Выпор грунта при забивке свай

В процессе погружения свая вытесняет некоторый объем грунта. Это приводит к уплотнению окружающего ее грунта, что обычно наблюдается в рыхлых и средней плотности песках, а также в ненасыщенных водой пылевато-глинистых грунтах. Однако даже в этих грунтах при забивке свай вокруг нее может происходить небольшое поднятие дна котлована.

Глины и суглинки, в которых все поры заполнены водой, уплотняются только в результате отжатия поровой воды.

Рис. 3.16 Деформации грунта при погружении свай: 1 – характер деформаций; 2 – эпюры вертикальных перемещений

Так как вода из таких грунтов отжимается очень медленно, во время погружения свай наблюдается лишь незначительное уплотнение грунтов в результате выдавливания воды из пор и отжатия ее вдоль ствола сваи вверх, а также вследствие упру­гих объемных деформаций воды, содержащей воз дух.

Основная же деформация грунта развивается в виде смещения его частиц в стороны и вверх, что приводит к поднятию дна котлована (рис. 3.16). При выпоре пылевато-глинистого грунта происхо­дит его перемятие, нарушение природной структуры и снижение прочности. Перемещающийся вверх грунт способен поднимать ранее забитые сваи. Это существенно снижает их несущую спо­собность. В связи с этим после поднятия свай необходима добивка их до проектного положения.

Особенно сильно снижается прочность пылевато-глинистого грунта, расположенного непосредственно у боковой поверхно­сти сваи, так как вода, отжимаемая из пор грунта, переме­щается к свае и вверх по этой поверхности. В результате резко умень­шается трение сваи о грунт, что способствует ее погружению при ударах, (рис. 3.17, а).

Таким образом, если по мере заглубления сваи в пески и в ненасыщенные водой пылевато-глинистые грунты она встре­чает все большее сопротивление, и отказ (погружение сваи от одного удара) все уменьшается, то по мере погружения в тиксотропные насыщенные водой глины и суглинки отказ нередко увеличивается.

Логично считать, что чем большее сопротивление оказывает грунт погружению сваи, т. е. чем меньше отказ, тем большую нагрузку можно передать на сваю. Поэтому сразу после погру­жения сваи в насыщенные водой пылевато-глинистые грунты она имеет небольшую несущую способность.

Опыт показывает, что надо дать свае «отдохнуть», т. е. не подвергать ее статическим и динамическим воздействиям в течение нескольких дней пос­ле погружения. За этот пери­од окружающая сваю вода по­степенно переместится от ее боковой поверхности, кроме того, вследствие тиксотропных свойств грунта прочность его около сваи со временем в значительной степени восстановится, и тогда несущая способность сваи увеличится. Строители говорят, что «грунт засосал сваю». Если теперь произвести по свае удары свайным молотом, аналогичные ударам при забивке, отказ, как правило, будет во много раз меньше. Этот отказ называют действительным отказом, или отказом после «отдыха». При забивке же наблюдается производственный отказ, часто на­зываемый «ложным отказом».

В песках, наоборот, «ложный отказ» при забивке иногда бывает меньше действительного, так как в процессе погруже­ния сваи под ее нижним концом образуется ядро уплотненного грунта, а вдоль ствола сваи за счет отжатия воды возникает «сухое трение», препятствующее погружению сваи при ударах свайного молота (рис. 3.17, б).

Во время «отдыха» сваи происходит релаксация напря­жений в песке, и сопротивление грунта ее внедрению снижается. Необходимая продолжительность «отдыха» сваи зависит от характера грунта: обычно для супесей и песков – одна неделя, для суглинков – две недели, для глин – не менее трех недель.

Рис. 3.17. Явления «ложных отказов» при погружении свай: а) – глинистые грунты; б) – песчаные грунты

Применение подмыва для погружения свай в пески приво­дит к их разрыхлению, поэтому последний метр сваи забивают без подмыва. Нижний конец сваи должен быть заглублен в грунт, не подвергавшийся размыву. Под влиянием динамиче­ских воздействий песок вокруг сваи уплотняется.

