ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат технических разработок.

Наиболее индустриальным и экономичным видом фундаментов для каркасных зданий являются фундаменты в вытрамбованных котлованах с центральной сваей.

Использование вытрамбованных фундаментов с центральной сваей в практике строительства дает возможность: обеспечить высокую удельную несущую способность на действие вер­тикальных и горизонтальных нагрузок в сложных инженерно-геологических условиях; получить простую конструкцию со­пряжения верхнего строения с фундаментом без дополнитель­ных элементов; максимально сократить объем опалубочных и земляных работ по разработке и обратной засыпке котлованов.

Экспериментальные исследования работы вытрамбованного фундамента с центральной сваей выполнялись на площадке строительства. Опытная площадка представлена четвертичными аллювиаль­ными отложениями, перекрыта насыпными грунтами толщи­ной 0,2-1,3 м. По разрезу сверху вниз залегает полутвердый суглинок, подстилаемый супесью пластичной. С глубины 5,5 м встречен суглинок мягкопластичный, сильносжимаемый, ниже прослеживается песок мелкий, плотный, водонасыщенный.

При устройстве вытрамбованных фундаментов использова­лось навесное оборудование, монтируемое на стреле крана РДК-25. Для вытрамбовывания котлованов применялся метал­лический пробойник диаметром поверху 1600 мм, длиной 3,6 м, сбрасываемый с высоты 6...8 м. Котлованы вытрамбовы­вались на глубину 2,5 м, после этого в забой погружалась забивная свая, устанавливался арматурный каркас, производилось бетонирование фундамента бетоном В 15.

Данные испытаний свидетельствуют о значительном повы­шении прочностных и деформационных характеристик грунта, уплотненного при вытрамбовывании котлована, что обуславли­вает высокую удельную несущую способность. При этом воз­никает единый сваегрунтовый массив, в котором центральная свая является вертикально-армирующим несущим элементом, воспринимающим до 25-35% общей нагрузки, действующей на фундамент. По результатам статических испытаний вытрамбо­ванный фундамент с центральной сваей имел предельную на­грузку Р = 1800 кН, стабилизированная осадка при Р = 1800 кН составила 23,6 мм, упругая деформация основания при разгрузке соответственно 11,5 мм.

Для учета взаимного влияния вытрамбованного фундамента и центральной сваи проведено численное исследование напря­женно-деформированного состояния основания МКЭ. Выпол­ненные для опытной площадки расчеты показали, что зависимостьs=f(Р) носит нелинейный характер, расчетная осадка выше экспериментальных значений на 20-25%.

Изолинии вертикальных перемещений вытянуты вдоль фундаменты, отмечается концентрация их у сваи, на глубине 4-5 м ниже плоскости острия сваи перемещения составляют 10-12% общей осадки.

Линии равных горизонтальных перемещений имеют замк­нутый характер, наибольшие их значения происходят в облас­ти, отстоящей от оси центральной сван на (2-3)d, ниже плос­кости острия сваи, направлены в сторону от оси симметрии и достигают значений 0,2 см (Р = 800 кН) и 0,7 см (Р = 1600 кН). Это означает, что в данной области происходит уп­лотнение грунта.

Максимальные напряженияs_zвозникают в плоскости ост­рия сваи и распространяются на глубину до 3d,достигая зна­чений 1,12 МПа (Р = 800 кН) и 3,2 МПа (Р = 1600 кН). Уста­новлено, что максимальные значения вертикальных относи­тельных деформацийe_zрасположены ниже плоскости острия центральной сваи на глубине (3-4)d и с ростом нагрузки от 800 кН до 1600 кН изменяются от 0,009 до 0,027.

Зарождение зон предельного состояния в активной зоне происходит в плоскости острия забивной сваи при Р = 400 кН. С дальнейшим ростом нагрузки происходит образование пла­стических зон у боковой поверхности сваи и вытрамбованного фундамента. С увеличением нагрузки на фундамент от 800 кН до 1600 кН площадь пластических зон в основании увеличива­ется в 11,3 раза.