ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Проведены испытания трех опытных свай динамической и статической вдавливающей нагрузками, произведена оценка несущей способности оснований свай.

Динамические испытания свай осуществлялась дизель-молотом марки С-996С (масса ударной части - 1800 кг).

Статической нагрузкой на сваю № 1 испытывались немерзлые грунты, статической нагрузкой на сваи №№ 2 и 3 в три этапа испытывались вечномерзлые грунты. На первом этапе статической нагрузкой на сваю испытывались мерзлые грунты. Второй этап испытания основания сваи проводился в оттаивающем грунте, третий этап - в оттаявшем грунте.

Цель испытаний:

проверка возможности погружения свай на намечаемую глубину;

оценка несущей способности немерзлых и оттаивающих грунтов в основании свай (марки С 80-35-9-1у) на вдавливающую нагрузку;

выявление зависимости перемещений свай в грунтах, имеющих различное состояние (немерзлое, мерзлое, оттаивающее и оттаявшее), от приложенных к ним нагрузок;

оценка несущей способности немерзлых грунтов в основании свай по величине их отказа призабивке;

выявление неоднородности грунтов по их сопротивлению погруже­нию сваи.

Исследуемая площадка находится в зоне распространения многолетней мерзлоты островного характера. Мерзлота несливающегося типа. Верхняя граница многолетнемерзлых грунтов вскрыта на глубинах 8.3 - 12.0; нижняя 17.8 - 20.5 метров.

Температура многолетнемерзлых грунтов по данным термических замеров в зоне колебаний годовых амплитуд составляет минус 0.1 - 0.2 °С (по непосредственным на данной площадке). Грунты находятся в твердомерзлом (песчаные) и пластичномерзлом (суглинок) состояниях. Текстура мерзлых грунтов - массивная.

Подземная вода вскрыта на глубинах 8.2-14.0 метров, водовмещающими породами являются пески. Подмерзлотная вода вскрыта в местах подсечения многолетней мерзлоты, напорная, верхним водоупором служит толща многолетнемерзлых грунтов. Воды гидравлически связаны. В геологическом строении площадки принимают участие элювиальные образования верхнеюрско-нижнемеловых пород, которые представлены суглинками, песками и останцами скального песчаника.

Выполнена контрольная забивка трех опытных свай №№ 1 - 3, результаты которой приведены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты контрольной забивки опытных свай

Суммарная осадка сваи № 1 под максимальной нагруз­кой до 1050 кН составила 7.94 мм; при окончательной разгрузке сваи выявлены значения составляющих ее осадки: а) упругая - 6.74 мм; б) остаточная - 1.2 мм;

испытание основания сваи № 1 статической вдавливающей нагрузкой позволило определить расчетную нагрузку, допускае­мую на сваю, которая равна 875.0 кН.

Суммарная осадка сваи № 2 под максимальной нагруз­кой 1050 кН составила 14.76 мм; при окончательной разгрузке сваи № 2 выявлены значения составляющих ее осадки: а) упругая - 6.18 мм; б) остаточная - 8.58 мм;

на первом этапе испытаний грунтов основания сваи № 2, находящихся в мерзлом состоянии, выявлены следующие составляющие осадки основания под нагрузкой до 1050 кН:

а) упругая - 5.93 мм; б) остаточная - 0.64 мм; в) суммарная - 6.57 мм;

на втором этапе испытаний грунтов основания сваи № 2, находящихся в оттаивающем состоянии, под нагрузкой до 715 кН приращение осадки основания составило 11.85 мм, а суммарная осадка сваи № 2 достигла 12.49 мм;

на третьем этапе испытаний грунтов основания сваи № 2, находящихся в оттаявшем состоянии, под нагрузкой до 1050 кН приращение осадки основания составило 2.27 мм, а суммарная осадка сваи № 2 достигла 14.76 мм;

испытание основания сваи № 2 статической вдавливающей нагрузкой позволило определить расчетную нагрузку, допускае­мую на сваю, которая равна 875.0 кН.

Суммарная осадка сваи № 3 под максимальной нагруз­кой 1050 кН составила 19.84 мм; при окончательной разгрузке сваи № 3 выявлены значения составляющих ее осадки: а) упругая - 5.32 мм; б) остаточная - 14.52 мм;

на первом этапе испытаний грунтов основания сваи № 3, находящихся в мерзлом состоянии, выявлены следующие составляющие осадки основания под нагрузкой до 1050 кН:

а) упругая - 4.84 мм; б) остаточная - 0.62 мм; в) суммарная - 5.46 мм;

на втором этапе испытаний грунтов основания сваи № 3, находящихся в оттаивающем состоянии, под нагрузкой до 720 кН приращение осадки основания составило 15.07 мм, а суммарная осадка сваи № 3 достигла 15.69 мм;

на третьем этапе испытаний грунтов основания сваи № 3, находящихся в оттаявшем состоянии, под нагрузкой до 1050 кН приращение осадки основания составило 4.15 мм, а суммарная осадка сваи достигла 19.84 мм;

испытание основания сваи № 3 статической вдавливающей нагрузкой позволило определить расчетную нагрузку, допускае­мую на сваю, которая равна 875.0 кН.

В таблице 2 проведено сопоставление результатов статических испытаний оснований свай № 1, 2 и 3, в части составляющих осадки свай (упругой, остаточной, суммарной); наибольшая остаточная, и соответственно суммарная деформация (14.52 и 19.84 мм) отмечена у сваи № 3, под острием которой толща вечномерзлых грунтов имеет наибольшую мощность (12.2 м); под острием сваи № 2 толщина слоя вечномерзлых грунтов существенно меньше (7.6 м), и одноименные составляющие осадки сваи № 2 отличаются в меньшую сторону (8.58 и 14.76 мм) по сравнению со сваей № 3; наименьшие значения составляющих осадки (1.2 и 7.94 мм) зафиксированы у сваи № 1, под острием которой вечная мерзлота отсутствует.

Таблица 2. Сопоставление результатов испытаний статической вдавливающей

нагрузкой оснований свай №№ 1, 2 и 3

В таблице 3 проведено сопоставление результатов статических испытаний оснований свай № 2 и 3, в части осадки свай на каждом из трех этапов испытаний грунтов основания; при испытании оттаивающих и оттаявших грунтов основания (IIиIIIэтапы испытания) наибольшие осадки зафиксированы у сваи № 3, которые составили 15.69 и 19.84 мм, соответственно.

Таблица 3. Сопоставление результатов испытаний статической вдавливающей

нагрузкой оснований свай №№ 2 и 3

Использование полученных результатов будет способствовать совершенствованию проектных решений свайных фундаментов.