Введение к работе
Актуальность темы. К одному ш высокоэффективных типов свай относятся полые круглые, которые для пшрокого диапазона условий строительства по затратам материальных и трудовых ресурсов значительно рациональнее призматических. Опыт промышленного и гражданского строительства Ленинграда, Рига, Одессы, Новороссийска, Уфы, Омска и др. городов показал, что замена столбчатых фундаментов на естественной основании, ленточных и кустовых из призматических свай полыми круглыми сваями (d - 400-800 мм) позволяет уменьшить расход бетона на 30-60%, сократить трудозатраты на 20-70%, сншать стоимость фундаментов на 20-50%
Несмотря на то, что полые круглые сван с открытым hhvwhm
концом обладают большей удельной несущей способностью, чем
призматические, н относительно легкой погружаемостью, фундаменты в
виде кустов ш них не получили до сих пор широкого распространешш.
Это объясняется гем, что расстояние иеяду сваями 3d, установленное
действующими нормами как минимально допустимое, сводят к
минимуму преимущество высокой удельной несущей способности полых
круглых свай из-за больших размеров ростверка. Однако именно
большой диаметр этих свай, открытая полость п принципиально
отличающийся от сплошных свай характер вытеснения грунта при нх
забивке позволяют уменьшить иеясвайное расстояние, что приводят к
значительному снижению материалоемкости фундамента. Данный
вопрос остается не изученным, поэтому представляется актуальным и
своевременным проведение зксперимеятально-теоретических
исследований, результаты которых послуяат основой для создания экономичных свайных фундаментов промышленных и гражданских зданий, позволяющих максимально использовать высокую удельную несущую способность полых круглых свай.
Целью работы является повышение эффективности фундаментов в виде кустов из полых круглых свай за счет уточнения механизма нх работы, принятия более совершенных расчетных схем и конструктивных решений. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
исследовать процесс образования грунтового ядра в полой круглой свае с открытым нижним концом, его влияние на несущую способность одиночной сваи и сваи в условиях куста;
исследовать явления, связанные с забивкой полых круглых свай в составе куста; оценить влияние этих явлений на несущую способность фундамента;
исследовать зависимость несущей способности фундаментов 01 параметров куста в свойств грунта; установить оптимальный шаг полых круглых свай;
исследовать характер распределения нагрузки между сваямп куста и зависимость этого распределения от шага свай;
разработать инженерный метод расчета несущей способности вертикально нагруженных фундаментов в виде кустов из полых круглых свай.
Методика исследований включала в себя: анализ по литературным источникам результатов экспериментальных и теоретических исследований работы свай и свайных кустов при действии вертикальной нагрузки, в том числе полых круглых свай, забиваемых с открытым тттагяим концом; теоретические исследования взаимодействия полых круглых свай (одиночных и в составе куста) с грунтом основания при их забивке и работе под нагрузкой; натурные и модельные эксперименты по забивке и нагружению вертикальной нагрузкой одиночных полых круглых свай и кустов из них в глинистых и песчаных грунтах; аналт и обработку результатов натурных и модельных исследований;
Научная новизна. Изучен характер образования грунтового ядра в полости "висячих" круглых свай, дана количественная оценка его влияния на несущую способность сваи и куста свай. Разработан дифференцированный подход к выбору коэффициентов условий работы грунта под нижним концом и на боковой поверхности полой круглой сваи с использованием параметров грунтового ядра. Предложен метод определения несущей способности вертикально нагруженных фундаментов в виде кустов из полых круглых свай как суммы несущих способностей одиночных свай с учетом работы грунтового ядра и взаимовлияния свай в кусте.
Практическое значение полученных результатов заключается в том, что учет более точного механизма работы
-5-вертнкально нагруженных полых круглых свай н кустов ш них, принятие при расчете их несущей способности более совершенных расчетных схем позволят в определенных условиях создать под достаточно большие нагрузки компактные свайные фундаменты, которые по материалоемкости и трудоешсостн возведения рациональнее фундаментов из сплошных свай квадратного сечения.
Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы прп разработке "Рекомендаций по проектированию односвайных фундаментов из свай кольцевого сечения с насадками и в виде кустов с оптимальным шагом" и внедрены на строительстве двух корпусов завода высокоточных станков в г. Стерлнтамаке.
Апробация работы. Основные результаты исследований представлены и доложены на Х-ХШ научно-технических конференциях Мигшромстроя СССР (г.Уфа, БашНИИстрой, 1983-1986), Всесоюзной конференции "Ускорение научно-технического прогресса в фундаменто-строешш" (г.Уфа, 1986), областной научно-практической конференции "Новые конструктивные и технологические решения устройства оснований и фундаментов для условий Урала" (г. Свердловск, 1987), научно-практической конференции "Совершеяствованпе структуры фунданентостроения в организациях Минуралсибстроя СССР в XIII пятилетке" (г.Уфа, 1989), научно-техническом семинаре "Современные методы устройства оснований н фундаментов" (г.Челябинск, 1989), II Всесоюзной конференции "Современные проблемы свайного фундаментостроения в СССР" (г.Одесса, 1990), IV Международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения (г.Саратов, 1994), Российской конференции по механике грунтов и фундаментостроению (г. С.-Петербург, 1995).
Публикации.Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах.
Объем работы.Работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 167 страниц печатного текста, в том числе 29 рисунков, 20 таблиц, библиографию из 186 наименований, 23 из которых на иностранном языке.