Главная страница >> Водонасыщенные глинистые грунты >> Применение свай при строительстве на слабых водонасыщенных грунтах

Применение свай при строительстве на слабых водонасыщенных грунтах

При толщах слабых водонасыщенных глинистых грунтов меньше 12 м и небольших размерах проектируемых сооружений в плане часто применяют железобетонные и деревянные сваи, которые полностью прорезают слой слабых грунтов и передают нагрузку более прочным малосжимаемым грунтам. За последние 30-40 лет, однако, в практике устройства свайных оснований в слабых водонасыщенных глинистых грунтах было отмечено много случаев, когда сооружения на свайных фундаментах, даже полностью прорезающих слой слабых глинистых грунтов, испытывали большие осадки. По данным Ю. В. Россихина, осадки свай, прорезающих слабые и опирающихся на более прочные грунты, протекают во времени по двум схемам - медленно развевающиеся осадки и быстро протекающие осадки (просадки). Медленно развивающиеся осадки в основном обусловлены процессами консолидации слабых водонасыщенных глинистых грунтов и медленно возрастающей нагрузкой (пригрузкой), действующей вдоль боковой поверхности свай. Присадки, в основном, обусловлены потерей прочности (устойчивости) грунтов основания свай. Поэтому при расчете жестких свай необходимо определить их предельную несущую способность исходя из потери устойчивости грунта в основании свай. Наиболее точно величина предельной нагрузки на сваю определяется по формуле В. Г. Березанцева.

При расчете свай, проходящих через толщу слабых грунтов, необходимо учитывать вероятность развития «отрицательного трения». К сожалению, проведено очень мало экспериментов по определению фактических значений отрицательного трения для различных грунтов при различной их плотности и консистенции. В настоящее время в расчетах условно принимают такие же значения коэффициентов отрицательного трения, как и по боковой поверхности сваи. Несущая способность сваи определяется как разность между сопротивлением острия сваи и отрицательным трением, возникающим по ее боковой поверхности.

При устройстве оснований на слабых водонасыщенных глинистых грунтах (особенно в тех случаях, когда грунтовая вода агрессивна) для экономии цемента и металла, а также снижения стоимости основания широко применяются песчаные сваи. Между песчаными сваями в основании сооружений возникают зоны уплотненного грунта, модуль деформации которого на всей глубине забивки свай больше модуля деформации грунтов природной структуры в 2,5-5 раз. Преимущество песчаных свай заключается также и в том, что сжатие уплотняемого грунта оканчивается практически одновременно с окончанием устройства песчаных свай, что исключает перерывы между устройством основания и укладкой фундаментов. Песчаные сваи можно расположить таким образом, чтобы основание до заданной глубины имело определенный модуль общей деформации и определенные прочностные характеристики грунта.

При строительстве сооружений на грунтах с большим коэффициентом пористости, на водонасыщенных лёссовых грунтах, на макропористых илах (морские илы Мурманска) и т. п. в основании фундаментов сооружений часто устраивают известковые сваи. Их эффект заключается, во-первых, в том, что в результате взаимодействия негашеной комовой извести с поровой водой водонасыщенных глинистых грунтов поровая вода отжимается в известковую сваю и степень водонасыщения грунтов резко уменьшается и, во-вторых, в уплотнении грунта между известковыми сваями. Поэтому после устройства известковых свай грунты часто уплотняют тяжелыми трамбовками, что возможно только в том случае, когда степень водонасыщения грунтов не превышает 0,7. Известковые сваи изготовляют из местных материалов, и, как правило, стоимость искусственных оснований невысока.