Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Фомичева Р.Ф. Условия строительства на лессовых просадочных грунтах Калмыкии и восточной части Ростовской области

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
33.75 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

12

 

Физико-механические свойства грунтов опытных площадок

Наименование

 

 

Глубина в

м

 

 

 

 

 

 

показателя

 

2

4

6

8

10

 

 

 

 

 

 

Естественная

 

 

 

 

 

 

влажность

 

 

9,2

11

14

14,5

15,5

в

%

 

 

 

 

Консистенция

 

— 0,58

• - 0,46

0,114

— 0,14

— 0,10

Объемный

вес

 

 

 

 

 

 

в

г/смЗ;

 

 

 

 

 

 

 

 

при

естествен­

 

 

 

1,82

1,88

1,88

ной

влажности

1,71

1.73

скелета

 

 

 

1,56

1,57

1,65

1,63

1,63

Пористость

в

%

42.3

42

41,7

42,5

41,5

Коэффициент

по­

 

 

 

 

0,71

ристости

 

 

 

0,73

0,73

0,72

0,71

Степень

влажности

0,36

0,37

0,40

0.59

0,59

Пластичность

в °/о

 

 

 

 

 

на

границе

те­

 

28

29

31

31

31

кучести

 

 

 

на границе

рас­

15

16

17

17

17

катывания

 

 

Число плас­

 

1'2

12

14

14

14

тичности

 

 

 

Относительная

 

 

 

 

 

 

просадочность

 

 

 

 

 

 

в 0 / 0

при

давле­

 

 

 

 

 

нии

в кг/см2 :

 

0,5

0,36

0,30

0,16

0,15

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Î . 0

1,1

0,9

0,7

0,6

 

 

3

 

 

 

3,0

2,0

1,5

1,3

0,8

Сопротивление

 

 

 

 

 

сдвигу:

 

 

 

 

 

 

 

 

сцепление в кг/см2 :

 

 

 

 

 

при

естественной

1,0

0,77

1,0

0,87

0,81

влажности

 

 

в

замоченном

 

— 0,30

0,24

0,28

0,21

состоянии

 

 

угол

внутреннего

 

 

 

 

 

трения в град.:

 

 

 

 

 

при

естественной

20

20

22

22

22

влажности

 

 

в

замоченном

 

19

16

18

18

18

состоянии

 

 

И с с л е д о в а н и е н е с у щ е й с п о с о б н о с т и з а б и в н ы х

о д и н о ч н ы х

свай

 

Согласно СНиП ІІБ.5-67 и

«Руководства...»

[37]

сваи рассчитываются но первому предельному

состоя­

нию (несущей способности), второму (деформациям) и третьему. Расчет несущей способности производился из условия сопротивления грунта основания сваи в соот­

ветствии

с формулой

(5), табл. 3,

4 и 5

 

«Руководст­

ва...» [37] и по данным полевых

исследований динами­

ческих, статических,

статического

 

зондирования.

На основании

замеренных

отказов

по формуле с

учетом упругой части отказа была найдена

предельная

несущая

способность

свай и расчетная:

 

 

Pnp=2d - I - hf

г-

1 + d - I - h f

Q-H

Q-0,2g

 

, с

Q + g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(19)

 

Р л - К - Р п р

 

 

 

 

(20)

Здесь d

сторона поперечного

сечения

сваи;

hf — коэффициент, принимаемый при забивке

 

сваи

с наголовником,

равным

10 т/м2 ;

с

— упругая

часть отказа;

 

 

 

Рпр — предельное сопротивление основания;

Рд

— расчетная несущая

способность сваи;

Q

— вес падающей

части

молота;

H

— высота падения

ударника;

е — отказ сваи;

 

 

g

— вес сваи.

 

 

Несущая способность свай по данным статических испытаний подсчитывалась с коэффициентами условий работы в грунтах природного залегания m= 1 и в за­ моченных nil = 1,2. Расчетное сопротивление сваи по результатам статического зондирования находилось из выражений

p =

K- m( 0,5qF + Q T ^ )

(21)

4

Из

г б

(22)

94

 

 

 

где q — удельное сопротивление грунта погружению конуса в кг/см2 ;

QT общее сопротивление грунта по боковой по­ верхности в т;

Исв— периметр сваи в см; Из — периметр трубы зонда в см;

Р"б-- нормативное сопротивление грунта по боко­ вой поверхности в кг/см2 .

При анализе зависимости изменения количества уда­ ров от глубины забивки (рис. 22) отмечается общее уве­ личение количества ударов с глубиной забивки свай; ли­ нии среднеарифметических значений количества ударов на каждые полметра погружения постоянно поднимают­ ся, что указывает на увеличение несущей способности свай. Отмечается, что для отличных друг от друга грун­ тов по физико-механическим данным требуется различ­ ное количество ударов на 1 м погружения. Так, в более влажных грунтах требуется меньшее количество ударов, чем в менее влажных. В летнее время верхние слои грун­ тов характеризуются очень низкой влажностью и, следо­ вательно, обладают высокими прочностными свойства­ ми. Поэтому на первые метры погружения требуется большое количество ударов. Вот почему необходимо бу­ рение лидер-скважин.

При анализе полученных значений несущей способ­ ности по данным забивки (рис. 23) обращает внимание большой разброс величин, хотя сваи погружались в пре­ делах небольших участков и в однородные грунты. При сопоставлении .значений несушей способности по данным забивки, полученных при статических испытаниях в грунтах естественного залегания, видно, что эти величи­ ны близки друг к другу (табл. 13). Но в то же время отмечается, что несущая способность свай по данным забивки, по сравнению с полученной расчетом по «Руко­ водству...» (37) при коэффициентах условий работы на случай невозможного замачивания грунтов выше на 1,36—1,19.

Анализ результатов статических испытаний свай в грунтах естественного залегания и в условиях замачи­ вания говорит о том, что во втором случае несущая спо­ собность 'ниже на 20—50°/о, то есть в среднем на 30%.

По данным статического зондирования несущая спо­ собность свай №№ 4, 4а, 5 и 5а в грунтах естественного

95

 

 

 

 

 

Несущая

способность

забивных

одиночных

свай

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э к с п е р и м е н т а л ь н ые

Наименование

 

1

 

2

 

показателя

 

1

2

3

4

5

 

 

 

 

 

 

Длина свай в м 4

5

4

5

5

7

7

Глубина

погру­

 

 

 

 

 

 

 

ж е н и я

в

м

 

3

5

4

4,5

4,5

6,5

6,5

Н е с у щ а я способ­

 

 

 

 

 

 

 

ность

в

т:

 

 

 

 

 

 

 

 

по

 

результатам

 

 

 

 

 

 

 

испытаний

 

 

 

 

 

 

 

 

динамических

35

53

58

48

48

52

52

статических

 

 

 

 

 

 

 

 

при

естествен­

 

 

 

 

 

 

 

ной

влажности

68

48

48

ГГІ!

 

=

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

замоченных

 

 

 

 

 

 

 

грунтах

m, = 1,2

43

57

29

38

Статическое

зон­

 

 

 

 

 

 

 

дирование

 

 

 

 

 

 

 

 

при

естествен­

 

 

 

 

 

71

ной

влажности

42

в

замоченных

 

 

 

 

 

 

 

грунтах

 

 

21

35

Р а с ч е т н а я

[37]

 

 

 

 

 

 

 

не

 

замоченные

 

 

 

 

 

 

 

1^ = 1,7;

т , = 3 , 5

26

39

31

28

28

41

41

при

аварийном

 

 

 

 

 

 

 

замачивании

 

 

 

 

 

 

 

піі =

т 2 = 1 , 5

 

19

26

23

24

24

31

 

 

 

Рст

 

 

 

 

 

 

 

 

К і

=

 

Р з о н д

 

 

 

 

 

 

 

при

естествен­

 

 

 

 

 

 

 

ной влажности

1,2

—•

в

замоченном

 

 

 

 

 

 

 

грунте

Р

дин.

- -

1,3

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, К , > =

Р

расч.

 

 

 

 

 

 

 

при

естествен­

 

 

 

 

 

 

 

ной

влажности

 

 

 

 

 

 

 

mi = l , 7 ; m 9 = 3,5

1,36

1,36

1,8

1,50

1,70

1,26

1,26

 

 

 

Р

ст.

 

 

 

 

 

 

 

 

К з

=

 

Р

расч.

 

 

 

 

 

 

 

при

естествен­

 

 

 

 

 

 

 

ной

влажности

2,2

1,7

1,2

в

замоченном

 

 

 

 

 

 

 

грунте

 

 

 

2,2

2,2

1,2

1,2

96

Т а б л и ц а 13

площадки

3

6

7

8

9

10

10а

6

7

7

5

5

7

7

5

5

6

7

7

5

5

7

7

5

5

56

66

66

51

48

60

60

47

48

51

60

52

60

46

 

.

