Метод пошарового підсумування

Метод пошарового підсумування

Цей метод застосовується для розрахунку осідання фундаментів, ширина яких менше 10 м за умови відсутності в границях стисливої зони ґрунтів з модулем деформації Е > 100 МПа та Е < 5 МПа. В цьому методі розрахункова схема приймається у вигляді лінійно деформованого напівпростору з умовним обмеженням глибини стисливої зони. При розрахунку приймаються наступні допущення:

1. в кожному елементарному шарі вертикальні напруження
приймаються як середня величина між додатковим тиском на
покрівлі і на підошві кожного шару;

2. кожний шар повинен бути однорідним;

3. деформації враховуються в межах стисливої зони, нижня
границя якої знаходиться на глибині, де виконується умова:

4. осідання дорівнює сумі деформацій окремих шарів ґрунту в межах стисливої зони:

де S - осідання окремого фундаменту, см; S_i - деформації в межах кожного шару, см; п - кількість шарів, на які розбита стислива зона.

Розрахунок осідання виконують у такій послідовності:

1. Складають ескіз фундаменту з геологічним перерізом
(рис. 5.1);

2. Стисливу зону розділяють на елементарні шари товщиною
h_i = 0.4*b;

3. По осі фундаменту зліва будують епюру напруження від
власної ваги ґрунту, починаючи від планувальної позначки
майданчика при плануванні зрізанням і від природного
рельєфу при плануванні підсипкою.

Ординати епюри σ_zg знаходять для характерних точок (на межах шарів і в деяких характерних горизонтальних перерізах) за формулою:

де γ_i - питома вага ґрунту, кН/м; h_i - товщина шару ґрунту, м.

Для насичених водою шарів ґрунту нижче рівня ґрунтових вод до розрахунків необхідно приймати питому вагу грунту із врахуванням виштовхуючої дії води у_іЬ. Напруження від власної ваги ґрунту на покрівлю водотривких шарів визначають за формулою:

де hw, - висота стовпа води, м; γi - питома вага води ~ 10 кН/м^3.   питома вага води ~ 10 кН/м^3.

4. По осі фундаменту праворуч будують свару додаткового напруження а_2р, ордината якої визначається»формулою:

α_i - коефіцієнт, що враховує зміну доурпшого зміну

додаткового напруження по глибині (табл. 5.1);

σ_zp.0 - додатковий тиск на рівні підошви фущрмшіу, кПа;

р - середній тиск під підошвою фундаменту,kПа;

σ_{zg 0} - тиск від власної ваги ґрунту на рівні підошви

фундаменту, кПа.

 

 

 

 

Б. РОЗРАХУНОК ФУНДАМЕНТІВ ЗА НЕСУЧОЮ ЗДАТНІСТЮ(НА МІЦНІСТЬ І СТІЙКІСТЬ)

Для забезпечення міцності та стійкості фундаментів його розраховують за несучою здатністю як на вертикальні навантаження так і на горизонтальні складові (на зсув по підошві або з основою). Розглянемо розрахунок фундаментів на несучу здатність на прикладі пальових фундаментів.

Розрахунок одиночних паль

Палі-стояки

Несучу здатність паль-стояків визначають, виходячи з розрахункового опору матеріалу палі як центральне навантаженого вертикального елементу за нормами залізобетонних конструкцій, а також виходячи з розрахункового опору ґрунтів основи, приймаючи з двохотриманих значень F_d кН.

де γ_с - коефіцієнт умови роботи палі в ґрунті, γ_с = 1;

А - площа спирання палі на ґрунт, м²;

R - розрахунковий опір під нижнім кінцем палі-стояка для забивних, набивних і бурових паль, занурених нижнім кінцем в скелясті крупноуламкові ґрунти з піщаним заповнювачем, а також на глинисті ґрунти твердої консистенції. В курсовому проекті допускається взяти R = 20 МПа.

Висячі забивні або вдавлювані палі

Несуча здатність висячої забивної або вдавлюваної палі, що працює на вертикальне навантаження, визначається за формулою:

де γ_CR i γ_Cf - коефіцієнти умов роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем палі та по її бічній поверхні, що залежать від умов занурення паль;

R - розрахунковий опір грунту під нижнім кінцем палі, кПа;

 

U - зовнішній периметр поперечного перерізу палі, м;

 

f_i - розрахунковий опір і-го шару грунту по бічній поверхні палі, кПа;

 

h_i - товщина і-го шару грунту, м.