Весьма эффективно погружение свай в водонасыщенные пески вибрированием. При этом происходит интенсивное уплот­нение песка вокруг погружаемых свай, они получают более вы­сокую несущую способность, чем забитые сваи.

При изготовлении свай, свай-оболочек и свай-столбов, на­зываемых нами для краткости сваями, изготовленными в грун­те (набивными), явления, происходящие в массиве грунта, в значительной степени зависят от применяемой технологии. Ис­пользование бурения для изготовления скважин приводит к разуплотнению грунта вокруг сван. Это существенно умень­шает несущую способность таких свай по сравнению с забив­ными сваями. Еще в большей степени снижается несущая спо­собность буронабивных свай, когда в забое остается шлам. Для увеличения несущей способности таких свай уплотняют грунт под сваями и вокруг них. С этой целью применяют камуфлетные взрывы, механическое трамбование, электрогидродинами­ческий эффект и др.

При погружении свая вытесняет некоторый объем грунта. Это приводит к уплотнению окружающего ее грунта, что обычно наблюдается в рыхлых и средней плотности песках, а также в ненасыщенных водой пылевато-глинистых грунтах. Но и даже в этих грунтах при забивке свай вокруг нее может происходить небольшое поднятие дна котлована.

Глины и суглинки, в которых все поры заполнены водой, уплотняются только в результате отжатия поровой воды, т.к. вода из таких грунтов отжимается очень медленно, во время погружения наблюдается лишь незначительное уплотнение грунтов в результате выдавливания воды из пор и отжатия ее вдоль ствола сваи вверх, а также вследствие упругих объемных деформаций воды, содержащей воздух. Основная же деформация грунта развивается в виде смещения его части в стороны и вверх, что приводит к поднятию дна котлована.

По характеру взаимодействия: отдельные или куст.

При забивке свай в водонасыщенные глинистые грунты структура грунта вокруг сваи нарушается и это приводит к таким последствиям:

1. если связи между частями слабые, грунт водонасыщенный, происходит разжижение грунта. При забивке сваи легко погружаются в грунт и несущая способность сваи сразу после забивки низкая. После недельного перерыва вода из пор грунта отжимается, трение между грунтом и сваей увеличивается, несущая способность возрастает. Следовательно, происходит «засасывание» сваи. Отказ сваи (погружение сваи от одного удара) будет меньше. Этот отказ называют действительным отказом.

2. при забивке свай в плотные, маловлажные глинистые грунты свая с трудом идет в грунт, сразу после забивки ее несущая способность очень высокая, а после перерыва несущая способность сваи уменьшается за счет явления ползучести и релаксации грунта, которые приводят к включению в работу дополнительного объема грунта с уменьшением напряжений в грунте непосредственно около сваи.

Несущую способность сваи определяют: после недельного отдыха – для супесейи песков, 2-х недельного – для суглинков и для глин – не менее 3-х недель.

Читайте также:  Бортовой компьютер для калины

Релаксация напряжений – это явление уменьшения напряжений (расслабление напряжений) при постоянстве общей деформации.

При кустовом расположении свай проявляется их взаимное влияние друг на друга. Степень этого влияния зависит от расстояния между сваями.

l ≥ 3d При этом необходимо выполнить расчет осадок свайного куста.

d – размер поперечного сечения сваи.

1) разрушение слабого грунта;

2) увеличенные осадки по сравнению с одиночной сваей.

Отдельно от каждой сваи: от левой и от правой напряжения будут такими же, как и для одной сваи, в результате происходит наложение эпюр.

σz – нормальное напряжение в основании.

Эффект наложения эпюр – это негативный фактор.

Определение несущей способности сваи-стойки. Определение несущей способности висячей сваи. Расчет свайных фундаментов на горизонтальную нагрузку. Порядок проектирования свайных фундаментов.

