11.2.7. Условия возникновения отрицательного трения
Выше была рассмотрена работа загружаемой сваи, в пределах длины которой имеется слой слабого сильносжимаемого грунта. Если при таком напластовании загружаться будет не только свая, но и поверхность грунта около нее, то при некоторой интенсивности давления q, действующего по этой поверхности, грунт, залегающий над слоем слабого грунта, будет давать осадку больше осадки сваи, т.е. этот грунт будет перемещаться относительно сваи вниз. В результате трение, возникающее между грунтом и боковой поверхностью сваи, будет направлено вверх, как обычно, а вниз (рис. 11.15, α) дополнительно пригружая сваю. Это трение, имеющее противоположное (отрицательное) направление, обычно называют отрицательным (или негативным) трением.
Рис.11.15. Расчетная схема к развитию отрицательного трения (а), эпюры осадок (б)
Отрицательное трение может появиться в следующих случаях:
при планировке территории подсыпкой;
при загружении поверхности грунта или пола по грунту длительно действующими полезными нагрузками;
при снятии взвешивающего действия воды в результате понижения уровня подземных вод;
при динамических воздействиях на грунты, способные уплотняться от этих воздействий (рыхлые пески, тиксотропные грунты);
при уменьшении объема грунта, содержащего органические вещества, вследствие биологических процессов;
при замачивании просадочных грунтов;
при незавершенном уплотнении молодых отложений грунта.
Для оценки сил отрицательного трения и несущей способности сваи в соответствии с СНи˳П 2.02.03-85 целесообразно построить по длине сваи совмещенно прямоугольную эпюру 1 с интенсивностью перемещения, равного половине предельно допустимой осадки свайного фундамента, и эпюру 2 послойной осадки грунтов около боковой поверхности сваи, откладывая значения осадок от вертикали (рис. 11.15,б). В точке пересечения огибающих этих эпюр вертикальные перемещения грунта равны осадке сваи, следовательно, на глубине z0 перемещение грунта относительно сваи равно нулю. Выше этой точки, называемой нулевой, действует отрицательно направленное трение, а ниже – трение, удерживающее сваю.
Несущую способность сваи при развитии отрицательного трения можно приближенно найти по выражению
(11.17)
Где
z0 – глубина
расположения нулевой точки (н.т); h-
длина сваи;
neg-коэффициент
условий работы при развитии отрицательного
трения, зависящий от величины перемещения;
остальные обозначения даны в экспликации
к формуле (11.4).
Если перемещение грунта относительно боковой поверхности сваи больше сдвиговой осадки, следует принимать neg=0,8, как для свай, работающих на выдергивание. Необходимо учитывать, что чем меньше осадка сваи, тем большие силы отрицательного трения на нее воздействуют. Для уменьшения сил отрицательного трения верхнюю часть боковой поверхности свай покрывают антифрикционными составами.