 

Набивні та бурові палі

Несучу здатність по грунту набивних і бурових паль, а також паль-оболонок, що занурюються з видаленням грунту і працюють на вертикальне навантаження, визначають за формулою:

 

де γ_CR i γ_Cf - коефіцієнти умов роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем палі та по її бічній поверхні, що залежать від умов занурення паль; γ_CR=1.0 або 0,9(для фунд-ів, що бетонуються під водою), γ_Cf=1.3

R - розрахунковий опір грунту під нижнім кінцем палі, кПа;

 

U - зовнішній периметр поперечного перерізу палі, м;

 

f_i - розрахунковий опір і-го шару грунту по бічній поверхні палі, кПа;

 

h_i - товщина і-го шару грунту, м.

 

 

5. Перевірка підстилаючого слабкого шару грунту.

Виды свай

По форме материалов сваи бывают бетонные, железобетонные, грунтовые, деревянные (лиственница, дуб), стальные. Железобетонные сваи устанавливаются в грунт путём подмыва, забивки, вдавливания, завинчивания.

По форме поперечного разреза сваи бывают круглые, прямоугольные, квадратные, многоугольные. Кроме того, они могут быть полыми. По форме ствола они делятся на конусообразные, цилиндрические и призмообразные.

В зависимости от прилагаемой работы, сваи делят на висячие, забивные сваи-стойки и набивные в грунте. Набивные сваи относятся к монолитным. Они формируются непосредственно в почве, производятся из бетона или железобетона при помощи особых обсадных труб, которые погружают в заранее проделанные в грунте скважины. Сваи – стойки забивают в слабый грунт. Такая свая нижним концом упирается в плотный (скальный) грунт, передавая ему всю нагрузку от сооружения. Висячие же сваи предназначены для уплотнения слабых грунтов и не достигают твёрдых пород.

Сегодня для ограждения котлованов, укрепления фундаментов зданий в строительстве применяют буронабивные (БНС), буроинъекционные (БИС), буросекущие (БСС) сваи.

Буронабивные сваи изготавливают непосредственно в грунте. Для этого в почве бурят скважину, в которую устанавливается арматурный каркас и заливается бетонная смесь.

Буронабивные сваи – это один из методов, применяемых при реконструкции зданий в местах плотной застройки.

Преимущества буронабивных свай: малая вибрация при проведении работ по их установке, малая деформация грунта. А регулируемая подача бетона позволяет избегать пустот при заливке, что служит залогом надёжности.

В современном городском строительстве часто приходится иметь дело со сложными грунтовыми условиями (высокие цены на землю, нехватка места и прочие неблагоприятные факторы). Поэтому стали популярны буроинъекционные сваи для укрепления грунта. Это основной способ закрепления почвы на территориях, сложенных карстующимися грунтами. Основным преимуществом использования буроинъекционных свай является отсутствие динамических воздействий на почву или уже существующий фундамент (что особенно важно при проведении реконструкции).

Буросекущие сваи используются для ограждения котлованов, а так же при необходимости формирования герметичных стен. Для устройства буросекущих свай в первую очередь делают сваи без армокаркасов. Затем разбуривают кромки соседних свай и между ними вставляют армированную сваю.

 

Забивні палі

Cваи забивные железобетонные

Такие сваи делают с использованием тяжелого бетона, его плотность составляет 1600 -2500 кг/куб. м. и в нем используются заполнители: гранит, щебень и другие подобные породы. Это делает сваи сверхпрочными, что очень важно при строительстве зданий, учитывая будущие нагрузки. Обычно длина сваи составляет 12-16 метров, но часто возникает необходимость в её удлинении. Для этого изготавливают составные сваи.

Очень важно, чтобы работа по забивке свай проводилась быстро и качественно. Часто это зависит от оборудования, которое используется для погружения забивных железобетонных свай. Наша компания отличается тем, что мы используем самое современное оборудование. Это позволяет увеличь надежность возводимых зданий и существенно ускорить работы.

