Нелинейные деформации уплотненного грунтового основания под уширением свай в пробитых скважинах

Аннотация


Особенностью свай в пробитых скважинах с уширением, выполняемых по технологии фундаментов в вытрамбованных котлованах, считается высокая несущая способность по сравнению с традиционными забивными сваями. При этом из многолетней практики применения свай в пробитых скважинах с уширением отмечается фактическое превышение расчетных осадок. Это связано со значительным превышением давления порядка 1 000÷3 000 кПа под уширением сваи над расчетным сопротивлением уплотненного слоя грунта. Указанное обусловливает необходимость расчета такого фундамента по второй группе предельных состояний с учетом нелинейности в пределах расчетно-допускаемого давления. В статье сравниваются три метода расчета осадки с учетом нелинейности: по таблицам СП 24.13330, методы Н.В. Орнатского и М.В. Малышева. Отмечается, что методы не всегда соответствуют реальной работе фундамента в грунте, что может снижать надежность расчетов. Авторами предложено модернизировать существующие методы расчета осадки из-за особенностей работы свай в пробитых скважинах с уширением. В расчетной схеме свай в пробитых скважинах с уширением для определения осадки необходимо учитывать слой грунта с повышенным модулем деформации, создаваемый в процессе пробивки скважины и формирования уширения. Зоны предельного равновесия развиваются с запасом в границах уплотненного слоя под уширением. Предлагается принимать во внимание нелинейную зависимость деформаций грунта от напряжений в указанных границах, остальные деформации сжимаемой толщи учитывать в линейной постановке. Учет нелинейности при определении осадок ведет к повышению надежности применения рассматриваемых свай, особенно в слабых глинистых водонасыщенных грунтах, а в относительно прочных грунтах позволяет подтверждать надежное использование свай в пробитых скважинах с уширением.

Полный текст

Существующие в настоящее время методы расчета нелинейных осадок позволяют достаточно детально проанализировать процесс деформаций грунтового основания на различных стадиях работы фундамента при загружении и в целом получать более объективную картину поведения грунтового основания. Весьма актуальным в этом плане представляется расчет деформаций уплотненного грунтового основания под уширением свай в пробитых скважинах. Особенностью последних являются значительные допускаемые давления под уширением [1]. Последние в 2,0÷3,0 раза превышают давления под уширением буровых свай и находятся в интервале давлений от R до Pu. Здесь R – расчетное сопротивление уплотненного грунтового основания; Pu – предельное сопротивление указанного основания. Возможность определять деформации уплотненного грунтового основания за пределами линейной зависимости S = f (P), т.е. в диапазоне R < P ≤ Pu, является весьма актуальной задачей с научной и практической точек зрения [2–5]. Решение данной задачи позволит повысить достоверность расчетов и экономичность проектных решений, не пренебрегая надежностью. С позиции надежности определяющим считается вопрос, насколько допустимо превышать величину расчетного сопротивления R в пределах P ≤ Pu.

Об авторах

В. С. Глухов

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

М. В. Панкина

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Список литературы

  1. Krutov V.I., Kogai V.K., Glukhov V.S. Foundations formed from piles cast in punched holes // Soil Mechanics and Foundation Engineering. - 2010. - Vol. 47, no. 2. - P. 45-51. doi: 10.1007/s11204-010-9087-3
  2. Vesic A.S. Analysis of ultimate loads of shallow foundations // Journal of the soil mechanics and foundation division. - 1973. - P. 45-71.
  3. Aitchison G D. Relationship of moisture and effective stress functions in unsaturated soils // Proceedings of the Conference on Pore Pressure and Suction in Soils. - L.: Butterworths, 1960. - P. 47-52.
  4. Yang G. Nonlinear settlement computation of the soil foundation with the undisturbed soil tangent modulus method // Chinese Journal of Geotechnical Engineering. - 2006. - Vol. 28 (11). - P. 1927-1931. (in Chinese).
  5. Masopust J., Glisnikova V. Zakladani staveb Modul M01. - 1st edition. - Brno: AN CERM, 2007. - 182 p.
  6. Конюшков В.В. Анализ методов аналитических расчетов осадок фундаментов во времени // Вестник гражданских инженеров. - 2020. - № 4 (81). - С. 106-114. doi: 10.23968/1999-5571-2020-17-4-106-114
  7. Yarkin V., Kukhar H., Lobacheva V. Non-linear settlements of shallow foundation // E3S Web of Conferences: 22nd International Scientific Conference on Construction the Formation of Living Environment, 18-21 Apr. - Tashkent, 2019. - P. 04034. doi: 10.1051/e3sconf/20199704034
  8. He W., Wang G., Wang H. Nonlinear calculating method of pile settlement // Journal of Central South University of Technology. - 2008. - № 15. - P. 63-68. doi: 10.1007/s11771-008-0437-5
  9. Орнатский Н.В. Механика грунтов. - М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 1950. - 420 с.
  10. Лушников В.В. Упадет ли Невьянская башня? Как выправляли Пизанскую кампанилу. - Екатеринбург: Учебная книга, 2011. - 88 с.
  11. Лушников В.В., Пономарев А.Б. Сопротивление грунтов (некоторые лекции по курсу "Механика грунтов"): учеб. пособие. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2021. - 356 с.
  12. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83). - НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. - М.: Стройиздат, 1986. - 415 с.
  13. Glukhov V.S., Glukhova M.V. Calculation of widened pile settlement with regard to nonlinearity // Journal of Physics: Conference Series: 2, Perm, 26-28 May. - Perm, 2021. - P. 012056. doi: 10.1088/1742-6596/1928/1/012056
  14. Зоценко Н.Л., Винников Ю.Л., Седин В.Л. Современные методы проектирования и устройства набивных свай в пробитых скважинах // Вiсник Приднiпровської державної академiї будiвництва та архiтектури. - 2015. - № 10 (211). - С. 36-43.
  15. Седин В.Л., Винников Ю.Л., Бикус Е.М. О влиянии повторных нагружений набивных свай в пробитых скважинах на деформативность оснований // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. - 2014. - № 3. - С. 110-118.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 116

PDF (Russian) - 77

Ссылки

  • Ссылки не определены.

© Глухов В.С., Панкина М.В., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах