Усиление касательных напряжений и подъем свай

Усиление касательных напряжений и подъем свай

Проведенные эксперименты показали, что суммарные касательные силы линейно возрастают с увеличением диаметра сваи, а максимальные касательные напряжения по боковой поверхности не зависят от диаметра сваи и определяются подъемом слоев грунта. Следовательно, закономерности развития касательных сил выпора, полученные при испытании свай диаметром 200 мм, могут быть полностью распространены на сваи большего диаметра.

Экспериментальным путем изучен характер распределения касательных сил по длине сваи в процессе набухания грунта. После замачивания грунта, которое началось в начале ноября, по длине сваи возникают касательные напряжения выпора. Эти напряжения увеличиваются с глубиной до максимального значения на расстоянии 0,51, после чего уменьшаются. В процессе набухания грунта характер эпюры касательных напряжений остается без изменений. В то же время во всех слоях происходит увеличение касательных напряжений до максимального значения, после чего наблюдается их уменьшение.

Изменение касательных напряжений выпора во времени обусловлено перемещением грунта при набухании, что видно из зависимости касательных напряжений, действующих на различной глубине, от перемещения слоя грунта, расположенного на этой глубине. Характер этой зависимости для различной глубины оказывается идентичным. В то же время эксперименты показали следующее: максимальное и минимальное напряжения выпора увеличиваются с глубиной; максимальные касательные напряжения в нижних слоях мобилизуются при меньших перемещениях грунта, чем в верхних слоях; максимальные напряжения на различной глубине не совпадают во времени.

Увеличение касательных напряжений с глубиной объясняется тем, что, во-первых, в процессе набухания наибольшее разуплотнение грунта, а следовательно, и падение прочностных характеристик происходит в верхних слоях массива, и, во-вторых, горизонтальное давление увеличивается с глубиной.
При набухании и подъеме грунт действуют на сваю.

С другой стороны, наличие жесткой сваи влияет на характер деформаций грунта, расположенного вокруг сваи. Исследование этого вопроса проводилось путем измерения послойных перемещений грунта на различном расстоянии от сваи. С этой целью на расстоянии 10; 20; 30 и 40 см, а также на значительном расстоянии от сваи устанавливались марки на глубине 1; 2; 3 и 4 м. В процессе замачивания грунта производились систематические наблюдения за движением этих марок.

Эксперименты показали, что перемещение грунта вокруг сваи происходит неравномерно: наименьший подъем наблюдается около сваи, с возрастанием расстояния подъема грунта увеличивается. Наибольшая величина изгиба (депланации) грунта наблюдается в момент мобилизации максимальных сил выпора. Максимальная замеренная разница в подъеме поверхности грунта около сваи и на значительном расстоянии от нее составляет 200 мм.

На расстоянии примерно 20 — 30 см от сваи изгиба грунта не наблюдается. Одновременно с деплантацией при набухании грунта происходит перемещение, проскальзывание слоев относительно ствола сваи. Аналогичный характер перемещений грунта наблюдается и в более глубоких слоях, т. е. подъем грунта происходит с одновременным его изгибом. При этом установлено, что величина изгиба грунта уменьшается с глубиной.