Несущую способность Fd , кН, сваи – стойки следует определять согласно п.4.1. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» по формуле:

(2.1)

γc – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый γc =1;

A – площадь отражения сваи на грунт или площадь поперечного сечения сваи у нижнего конца;

R – расчетное сопротивление крупнообломочного грунта или скальной породы под нижним концом сваи.

Для забивных, вдавливаемых и погружаемых вибрированием сваи принимаем R=20МПа; для набивных, буровых, свай-оболочек в зависимости от вида грунта по формуле 6 и 7 СНиП 2.02.03.-85.

Несущая способность висячей забивной сваи, работающей на сжимаемую нагрузку, зависящая от сопротивления грунта по ее нижним концом определяется по I-ой группе предельных состояний различными методами:

1. практическим с использованием таблиц СНиП;

2. динамическим;

3. методом статического зондирования;

4. способом пробных статических нагрузок.

Несущая способность висячей забивной сваи определяется согласно п.4.2. СНиП 2.02.03-85.

Четвертый – самый надежный, применяется в случаях строительства ответственных сооружений.

Первый – на начальной стадии проектирования.

Второй и третий – для уточнения 1-го способа.

Практический метод. Несущая способность висячей сваи определяется как сумма двух слагаемых – сопротивления грунта под ее нижним концом давлению и сопротивления грунта сдвигу по ее боковой поверхности:

, (2.2)

γc – коэффициент условий работы свай в грунте, применяемый γc =1;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа, применяемое по таблице 1 СНиП 2.02.03-85 ( в зависимости от глубины погружения нижнего конца сваи и вида грунта);

A – площадь опирания сваи на грунт, м²;

u – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

fi – расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа. Применяемое по таблице 2 СНиП в зависимости от средней глубины расположения слоя грунта и его вида;

hi – толщина i-го слоя грунта в пределах длины сваи;

γcr и γcf – коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на (по) боковой поверхности сваи, зависящих от способа ее погружения.

Динамический метод.Чем глубже погружается свая, забиваемая свайным молотом, тем больше сопротивление оказывает грунт ее внедрению. В результате от каждого удара получается все меньший и меньший отказ, который следует определять после «отдыха».
Динамические испытания свай после «отдыха» регламентированы ГОСТ 5686—78 и СНиП 2.02.03—85(свайные фундаменты). Добивку свай после «отдыха» производят свайным молотом массой в 1,5. 1,25 раза больше массы сваи, а при длинных сваях – молотом с массой не менее массы испытываемой сваи.

Работа, совершаемая при ударе свайного молота о голову сваи, (где G — масса ударной части молота; Н — высота его падения) расходуется на погружение сваи, на упругие деформации системы молот – свая – грунт, частично на превращение механической энергии в тепловую и на разрушение головы сваи. В общем виде это положение записывается в виде урав­нения:

(2.3)

где Fи – предельное сопротивление сваи погружению в грунт;

Sа — отказ сваи после «отдыха»;

h — высота отскока свайного молота после удара, зависящая от упругих деформаций системы молот-свая-грунт;

α – коэф­фициент, характеризующий потери работы на разрушение головы сваи и другие потери.

В результате принятия ряда допущений и преобразования этого выражения Н. М. Герсеванов получил формулу для пре­дельного сопротивления сваи, которая с небольшими изменения­ми приводится в СНиП для отказов свай Sа ≥ 0,002 м в сле­дующем виде:

(2.4)

где η – коэффициент, зависящий от упругих свойств материала сваи, принимаемый для железобетонных свай равным 1500 кН/м 2 , для деревянных свай – 1000 кН/м 2 ;

A -площадь поперечного сечения сваи с включением пустот, м 2 ;

М – коэффициент, принимаемый в зависимости от грунта под нижним концом сваи по СНиПу;

Еd расчетная энергия удара свайного молота, принимаемая для молота одиночного действия равной GН, для трубчатого дизель – молота—0,9GH и штангового дизель – молота – 0,4GH, кДж;

е 2 — коэффициент восстановления удара, принимаемый при забивке равным 0,2;

т2 масса сваи с наголовником, т;

Sa – остаточный отказ – погружение сваи от одного удара, м.

