ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Проведена серия из 100 опытов по исследованию сил негативного трения, действую­щих на модели свай, выполненных из различного материала и разной формой поперечного сечения.

эксперименты проводилась в лотке с песчаным грунтом (песок мелкий, аллювиального происхождения, желтого цвета). Размер лотка - 0.5 х 0.5 х 1.5 м. На дне лотка была размещена резиновая камера, в которую перед началом опыта закачивался воздух. Сверху на камеру устанавливалась выравнивающая плита, служившая вторым дном лотка, заполненного грунтом.

Опыты проводились с грунтом, имеющим воздушно-сухое состояние (w=0.03-0.05). Часть опытов проведена с влажным грунтом (влажностью 0.10-0.15).

Для исследования сил негативного трения использовались три типа моделей свай: железобетонная квадратного сечения (Ж кв) 34х34, 35х35, 36х36, 38х38 и 40х40 мм; стальная прямоугольного сечения (С пр) 25х27 мм; дюралюминиевая круглого сечения (Д кр), диаметром 32 и 40 мм (боковая поверхность дюралюминиевой модели сваи диаметром 40 мм была обмазана эпоксидной смолой и покрыта тонким слоем, до 1 мм, мелкого песка). Длина моделей свай составляла 600 и 1000 мм.

Для измерения сил негативного трения использовались динамометры растяжения двух типов: ДПУ-0.02-2 и ДПУ-0.1-2. Наблюдениями за перемещениями грунта в лотке выполнялись при помощи индикаторов часового типа ИЧ-50 с точностью измерений 0.01 мм.

Опыты проводились следующим образом. В камеру закачивался воздух, затем в песчаный грунт лотка забивалась модель сваи. К ригелю силовой рамы крепился динамометр растяжения, к которому с помощью тяг присоединялся оголовок сваи. После снятия начальных отсчетов открывался вентиль камеры для постепенного выпуска из нее сжатого воздуха. По мере выхода воздуха из камеры происходило перемещение грунта (осадка) относительно сваи, вследствие чего грунт часть своего веса (за счет сил трения) передавал на сваю. В процессе эксперимента, через определенные интервалы времени, измерялись действующие на сваю силы негативного трения и перемещения поверхности грунта в лотке.

На рис. 1 представлены для сравнения типичные графики парной зависимости "осадка грунта - негативное трение" моделей свай Ж кв, С пр, Д кр, полученные по результатам опытов в воздушно-сухих песчаных грунтах.

На рис. 2 построены наиболее характерные графики парной зависимости "осадка грунта - негативное трение" моделей свай Ж кв, С пр, Д кр, полученные по результатам опытов в влажных песчаных грунтах.

Для сопоставления в таблице 1 приведены результаты опытов с моделями свай, первоначально забитыми в грунт.

Таблица 1. Результаты опытов с моделями свай Ж кв, С пр, Д кр, первоначально

забитыми в грунт

Примечание.

боковая поверхность дюралюминиевых моделей свай ДКР* (диаметром 40 мм) была обмазана эпоксидной смолой и покрыта тонким слоем, до 1 мм, мелкого песка).

Проведено сопоставление результатов измерения сил негативного трения, на боковой поверхности железобетонных и металлических свай. Установлено, что средние значения сил негативного трения f _n,max , развивающихся на боковой поверхности моделей свай Ж кв, С пр, Д кр, в воздушно-сухих песчаных грунтах, находятся в пропорции 1 : 0.58 : 0.62. Значения осадки s _fn,max, соответственно, имеют следующие соотношения 1 : 1.82 : 1.03.

втаблице 2 приведены данные опытов с моделями свай, добитыми в грунт. Добивка свай выполнялась на 40 - 50 мм (на величину осадки грунта в лотке в предыдущем опыте), в тех случаях, когда проводились повторные опыты.

Во влажных грунтах средние значения сил негативного трения f _n,max, развивающихся на боковой поверхности моделей свай Ж кв и С пр находятся в пропорции 1 : 1.32. Значения осадки s _fn,max , соответственно, имеют следующие соотношения 1 : 1.43.

Таблица 2. Результаты опытов с моделями свай Ж кв, С пр, Д кр, повторно

добитыми в грунт

Использование полученных результатов будет способствовать совершенствованию проектных решений свайных фундаментов.

Иллюстрации

Рис. 1 . зависимость сил негативного трения, развивающихся на боковой поверхности железобетонной (ЖКВ), стальной (СПР) и дюралюминиевой (ДКР) моделей свай, забитых в воздушно-сухой грунт, от его осадки

Рис. 2 . зависимость сил негативного трения, развивающихся на боковой поверхности железобетонной (ЖКВ), стальной (СПР) и дюралюминиевой (ДКР) моделей свай, забитых во влажный грунт, от его осадки