В 1978 г. в НПО "Союзспецфундаменттяжстрой" были начаты исследования набивных конических свай при строительстве за­вода химического волокна в Кустанае. Площадка строительства представлена песчано-глинистыми грунтами. Среди глин тасаранской свиты на глубине 1,9-3,6 м залегают линзы пылеватого глауконитокварцевого песка средней плотности, мощность ко­торых 0,5-3 м. Подземные воды залегают на глубине 3,7-4,4 м от поверхности дна котлована (табл. 5).

Отработка технологии устройства свай и экспериментальные исследования их несущей способности были проведены на 11 опытных сваях, изготовленных по пяти различным техноло­гическим схемам. Глубина скважин была принята 3,5 м, что обусловливалось уровнем подземных вод и наличием в толще глин линз пылеватого водонасыщенного песка.

Таблица 5 Основные физико-механические свойства грунтов строительной площадки Кустанайского завода химического волокна

По схеме I (свая 3) после погружения на проектную отметку штамп извлекали из скважины, устанавливали в нее арматурный каркас и укладывали литую бетонную смесь, уплотняя глубин­ным вибратором.

По схеме II (сваи 7 и 2) скважины заполняли щебнем средней фракции объемом 0,1 м³. При повторном погружении штампа щебень втрамбовывался в дно и стенки скважины, после чего устанавливали арматурный каркас и производили бетонирование сваи.

По схеме III (сваи 10 и 11) скважины на всю глубину запол­няли жесткой бетонной смесью объемом 0,2 м³, которая втрам­бовывалась в дно и стенки повторным погружением штампа, вследствие чего обеспечивался плотный контакт бетона с грун­том и происходило некоторое расширение скважин в сторону и в глубину.

По схеме IV (сваи 4 и 5) скважины дважды заполнялись жесткой бетонной смесью объемом по 0,15 м³, которая втрам­бовывалась погружением штампа на проектную отметку.

По схеме V (сваи 6-9) скважины дважды заполнялись жест­кой бетонной смесью объемом по 0,2 м³, которая последова­тельно втрамбовывалась повторными погружениями штампа. После выштамповывания скважин в них устанавливали арматур­ные каркасы и укладывали бетонную смесь, уплотняемую глу­бинными вибраторами.

Качество выштамповывания скважин значительно повыша­лось при использовании жесткой бетонной смеси на щебне сред­ней фракции. Требуемый отказ при погружении штампа был по­лучен при устройстве свай по схеме V. На втрамбовывание пер­вой порции жесткой бетонной смеси объемом 0,2 м³ в среднем требовалось 40-44 удара массой 3,5 т, падающей с высоты 2,5 м, на вторую - 45-60 ударов. Одноразовое выштамповыва-ние скважины по схеме III и двухразовое по схеме IV не давало стабильного требуемого отказа.

После опытного выштамповывания скважин часть свай была вскрыта шурфами. Замеры откопанных свай показали, что в ре­зультате выштамповывания скважин по схеме V создается рав­номерное по глубине уширение скважины и ее диаметр увеличи­вается в нижней части с 0,22 до 0,35 м, в верхней - с 0,35 до 0,44 м. При выштамповывании скважин по схеме III диаметр их увеличивается внизу с 0,22 до 0,30 м, вверху - с 0,35 до 0,37 м, площадь пяты свай увеличивается соответственно в 2,5 и 1,8 раза. Все опытные сваи подверглись испытаниям на действие вертикальной и горизонтальной статических нагрузок.