Файл: Фомичева Р.Ф. Условия строительства на лессовых просадочных грунтах Калмыкии и восточной части Ростовской области.pdf

залегания и замоченных ниже, чем у свай, испытанных статическими нагрузками, соответственно на 1,3-1,2. Отношение несущей способности этих же сваіі, опреде­ ленной по данным статических испытаний и по «Руко­ водству» (37), составляет 1,2.

Несущую способность сван необходимо устанавли­ вать путем статических испытаний. При большом коли­ честве определений расчетных сопротивлений свай, по­ лученных статическим зондированием и при сопостав­ лении их с данными статических испытаний, можно вы­ вести региональный/переходный коэффициент от стати­ ческого зондирования грунтов к статическим испыта­ ниям. На необходимость перехода от статических испы­ таний к статическому зондированию грунтов, как наи­ более легкому и дешевому методу определения несущей способности свай, указывают и другие авторы (42).

чем почти половина из них упругие. Превышение пре­ дельной нагрузки на сваю в замоченном грунте приво­ дит к наступлению предельного состояния: осадка сваи носит провальный характер и протекает без увеличения нагрузки. Для висячих свай в замоченном просадочпом грунте решающее значение имеет расчет по несущей способности, но расчет по деформациям (осадка и про­ садка) тоже крайне необходим. Грунт обладает способ­ ностью распределять усилия и включать в работу под увеличением нагрузки новые прилегающие слои. На­ пряжение же па границе уплотненной зоны должно быть или равно, или меньше начального просадочного давле­ ния замоченного неуплотненного грунта.

Забитая свая находится в условиях напряженно-де­ формированного состояния. При замачивании же грун­ тов структурные связи в пределах уплотненной зоны и за ее пределами ослабевают, и свая в этом случае передает на основание значительно меньшую нагрузку. Сваи, за­ битые в маловлажные н более влажные грунты, при ста­ тических испытаниях в водопасыщенном состоянии имеют разную несущую способность, которая у первых значительно выше. Следовательно, исходная влажность грунтов оказывает влияние на несущую способность свай.

98

Обращает внимание тот факт, что лессовые грунты, представленные легкими суглинками и супесями, имеют зернистую структуру и характеризуются небольшими значениями пористости (40—42%), но вместе с тем не­ устойчивы в условиях замачивания и проявляют проса­ дочные свойства. В «Руководстве...» [37] несущая спо­ собность свай определяется при пористости не менее 43%, не практика показывает, что просадочпость про­ является и при меньшей пористости. Вот почему нам ка­ жется, что в этом нормативном документе следует пре­

мендует при расчете по несущей способности свай к ис­ пользованию таблицы 1 и 2, по которым получаются за­ ниженные величины. Анализ несущей способности свай по данным статических, динамических испытаний, ста­

С. Я- Боженкова, А. Керизель указывают на то, что наи­ более надежные объяснения различия несущей способ­ ности свай можно получить при исследовании характера изменения физико-механических свойств грунтов, окру­ жающих сваю. При забивке в ее основании формируется уплотненная зона, величина которой и степень уплотне­ ния оказывают большое влияние на несущую . способ­ ность сваи. Особенно большое значение имеет сцепление грунта уплотненной зоны. Ее размеры определялись при отрывке грунта через 10—20 дней после забивки сва/і.

скелета грунта на различном расстоянии от свай строи­ лись изолинии равных плотностей (рис. 30а, б).

Пци анализе кривых изменения объемного веса грун­ та и его скелета, пористости наблюдается хорошо выра­ женная закономерность изменения их естественных ве­ личин. Уплотнение грунтов при погружении-сваи проис­ ходит с некоторым увеличением по глубине и в стороны

99

ке свай в грунты различной начальной влажности уста­ новлено, что зона уплотнения (рис. 306) больше в грун­ тах с начальной влажностью 14—16%, которая близка к оптимальной. Радиус уплотнения составляет более трех диаметров свай. В грунтах же с начальной влажностью 10—12% радиус уплотнения (рис. 30а) составляет около двух диаметров сваи и переход от уплотненной зоны к грунту естественного залегания визуально проследить почти невозможно. С. М. Рак [35] полагает, что процесс структурного изменения глинистого грунта по глубине, которое вызвано забивкой свай, под влиянием гидроди­ намических давлений протекает в ином направлении, чем простое уплотнение механическим способом. После за­ бивки сваи происходит уплотнение и консолидация гли­ нистого грунта, вследствие чего повышаются его прочно­ стные свойства вокруг сваи. В процессе забивки сваи создается встряска грунта, вследствие чего твердые его частицы, занимавшие мало устойчивое положение, под влиянием сил инерции сдвигаются и уплотняются. Сте­ пень уплотнения зависит от степени рыхлости и связнос­ ти грунта, а также от величин его сцепления. В нашем случае отмечается, что зона уплотнения получается зна­ чительной в грунтах влажностью 10—12% и 14—16%. Видимо, это можно объяснить структурными особеннос­ тями грунтов, обладающих зернистостью и меньшей связностью. В процессе забивки это дает возможность грунту приобретать новую структуру, которая стано­ вится более прочной, что значительно улучшает строи­ тельные свойства грунта, а следовательно, увеличивает несущую способность сваи, так как она с уплотненной зоной составляет как бы единое целое.

