Опыт уточнения несущей способности буровых свай (стр. 2 из 2)
Рис. 4. Диаграмма соответствия рассчитанной несущей способности свай по гипотезе 4 и несущей способности, определенной на основании результатов статических испытаний
Необходимо заметить, что для свай малого диаметра (151 мм) и для свай малой глубины погружения (до 9 м) расчетные значения по всем гипотезам оказались ниже фактической несущей способности (рис. 5). Для свай малого диаметра эта разница, очевидно, связана с тем, что при изготовлении сваи за счет опрессовки скважины высоким давлением ее фактический диаметр может увеличиваться, что приводит к соответственному увеличению площади опирания и площади боковой поверхности по сравнению с проектными значениями. Кроме этого при изготовлении свай в песчаных грунтах вероятны локальные гидроразрывы, заполняемые раствором, что оказывает влияние на характер передачи нагрузки на основание по сравнению с теоретическим.
 |     | F1TF2TF3TF4T |
Рис. 5. Диаграмма соответствия рассчитанной несущей способности свай и несущей способности определенной на основании результатов статических испытаний для свай малого диаметра (151 мм) и для свай малой глубины погружения (до 9 м)
На основании проведенного анализа построены корреляционные кривые, позволяющие выполнить предварительную оценку несущей способности свай, ожидаемой при статических испытаниях.
Сравним результаты прогноза несущей способности буронабивных свай на реальных проектируемых объектах с результатами статических испытаний.
На одной из площадок запроектированы (на стадии "Проект") буронабивные сваи диаметром 620 мм. Площадка имеет следующее напластование грунтов. С поверхности залегает насыпной слой мощностью 0,9 м, под ним - пески пылеватые и мелкие мощностью 4,4 м, затем следует 11,5-метровая толща слабых озерно-ледниковых отложений, сложенных суглинками текучей консистенции. Моренные отложения залегают с глубины 17 м. В кровле находятся мягкопластичные супеси мощностью 0,8 м, под ними - тугопластичные суглинки, принятые в качестве несущего слоя основания. Исходя из расчетов осадок проектируемого здания и дополнительных осадок примыкающих зданий, минимальная требуемая глубина погружения свай составляла 20,7 м, которая и была принята в предварительном проекте.
Несущая способность сваи, рассчитанная с использованием формул и таблиц СНиП 2.02.03-85 составляет F1Т=107 т, что соответствует расчетной нагрузке 107/1,4=76 т. Несущая способность сваи при использовании иных предпосылок, изложенных в данной работе: F2Т=218 т, F3T=150 т, F4T=174 т. По корреляционным кривым несущая способность, ожидавшаяся при испытаниях, составила 216...240 т. В предварительном проекте свайное поле было спроектировано на несущую способность 216 т, что соответствует расчетной нагрузке на сваю 216/1,2=180 т. На площадке были испытаны 2 сваи. При испытаниях одна свая получила осадку 2 см при нагрузке 240 т, вторая при нагрузке 160 т (В последнем случае по данным технадзора не был должным образом подготовлен забой скважины). Таким образом, несущая способность одной сваи точно соответствует верхнему предсказанному пределу, несущая способность второй сваи оказалась на 56 т ниже нижнего предела.
На второй площадке под здание запроектированы буронабивные сваи диаметром 450 мм. Площадка сложена следующими грунтами. С поверхности залегает насыпной слой мощностью 2,8 м, под ним - 1,4-метровый слой торфа, пески пылеватые мощностью 1,8 м, затем следует 6,3-метровая толща слабых озерно-ледниковых отложений, сложенных текучими супесями с 0,9-метровым прослоем пылеватых песков. Моренные отложений залегают с глубины 12,3 м и представлены тугопластичной супесью, принятой в качестве несущего слоя основания. Исходя из расчетов осадок проектируемого здания и дополнительных осадок примыкающих зданий минимальная требуемая глубина погружения свай составляла 25,5 м, которая и была принята в предварительном проекте.
Несущая способность сваи, рассчитанная с использованием формул и таблиц СНиП 2.02.03-85 составляет F1Е=104 т, что соответствует расчетной нагрузке 104/1,4=74 т. Несущая способность сваи при использовании иных предпосылок, изложенных в работе: F2Т=182 т, F3T=164 т, F4T=196 т. По корреляционным кривым несущая способность, ожидавшаяся при испытаниях, составила 167...195 т. В предварительном проекте свайное поле было спроектировано на несущую способность 150 т, что соответствует расчетной нагрузке на сваю 150/1,2=125 т. На площадке были испытаны 2 сваи. При испытаниях одна свая получила осадку 9,67 мм при нагрузке 194 т, вторая 11,18 мм при той же нагрузке. На этой нагрузке испытания были остановлены. Экстраполяция результатов испытаний до осадки 2 см позволяет предположить, что фактическая несущая способность свай составляет 230...240 т. Таким образом, несущая способность свай оказалась на 35...45 т выше верхнего предсказанного предела.
Выполненный анализ свидетельствует о том, что имеется почти двукратный резерв фактической несущей способности буровых свай по сравнению с рассчитываемой по методике СНиП.
Наиболее достоверный расчетный прогноз несущей способности буровых свай в инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга возможен при рассмотрении работы свай как глубоких опор и использовании следующих предпосылок:
несущая способность по острию определяется по формуле (16) СНиП 2.02.01-83 как для глубокой опоры с единичными коэффициентами формы фундамента;
несущая способность по боковой поверхности определяется по расчетному сопротивлению грунта из табл. 2 СНиП 2.02.03-85 с учетом понижающих коэффициентов по табл. 5 этого же СНиП (как для буровых свай).
Предложенный метод расчета позволяет осуществить почти двукратную экономию количества дорогостоящих свай. Однако, для того, чтобы этот резерв был реализован, необходим четкий контроль качества изготовления свай, включающий геологический мониторинг забоя скважины и контроль сплошности ствола сваи.
Тематика прогноза несущей способности буронабивных свай остается актуальной для Санкт-Петербурга, данная работа является лишь первой попыткой систематизации и анализа результатов испытаний.
Бронин В.Н, Вершинин В.П., Осокин А.И., Хурамшин Р.Я., Галиопа А.А. Проектирование и устройство свайных фундаментов и разделительных стенок в условиях стесненной застройки Санкт-Петербурга //Реконструкция Санкт-Петербург-2005 /Матер. 3-го междунар. симпозиума. Ч. 5. СПб, 1995. - с. 72-77.
Сотников С.Н., Соловьева А.В., Зиновьева И.Д. Опыт применения буровых свай при строительстве зданий в центре Санкт-Петербурга. //Основания, фундаменты и механика грунтов. 1999. - №5. - с. 8-12.