ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

1. Краткая характеристика инженерно-геологических условий площадки

Площадка находится на высокой надпойменной террасе р. Читы. Основание сложено аллюви­ально-делювиальными отложениями четвертичного возраста, залегающими непосредственно под насыпным слоем, и представленными супесью твердой и пластичной консистенции, суглинком твердым и тугопла­стичным, песком мелким и средней крупности. Грунты в разрезе распространены крайне неравномерно, залегают на разных глубинах в виде пластов, линз, прослоев различной мощности.

Подземные воды вскрыты двумя выработками в западной части участка на глубинах 7.2 - 7.4 м. В период обильного выпадения атмосферных осадков возможно появление верховодки в песчаных отложениях по кровле пылевато-глинистых грунтов. Вечномерзлые грунты не встречены. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов - 4.5 м. Характеристики физико-механических свойств грунтов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристики физико-механических свойств грунта

№ скв.	Глуб. отб. проб гр., м	w, д.е.	r, г/см 3	rd, г/см 3	е	s r	w l, д.е.	wр, д.е.	i p д.е.	i l д.е.	j град	с кПа	Е МПа	Наиме- нование грунта
1/97	5.0	0.135	2.0	1.76	0.532	0.685	0.234	0.182	0.05	-0.9	23	9	13	супесь
1/97	8.0	0.189	2.05	1.72	0.566	0.902	0.267	0.197	0.07	-0.11	25	11	14	супесь
518	12.3	0.239	2.01	1.62	0.67	0.967	0.308	0.188	0.12	0.43	20	28	14.3	суглинок
519	13.8	0.204	2.11	1.75	0.554	1.0	0.311	0.172	0.14	0.23	22	26	26	суглинок
520	14.3	0.118	1.88	1.68	0.583	0.54					28	0.6	31	песок ср.

2. Методика статических испытаний основания сваи

Испытание сваи статической осевой вдавливающей нагрузкой проводилось для установления ее несущей способности на вдавливание и выявления зависимости перемещений сваи в грунте от приложенной к ней нагрузки. Испытание сваи статической нагрузкой осуществлялось с помощью установки, в которой упором для гидравлического домкрата ДГ-100 служит грузовая платформа с балластом общей массой 120 т. Нагрузка на сваю передавалась центрально и соосно. Измерение перемещений сваи выполнялось прогибомерами конструкции Аи­стова, марки 6ПАО-ЛИСИ.

Испытание статической вдавливающей нагрузкой осуществ­лялось после "отдыха" сваи продолжительностью 6 суток. Загружение испытываемой сваи производилось равномерно, без ударов, ступенями нагрузки 50 кН. За условную стабилизацию принималась скорость осадки сваи в грунте не более 0.1 мм за последние два часа наблюдений. Разгрузка сваи производилась после достижения наибольшей нагрузки ступенями, равными удвоенным величинам ступеней загружения. Наблюдения за упругим перемещением (осадкой) сваи проводились на каждой ступени разгрузки в течение 15 мин. После полной разгрузки (до нуля) наблюдения за упругим перемещением проводились в течение 1 часа, со взятием отсчетов через каждые 15 мин.

3. Результаты испытаний основания сваи

Испытание сваи статической нагрузкой проводи­лись в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78* (Сваи. Методы полевых испытаний). Техническая характеристика опытной сваи, подвергнутой испытаниям, представлена в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика опытной сваи

Марка сваи	Диаметр лидерной скважины, м	Глубина лидерной скважины, м	Глубина погружения сваи, м	Примечание
СМ 8.7-27	0.4	3.5	8.3	Опытная свая

Свая - бурозавинчивающаяся, выполнена из стальной трубы диамет­ром 273 мм, снабженной наконечником и спиральной навивкой из арматуры периодического профиля А-ii, диаметром 14 мм. Шаг спирали составлял от 1 до 2 диаметров сваи. Внутренняя полость сваи была заполнена бетоном. Свая опускалась в предварительно пробуренную лидерную скважину диаметром 400 мм, глубиной 3.5 м. Завинчивание сваи производилось буровой установкой СО-2. Глубина погружения сваи составила 8.3 м.

Испытание сваи статической вдавливающей нагрузкой выполнялось в три этапа. На первом этапе максимальная нагрузка, приложенная к сваеp _i, составила 236.84 кН. Суммарная осадкаs _iсваи при этом достигла 50.75 мм. Продолжительность этапаt _iсоставила 14.8 часа. После приложения максимальной нагрузки свая была разгружена, так как выход штока гидравлического домкрата достиг предельной величины, и возникла необходимость произвести подкладку под домкрат стальных пластин. Зафиксирована упругая деформацияs _i,упр, составившая 4.5 мм, остаточная деформацияs _i,остравнялась 46.25 мм.

На втором этапе максимальная нагрузка, приложенная к сваеp _ii, составила 299.46 кН. Суммарная осадкаs _iiсваи при этом равнялась 98.74 мм. Продолжительность второго этапаt _iiсоставила 0.92 часа. На третьем этапе максимальная нагрузка, приложенная к сваеp _iii, достигла 334.85 кН. Суммарная осадкаs _iiiсваи при этом составила 141.23 мм. Продолжительность третьего этапаt _iiiравнялась 2.1 часа. Результаты статических испытаний приведены в табл. 3.

Таблица 3

Результаты статических испытаний сваи

Номер этапа испытаний
Первый					Второй					Третий
p i, кН	s i мм	s i,упр мм	s i, ост мм	Тi час	p ii , кН	s ii мм	s ii, упр мм	s ii, ост мм	Тii час	p iii , кН	s iii мм	s iii, упр мм	s iii, ост мм	Тiii час
236.84	50.75	4.5	46.25	14.8	299.46	98.74	6.21	92.53	0.92	334.85	141.23	7.33	133.9	2.1

Суммарная осадка сваи под максимальной нагруз­кой 334.85 кН составила 141.23 мм. На рис. 1 приведен график зави­симости осадки сваи от нагрузки, состоящий из ветвей загрузки и разгрузки. На рис. 2 представлен график изменения во времени осадки сваи. Нормативное значение предельного сопротивления сваиf _u,nравно

В соответствии со СНиП 2.02.03-85 определим несущую способность основания сваи

Определим расчетную нагрузку, допускаемую на сваю

Таблица 4

Результаты определения несущей способности основания сваи

Марка сваи	Рабочая длина сваи, м	Максимальная нагрузка приложенная к свае, кН	Суммарная осадка сваи, мм	Несущая способность основания сваи,f d, кН	Расчетная нагрузка, допускаемая на сваю, Р , кН
С 8.3-27	8.3	334.85	141.23	100	83.3

Низкая несущая способность сваи, объясняется тем, что свая фактически опиралась на разрыхленный при ее завинчивании грунт, как вдоль боковой поверхности сваи, так и под ее острием. Причиной этому послужило то, что свая погружалась не только в режиме завинчивания, но и в режиме рыхления из-за недостаточной осевой пригрузки погружаемой сваи. Дальнейший рост осевой пригрузки ограничивался возможностями применяемого оборудования. Кроме того, шаг спирали составлял от 1 до 2 диаметров сваи, в то время как оптимальное значение шага равно (0.5 - 1.0) d (диаметра) сваи.

Рис. 1. Зависимость осадки сваиsот вдавливающей нагрузкиp

Рис. 2. Изменение осадки сваиsи нагрузки Р, приложенной к ней, во времени Т