ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Исследуемая площадка расположена к юго-западу от территории действующего молзавода, находящегося на юго-восточной окраине г. Читы, в промышленной зоне. Рельеф площадки слабоволнистый с небольшими ложбинами и впадинами, понижение отметок происходит в юго-восточном направлении. В геоморфологическом отношении площадка приурочена к нижней части склона безымянной возвышенности, постепенно переходящей во вторую надпойменную террасу левого берега р. Ингоды. В геолого-литологическом строении площадки принимают участие аллювиально-делювиальные песчано-глинистые отложения, перекрытые с поверхности почвенно-растительным слоем. Литологические разновидности разреза (сверху вниз) следующие:

а) почвенно-растительный слой (pdq _iy) - супесь серовато-чёрная с растительными остатками, твердая; мощность 0.15- 0.6 м.

б) супесь (a-dq _ii-iii) аллювиально-делювиальная, в верхней части серовато-чёрная, бурая, тёмно-жёлтая, гумусированная, ожелезненная, с прослойками пылеватого песка, твёрдая и пластичная. Распространена повсеместно в видeнебольших линз и прослойков мощностью 0,5 - 5,8 м.

в) песок пылеватый (a-dq _ii-iii) аллювиально-делювиальный, тёмно-жёлтый, светло-жёлтый, желтовато-серый, с линзами песка мелкого, влажный, ожелезненный, средней плотности и плотный, встречен по всей площадке и является основным несущим слоем. Полная мощность песчаной толщи в пределах глубины бурения не определена, а вскрытая суммарная по скважинам колеблется в пределах 2.7 - 13.3 м. Грунтовые волы в пределах 15-ти метровой глубины бурения скважинами не встречены. Характеристики физико-механических свойств грунтов представлены в табл. 1, инженерно-геологический разрез схема на рис. 1.

Таблица 1. Характеристики физико-механических свойств грунтов

На площадке выделены два инженерно-геологических элемента.

ИГЭ-1. Песок аллювиально-делювиальный, пылеватый с линзами песка мелкого, маловлажный, средней плотности и плотный. Пески маловлажные, плотные и средней плотности, расчетные характеристики грунта: плотность природного грунта - 1.65 г/см ³; угол внутреннего трения - 30°; удельное сцепление - 0.001 МПа; модуль деформации - 25.0 МПа.

ИГЭ-2. Супесь аллювиально-делювиальная твердая, с линзами пластичной. Расчетные характеристики грунта: плотность природного грунта - 1.9 г/см ³; угол внутреннего трения - 28°; удельное сцепление - 0.010 МПа; модуль реформации -20.0 МПa.

Испытаниям статической нагрузкой подвергались грунты в основании четырех буродобивных свай, техническая характеристика которых приведена в табл. 2. Сваи опускались в предварительно пробуренные скважины диаметром 0.45 - 0.5 м. Затем добивались трубчатым дизель-молотом марки С-996 с падающей частью массой 1.8 т. Пазухи мeжду стенками скважины и сваей засыпались местным грунтом - песком пылеватым и мелким.

Таблица 2. Технические характеристики опытных свай

Нагрузка на сваю передавалась при помощи гидравлического домкрата марки ДГ-200-2. Упором для домкрата служила грузовая платформа. Измерение перемещений свай выполнялось с помощью индикаторов часового типа марки ИЧ-50 и прогибомеров конструкции ХабаровскТИСИЗа. Для замачивания грунтов под острием сваи № 4* в пазухи между стенками лидерной скважины и стволом сваи были погружены на глубину 8.0 м две стальные трубы диаметром 57 мм с перфорациями в пределах метрового участка у их нижнего конца (рис. 1).

Результаты испытаний свай №№ 1, 2, 3, 4* статической вдавливающей нагрузкой представлены в табл. 3. Построены графики зависимости вертикальных перемещений свай №№ 1, 2, 3 от вертикальной вдавливающей нагрузки, состоящие из ветвей нагрузки и разгрузки. Все ступени нагрузок, приложенные к сваям, относятся к ступеням затухающего деформирования.

Таблица 3. Результаты испытаний свай №№ 1, 2, 3, 4* статической вдавливающей нагрузкой

Испытание опытной сваи № 4* проводилось в два этапа. На первом этапе выполнялось обычное испытание грунтов стати­ческой вдавливающей нагрузкой на сваю, на втором этапе осуществлялось замачивание грунтов под острием нагруженной сваи с последующим ступенчатым увеличением нагрузки.

Наiэтапе испытаний к свае № 4* было приложено 11 ступеней нагрузки по схеме 1ґ100+10ґ50 кН. Вceступени нагрузки относятся к сту­пеням затухающего деформирования, максимальная нагрузка, прило­женная к свае на данном этапе испытаний составила 600 кН. Суммарная осадка сваи при этом достигла 4,39 мм.

Наiiэтапе испытаний проведено ступенчатое снижение нагруз­ки (с 600 до 350 кН). Упругое перемещение сваи составило 0,85 мм, остаточная деформация - 3,54 мм. Далее, в течение 22 часов нагрузка на сваю поддерживалась постоянной, равной 350 кН и был произведен первый цикл замачивания грунтов под нижним концом сваи (рис. 2), (объем воды, поданной по трубам к острию сваи, составил 2,1 м ³).

Затем к свае было приложено 6 ступеней нагрузки по 10 кН. Максимальная нагрузка на сваю составила 650 кН. При нагрузке на сваю 600 кН было выполнено второе замачивание (рис. 7) грунтов (расход воды составил 1,5 м ³). Суммарная осадка сваи под максимальной нагрузкой 650 кН достигла 5,05 мм. После снятия нагрузки со сваи, измерена ее упругая деформация - 3,72 мм и остаточная - 1.33 мм.

В период первого цикла замачивания грунта (рис. 2) нагрузка на сваю все время поддерживалась постоянной, равной 350 кН, на начальном этапе замачивания отмечено кратковременное перемещение сваи № 4* вверх (0.03 мм), затем произошла осадка сваи (0.18 мм), которая сменилась в результате взвешивающего действия воды подъемом на 0.07 мм. Во время второго цикла замачивания грунта нагрузка на сваю все время поддерживалась постоянной, равной 600 кН. В начале замачивания отмечен рост осадки сваи (на 0.12 мм), затем произошло затухание осадки сваи, и какого-либо подъема сваи не происходило.

Следует отметить, что кратковременное локальное замачивание (ограниченным количеством воды 2.1 и 1.5 м ³) грунтов основания, представленных песками пылеватыми, расположенными в уровне нижнего конца сваи, повлекло за собой, при относительно небольшой внешней нагрузке на сваю (350 кН), знакопеременные деформации основания. При более высокой внешней нагрузке (600 кН) произошли деформации основания одного знака (осадка). В обоих случаях отмечено некоторое снижение сопротивления песчаных грунтов под нижним концом сваи. Обусловлено это тем, что при водонасыщении пылева­тых песков угол внутреннего трения пони­жается на 1-2° . По мере увеличениявлажности мелкозернистых песков капиллярные мениски исчезают, создаваемое ими сцепление «снимается» и сопротивление сдвигу падает.

В опытах со сваями №№ 1, 2, 3 выявлен рост приращений вертикальных перемещенийdsс увеличением вертикальной вдавливающей нагрузкиp.

Иллюстрация

Рис. 1. Инженерно-геологический разрез площадки с опытными сваями

Рис. 2. Изменение во времениtвертикальных перемещенийsсваи № 4*

и вертикальной вдавливающей нагрузкиpв период первого цикла замачивания

грунта в уровне нижнего конца сваи