Какую технику используют для забивки свай?

Как известно, при забивке свай используются копровые установки (специальные установки с применением молота) и экскаваторы; используют разные виды молотов – гидравлические или дизельные.

Забивка свай копровыми установками производится практически в любых типах грунтов в отсутствие плотной городской застройки, т.к. она вызывает значительные динамические воздействия. Благодаря копровой установке происходит погужение сваи в грунт из строго вертикального положения. Очень часто копровая установка - это гусеничная самоходная строительная машина. Для того, чтобы погрузить сваю, копровая машина применяет свайный молот или вибропогружатель.

Набивні бетонні палі

Понятие «набивные сваи» объединяет большое число различных конструкций свай и методов их изготовления. Но для всех видов набивных свай принципиально общей является основная технологическая схема: в грунте тем или иным методом устраивают скважину, которую затем заполняют бетоном.

Если до заполнения скважины бетоном в нее опускают стальной арматурный каркас, то получается железобетонная набивная свая.,

Применение того или иного способа устройства скважины и способа заполнения ее бетоном зависит от многих факторов: геолого- и гидрогеологических условий строительной площадки, эксплуатационных требований к свайному фундаменту, механовооружен-ности строительства и т. п.

Как отмечалось ранее, технологию устройства набивных свай впервые предложил инженер А. Э. Страусе, который применял их в 1899 г. на строительстве зданий управления Юго-западными железными дорогами России.

Набивные сваи были широко распространены в начале XX в. Кроме свай Страусса тогда появились и другие их системы: «Комп-рессоль» (Франция, 1900 г., конструкция предложена Дюлаком), «Симплекс» (США, 1903 г., предложена Ф. Шуманом), «Франки» и «Франкиньоль» (Франция, 1909, предложены Ф. Франкиньолем) и др..

К настоящему времени в разных странах разработано большое количество различных видов бетонных и железобетонных набивных свай.

В Советском Союзе набивные сваи применялись ранее в мостостроении, при строительстве крупных зданий (некоторых новых высотных в Москве), при сооружении Белгородской ЦЭС и Кине-шемской ТЭЦ, а также для усиления фундаментов ранее выстроенных зданий (Малый театр в Москве, надстройка здания Госбанка) и др.

Ограниченное применение набивных свай в довоенный период объясняется в основном их относительно высокой стоимостью по сравнению со стоимостью устройства других видов фундаментов. Поэтому набивные сваи раньше применяли в тех случаях, когда нельзя было использовать забивные сваи из-за вибраций, возни кающих в грунте в процессе их забивки, или когда устроить фундаменты без свай затруднительно.

Возросшие возможности техники бурения, вибропогружения,взрывания в шпурах, бетонирования, а также создание новых машин для устройства набивных свай — все это вместе взятое в последние 10—15 лет повысило интерес к устройству набивных свай и обусловило появление новой машинной технологии и новых конструкций.

В настоящее время из общего объема свайных фундаментов в стране, достигающего 5 млн. м3 железобетона в год, 10% приходится на набивные сваи. В США, ФРГ, Японии и некоторых других странах, отличающихся специфическими условиями строительства (оборудование, кадры) и иными его масштабами, набивные сваи составляют 40—60% объема применения всех видов свай.

В отечественном строительстве широко применяют набивные сваи на ведущих промышленных стройках страны — КамАЗе, Нижнекамском нефтехимкомбинате, Атоммаше и др. Применение набивных свай в ряде случаев дает значительный эффект. Например, на строительстве КамАЗа экономия прямых затрат составила 7 млн. руб. по сравнению с устройством несвайных фундаментов, а общий экономический эффект с учетом сокращения сроков строительства (расчетный) превышает 100 млн. руб

На строительстве Камского автозавода устройство набивных свай велось впервые с внедрением поточной технологии и организации работ. Практика этого строительства и обширные исследования, проведенные НИС Гидропроект, отражены в данном разделе.

Характерными современными тенденциями в области устройства набивных свай являются следующие: повышение несущей способности этих свай путем увеличения площади их опирания на грунт; применение коротких набивных свай (2,5—6 м) в массовом жилищном строительстве; создание специализированных строительных организаций, выполняющих работы по устройству набивных свай.

