3. Рассмотрение предложенных фундаментов.

Варианты фундаментов, предложенные к рассмотрению и сравнению для данного сооружения, представленного в виде жилого здания:

1. Песчаные подушки

Если залегающие непосредственно под подошвой фундамента грунты слабые, рыхлые, с малым расчетным сопротивлением и не могут служить естественным основанием под фундамент, в качестве основания применяются песчаные подушки. В этом случае слабые грунты под подошвой удаляют на глубину, определяемую расчетом, а образовавшийся котлован заполняют крупно- или среднезернистым песком или гравелистым грунтом, обладающими малой сжимаемостью и допускающими давление в 2—2,5 кг/см2 (в зависимости от крупности зерен и степени уплотнения).Песчаные подушки работают так же, как и рассмотренные выше грунты основания.Давление в грунтах основания быстро уменьшается (см. рис. 2) по мере удаления от подошвы, достигая в ленточных фундаментах 55 % от среднего давления под подошвой на глубине, равной ширине фундамента, и 30 % на глубине, равной двойной ширине подошвы. В прямоугольных в плане фундаментах падение давления происходит еще интенсивнее.В связи с указанными свойствами грунтов, поперечное сечение песчаных подушек может быть принято по кривой изобар. Размеры подушек должны быть такими, чтобы давления, возникающие по кривой (рис. 28), были равны или меньше расчетного сопротивления на слабый (заменяемый) грунт. Свойство уменьшения давления в грунтах по мере удаления от источника сжатия используется также при определении ширины подошвы фундамента в тех случаях, когда подстилающий слой слабее рабочего. На практике для упрощения формы очертание подушки в разрезе принимается не по кривой равных давлений, а по объемлющей ломаной, как показано на рис. 28, а справа. Отсыпка песчаной подушки производится слоями толщиной 15—20 см с тщательным уплотнением площадочными вибраторами.Ширина подушки понизу обычно принимается равной ширине подошвы фундамента с небольшим уширением (на 20—25 см) вверху подушки, учитывая, что изобары давлений, соответствующие 50–55 % от средних давлений под подошвой, обычно не выходят за пределы ширины подошвы фундаментов.Следует подчеркнуть, что песчаную подушку не рекомендуется устраивать при следующих условиях:При наличии в пределах высоты подушки переменного уровня грунтовых вод подушка работает как дренаж. В этом случае возможно проявление явления суффозии, а также заиливание подушки, что может привести к дополнительным осадкам фундаментов и превращения подушки в обычный пучинистый грунт.При наличии в пределах высоты подушки напорных грунтовых вод и заложении подошвы фундамента выше расчетной глубины промерзания промерзание песчаной подушки может привести к пучению грунта подушки за счёт действия напорных грунтовых вод.

2. Метод винтового продавливания.

Изобретение относится к проходке скважин методом завинчивания устройства в грунт. Техническим результатом является повышение эффективности проходки, качества скважин и расширение области применения. Для этого способ включает завинчивание устройства в грунт, продавливание и вытеснение грунта в осевом, окружном и радиальном направлениях в вертикальной и в горизонтальной плоскостях ребрами конического наконечника и лентами конических и цилиндрических спиралей головного бура, рабочими клиновидными участками усеченных конусов головного, промежуточного и обсадного буров. При достижении проектной глубины скважины головной бур разблокируют от сблокированных промежуточного и обсадного буров, завинчиванием последних по головному корпусу продавливают и вытесняют грунт до сопряжения плоскости усечения конуса промежуточного бура с основанием усеченного конуса головного бура, сблокированные промежуточный и обсадной буры блокируют снова с головным буром и вращают реверсивно, после двух-трех оборотов реверсивного вращения обсадной бур разблокируют и извлекают из него сначала сблокированные головной и промежуточный буры, а затем, по мере устранения необходимости пребывания в скважине, извлекают из нее и обсадной бур. Устройство для осуществления способа включает установленные концентрично головной, промежуточный и обсадной буры с возможностью их не жесткого и жесткого сопряжения относительно друг друга.

Недостатками этого способа являются:

- продавливание грунта при вращении и перемещении конического наконечника вызывает по всей его боковой поверхности действие полной физически максимально возможной силы трения стали по грунту;

- возможность вытеснения грунта каждым переходным участком только в окружном и радиальном направлениях относительно снаряда;

- наличие грунтовых конических боковых поверхностей влечет за собой действие физически максимально возможной для данного грунта силы нормального удельного сопротивления продавливанию и такой же по значению касательной удельной силы трения грунта по грунту, т.к. коэффициент трения в этих условиях равен единицы;

- забой скважины имеет конусовидную форму со штрабами от цилиндрических спиралей и их буртиков, оставленными после продавливания и вытеснения грунта снарядом, что снижает устойчивость к обрушению окружающего забой грунта, его несущую способность в забое и усложняет ее расчет;

- ограничение области применения только слабыми связными грунтами и размерами диаметров скважин до 400 мм в прочных грунтах.