Исследования несущей способности свайных кустов

Исследования несущей способности свайных кустов

Исследования несущей способности кустов проводились в аральских глинах естественной влажности и после их набухания. В искусственно замоченных глинах испытания проводились после стабилизации подъема свайных кустов. Отсутствие данных статических испытаний свайных кустов не позволяет оценить снижение несущей способности, что затрудняет разработку эффективных проектных решений и внедрение их в строительную практику.

Для определения характера работы куста в целом и несущей способности сваи в грунте природной влажности и искусственно увлажненном были проведены испытания на вдавливающую и горизонтальную нагрузку. Для сравнения результатов исследований были испытаны и одиночные сваи тех же параметров, что и сваи в кусте. Испытывали свайные кусты из четырех, пяти и шести буронабивных свай диаметром 250 мм, объединенных высоким ростверком. Расстояние между осями свай в кустах составляло 3d. Длина свай в кустах была принята равной 3; 4 и 5 м.

Зависимости осадок свай от вдавливающей нагрузки в грунте

Испытания показали значительный рост осадок одиночных свай и кустов при замачивании грунта, при этом для кустов осадки растут больше, чем для одиночных сваи как, при нагрузке 70 кН осадка сваи длиной 4 м в замоченном грунте больше ее осадки в грунте природной влажности на 4,5 мм, а осадка куста из пяти свай при той же нагрузке, приходящейся на одну сваю, — на 10 мм. Общая осадка кустов при передельной нагрузке для замоченного грунта в 3 — 5 раз больше, чем для грунта природного сложения. Так, если предельная нагрузка на куст из пяти свай дайной 4 м в замоченном грунте составляет 360 кН (осадка 10 мм), то при этом значении нагрузки на куст в грунте природной влажности осадка составляет 2 мм, т. е. в 5 раз меньше.

Соотношения между общими предельными нагрузками и нагрузками на боковую поверхность при изменении влажности грунта в результате его замачивания изменяются незначительно. В среднем в грунте природной влаж ности и в замоченном набухшем грунте боковой поверхностью свай воспринимается 88 % общей предельной нагрузки.

Несущая способность одиночных свай в замоченном набухающем грунте ниже, чем в грунте природной влажности. Коэффициент снижения несущей способности для свай длиной 3; 4 и 5 м составил соответственно 0,5; 0,55; 0,61.

Свайные кусты в грунте естественной влажности и в замоченном

Статические испытания свайных кустов показали, что в набухшем в результате замачивания грунте несущая способность кустов уменьшается более чем в 2 раза. Коэффициент снижения несущей способности составил в среднем 0,42. Таким образом, снижение несущей способности кустов значительнее, чем одиночных свай.
С увеличением длины свай несущая способность кустов и одиночных свай увеличивается. Так, в грунте природной влажности несущая способность свайных кустов при увеличении длины свай на 1 м увеличивается на 15 — 18 %, в замоченном — на 28 — 30 %; одиночных свай — соответственно на 20 и 35 %. Увеличение длины свай в кусте сказывается на росте несущей способности в замоченном грунте более значительно, чем в грунте естественной влажности.

Свая в кусте по сравнению с одиночной сваей обладает в среднем меньшей несущей способностью: в грунте природной влажности — на 10, в замоченном грунте — на 15 %, т. е. влияние ’’кустового эффекта” более значительно в замоченном грунте.

На несущую способность сваи в кусте как в грунте природной влажности, так и в искусственно увлажненном, оказывает влияние число свай в кусте. При увеличении числа свай несущая способность одной сваи в кусте падает. Так, при увеличении числа свай в кусте с четырех до шести несущая способность одной сваи уменьшается для грунта естественной влажности на 15 %, для замоченного грунта — на 21 %. Увеличение числа свай в кусте, приводящее к росту площади условного массива, не дает существенного повышения несущей способности свайного фундамента. Для повышения несущей способности более целесообразно увеличивать длину свай.

Кроме исследований несущей способности свайных кустов на вдавливающую нагрузку проводились их испытания на горизонтальную нагрузку. Испытывали кусты из четырех, пяти и шести свай длиной 5 м в грунте природной влажности и искусственно увлажненном. Несущая способность свайных кустов на горизонтальную нагрузку в результате замачивания уменьшается почти в 2 раза. Коэффициент снижения несущей способности составил в среднем 0,53 при перемещении кустов, равном 10 мм.

Результаты испытаний кустов из свай длиной 5 м

Испытания показали значительный рост горизонтальных перемещений при замачивании грунта. Так, при нагрузке на куст из пяти свай 50 кН дополнительная осадка в замоченном грунте составила 7 мм. При предельной нагрузке общее перемещение кустов для замоченного грунта в 3 — 4 раза больше, чем для грунта природного сложения.

Так, для куста из шести свай при предельной нагрузке 60 кН в увлажненном грунте перемещение составило 14 мм, а в грунте природной влажности — 3,5 мм.

На несущую способность при действии горизонтальной нагрузки оказывает влияние число свай в кусте. При увеличении числа свай в кусте его несущая способность растет, как в грунте природной влажности, так и в замоченном, при этом в грунте естественного сложения более значительно. Несущая способность одной сваи в кусте при действии горизонтальной нагрузки, с увеличением числа свай увеличивается в грунте природной влажности и падает в замоченном.