При описании способов выполнения работ по устройству набивных свай будет рассмотрено изготовление так называемых грунтовых свай. Скважины для таких свай делают в основном теми же способами, что и для набивных бетонных свай, а затем заполняют грунтом.

По конструктивному назначению, размещению в плане и работе, в грунте между бетонными сваями и грунтовыми имеется принципиальное различие. Бетонные или железобетонные сваи представляют собой жесткие стержни, составляющие основную часть свайного ф у н д а м е н т а. От таких свай нагрузка от сооружения передается грунту. Понятие же «грунтовая свая» является условным. Назначение последней состоит только в уплотнении грунта, залегающего ниже подошвы фундамента. По окончании работ по уплотнению грунта грунтовыми сваями они физически перестают существовать и вместе с уплотненным грунтом образуют более или менее однородное искусственное основание. Чем больше материал

грунтовых свай по своим свойствам и составу приближается к свойствам и составу уплотняемого грунта, тем однороднее будет и с-кусственное основание.

В настоящем разделе описаны современные методы изготовления набивных бетонных и железобетонных свай, применяемых в отечественной и зарубежной практике, а также особенности конструкций фундаментов на набивных сваях.

Виды набивных свай и способы их изготовления

В зависимости от материала, конструкции и способов изготовления различают следующие виды набивных свай:

по материалу — бетонные, железобетонные, песко- и грунто-бетонные, песчаные, грунтовые, комбинированные с применением металлической, асбоцементной и синтетических оболочек, сборного железобетона, дерева;

по глубине заложения — короткие (до 6 м) и длинные (более 6 м). - Кроме этого, набивные сваи подразделяют:

в зависимости от расположения свай в плане — одиночные, свайные кусты, полосы и поля;

по способу заделки — со свободной головой и заделкой в бетон ростверка или фундаментной плиты;

по отношению оси к горизонтальной плоскости — вертикальные и наклонные;

по горизонтальному сечению ствола — круглые сплошные и кольцевые;

по вертикальному сечению ствола — цилиндрические, гофрированные, конические, с уширенной пятой;

по характеру работы в грунте — висячие сван, сваи-стойки и анкерные.

 

Способы образования скважин следующие: механическое и вибромеханическое бурение, пробивка отверстий конусом или лидер-ной трубой, бурение под глинистым раствором, взрывной метод.

Применяют следующие способы бетонирования ствола: прямое, с применением вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), под глинистым раствором, под защитой обсадной трубы, бетонирование с трамбованием, пневмо- и гидропрессование, раздельное бетонирование и др.

Способы образования уширен и й стволов возможны следующие: механическое трамбование, механическое бурение сухим способом или под глинистым раствором, гидро- и электромеханическим раздавливанием, термомеханическим бурением, вибрированием, пневмо- и гидропрессованием и взрывным методом.

В основу предлагаемой в настоящей работе классификации, набивных свай положены способы устройства скважин и методы их бетонирования.

 

 

Пальовий ростверк

Забитые в грунт сваи перекрывают балкой или плитой, называемой ростверком. Ростверк служит для взаимной связи свай между собой и обеспечивает выравнивание их осадки под нагрузкой. В зависимости от материала свай и положения постоянного уровня грунтовых вод ростверки выполняют из дерева, бетона или железобетона.

Различают свайные фундаменты с высоким и низким ростверком (1.1). При высоком ростверке подошва его не соприкасается с поверхностью грунта. Такие ростверки устраивают в тех случаях, когда поверхность грунта покрыта водой (например, при строительстве набережных, мостовых опор и т. д.). На высоких ростверках можно размещать также гражданские здания (например, при устройстве технического подполья).

В промышленном и гражданском строительстве чаще всего применяются низкие ростверки. Отметка заглубления низкого ростверка в грунт зависит от наличия подвалов и проходящих в них подземных коммуникаций, возможности пучения грунтов, глубины заложения соседних фундаментов и ряда других причин.

Розрахунок одиночних паль

Палі-стояки

Несучу здатність паль-стояків визначають, виходячи з розрахункового опору матеріалу палі як центральне навантаженого вертикального елементу за нормами залізобетонних конструкцій, а також виходячи з розрахункового опору ґрунтів основи, приймаючи з двохотриманих значень F_d кН.