В настоящее время в условиях лессовых грунтов рес­ публики применяются предварительно напряженные сваи без поперечного армирования, что позволяет эко­ номить металл. На рис. 31, 32 приводятся рекомендован­ ные для строительства типы свайных фундаментов жи­ лых домов серии 1-464А, с высоким сборным растверком, а также без него, применение этих вариантов по­ высит индустриальность возведения зданий.

Для повышения качества работ и повышения произ­ водительности труда на строительных площадках в на­ стоящее время широко применяются оголовок с «нла-

101

статических испытаний, в условиях замачивания лессо­ вых грунтов I типа просадочности падает в среднем на 30%.

2. Несущая способность свай, по данным забивки в природной обстановке, близка к полученной по данным статических испытаний и на 1,19—1,36 больше получен­ ной по «Руководству...» [37] для случая невозможного замачивания грунтов.

3. При анализе данных статического испытания свай в грунтах естественного залегания и замоченных и рас­ считанных по «Руководству...» [37] отмечается, что в последнем случае она оказывается наиболее низкой. Это подтверждается и тем, что здания, выстроенные на свайных фундаментах со значительно большими нагруз­ ками, чем рассчитанные на случай аварийного замачи­ вания, и неоднократно подвергавшиеся замачиванию ие дали деформаций.

4. При определении зоны уплотнения вокруг свай от­ мечается, что она составляет от двух до трех диаметров и в маловлажных грунтах имеет значительные размеры, что оказывает большое влияние на несущую способность сваи.

§10. ФУНДАМЕНТЫ И ОСНОВАНИЯ

ИЗ З А К Р Е П Л Е Н Н Ы Х МЕТОДОМ СИЛИКАТИЗАЦИИ

ГРУНТОВ

В настоящее время в Советском Союзе и за рубе­ жом получило широкое распространение искусственное закрепление грунтов как для подготовки оснований, так и с целью использования их в качестве фундаментов зданий.

Техническая мелиорация грунтов развивается в двух направлениях: первое основано на закреплении грунтов с помощью неорганических высокомолекулярных соеди­ нений — силикатных растворов и их производных, вто­ рое — на применении органических полимеров: карбамидной и других смол.

В 1940 г. начались работы по закреплению лессовых грунтов методом силикатизации. В 1939—1941 гг. иссле­ дования однорастворного способа силикатизации грун­ тов проводились под руководством В. В. Аскалонова, ко­ торым были изучены процессы гелеобразования щелоч-

105

ных и кислотных затей и их закрепляющие свойства, бы­

том ведутся комплексные исследования по скоростной технологии силикатизации грунтов, подбору оборудова­ ния, изучению строительных свойств силикатированных

основания большого количества деформированных зда­ ний и возвести на фундаментах из силикатированного грунта несколько жилых и промышленных объектов.

Закрепление .лессовых грунтов силикатизацией ос­

Лессовые грунты, вследствие активного физико-хими­ ческого взаимодействия с раствором силиката натрия, способны мгновенно закрепляться, приобретая повышен­ ную водостойкость, прочность, достигающую 4—25 кг/см2 .

пени влажности не более 0,7, емкости поглощения в однонормальном растворе щелочи не менее 10 мг. экв на 100 г сухого грунта.

В результате закрепления вокруг инъектора (сква­ жин) образуется из силикатированного грунта столб диаметром 0,6—2 м. Установлено, что массив, закреп­ ленный способом однорастворной силикатизации, яв­ ляется надежной конструкцией. В процессе исследова-

106

его в качестве фундаментов, а также ликвидации про­ садочности, без существенного их упрочнения. Это до­

ний и фундаментов Госстроя СССР, дали возможности

1970 г. были изданы рекомендации по проектированию и устройству фундаментов из закрепленного грунта.

Изучение вопроса строительства зданий и сооруже­ нии в условиях лессовых просадочных грунтов I I типа остается актуальным, несмотря на то, что многие годы исследовательские работы были направлены на поиски эффективных методов подготовки оснований и строитель­ ства фундаментов. На данном этапе наиболее надежным является метод однорастворной силикатизации, с по­ мощью которого устраняется иросадочиость грунто.ч, устраиваются фундаменты различной конструкции, а также иротивофіѵіьтрационпые завесы и экраны с целью предохранения грунтов от замачивания. Проектирование этих работ ведется по данным изучения инженерно-гео­ логических условий строительной площадки, лаборатор­ ных исследований, физико-механических и химических свойств грунтов. Метод подготовки оснований и конст­ рукций фундаментов выбирается в результате техникоэкономического анализа, с учетом конструктивных осо­ бенностей зданий и сооружений, вероятности замачи­ вания основания, а также требований индустриализации работ.

Впроекте должны содержаться сведения о конфигу­ рации, объеме закрепляемого массива, плане инъекцион­ ных скважин или местах забивки инъекторов с указанием их глубины, количества заходок для инъецирования, данных о растворе силиката натрия, параметрах нагне­ тания (время, давление, расход раствора), схеме орга­ низации работ.

В1969 -1971 гг. на территории Калмыцкой респуб­

107