При малых значениях отказа (Sa 2 ;

g – ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с 2 ;

H – высота падения ударной части молота, м;

h -высота первого отскока молота, принимается для дизель – молотов штанговых h=0,6м, для трубчатых – h= 0,4 м, для других молотов = 0;

m4 масса ударной части молота, т.

Точность определения Fи по формулам (2.4) и (2.5) зависит от наличия упругой прокладки в наголовнике, которая должна быть предварительно обмята несколькими ударами той же интенсивности, что и при определении отказа сваи.

Недостатком динамических испытаний является необходимость перехода от сопротивления сваи динамическому погружению к сопротивлению ее под действием статической нагрузки.

Метод статического зондирования. Метод статического зондирования позволяет оценивать сопротивление грунта погружению сваи как под нижним ее концом, так и по ее боковой поверхности. Для зондирования согласно ГОСТ 24942—81 в настоящее время применяют в основном три установки. В установке типа I, у которой зондировочный стандартный конус переходит в штангу, трение по грунту развивается по всей ее длине, а в установках типа II и III трение по грунту развивается только в нижней части штанги.

Сопротивление грунта прониканию зонда не идентично сопротивлению грунта загружаемой свае, так как при внедрении зонда вокруг нее нарушается структура грунта, которая не может сразу восстановиться. По этой причине результаты статического зондирования насыщенных водой пылевато-глинистых грунтов не отражаютработы свай, особенно в отношении трения боковой поверхности сваи о грунт.

В то же время при песчаных грунтах и супесях результаты статического зондирования позволяют достаточно точноопределять несущую способность свай. В остальных случаях правильнее предварительно установить корреляционную зависимость между нагрузкой, требующейся для погружения зонда, и несущей способностью свай.

Читайте также:  Породы больших кур с фото

Удельное сопротивление грунта под нижним концом сваи определяют по формуле:

, (2.7)

где:β1 – переходный коэффициент от сопротивления грунта под зондом при его погружении к сопротивлению грунта под забивной сваей после «отдыха»;

qs среднее значение сопротивления грунта под наконечником зонда на участке, расположенном на 1d выше и на 4d ниже нижнего конца свай (d — сторона или диаметр сваи)

qs, кПа ≤1000 ≥30000
β1 0,9 0,8 0,65 0,55 0,45 0,35 0,30 0,20

Среднее удельное сопротивление грунта по боковой поверхности сваи определяют из выражений:

При установке типа l

, (2.8)

При установках типов ll и lll

, (2.9)

Где и – переходные коэффициенты, принимаемые по таблице 2.2;

– среднее удельное сопротивление грунта по боковой поверхности зонта при погружении его на глубину забивки сваи;

– среднее удельное сопротивление грунта по боковой поверхности в пределах i-ого слоя;

h- глубина погружения сваи от поверхности грунта около нее

Зная Rs и f находят частное значение предельного сопротивления сваи в месте зондирования:

, (2.10)

Где: А – площадь поперечного сечения сваи у нижнего конца;

h – длина сваи в грунте;

u –периметр поперечного сечения сваи

При относительно однородных инженерно-геологических условиях по частным значениям предельного сопротивления сваи, установленным для всех мест зондирования, находят несущую способность сваи, работающей на сжимающую нагрузку:

, (2.11)

Где: – коэффициент условий работы, принимаемый равным 1

n – число точек зондирования, в которых по формуле (2.10) найдены частные значения предельного сопротивления сваи ;

– коэффициент безопасности по грунту

При резких изменениях напластования грунтов в пределах одной строительной площадки последнюю разбивают на части, имеющие приблизительно однородные инженерно-геологические условия, и для каждой такой части определяют F.

Более точные значения частного предельного сопротивления сваи длиной до 12 м можно найти испытанием грунтов с помощью эталонной сваи, если длина проектируемых свай не превышает 12 м. Тогда, проведя испытания в соответствии с ГОСТ 24942-81, получают предельное сопротивление эталонной сваи F и вычисляют предельное сопротивление натурных свай такой же длины по формуле:

, (2.12)

где: u и usp – периметр поперечного сечения соответственно натурной сваи и эталонной сваи;

– коэффициент, принимаемый равным 1 для всех грунтов, кроме плотных песков (для них =1,25).

Еще точнее Fu устанавливается испытанием натурных свай статической нагрузкой.

Метод испытания свай статической нагрузкой.

Рисунок 2.14. Испытание свай статической нагрузкой: а – схема испытания;

б – зависимость осадки сваи от нагрузки

Несущую способность сваи при изысканиях можно определять путем испытания статической нагрузкой ее аналога (рисунок 2.14, а), погружаемого в грунт или изготовляемого в грунте (как предусмотрено в проекте). Для приложения нагрузки на сваю на некотором расстоянии от нее (вне зоны напряженного состояния грунта, возникающего при забивке сваи) забивают или ввинчивают инвентарные анкерные сваи 3, на которых закрепляют упорную балку 2. между балкой и головой испытываемой сваи помещают домкрат 1 и после отдыха передают на сваю нагрузку, обычно ступенями по 0,1…0,15 ожидаемой несущей способности.

Каждую ступень нагрузки выдерживают до условного затухания осадки сваи, согласно ГОСТ 5686-78. после этого прикладывают следующую ступень нагрузки. По результатам эксперимента строят графическую зависимость (рисунок 2.14, б). Иногда при некоторой нагрузке при осадке менее 20 мм происходит про­вальная осадка сваи — непрерывное погружение ее без затуха­ния скорости осадки (кривая 4). В таком случае эта нагрузка и будет соответствовать частному значению предельного сопротив­ления сваи. Труднее решить вопрос о значении предельного со­противления сваи, если ее осадка развивается в соответствии с кривой 5 (рисунок 2.14,б).

Для рассматриваемого случая в СНиП 2.02.03—85 даны две рекомендации:

– Для мостов и портовых гидротехнических сооружений принимают, что предельное сопротивление испытываемой сваи при вдавливании соответствует нагрузке, на одну ступень мень­шей нагрузки, при которой: приращение осадки за одну ступень загружения (при общей величине осадки более 40 мм) превышает в 5 раз и более при­ращение осадки, полученное за предшествующую ступень загружения; осадка не затухает в течение суток и более (при общей ве­личине ее более 40 мм).

– Для остальных свайных фундаментов и сооружений принимают, что предельное сопротивление испытываемой сваи вдав­ливающей нагрузке соответствует нагрузке, при которой эта свая получает осадку s, равную некоторой доле средней предельно допустимой осадки возводимого сооружения Su.mt, т. е.

, (2.13)

— коэффициент перехода от осадки S u.mt, к осадке испытываемой сваи до ее условного затухания, принимаемый равным 0,2 или с учетом опыта строительства.

При таком подходе расчет свайных фундаментов, который производится по первой группе предельных состояний (по прочности или устойчивости), связан с расчетом по второй группе предельных состояний (по деформациям). В этом случае предельное сопротивление свай на одной и той же строительной площадке при одних и тех же грунтовых условиях под неодинаковыми по конструкции сооружениями получается различным. Предельное сопротивление сваи должно характеризоваться предельным сопротивлением сдвигу ее боковой поверхности по грунту и предельным сопротивлением грунта под ее нижним концом давлению. По мере загрузки сваи возрастают реактивные силы по ее боковой поверхности и нижнему концу, свая получает небольшое перемещение (осадку). Когда перемещение ее относительно грунта достигнет некоторого значения, называемого нами с Ф.К.Лапшиным сдвиговой осадкой, сопротивление сдвигу ее боковой поверхности по грунту будет максимальным. Тогда, если сопротивление грунта в зоне нижнего конца сваи не может возрастать, свая получает провальную осадку. В большинстве же случаев сопротивление грунта под нижним концом сваи по мере увеличения ее осадки возрастает. Этим и объясняется, что осадка при испытании чаще всего соответствует кривой 5 (рисунок 2.14,б). Учитывая сказанное, для определения предельного сопротивления сваи целесообразно принять величину осадки, больше сдвиговой для любых грунтов. В Санкт-Петербурге рекомендуется принимать осадки, равные 40 мм, так как сдвиго­вая осадка ленточных глин составляет 25 мм