де γ_с - коефіцієнт умови роботи палі в ґрунті, γ_с = 1;

А - площа спирання палі на ґрунт, м²;

R - розрахунковий опір під нижнім кінцем палі-стояка для забивних, набивних і бурових паль, занурених нижнім кінцем в скелясті крупноуламкові ґрунти з піщаним заповнювачем, а також на глинисті ґрунти твердої консистенції. В курсовому проекті допускається взяти R = 20 МПа.

Набивні та бурові палі

Несучу здатність по грунту набивних і бурових паль, а також паль-оболонок, що занурюються з видаленням грунту і працюють на вертикальне навантаження, визначають за формулою:

 

де γ_CR i γ_Cf - коефіцієнти умов роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем палі та по її бічній поверхні, що залежать від умов занурення паль; γ_CR=1.0 або 0,9(для фунд-ів, що бетонуються під водою), γ_Cf=1.3

R - розрахунковий опір грунту під нижнім кінцем палі, кПа;

 

U - зовнішній периметр поперечного перерізу палі, м;

 

f_i - розрахунковий опір і-го шару грунту по бічній поверхні палі, кПа;

 

h_i - товщина і-го шару грунту, м.

7 Визначення несучої здатності

Розділ 10

1, Розробка котлованів і траншей являє собою початкову стадію при проведенні будь-яких земляних робіт. Під котлованом або траншеєю мається на увазі виїмка в грунті, яка призначена для облаштування фундаментів і основ будинків, проведення різного виду комунікацій (трубопроводів, газових труб, кабелів), а також інших споруд інженерного призначення. Розробка котловану і риття траншеї є необхідною умовою для облаштування фундаменту будь-якого типу (стрічкового і стовпчастого) для дому, дачі, котеджу або лазні. Риття котловану необхідно для формування фундаменту при наявності підвалу або оглядової ями при будівництві гаража.

Розробка котлованів і риття траншей виконується з використанням відповідних технічних засобів і відповідно всіх правил і норм. Даний вид земляних робіт не зупиняється і в зимовий час. Регулювання процесу проведення розробки котлованів і риття траншей здійснюється відповідно до правил підготовки і виконання даного виду робіт.

Електросушення грунту

Электроосмотическое водопонижение, или электроосушение, основано на использовании в целях усиления эффекта водоотдачи явления электроосмоса, т.е. способности воды двигаться под воздействием поля постоянного тока в порах грунта от анода к катоду. Его используют в слабопроницаемых (глинистых, илистых, суглинистых) грунтах, имеющих коэффициенты фильтрации менее 1 м/сут при ширине котлована до 40 м. при этом вначале по периметру котлована на расстоянии 1,5 м от его бровки и с шагом 0,75-1,5 м погружают иглофильтры-катоды соединенные с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а затем с внутренней стороны контура этих иглофильтров на расстоянии 0,8 м от них с таким же шагом, но со смещением, т.е. в шахматном порядке, погружают стальные трубы или стержни-аноды, соединенные с положительным полюсом (см. рис. 11.9, д). причем и иглофильтры, и трубы (стержни) погружают на 3 м ниже необходимого уровня водопонижения. Рабочее напряжение системы, исходя из требований техники электробезопасности, не должно превышать 40-60 В.

при пропускании постоянного тока вода, заключенная в порах грунта, передвигается от анода к катоду, благодаря чему коэффициент фильтрации его возрастает в 5-25 раз, а уровень напора в массиве грунта снижается, что в целом значительно повышает эффективность работы иглофильтровой установки. Котлованы начинают разрабатывать обычно через трое суток после включения системы электроосушения, а в дальнейшем работы в котловане можно вести при работе этой системы.

 

Силікатизація грунту.

Хімічні розчини (силікати натрію) легко проникають в пори пісків та інших грунтів, які відносно добре фільтрують воду. В будівельній практиці використовують два методи силікатизації грунтів – двохрозчинний і однорозчинний.

Двохрозчинний метод використовується для закріплення пісків крупних і середньої крупності. При закріпленні по цьому методу в грунт послідовно нагнітають, наприклад, розчини силікату натрію і хлористого кальцію. В результаті взаємодії цих розчинів виділяється гель кремнієвої кислоти, який є в’яжучою речовиною.

