Испытание свай статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками в грунтовых условиях II типа по просадочности.
Несущую способность (Fd) свай в грунтовых условиях II типа по просадочности, работающих на сжимающую нагрузку, следует определять по результатам статических испытаний свай с локальным замачиванием – как разность между несущей способностью свай проектной длины на вдавливающую нагрузку и несущей способностью свай длиной (hsl) на выдергивающую нагрузку (п. 9.11 СП 24.13330.2011).
В качестве примера рассмотрим площадку под строительство торгового центра по ул. Власихинская в г. Барнаул Алтайского края.
В геоморфологическом отношении площадка проектируемого строительства расположена на Приобском плато, которое до глубины 80-100 м сложено отложениями четвертичного возраста. Рельеф площадки ровный.Абсолютные отметки поверхности рельефа в местах проведения инженерно-геологических изысканий изменяются от 192,00 до 193,50м.
В геологическим строении площадки принимают нижне-среднечетвертичные отложения краснодубровской свиты (krd I-II), представленные супесью, суглинками и песками вскрытой мощностью до 15,0-17,0м, перекрытые верхнечетвертичными субаэральными отложениями (Sa III), залегающие до глубины 4,5-10,2м и представленные просадочными супесями и суглинками, перекрытыми c поверхности почвенно-растительным слоем (ped IV).
Инженерно-геологический разрез представлен следующими элементами:
ИГЭ-1. Почвенно-растительный слой представленный, мощностью 0,4-0,7м (ped IV).
ИГЭ-2. Суглинок легкий пылеватый малой степени водонасыщения твердый просадочный ненабухающий незасоленный, мощностью 0,9-2,3м (Sa III).
ИГЭ-3. Супесь пылеватая малой степени водонасыщения твердая просадочная слабонабухающая незасоленная,мощностью 2,0-8,4м (Sa III).
ИГЭ-4. Супесь пылеватая малой степени водонасыщения твердая непросадочная слабонабухающая незасоленная,мощностью 0,9-6,5м (krd I-II).
ИГЭ-5. Суглинок легкий пылеватый средней степени водонасыщения твердый непросадочный ненабухающий незасоленный с прослоями полутвердого, мощностью 1,7-5,5м(krd I-II).
ИГЭ-6.Песок мелкий малой степени водонасыщения неоднородный средней плотности незасоленный с прослоями песка пылеватого и средней крупности и супеси, мощность 1,5-6,5м и вскрытой мощностью 2,5-10,5м(krd I-II)..
ИГЭ-7. Супесь песчанистая средней степени водонасыщения твердая непросадочная ненабухающая незасоленная с прослоями пластичной, песка и суглинка, мощностью 4,0-8,0м (krd I-II).
Подземные воды на исследуемой площадке в период изысканий (июль 2011г.) скважинамиглубиной 25,0м не вскрыты, залегают на глубине, порядка, 30,0м
Для решения поставленных задач, согласно требований ГОСТ5686-94 и в соответствии с техническим заданием заказчика и программой на испытание грунтов сваями на исследуемой площадке выполнены следующие виды работ:
- бурение 24-ехдренажных скважин (по 4 возле каждой сваи, предназначенной для испытания с замачиванием, на расстоянии 1,0м от боковой поверхности сваи) глубиной по 10,4м и 11,2м для выполнения замачивания грунтов. Бурение осуществляется шнековым способом диаметром 250мм.По периметру свай откапывались котлованы размерами 1,5х1,5м, вдоль наружных стенок котлованов укладывались фундаментные блоки. Дренажные скважины и оборудованные котлованы, устроенные вокруг свай, засыпаны щебнем фракции ф.5-20. Замачивание грунтов было начато 10.11.2011г. и продолжалось до 20.12.2011г. Объем воды затраченной на замачивание одной сваи составил не менее 250 м3.
- бурение 6-ти технических скважин глубиной 17,0-18,0мпосле замачивания с целью определения степени водонасыщения грунтов на расстоянии 1,0-2,0м от боковой поверхности сваи. Бурение осуществлялось колонковым способом, диаметр бурения 151мм. Степень водонасыщения грунтов до глубины 13,0м вокруг свай в результате замачивания доведена до 0,83-1,23.
- испытание 5-ти забивных свай в предварительно замоченных грунтах (№ 1-5) статическими вдавливающими нагрузками производились с помощью металлического стенда, загруженного балластным грузом, по методике контролируемых перемещений согласно требований ГОСТ 5686-94 п. 8.3.
- испытание 1-ой забивной сваи в предварительно замоченных грунтах(№ 6)статическими выдергивающими нагрузками проводилось при помощи системы балок и упоров, по стандартнойметодике согласно требований ГОСТ 5686-94п. 8.5. . Место для забивки сваи было выбрано исходя из максимальной по площадке величины hsl, что позволяет предельное сопротивление сваи при испытании считать равной максимальной отрицательной силе трения (Pn), действующей на боковой поверхности свай.
Все работы выполнялись в соответствии с требованиями нормативных документов:СНиП 11-02-96, СП 24.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.03-85), СП 11-105-97,ГОСТ 25100-95, ГОСТ 5686-94.
Результаты испытания грунтов натурными сваями статическими вдавливающими и статическими выдергивающими нагрузками приведены втаблице 1.
Таблица 1
Результаты испытания грунтов натурными сваями
статическими вдавливающими и статическими выдергивающими нагрузками
|
Номер сваи |
Тип сваи |
Глубина погружениясваи в грунт, м |
Частные значения предельных / (достигнутых) сопротивлений свай, кН |
Осадка сваи, соответствующая предельной / (достигнутой)нагрузке, мм |
|
Статическими вдавливающими нагрузками |
||||
|
1 |
С130.35-8 |
12,55 |
-/1072 |
-/12,41 |
|
2 |
С140.35-8 |
13,37 |
-/1029 |
-/5,50 |
|
3 |
С140.35-8 |
13,60 |
-/1092 |
-/7,14 |
|
4 |
С140.35-8 |
13,55 |
-/1115 |
-/5,42 |
|
5 |
С130.35-8 |
12,50 |
-/1144 |
-/7,76 |
|
Статическими выдергивающими нагрузками |
||||
|
6 |
С90.35-8 |
8,55 |
235/- |
28,92/- |
При определении расчетной нагрузки (N) на одну сваю (п. 9.9 СП 24.13330.2011) коэффициент условий работы сваи (?с) рекомендуется принимать равным 0,8, что соответствует максимальной расчетной просадке от собственного веса грунта 17,07 см.
Следует отметить, что при испытании свай на вдавливающую нагрузку предельных сопротивлений достигнуто не было (s<?su,mt). Как следствие, использование достигнутых значений сопротивления свай вдавливающей нагрузке вместо предельных приводит к значительному занижению расчетной нагрузки (N) на сваю.
График испытания сваи вдавливающей нагрузкой
График испытания сваи выдергивающей нагрузкой