Для определения расчетной оценки снижения несущей способности деформированных свай,
были проведены вычисления расчетной нагрузки, допускаемой на сваю с использованием
методики нормативных документов (СНиП).
Для исходных характеристик грунтов (ИГЭ 2а.1, 5а, 3а) окружающих ствол сваи, несущая
способность по грунту для свай составляет Fd1=80m, а расчетная нагрузка
P1=57m. Следует подчеркнуть, что на эти нагрузки и был рассчитан свайный
фундамент, под несущий металлический каркас корпуса №1 Солодовенного завода.
Проявление тиксотропных свойств структурно-неустойчивых грунтов (ИГЭ 2а.1, 5а, 3а)
в результате динамического воздействия при извлечении грунта, а также возможность
горизонтального смещения тиксотропного основания в сторону неуплотненной пазухи,
как представляется, приводят к резкому снижению физико-механических характеристик
грунтов и прежде всего консистенции.
До глубины 7,0 м – устройство пазух котлована, из-за значительных горизонтальных
смещений, трением грунта по боковой поверхности сваи в расчетной схеме можно пренебречь.
Ниже, до 12,0 м – глубина расположения шпунта, т.е. на мощность до 4,0 м суглинок
следует принять текучей консистенции (IL=1,0). Введя данные условия в
расчетную схему определения несущей способности деформированной сваи, получим: Fd2=48m
и P2=34 (рис. 11).
Таким образом, расчетная нагрузка допустимая на сваю в её деформированном состоянии,
в момент проявления тиксотропного разжижения грунта, снизилась в 1,6 раза.
Для анализа полученных результатов по СНиП и измеренных значений с использованием
геофизических методов исследования, было выполнено расчетное моделирование данной
инженерной задачи с использованием программного комплекса «Plaxis».
По результатам расчетов проведенных в ПК «Plaxis» были получены численные значения
полного смещения грунтового массива и головы сваи (см. рис. 11), эти значения составили
около 14 см, что доверительно соответствует данным полученным при геодезической
съемке места аварии.
Следует отметить, что проявление тиксотропных свойств (разжижения) глинистых грунтов
– явление обратимое. После прекращения динамических воздействий и возможность горизонтальных
смещений, с течением времени глинистые грунты могут восстанавливать свои свойства
(повышение несущей способности). Данное явление косвенно подтверждается результатами
статических испытаний свай на данной площадке после 30…40 суток от момента извлечения
шпунта.
Таким образом, проявление тиксотропных свойств глинистых структурно-неустойчивых
грунтовых оснований, вызванных динамическим фактором с резким снижением их физико-механических
характеристик, может вызвать значительное снижение несущей способности свай, нарушение
их сплошности с недопустимыми деформациями. Несмотря на объективные явления «засасывания»
свай, т.е. восстановление со временем их несущей способности, проявление тиксоропных
свойств глинистых оснований следует считать существенным негативным фактором, который
должен учитываться как проектом производства работ, так и в основном конструктивном
решении.
Рис. 11. Смещение грунтового массива и головы сваи полученные при моделировании
ситуации в ПК «PLAXIS».
Следует отметить, что по технологическим особенностям эксплуатации отделения приёма
и отпуска ячменя и солода, на данное сооружение будут подаваться ж/д вагоны по двум
веткам. Движение ж/д составов по устраиваемым насыпям и самому ж/б приямку неизбежно
вызовет динамическое воздействие на существующие структурно-неустойчивые тиксотропные
основания, а, следовательно, возможны неравномерные деформации, аналогичные, описанному
выше явлению.