При двохрозчинному методі в пісок забиванням або вібруванням заглиблюють ін’єктор, через який в грунт нагнітають розчин силікату натрію. Потім через цей же ін’єктор в грунт подають розчин хлористого кальцію. В результаті таких операцій закріпляєть стовп грунту радіусом 30…100 см.

Слабко фільтруючі грунти (лесові, піски дрібні пилуваті) закріпляють одно розчинним методом силікатизації. При закріпленні пісків в ін’єктор нагнітають складний розчин, який складається, наприклад, із силікату натрію і фосфорної кислоти. Ці речовини повільно вступають в реакцію, тому до її початку розчин можна вводити в грунт.

Цементація грунту.

Цементацію (нагнітання цементного розчину під великим тиском) проводять для закріплення грунтів, які мають велику водонепроникність (потрісканої скелястої породи, гальки, гравію, гравилистого і крупного піску). Закріплення грунтів розчином в основному приміняють для зменшення їх водонепроникності, а в деяких випадках - для збільшення міцності. Найбільш часто для цементації грунтів використовують суміш цементу з водою, інколи в розчин добавляють пісок.

Цементацію використовують також для зменшення водонепроникності і підвищення міцності матеріалу самого фундаменту. З цією ціллю в бетонній або іншій кладці фундаменту роблять шпури, в які вставляють трубки. Потім через ці трубки подають розчин під великим тиском. Розчин проникає в пори бетону і покращує його властивості.

РОЗДІЛ 11

1. Погружение свай в слабые грунты

Слабыми называют сильносжимаемые грунты с незначительной несущей способностью, на которых возводить здания и сооружения без принятия специальных мер затруднительно. Слабые глинистые грунты характеризуются почти полной водонасыщенностью, значительным коэффициентом пористости, большой и неравномерной сжимаемостью. Модуль общей деформации их Ео менее 300—500 кгс/см2.

К слабым грунтам относят илы, торф, заторфованные грунты, глины и суглинки текучепластичной консистенции, супеси с коэффициентом пористости более 0,7. В отличие от других строительных материалов слабые глинистые грунты могут упрочняться под напряжением.

Для районов залегания слабых грунтов основным типом фундаментов является свайный. СНиП П-17—77 и другие нормативные документы рекомендуют обязательно прорезать сваями толщу слабых сильносжимаемых грунтов и опирать острия на толщу несущих слоев.

Наличие слабых грунтов в зоне сооружения свайных фундаментов вызывает негативное (отрицательное) трение, которое нужно учитывать при определении несущей способности сваи. Негативными называют силы, возникающие на боковой поверхности сваи при осадке околосвайного грунта и направленные вертикально вниз.

Негативные силы возникают под влиянием дополнительных нагрузок, вызывающих сжимаемость прослойки слабых грунтов. Такие явления наблюдаются в грунтах II типа просадочности, а также в свежих насыпях высотой более 1,5—2 м, уложенных на толщу слабых грунтов. В этих случаях величину расчетных сопротивлений по боковой поверхности грунтов, расположенных выше низшей отметки прослойки слабых грунтов, принимают со знаком минус.

Из-за необходимости прорезки сваями толщи слабых грунтов в строительстве широко используются железобетонные сваи дли-

ной от 12 до 40 м, для погружения которых применяют копровые агрегаты большой грузоподъемности и сваепогружающие механизмы с повышенной энергией удара.

Для исключения деформаций в таких длинномерных сваях, возникающих при перевозке и подъеме на копер перед погружением, их изготовляют сечением 35x35, 40X40 и 45x45 см с соответствующим увеличением расхода металла на армирование.

Длинномерные сваи, прорезающие слабые грунты, не увеличивают расчетные нагрузки, поэтому изменение сечения и массы сваи с соответствующим расходом металла приводит к удорожанию объекта и удлиняет сроки строительства.

Составные сваи. С целью снижения объемов и стоимость работ по сооружению свайных фундаментов на слабых грунтах с 1964 г. начали применять составные сваи сечением 30X30 и 35Х Х35 см и трубчатые. Составные сваи изготовляют длиной элемента до 12 м. Для их погружения можно применять самоходные копровые агрегаты, а для забивки их — распространенные типы молотов.

