиночной сваи) результаты расчетов на основе решения задачи средствами теории предельного равновесия и численного расчета находятся в удовлетворительном соответствии.

7. Разработанный инженерный метод расчета параметров регламента работ по преобразованию механических свойств основания при устройстве буровой сваи по технологии «Песконасос» позволяет при определении ее несущей способности по грунту в явном виде учесть плановую неоднородность основания и радиальное давление впрессовывания сыпучего материала в стенки пробуренной скважины. Варьируются также начальный диаметр скважины и длина образуемого ствола сваи.

8. Предложенная инженерная методика определения несущей способности вертикально нагруженной набивной сваи в уплотненном по технологии «Песконасос» основании представлена в привычном для проектировщиков виде (формула 7.11 СП 50-102-2003) с использованием коэффициентов условий работы грунта на боковой поверхности сваи, рекомендуемых в диссертационной работе.

Список публикаций

1. Крыжановский А.Л., Рубцов И.В., Рубцов О.И. , Негахдар М.Р. Технология «Песконасос» аргументы и факты». Журнал «ПГС». 12/2007г.

2. Знаменский В.В., Крыжановский А.Л., Негахдар М.Р., Рубцов О.И. Повышение несущей способности буровой сваи при радиальном обжатии стенок скважины по технологии «Песконасос». М., Вестник МГСУ, 2/2008г.

загрузка...