Алексеев С.И., Туккия А.Л.

Влияние технологии производства работ в структурно-неустойчивых грунтах на несущую способность свай




Общие сведения

Надежное существование фундаментов выполняемых в структурно неустойчивых грунтах во многом зависят от способа производства работ по разработке котлованов и подготовки основания.

В качестве примера следует рассмотреть результаты проведенного обследования технического состояния с оценкой несущей способности свайного поля на предприятии «Невский Солод» (г. Санкт-Петербург).

Здание корпуса №1 данного предприятия (приём и отпуск ячменя и солода) представляет собой монолитное заглубленное сооружение глубиной 7,0м (отметка пола -5,0м) и отдельно стоящим металлическим каркасом, корпуса №1. Металлические колоны каркаса передают нагрузки на ростверки и свайные кусты из 14-ти метровых забивных призматических свай (сечением 35х35см). В проекте к корпусу будут организованы два железнодорожных и один автомобильный подъезд.

На данном объекте выполнялась следующая технологическая последовательность выполнения работ:

  1. Выполнена кустовая забивка свай с монолитной подготовкой под ростверки.
  2. На расстоянии 1,5…2,0 м от свай выполнено вибропогружение шпунта (Л-IV) на глубину до 12,0 м.
  3. На расстоянии 1,5…2,0 м от свай выполнено вибропогружение шпунта (Л-IV) на глубину до 12,0 м.

3. В замкнутом шпунтовом ограждении откопан котлован глубиной до 8,0 м и выполнена монолитная ж/б конструкция (приёмное отделение корпуса №1). При выполнении данных работ шпунтовая стенка имела поверхностное анкерное крепление.

4. Засыпка пазух котлована рыхлым комковатым глинистым грунтом (рис. 2) и вибродинамическое извлечение шпунта.

Необходимо отметить, что в геологическом напластовании озерно-ледниковые отложения (глины и суглинки с IL=0,8…0,93) мощностью до 3,0…4,0 м (ИГЭ №2а и 5а), а также нижележащие ледниковые отложения (ИГЭ №3а) суглинки с IL=0,45 следует отнести к структурно-неустойчивым грунтам (см. табл. 1).

Такие грунты даже при незначительном динамическом воздействии (извлечение шпунта) проявляют тиксотропные свойства, переходя в текучее состояние с потерей своих несущих прочностных свойств.

Как представляется, данное явление в полной мере проявилось и на рассматриваемой площадке, где после вибродинамического воздействия при извлечении шпунта, разжиженная тиксотропная грунтовая масса водонасыщенного грунта на глубину до 8,0м получила горизонтальное перемещение в сторону возведенной ж/б стенки, увлекая за собой забитые сваи. В результате забитые сваи получили горизонтальное смещение в сторону ж/б стенки на среднюю величину Δ = от 15,0 до 90,0 см (рис. 1, 2, 3, 4).

Таблица 1. Основные физико-механические свойства грунтов на момент изысканий.

Наименование грунта Геологический индекс Номер ИГЭ Плотность, г/см3 Степень плотности несвязного, показатель текучести связного грунта Нормативные Расчетные
над водой с учетом взвешивающего действия воды E (кг/см2) φ (град) С (кг/см2) λ=0.85
φ (град.) С (кг/см2)
Пески со строительным мусором tIV 1,65 1,0 ср. плотности, рыхлые 140 32 0,01 32 0,01
Глины 2а.1 1,53 0,52 0,88 12 6 0,10 4 0,07
Суглинки неяснослоистые lgIII 2,0 1,0 0,93 76 17 0,15 16 0,10
Суглинки 2,15 1,15 0,45 118 26 0,37 25 0,27

Рис. 1. Схема-план проектного и смещенного свайного основания после виброизвлечения шпунта на корпусе №1.

Рис. 1. Схема-план проектного и смещенного свайного основания после виброизвлечения шпунта на корпусе №1. Серый квадрат. - смещенное свайное поле на величину Δ;Белый квадрат. - проектное положение свай; 1 – монолитное ж/б заглубленное сооружение корпуса №1 (см. рис.2).

Рис. 2. Схема взаимного расположения конструкций корпуса №1 в поперечном сечении с характерными геологическим условиями.

Рис. 2. Схема взаимного расположения конструкций корпуса №1 в поперечном сечении с характерными геологическим условиями. 1 – забивные ж/б сваи (35х35см), l=14,0м; 2- металлический шпунт Л-IV, l= 12,0м; 3- монолитное ж/б заглубленное сооружение корпуса №1 для приёма и отпуска ячменя и солода; глубина заложения 7,0м; 4- рыхлая обратная засыпка пазух котлована комковатым глинистым грунтом; 5- отклонение сваи на величину до Δ= от 15 до 90 см. после вибродинамического извлечения шпунта (проявления тиксотропного разжижения глинистых грунтов).

Рис. 3. Фотография свайного куста под ростверк в осях «Б»/ «1». Смещение относительно цифровой оси, в сторону ж/б заглубленного сооружения.

Рис. 3. Фотография свайного куста под ростверк в осях «Б»/ «1». Смещение относительно цифровой оси, в сторону ж/б заглубленного сооружения.

Рис. 4. Фотография смещенного свайного куста относительно проектной оси.

Рис. 4. Фотография смещенного свайного куста относительно проектной оси.

Рис. 5. Фотография смещенного свайного куста с деформацией бетонной подготовки.

Рис. 5. Фотография смещенного свайного куста с деформацией бетонной подготовки.

Зафиксированные деформации свай произошли в результате резкого изменения свойств тиксотропных грунтов, окружающих ствол свай. Для определения степени несущей способности деформированных свай, а также контроля состояния их целостности, были проведены комплексные геофизические исследования.

<< В начало < Назад 1 2 3 4 Читать дальше > В конец >> 

Разделы



Авторы

Алексеев Сергей Игоревич – доктор технических наук, профессор кафедры «Основания и фундаменты» ПГУПС, член РНКМГиФ.

Основные направления научной деятельности – проектирование новых и реконструируемых фундаментов на неоднородных основаниях методом выравнивания конечных осадок. Геотехнические аспекты реконструкции зданий. Автор более 160 опубликованных работ, в том числе 9-ми монографий, 10 авторских изобретений.

Туккия А.Л. – аспирант кафедры «Основания и фундаменты» ПГУПС, сотрудник компании НПО «Геореконструкция-Фундаментпроект», Санкт-Петербург, Россия.

Литература

  1. Скучик Е. Простые и сложные колебательные системы// перевод с английского/ Москва, Издательство «МИР», 1971.
  2. Алексеев С.И. Определение несущей способности буронабивных свай экспресс методами // Развитие городов и геотехническое строительство. СПб., 2007. №11. С. 198-203.


Постоянный адрес этой статьи: buildcalc.ru/Articles/Open.aspx?id=2008081101