ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

На сваи, погруженные в оттаивающие грунты, действуют силы негативного трения, снижающие несущую способность сваи. Для того, чтобы правильно определить несущую способность сваи, необходимо иметь достоверные сведения о величине этих сил.

Существует несколько способов определения сил негативного трения. Например, из­вестен способ определения несущей способности свай с учетом сил негативного трения, возникающих на боковой поверхности сваи при осадке уплотняющегося при оттаивании мерз­лого грунта. По этому способу величину сил негативного трения принимают равной 0.01 МПа (СНиП ii-18-76, 1977).

Недостатком этого способа является то, что величина негативного трения для всех случаев принимается постоянной, в то время как их величина изменяется в зависимости от мерзлотно-грунтовых условий, шероховатости боковой поверхности сваи, способа погружения сваи и других факторов, вследствие чего величина несущей способности сваи занижается или завышается.

Существует также способ определения сил трения в оттаивающих грунтах, включающий установку сваи в мерзлый грунт, оттаивание мерзлого грунта вокруг испытуемой сваи и измерение действующих на сваю сил негативного трения (Пчелинцев, 1956, 1985).

Недостатком этого способа является малая достоверность определения, так как принятая схема ограничивает перемещение сваи под действием оседающего при оттаивании мерзлого грунта, что способствует искажению по сравнению с реальными условиями скорости относительного перемещения сваи и грунта.

Наиболее близким к предлагаемому способу техническим решением является способ определения сил трения свай в оттаивающих грунтах (Ерошенко, Красильников, 1981, 1990) включающий: установку в мерзлый грунт основной и дополнительной свай, верхние части которых размещают в оттаивающем слое грунта, а нижние - на одинаковом уровне, при этом между боковой поверхностью дополнительной сваи и мерзлым грунтом образуют зазор; оттаивание мерзлого слоя грунта вокруг основной сваи и измерение ее осадки, вдавливание дополнительной сваи и измерение ее осадки в зависимости от нагрузки, измерение действующих на основную сваю сил трения путем нанесения величины осадки основной сваи на график зависимости "нагрузка-осадка" дополнительной сваи.

Недостатком этого способа является то, что силы негативного трения определяются у незагруженной внешней нагрузкой сваи. В реальных же условиях свая в составе фундамента несет определенную нагрузку от здания или сооружения. Указанное несоответствие значительно снижает точность определения сил негативного трения, так как характер работы незагруженной сваи, скорость относительного перемещения сваи и грунта, сильно отличаются по сравнению с работой сваи в реальных условиях, что приводит к завышению сил негативного трения, занижению несущей способности сваи.

Автор настоящей разработки предложил более точный способ определения сил негативного трения, защищенный авторским свидетельством (А.с. 1158676 СССР).

Более высокая точность измерений в предложенном способе достигнута за счет того, что согласно способу определения сил трения сваи в оттаивающих грунтах (Ерошенко, Красильников, 1981, 1990), к основной свае прикладывается нагрузка n = 0,5rf(f-площадь опирания сваи,r-расчетное сопротивление под нижним концом свай, принимаемое как для немерзлых грунтов по соответствующим нормативным документам), затем оттаивается мерзлый слой и измеряется осадка основной сваи, происходящая от совместного действия нагрузкиnи сил негативного трения Р _нег. . Измеренная величина осадки основной сваи наносится на график зависимости "нагрузка-осадка" дополнительной сваи и определяется величина суммарной нагрузки Р _сум , действующей на основную сваю. Силы негативного трения Р _нег, действующие на основ­ную сваю, определяются по соответствующей формуле.

На рис.1а и 1б показаны испытуемые сваи, а на рис. 1в - график зависимости «нагрузка-осадка» дополнительной сваи.

В массив грунта, состоящий из мерзлогоiи талого 2 слоев, установлены основная 3 и дополнительная 4 сваи на одинаковом уровне в талом слое, при этом между мерзлым слоем грунта i и боковой поверхностью сваи 4 образован зазор 5.

Иллюстрация

		a)
									б )

Рис. 1. Способiопределения сил негативного трения, действующих на боковой поверхности свай в оттаивающих грунтах

а - основная свая; б - дополнительная свая; в - график зависимости «нагрузка - осадка»;

1 - мерзлый грунт; 2 - талый грунт; 3 - основная свая; 4 - дополнительная свая; 5 - зазор между боковой поверхностью сваи и стенками скважины.