Исследование работы свай проводилось на экспериментальном стенде (рис. V.8) с тензометрическими датчиками порового давления (рис. V.9) на лёссовом грунте нарушенной структуры при его полном водонасыщении.

Рис. V.8. Общий вид экспериментального стенда для измерения распределения температур вокруг известковой сваи

Свойства лёсса, отобранного из района г. Душанбе, характеризуются следующими данными: объемный вес 1,9-1,97 г/см³, влажность грунта до начала эксперимента 28,7-34,6%; влажность на пределе текучести 23,7%; степень влажности 1.

В процессе исследования известковых свай измеряли температуру в грунте вокруг сваи термопарами ТХА (термопара хромель-алюмелевая).

Чтобы устроить вертикальную известковую сваю до укладки в прибор глинистой пасты, на его дно строго вертикально устанавливали тонкостенные медные трубки. Концы их, устанавливаемые на дно прибора, закрывали полихлорвиниловой пленкой так, чтобы в трубки не попадала вода из окружающего водонасыщенного грунта (рис. V.10). В трубку засыпали негашеную комовую известь с содержанием СаО и MgO 75,3%.

Рис. V.9 Тензодатчик порового давления
1 - штуцер; 2 - мембрана; 3 - пористый камень; 4 - полихлорвиниловая изоляция; 5 - тензодатчик; 6 - провода; 7 - отверстия диаметром 1,5-2 мм

Известь засыпали слоями по 4-5 см и уплотняли с помощью уплотнителя. Нажимая на сердечник, вставленный в обсадную трубу, и одновременно поворачивая трубу, ее небольшими рывками выдергивали из грунта. В результате в большом компрессионном приборе получался цилиндр из комовой негашеной извести. Для лучшего образования тела известковой сваи по обсадной трубе часто ударяли легким молотком.

Термопары ТХА были установлены следующим образом (рис. V. 11). Термодатчик № 1 был установлен в тело известковой сваи; термодатчики № 2 и 5 - в зоне контакта пасты с известковой сваей на расстоянии 1-2 см от края последней, термодатчики №3, 4, 6 и 7 были установлены в периферийном направлении (датчики № 3 и 6- на расстоянии 18-19 см от оси сваи, а датчики № 4 и 7 - на том же расстоянии, но с противоположной стороны).

Глубина заложения всех датчиков (№ 1 - № 7) составляла 20 см.

После загружения лабораторной экспериментальной установки пастой из лёсса, заложения датчиков температуры на заданную глубину и подключения измерительной аппаратуры начинался эксперимент, который продолжался более трех суток.

Было проведено три серии опытов со сваями различных диаметров (92, 108 и 131 мм). Диаметр сваи принимали равным диаметру трубки, при помощи которой ее изготовляли.

После трехсуточного эксперимента исследовались свойства грунтов. В результате устройства известковых свай уменьшались коэффициент их пористости и влажность.

Рис. V.10 Технология устройства известковой сваи в экспериментальном стенде и измерение осадок

Рис. V.11 Размещение термодатчиков вокруг известковой сваи
1 - известковая свая; 2 - паста; 3 - термостат

Рис. V.12 Вид известковой сваи
а - до начала эксперимента; б - после окончания эксперимента

В табл. V.2 приведены данные результатов экспериментов.

Во время эксперимента наблюдалось образование радиальных трещин и значительное увеличение диаметра известковой сваи по сравнению с ее первоначальным состоянием (рис. V.12).

Проведенные экспериментальные исследования показали высокую эффективность известковых свай, применяемых для уплотнения водонасыщенных лёссовых грунтов.