Положительный опыт строительства зданий на сваях, исходя из этого критерия (предельного сопротивления), свидетельствует о целесообразности его использования.

В сложных инженерно-геологических условиях наиболее эффективными являются свайные фундаменты. В стесненных условиях существующей застройки при забивке свай и погружении шпунта вблизи стоящих зданий развиваются дополнительные осадки от сотрясения, а конструкции зданий получают повреждения от действия инерционных сил.

Следовательно, при сооружении свайных фундаментов вблизи существующих зданий, необходимо иметь четкое представление о физической сущности процессов, протекающих в различных грунтах при погружении в них свай и шпунта, поскольку именно эти процессы оказывают влияние на состояние примыкающих к котловану зданий. Исходя из этого определяют конструкцию свай и порядок производства свайных работ.

Читайте также:  Идеи дверей для шкафа купе

При погружении свая должна вытеснить грунт в объеме, по крайней мере равном объему сваи. Однако в процессе ее погружения в грунте происходят более сложные явления, связанные с его уплотнением и сдвигом одних объемов по отношению к другим. Интенсивность развития таких деформаций в различных точках грунтового массива и в разное время зависит от вида и состояния грунта, способа погружения сваи, ее размеров. При забивке свай в результате воздействия инерционных сил, возникающих при колебаниях грунта, развития дополнительных осадок или выпора грунта вокруг сваи, могут возникнуть опасные деформации существующих зданий. Поэтому при проектировании и строительстве вновь возводимых зданий необходимо предварительно установить степень опасности влияния забивки свай на конструкции существующих зданий, а также выбрать тип свай, погружение которых не вызовет недопустимых вибраций.

При современных способах работ погружение свай происходит быстро, а уплотнение грунтов, связанное с выжиманием воды из пор, требует значительного времени. Поскольку скорость движения воды в грунтах зависит от размеров пор, уплотнение грунтов разного состава будет протекать по-разному. По степени уплотняемости в процессе погружения сваи грунты можно подразделять следующим образом [17]:

  • уплотняющиеся (песчаные, супесчаные);
  • частично уплотняющиеся (маловлажные связные);
  • практически неуплотняющиеся (водонасыщенные глинистые).

При погружении свай в песчаные грунты в первый момент острие сваи, захватывая слои грунта, перемещает их вниз с одновременным уплотнением. Когда уплотнение грунта под острием достигает определенного предела, грунт начинает выдавливаться в стороны и в направлении к поверхности. Перемещение грунта в горизонтальном направлении начинается при некотором минимальном заглублении сваи, при дальнейшем ее заглублении происходит выпирание грунта на поверхность, но не по боковой поверхности сваи, а на некотором удалении от нее. Наибольшие перемещения частиц грунта наблюдаются около острия на расстоянии до полутора диаметров сваи.

В маловлажных песчаных, супесчаных и гравелистых грунтах средней плотности и плотных при непрерывной забивке сваи может наблюдаться быстрое уменьшение отказов. После «отдыха» (перерыва на несколько дней в работе) погружение сваи может быть успешно продолжено, при этом отказ возрастает. Такое явление объясняется тем, что при забивке грунт вокруг сваи быстро уплотняется, особенно под острием, что препятствует погружению сваи, в результате чего может сильно возрасти уровень колебаний грунта. Через некоторый промежуток времени происходит частичная потеря сопротивления грунта (релаксация — расслабление), и отказ сваи увеличивается.