57

_

48

_

48

 

37

44

50

50

39

39

50

50

39

39

 

 

33

26

 

 

33

 

26

1,3

1,3

1,3

1,3

1,2

1,2

1,2

1,3

1,3

1,2

1,2

1,3

1,2

1,2

-

1,7

1,8

1,4

1,4

7 Р.

Ф. Фомичева,

В, М.

Шишкина

 

 

97

залегания и замоченных ниже, чем у свай, испытанных статическими нагрузками, соответственно на 1,3-1,2. Отношение несущей способности этих же сваіі, опреде­ ленной по данным статических испытаний и по «Руко­ водству» (37), составляет 1,2.

Несущую способность сван необходимо устанавли­ вать путем статических испытаний. При большом коли­ честве определений расчетных сопротивлений свай, по­ лученных статическим зондированием и при сопостав­ лении их с данными статических испытаний, можно вы­ вести региональный/переходный коэффициент от стати­ ческого зондирования грунтов к статическим испыта­ ниям. На необходимость перехода от статических испы­ таний к статическому зондированию грунтов, как наи­ более легкому и дешевому методу определения несущей способности свай, указывают и другие авторы (42).

При анализе графиков статических испытаний

(рис.

24, 25) отмечается, что осадки составляют 3—8 мм,

при­

чем почти половина из них упругие. Превышение пре­ дельной нагрузки на сваю в замоченном грунте приво­ дит к наступлению предельного состояния: осадка сваи носит провальный характер и протекает без увеличения нагрузки. Для висячих свай в замоченном просадочпом грунте решающее значение имеет расчет по несущей способности, но расчет по деформациям (осадка и про­ садка) тоже крайне необходим. Грунт обладает способ­ ностью распределять усилия и включать в работу под увеличением нагрузки новые прилегающие слои. На­ пряжение же па границе уплотненной зоны должно быть или равно, или меньше начального просадочного давле­ ния замоченного неуплотненного грунта.

Забитая свая находится в условиях напряженно-де­ формированного состояния. При замачивании же грун­ тов структурные связи в пределах уплотненной зоны и за ее пределами ослабевают, и свая в этом случае передает на основание значительно меньшую нагрузку. Сваи, за­ битые в маловлажные н более влажные грунты, при ста­ тических испытаниях в водопасыщенном состоянии имеют разную несущую способность, которая у первых значительно выше. Следовательно, исходная влажность грунтов оказывает влияние на несущую способность свай.

98

Обращает внимание тот факт, что лессовые грунты, представленные легкими суглинками и супесями, имеют зернистую структуру и характеризуются небольшими значениями пористости (40—42%), но вместе с тем не­ устойчивы в условиях замачивания и проявляют проса­ дочные свойства. В «Руководстве...» [37] несущая спо­ собность свай определяется при пористости не менее 43%, не практика показывает, что просадочпость про­ является и при меньшей пористости. Вот почему нам ка­ жется, что в этом нормативном документе следует пре­

дусмотреть значения R" и 1"

при пористостях

менее

43% (до 38%). Действующий

СНиП И Б. 5-67

реко­

мендует при расчете по несущей способности свай к ис­ пользованию таблицы 1 и 2, по которым получаются за­ ниженные величины. Анализ несущей способности свай по данным статических, динамических испытаний, ста­

тического зондирования грунтов и по расчетным

данным

показывает, что по нормативным документам

несущая

способность свай занижена, на что указывают

и другие

авторы [5, 43].

 

Исследование уплотненной зоны вокруг свай

Результаты работ В. Н. Голубкова, С.

М. Рак,

С. Я- Боженкова, А. Керизель указывают на то, что наи­ более надежные объяснения различия несущей способ­ ности свай можно получить при исследовании характера изменения физико-механических свойств грунтов, окру­ жающих сваю. При забивке в ее основании формируется уплотненная зона, величина которой и степень уплотне­ ния оказывают большое влияние на несущую . способ­ ность сваи. Особенно большое значение имеет сцепление грунта уплотненной зоны. Ее размеры определялись при отрывке грунта через 10—20 дней после забивки сва/і.

Образцы отбирались на разных горизонтах по

длине

свай и под острием, включая и грунты

ненарушенной

структуры. По данным определения

объемного

веса

скелета грунта на различном расстоянии от свай строи­ лись изолинии равных плотностей (рис. 30а, б).

Пци анализе кривых изменения объемного веса грун­ та и его скелета, пористости наблюдается хорошо выра­ женная закономерность изменения их естественных ве­ личин. Уплотнение грунтов при погружении-сваи проис­ ходит с некоторым увеличением по глубине и в стороны

99

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