В практике строительства применяют различные типы стыков секций свай. Сварной стык сваи, разработанный Ленпроектом (рис, 6,5), применяется также в Москве. В стыкуемых.торцах предусмотрены металлические рамки из угловой стали, которые сваривают между собой вертикальными накладками или по периметру.

Болтовое соединение свай, разработанное НИИОСПом, широко применяют для стыковки сваи сечением 30X30 см и длиной до 35 м в Латвийской ССР и других районах Прибалтики.

В Мурманске для стыкования свай применяют соединение стаканного типа. В верхнем торце нижнего звена сваи из стальной трубы имеется стакан, на который для погружения устанавливают торец верхнего звена, выполненный из бетона с рифленой поверхностью. При ударах молота по свае рифленый бетон заполняет полость стакана до упора в торец нижнего звена, после чего продолжается погружение составной сваи.

В Москве, а также в Кемеровской области и других районах Сибири применяют способ цангового соединения свай (6.6), разработанный Главмоспромстройматериалами и Главмосстроем. В торцах такой сваи имеются круглые полости диаметром 10 см. После погружения нижнего звена в полость сваи устанавливают соединительный элемент цангового типа из стальной трубы с деревянными пробками.

Во время погружения составной сваи деревянные пробки забивают в трубу, и они расклинивают цанговый зажим.

НИИЖБом разработана конструкция стыка составной сваи с использованием высокопрочных клеев на основе полиэфирных полимеров. Элементы свай соединяют с помощью штырей из стержневой стали, которые заделывают в полости, образованной в нижнем звене составной сваи.

Массовое строительство фундаментов на составных сваях под сооружения различного назначения на расчетные нагрузки от 30 до 100 т в Москве, Ленинграде, Риге, Таллине, Калининграде, Новокузнецке и в других городах показало их надежность и экономическую эффективность.

Свойство слабых глинистых грунтов упрочняться при уплотнении целесообразно правильно использовать. Зачастую геологические организации, не выполнив полного комплекса исследований слабых грунтов, занижают их прочностные характеристики, что не позволяет еще на стадии проектирования более эффективно использовать несущую способность этих грунтов. Так, при строительстве зданий и сооружений на заторфованных грунтах принятие технического решения зависит от четкой классификации их. Необходимо помнить, что открытые торфы характеризуются большой сжимаемостью и быстрой минерализацией (сшиванием) при дос-ступе воздуха, потому.они непригодны в качестве оснований под сооружения. Погребенные же торфы, перекрытые толщей минеральных грунтов мощностью в несколько метров, обычно залегающие ниже уровня грунтовых вод, при тщательном исследовании и принятии мер сохранности их естественного состояния можно использовать в качестве несущих грунтов. Для решения вопроса о более целесообразном использовании слабых грунтов необходимо провести натурные испытания и полевые исследовательские работы с участием строительных и проектных организаций. В практике. строительства известны случаи, когда переоценка несущей способности слабых грунтов приводит к аварийным ситуациям. Слабые грунты до сих пор изучены не полностью, и поэтому невозможно дать однозначные рекомендации по их целесообразному использованию: следует грамотно экспериментировать и накапливать отчетные материалы.

2. Погружение свай в просадочные грунты

Такие грунты, как известно, после замачивания теряют прочностные свойства и проседают от влияния внешней нагрузки или даже от нагрузки собственной массы грунта.

Лёссы и лёссовидные грунты, обладающие просадочными свойствами, имеют макропористое строение. Просадочные явления в этих грунтах могут проявляться в результате местного замачивания площадей, в особенности при замачивании всей просадочной толщи площадки, повышении уровня грунтовых вод, стока поверхностных вод в период освоения территории и от других причин.

Замоченные просадочные грунты теряют связные свойства и распадаются на пылевидные составляющие.

Просадочные грунты подразделяют на два типа. К грунтам I типа по просадочности относят грунты, у которых при замачивании происходит просадка под воздействием внешних нагрузок. В этих грунтах начиная с 5—7 м от поверхности земли пористость снижается, что позволяет устраивать на них фундаменты из коротких свай.

Такие грунты распространены в Краснодарском и Красноярском краях, Ростовской, Волгоградской, Горьковской, Рязанской, Пермской, Новосибирской областях, в Забайкалье, на значительной части Украины, в Средней Азии, на Кавказе.

Просадочные грунты II типа при замачивании могут проседать даже от собственной массы при большой толще слоя. Грунты этого типа менее распространены, чем грунты I типа.

Свайные фундаменты на просадочных грунтах устраивают в тех случаях, когда невозможно исключить замачивание этих грунтов. СНиП П-17—77 рекомендует прррезать сваями всю толщу просадочных грунтов.

На грунтах I типа просадочности допускается устраивать свайные фундаменты с заглублением нижних концов свай не менее чем на 1 м в слой грунта с относительной,просадочностыо 6пр<0,02 при величине природного давления в грунте от массы вышележащих слоев более 3 кг/см2 (0,3 МПа). В этих грунтах рекомендуется применять железобетонные полнотелые сваи прямоугольного сечения. Трубчатые сваи в грунтах II типа по просадочности необходимо заглублять в непросадочные слои грунта.

Для оценки несущей способности свай, острия которых остаются в толще просадочных грунтов I типа, необходимо проводить статические испытания их при полном замачивании просадочного грунта вокруг тела сваи до нижних концов ее. Радиус замачиваемого грунта должен быть не менее bd сваи (d — радиус круглой- или. большая сторона прямоугольной сваи).

Материалы статического зондирования грунта, выполненные на стадии изысканий, а также данные динамических испытаний не могут служить основанием для оценки несущей способности свай, и качества выполненных работ на стадии проектных проработок, а тем более для приемки свайного фундамента.

Проведение статических испытаний свай в грунтах П. типа по просадочности является обязательным.

Несущую способность сваи в просадочных грунтах II типа определяют с учетом возникающих при просадке направленных вниз вертикальных перемещений околосвайного грунта относительно ствола свай (негативное трение

В случае расчета несущей способности по формуле (6.1) величину mu'EfiU также нужно определять по результатам статических испытаний с замачиванием, как величину несущей способности на выдергивающую нагрузку сваи, размеры поперечного сечения которой равны размерам у проектируемой сваи, а длина ее равна /щ-Если возможно только местное аварийное замачивание части грунта в пределах длины сваи, то величину сопротивления проса-дочных грунтов по стволу сваи, полученной по показателям консистенции на основании приведенной выше формулы, следует умножить на коэффициент условий работы Отд—1,4.

Когда в период строительства и эксплуатации зданий исключается повышение уровня грунтовых вод или местное замачивание, величины R и f принимают по табл. 2.1 и 2.2 указанного СНиПа.

Испытание свай. Для замачивания грунта вокруг испытываемых свай открывают траншеи по периметру сваи или куста на расстоянии 1 м от них. Ширину траншей принимают по низу 0,5 м, глубину— 1__1;5 м. Дно траншей при испытании свай на вертикальную нагрузку засыпают слоем гравия в 8—Ш см, при испытании же на горизонтальную нагрузку —на всю глубину траншей.

Уровень воды в траншее в период испытаний должен быть постоянным и глубиной не менее 1 м. Например, расход воды при замачивании свай 7 м длиной в грунтах I типа просадочности перед проведением статических испытаний ориентировочно составляет 100 м3. В грунтах II типа для испытания свай длительно замачивают площадку размером 20X20 м до полного проявления просадоч-ных свойств всей просадочной толщи.

При статическом испытании свай, не полностью прорезающих толщу грунта, просадочную нагрузку доводят, до общей осадки 30 мм. Если острия свай опираются на малосжимаемые непроса-цочные грунты, испытания можно прекратить после достижения нагрузок, равных 1,5 Ф (Ф —несущая способность сваи).

Пирамидальные сваи. С 1965 г. строительные организации Одессы и Рязани начали строить фундаменты на пирамидальных сваях, погружаемых в просадочные грунты I типа.

 

Опыт применения таких свай показал, что в процессе их забивки уменьшается пористость просадочного грунта до 40% в радиусе

10 см от грани сваи и на 15—25% в радиусе до трех диаметров от ствола сваи. Удельные нагрузки, воспринимаемые п