В насыщенных водой чистых песках и гравелистых грунтах, имеющих большие поры, вода отжимается быстро, что способствует перемещению частиц в значительной по глубине зоне под концом сваи и поэтому местная уплотненная зона не образуется. Отсутствие же глинистых и пылеватых частиц в таких грунтах исключает возможность возникновения пленки — смазки тиксотропного характера на поверхности сваи, снижающей ее боковое сопротивление, и поэтому «отдых» не влияет на величину отказа.

При погружении свай в глинистые грунты возникают более сложные процессы. Забиваемая в грунт свая раздвигает в стороны и вдавливает вниз частицы грунта. В грунте вокруг сваи образуются поверхности скольжения и область перемятого грунта. Поперечные размеры этой области возрастают, но по достижении сваей некоторой глубины увеличение размеров прекращается, и при дальнейшем погружении сваи размеры остаются без изменения. Радиус зоны деформирования зависит от свойств грунта, поперечных размеров сваи и способа ее погружения. Чем меньше прочность грунта, тем меньше размеры области, где происходят деформации.

Если глинистые грунты неводонасыщенные, то при забивке сваи грунт в основном уплотняется за счет сокращения объема пор, заполняемых воздухом, Если глинистый грунт содержит мало коллоидных глинистых частиц, то разупрочнение от перемятия и динамических воздействий незначительно. Степень разуплотнения ленточных грунтов, иольдиевых глин и илов при забивке свай увеличивается, поэтому вытесняемый грунт будет испытывать меньшие сопротивления при перемещении вверх — в направлении нарушенного грунта. В связи с этим в процессе забивки свай поперечные размеры зоны деформаций и степень уплотнения грунта будут невелики, но увеличится количество выдавленного вверх грунта. Наиболее интенсивно выпор грунта происходит в начале погружения сваи. Чем меньше уплотнение грунта, тем больше его выпор. Объем деформированного грунта может достигать 100 % объема погруженной сваи в зависимости от ее размеров, свойств грунта и способа погружения. По окончании забивки свай или при перерывах выдавлизание грунта прекращается и начинается его осадка вследствие консолидации.

Таким образом, размеры области деформирования зависят от площади поперечного сечения и длины сваи, свойств грунта, скорости и очередности погружения.

При забивке свай в мягкопластичные глинистые грунты вода не успевает уйти в окружающую грунтовую толщу и образует своего рода смазку боковой поверхности ствола сваи, резко снижая сопротивление грунта по этой поверхности. Кроме того, динамическое воздействие вызывает разжижение окружающего сваю грунта, который также служит смазкой, облегчающей погружение сваи. Поэтому при непрерывной забивке величина отказов снижается все медленнее и свая начинает легче уходить в грунт. После же «отдыха» происходит трансформация свободной воды в физически связанную, поэтому свая с трудом поддается дальнейшей забивке. Это явление «засасывания» необходимо учитывать при забивке свай, особенно составных. При больших перерывах в погружении последующих звеньев свая в ряде случаев не может быть забита до проектной отметки, так как отказы уменьшаются в несколько раз. При этом возрастает интенсивность динамических воздействий и, следовательно, опасность повреждений соседних домов.

При погружении свай в слабые водонасыщенные глинистые грунты уплотнения грунта практически не происходит ввиду малой скорости фильтрации воды по сравнению со скоростью погружения свай. Такие грунты являются, как правило, высокочувствительными, и при погружении сваи они превращаются в околосвайном пространстве в текучую массу, которая не уплотняется полностью и легко выдавливается вверх, не нарушая массива окружающего грунта.

Особенно большое влияние на существующее здание при погружении свай могут оказать инерционные силы, возникающие при колебаниях грунта. Наиболее чувствительными к уплотнению при динамических воздействиях являются рыхлые песчаные водонасыщенные грунты. В случае когда существующие здания опираются на свайные фундаменты, необходимо учитывать возможность уплотнения около них грунтов при динамических воздействиях и развития отрицательного трения. Влияние динамических воздействий на грунты основания возрастает с увеличением числа источников колебания.

Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector