По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 624.131

Учёт взаимодействия бетонных свай в основании фундамента

П. А. Ляшенко канд. техн. наук, проф., Кубанский государственный аграрный университет
В. В. Денисенко канд. техн. наук, доц., Кубанский государственный технологический университет
М. Б. Мариничев канд. техн. наук, проф., Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар

Испытание сваи статической нагрузкой должно предоставлять данные, достаточные для расчётов основания фундамента. Такие данные позволяет получать усовершенствованная авторами технология испытания буронабивной висячей сваи (технология ИБС) с применением метода постоянно возрастающей нагрузки. Усовершенствованная технология ИБС позволяет разделить деформации и сопротивление основания сваи на упругую и неупругую составляющие, определить размеры и форму основания сваи, рассчитать реакцию грунта на периферии основания сваи, получить зависимость осадки сваи от нагрузки, вычислить по условиям подобия сопротивление других свай в том же фундаменте. Показаны на примерах расчётные снижения и повышения сопротивления свай относительно средневзвешенных значений. Несущая способность фундамента снижается относительно суммы значений несущей способности составляющих свай.

Литература:

1. Бартоломей А.А., Омельчак И.М., Юшков В.С., Прогноз осадок свайных фундаментов / Под ред. А.А. Бартоломея. — М.: Стройиздат, 1994. — 384 с.

2. Ляшенко П.А., Денисенко В.В., Мариничев М.Б. Совершенствование технологии испытания буронабивной висячей сваи // Строительство: новые технологии — новое оборудование. — 2020. — №6. — С. 12–20.

3. Ляшенко П.А., Денисенко В.В., Мариничев М.Б. Схема работы под нагрузкой буронабивных свай в глинистых грунтах // Строительство: новые технологии — новое оборудование. — 2019. — №8. — С. 34–40.

4. Мирсаяпов И.Т., Артемьев Д.А. Полевые испытания плитно-свайного фундамента // Фундаменты глубокого заложения и проблемы освоения подземного пространства. Матер. Междунар. конф. (г. Пермь, 18-19.10.2011 г.), Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2011. — С. 169–173.

5. Fioravante, V. On the physical tests capability to reproduce some basic aspects of the pile foundation behavior. 14th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. — Hamburg, 1997. — Р. 2209–2212.

6. Фиораванте В., Ямиолковский М.Б. Физическое моделирование плитно-свайных фундаментов // Развитие городов и геотехническое строительство. — 2006. — №10. — С. 200–206.

7. Ляшенко П.А., Денисенко В.В., Мариничев М.Б. Исследования работы оснований буронабивных свай // Строительство: новые технологии — новое оборудование. — 2019. — №7. — С. 18–23.

8. Денисенко В.В., Ляшенко П.А., Остапенко А.И., Васильев Ю.П. Способ определения несущей способности сваи / Патент на изобретение РФ №2502847, E02D 33/00 // Изобретения. Полезные модели. — 2013. — №36.

9. Ляшенко П.А., Денисенко В.В., Мариничев М.Б. Трение грунта на поверхности соприкосновения с бетоном сваи // Строительство: новые технологии — новое оборудование. — 2020. — №1. — С. 24–30.

10. Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений. — М.: НИИОСП им. Н.Г. Герсеванова, 1975.

11. Ляшенко П.А., Денисенко В.В., Мариничев М.Б. Устройство для измерения сдвиговых деформаций грунта относительно поверхности бетонной конструкции / Заявка на изобретение РФ №2020105074 от 3.02.2020 г.

12. Денисенко В.В., Байков О.Н., Антропов В.А., Савостин В.И. Устройство для испытания грунтов статическими нагрузками / Авт. св. СССР №1366602, Е02D 33/00 // Открытия. Изобретения. — 1988. — №2.

13. Marinichev M. & Shadunts, K. Research of the method to reduce the lateral forces in CPRF of the highrise buildings in seismic regions with a risk of landslides // Proceedings of the International conference on deep foundations — CPRF and energy piles, Frankfurt am Main, Germany, 2009. — Рp. 1–9.

14. Метс М., Мусатова Е. Определение несущей способности свай с помощью статических и динамических испытаний // Междунар. науч-тех конф.: Геотехника Беларуси: наука и практика (г. Минск, БНТУ — 23–25.10.2013 г.). — С. 178–194.

Испытания свайных фундаментов на опытных площадках проводились с забивными сваями, однако их результаты в части некоторых вопросов работы основания представляют интерес и для фундаментов с буровыми сваями. Например, экспериментально доказано, что «наибольшей несущей способностью обладают угловые сваи… в то же время центральные сваи воспринимают меньшую часть нагрузки, чем остальные сваи фундамента… Это можно объяснить тем, что у боковой поверхности угловых свай силы трения гораздо больше, чем у остальных свай фундамента» [1].

Объяснение этому авторы видят в изменении плотности грунта, хотя и не дают конкретного доказательства. Показано также, что силы трения песчаного грунта по боковой поверхности сваи увеличиваются с глубиной в верхней части сваи, а затем мало изменяются по длине сваи. Правда, значения сил трения получены не прямыми измерениями, а расчётом по измеренным деформациям тензосвай. «При работе свай в составе куста силы трения включаются в работу как бы в два этапа. Первый этап характерен тем, что находящийся в межсвайном пространстве и примыкающий к сваям грунт оседает вместе со сваями на 10–15 мм. Второй этап включения в работу боковой поверхности сваи отмечен с осадки 30–35 мм и обусловлен тем, что грунт под остриём уплотнился настолько, что не позволяет вышележащим слоям оседать вместе со сваями… При осадке 10–15 мм произошёл как бы «срыв» свайного фундамента, продолжавшийся до осадки 30–35 мм, после чего датчики общего давления стали показывать увеличение сил трения» [1].

Эта пространная цитата содержит интересное, но не объяснённое наблюдение за изменением сил трения: скачкообразный рост осадки сваи между 1-м и 2-м этапами. Авторы наблюдали на 1-м этапе упругую деформацию грунта, деформирующегося совместно со сваей. 2-й этап начался с образования трещин в грунте, проявившегося в виде «срыва» свайного фундамента. Трещины способствовали включению грунта вокруг сваи в упругое сопротивление её ствола [2, 3].

Подобный эффект показан в работе [4], но там он остался без комментариев. Авторы только отметили, что происходит «перераспределение усилий между центральными, угловыми и крайними сваями» в результате «увеличения напряжений в грунте между центральными сваями». Это приводит к «увеличению напряжений в угловых и краевых сваях за счёт передачи дополнительных усилий плитой ростверка». При этом измерены напряжения вертикальной ориентации, а механизм перераспределения не объясняется. Более того, на расчётной схеме свайного фундамента присутствуют только вертикальные силы, и ничего не говорится о силах, действующих на соседние сваи, хотя результат их действия продемонстрирован в виде изгиба моделей свай.

Для Цитирования:
П. А. Ляшенко, В. В. Денисенко, М. Б. Мариничев, Учёт взаимодействия бетонных свай в основании фундамента. Строительство: новые технологии - новое оборудование. 2021;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: