Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Использование буроинъекционных технологий в практике реконструкции 9
1.1.Опыт использования инъекционных технологий при усилении оснований и фундаментов 9
1.2. Анализ существующих методов расчета буроинъекционных свай 23
1.3. Задачи исследований 43
Глава 2. Экспериментальные исследования особенностей работы буроинъекционных свай в слабых грунтах 47
2.1.Методика проведения экспериментов по оценке усилий в сваях 47
2.2.Полевые испытания опытных свай 56
2.3. Оценка напряжений в сваях усиления на основе элект ротензометрии 62
Глава 3. Особенности совместной работы буроинъекционных свай усиления с фундаментами реконструируемых зданий ... 68
3.1.Методика моделирования и расчета системы "фундамент-сваи усиления-грунт" 68
3.2.Учет взаимодействия буроинъекционных свай усиления с фундаментами реконструируемых зданий 81
3.3. Оценка изменения напряженно-деформированного состояния грунта под усиливаемым фундаментом 92
3.4.Сопоставление результатов расчета с данными натурных наблюдений 100
Глава 4. Формирование несущей способности буроинъекционных свай усиления в процессе изготовления с помощью электрогидравлического эффекта 105
4.1.Применимость электрогидравлического эффекта (ЭГЭ) для повышения несущей способности свай усиления... 106
4.1.1.Основные результаты работ по изготовлению ЭГЭ-свай 108
4.1.2.Анализ экспериментальных данных 110
4.1.3.Перспективные направления применения высоковольтных разрядов в технологии строительного производства.114
4.2.Отработка технологических параметров при изготовлении ЭГЭ-свай 116
4.2.1. Описание электроимпульсной установки (ЭИУ) 116
4.2.2. Рабочий разрядник 119
4.2.3. Работы на опытных площадках 121
4.3.Разработка методики контроля качества изготовления ЭГЭ-свай 135
4.3.1. Оценочные расчеты радиуса полости, создаваемой в грунте восоковольтным разрядом в грунте . 136
4.3.2.Методика экспериментального определения энергии, выделяющейся в канале разряда 142
4.3.3.Исследование характеристик процесса разряда в модельном эксперименте 144
4.4.Внедрение полученных результатов в практику реконструкции 147
Выводы 152
Литература 154
Приложения : 174
- Анализ существующих методов расчета буроинъекционных свай
- Оценка напряжений в сваях усиления на основе элект ротензометрии
- Оценка изменения напряженно-деформированного состояния грунта под усиливаемым фундаментом
- Оценочные расчеты радиуса полости, создаваемой в грунте восоковольтным разрядом в грунте
Введение к работе
Актуальность работы. Реконструкция, техническое перевооруле-ние предприятий, надстройка суед-отвуижлх зданий и освоение подземного пространства городов приводят, как правило, к необходи-мости выполнения специальных работ по усилении ochoe.v-чин и фундаментов.
Использование буроинъекциониых технологий при устройстве свай усиления, в том числе в районах, сложенных слабыми грунтами, позволяет успешно решать вопросы, экономии и экологии в условиях реконструкции, снижать трудоемкость работ. Указанные технологии успешно использовались при реконструкции зданий центра Санкт-Петербурга, уникальных дреЕних строений Архангельска, Ноной Ладоги, Новгорода, Пскова - памятников истории искусства, культуры и строительной техники России. При этом использовались наиболее надежные и щадящие способы ведения работ.
Однако, применяемые в мировой и отечественной практике инъекционные способы еще мало изучены. Это сокращает объемы их дальнейшего широкого внедрения для целей реконструкции, особенно в слабых грунтах. Нет достаточно надежной теоретической базы для расчета столь сложной системы как здание, фундамент, . элементы усиления, грунты основания. Кроме того, не отработана методика, учитывающая совместную работу массива грунта о элементами усиления.
Работа выполнена в соответствии о целевой комллеконон программой ГКНТ (0Ц031, задание 04.02.02 с 11г) и тематическим планом .научных исследований, проводимых СПбГАСУ по региональной комплексной программе Петербурга "Центр" и "Нилищв 2000".
Цель работы. На.основе изучения особенностей, работы бурсннъ-.
-4і
екцпоннын сдай усиления в слабых грунтах разработать методику расчете таких свай, включая, ун методы численного моделирования и предложить технологии, обеспечивающие экономии средств, снижение материалоемкости и сроков 'ведения работ.
Дли достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
-
Выполнен обвор и осуществлено обобщение отечественного и зарубежного опыта устройства буроингекционных свай и методов. их расчета.
-
Разработаны методики, позволяющие моделировать численными методами систему фундамент - свая усиления - грунт основания с учетом совместной их работы, с прогнозом возможных деформаций.
-
Разработана и реализована методика натурных испытаний бу~ ршнъееднокних свай с использованием гекзаметрических датчиков, что дало вос'і.гоу.ность сопоставить данные расчета с эксперименталь- .. но полученными значениями.
-
Разработана технология изготовления свай усиления, позволяющая формировать их несущую- способность в процессе изготовления. Предложены способы контроля качества овай усиления повышен-ной несущей способности. .
В. Осуществлено внедрение предлагаемых разработок в практи
ку реконструкции. '
Н ау ч на а н о ;. и з и а проведенных иооледоваиші заключается в следующем:
'- и. .-длиланз методика натурных исследований работы'бурокяъ- -екционных овай в мзооїгае грунта, о использованием специрлано рвд-рзбота:шык арматурных .тентастержней;
- акешершентально и расчетным путем выявлены особенности _, работы вертикальных и наклонных свай усиления в пассиве слабого'/
грунта; получены эпюры изгибающих моментов в съ.ых':
предложены оптимальные угглы наклона буроииг^кционнык сааи к вертикали;
отработана и предложена методика контроля качества наготавливаема буроинъекцнонных свай о использованием ?.чЄктрогидрі.,а-лического эффекта (ЭГЭ-свзй), что подтверждено получением положительного решения на выдачу патента на способ устройства Оуроинъ-екционной сваи повышенной несущей, способности.
Практическая значимость проведенной работы состоит:
в доведении результатов исследований до возможного их применения в практике проектирования и производства работ по усилению фундаментов;
в публикациях материалов исследований в статьях различных конференции, включая международные;
во внедрении разработанных методик и технологических приемов' в практику усиления оснований и фундаментов буроннъекционнымн сваями, в том числе ЭГЭ-сваяки;
в обеспечении экономического, экологического и социального эффекта. .
Апробация работы. Основные положения исследований, обобщения По ним докладывались на: научно-технических конференциях СПбИСИ (ЛИСИ),'1900-1993 гг.J семинаре ЛегашдНИИлроекта "Современные методы производства гидроизоляционных и инъекционных работ на объектах городской вастройки".Санкт-Петербург, 1991; семинаре ДДНГО "ир05КтКр0ВЗКи5 и устройство фундаментов в условиях слабых грунтов". Санкт-Петербург, 1990; конференции Д^НТП "Фундаменты ре<з-таьраруемых и реконструируемых аданий и памятников архитектур!/'. Санкт-Петербург, 1991; II 1-й международной конференции по пробдч-
мам свайного ф/кдамектоотрсения, /Лшск, 19S2. На & а ід и т у выносятся '
результаты натурных 'исследований работы буроинъекционных свай в массиве грунта;.
результаты численного моделирования работы свай с различным углом наклона в системе "фундамент-свая-оонование";
. - технологические приемы па повышению несущей способности свай усиления с использованием электрогидравлпческого эффекта . ' (ЭГЭ);'
- метод контроля качества изготовления свай повышенной несу
щей способности (ЭГЗ-свай).
Публикации.і По материалам диссертации опубликовано пять работ. Получено положительное решение на выдачу патента Российской Федерации.
Внедрение результатов исследований. Научные результаты исследований и разработки автора по теме диссертации испольвованы АО "Георекон" при проектировании и выполнении работ по усилению ава-, . рийно-деформируемых эданий. Экономический аффект от внедрения составил 36 тысяч рублей в ценах.1984 г.
Структура и объем работы. Диссертация состоит иэ введения, 4 глав, основных выводов, списка испольвовзнной литературы иэ 199 наименовании и одиннадцати приложений. Общий сбъаи составляет 241. страницу машкчопионого текста, включая 63 рисунка, 26 таблиц.
Анализ существующих методов расчета буроинъекционных свай
Р.Д.Челлис /170/ рекомендует учитывать продольный изгиб свай, погруженных в разжиженные грунты, только при действии статической нагрузки, т.к. при действии кратковременных ударных нагрузок при забивке сваи, грунт не успевает перемещаться в поперечном направлении.
Интересные исследования по продольному изгибу металлических свай и их крупномасштабных моделей выполнены в Норвегии (1956 г.) Брандтзаегом и Харро /182/. Девяносто пять металлических свай из секций малоразмерного рельса (сечением bxh = 110x120 мм), соединяемых на сварке, были забиты до скалы через 25-метровый слой текучих глин. Кроме того, были забиты на ту же глубину четыре металлических стержня диаметром 30 мм и одна свая состоящая из секций трамвайного рельса. Двадцать три сваи подвергались испытанию осевой вдавливающей нагрузкой, без возможности горизонтального перемещения головы. Ступени нагрузки (100 кН - для сваи и 10 кН -для стержня) выдерживались по 10 минут. Сваи нагружались до 1200 кН, затем производилась разгрузка и повторное нагружение. Одна из 23-х свай потеряла устойчивость при нагрузке 120 кН. Выпучивание произошло в слое текучей глины на глубине 4-6 м ниже головы сваи. Металлические стержни потеряли устойчивость при нагрузках в интервале 90-160 кН. Свая из трамвайного рельса потеряла устойчивость при нагрузке 1500 кН.
Результаты испытаний сравнивались с теоретическими решениями Гренхольма /194/: где к - реакция упругой среды в кг/см2. Основные выводы авторов следующие: - тонкие стальные сваи теряют устойчивость в слабых грунтах; - нагрузки, вызывающие продольный изгиб свай, как правило, превышают расчетные; - неясно, является-ли ширина сваи решающим фактором при определении критической силы. В Англии экспериментально-теоретическими исследованиями продольного изгиба моделей свай занимались Гольдер и Скипп /193/. Моделями служили стальные круглые стержни диаметром 3 мм и длиной 30 см, имевшие конусовидные заострения юнцов. Стержни подвергались сжатию на прессе до потери устойчивости. При этом производились замеры деформации. Затем стержни забивались в специальный цилиндр, заполненный глиной, и вновь подвергались сжатию под прессом до потери ими устойчивости. После извлечения из цилиндра стержни и грунт подвергались исследованиям. При испытании без грунта стержни изгибались абсолютно упруго. При потере стержнями устойчивости в грунте, они имели значительные остаточные деформации. Авторами сделаны следующие выводы: - наиболее слабо сопротивляются продольному изгибу стержни с круглым сечением; - существующие теории отвечают работе системы с чисто упругим изгибом; - для определения величины "К" в формуле Гренхольма предлагается использовать данные лабораторных определений величины сцепления "С" для глинистых грунтов. В работе /180/ шведского исследователя Л.Бергфельта в результате обобщения большого числа испытаний моделей свай предложено использовать в качестве величины "К" в формуле Гренхольма характеристику, зависящую от величины сопротивления сдвигу окружающего сваю слабого грунта. Сдвиг происходит в дренированных или недренированных грунтах, в зависимости от условий загружения сваи. Броме /183/ считает, что величина "К" может быть принята равной 20Си при кратковременных испытаниях свай, где Си - сопротивление сдвигу недреннированного грунта. Величина "К" зависит от многих факторов, в том числе от числа циклов нагружения и времени приложения нагрузки. Так Ринкерт /198/ считает, что при длительном нагружении сваи, величина "к" может уменьшаться до 8Си. В Мельбурнском университете /199/ в 1968 году были выполнены специальные исследования устойчивости крупномасштабных моделей свай в натурных условиях. Десятиметровые металлические полые модели свай погружались в слабые иловые глины текучей консистенции. Сваи предварительно были оборудованы тензодатчиками по всей длине. Нагрузка передавалась через стальной канат, пропущенный внутри сваи от ее головы к пяте. Нагружение производилось осевой и эксцентричной вдавливающей, горизонтальной и моментальной нагрузками. Кроме того, одна свая испытывалась на длительное действие вдавливающей нагрузки. В результате экспериментов отмечено следующее: - изгиб всех свай происходил по нескольким волнам при незначительных нагрузках; - разрушение свай происходили от общей или местной потери устойчивости при нагрузках меньших предельных по материалу; - необходимо в дальнейшем учитывать возможность потери устойчивости свай в слабых грунтах. Чен С.Ф. и Ханна Т.Х. /186/ в 1978 году исследовали поведение крупномасштабных моделей длинных тонких свай, имевших начальное искривление ствола. Исследования показали, что дальнейшее искривление свай-стоек и висячих свай в результате нагружения происходит не по форме начального искривления. Причем более изогнутые модели разрушаются при меньших нагрузках в зоне максимальной кривизны. С разработкой в отечественном фундаментостроении конструкций свай малого диаметра и большой гибкости также возникла потребность з проверке расчетом возможности потери ими устойчивости в грунте от продольного изгиба. Такой расчет необходим в связи с усилившейся тенденцией строительства новых объектов на участках, сложенных большой толщей сильносжимаемых грунтов, подстилаемых плотными (часто скальными) грунтами. Требуются весьма длинные сваи-стойки (длиной до 40 м и более), устойчивость которых на продольный изгиб в окружающих слабых грунтах вызывает опасение.
Оценка напряжений в сваях усиления на основе элект ротензометрии
Результаты испытаний опытных буроинъекционкых тензометричес-ких свай на вертикальную нагрузку собраны в таблицы и представлены в виде графиков зависимости "нагрузка-осадка" (рис.4.п-6.п прил.1). Полученные графики в общем характерны для свайных фундаментов. По виду полученных кривых работу буроикъекциснных сзай можно условно разделить на стадию упругих деформаций (Б пределах 3-5 мм осадки), эта зависимость имеет линейный участок,и, на стадию нелинейных деформаций (в пределах 5-15 мм осадки), когда происходит искривление графика вызванное проскальзыванием верхней части сваи в грунте. Наконец, график имеет участок, соответствующий приращением осадок (осадки белее 15 мм), вызванных проскальзыванием свай в грунте по всей длине. Последний участок графика "нагрузка-осадка" (рис.б.п прил.1) несколько отличается от аналогичного для фундаментов из куста вертикальных сьай, объединенных высоким монолитным ростверком. Он имеет меньший угол наклона и на нем стабилизация достигается при меньших (примерно на 60 ) осадках. Это различие можно объяснить наклоном свай к вертика-ли (17), имеюшях несколько иной характер взаимодействия с грунтом по сравнению с вертикальными.
По показаниям тензедатчиков арматурных тепзостержней при испытании опытных буроинъекционных свай NN1,2 и 4 на вертикальную нагрузку (табл.1.п-2.п прил.2) и тарировочных графиков (рис.2.4.-2.5 ), были определены величины изгибающих моментов в контролируемых сечениях по длине сваи (табл.3.п-5.п прил.2). На рис.10.п -13.п(прил.2) изображены эпюры изгибающих моментов для вертикальной и наклонной свай на основе экспериментальных данных, полученных с помощью тензометрии. Вид деформации (растяжение-сжатие) устанавливался по знаку разности отсчетов показаний тензо-датчиков между нулевым значением прикладываемой к свае нагрузки и очередного шага нагружения. Как сказано выше (п.2.2), тензодатчики с одинаковыми номерами по длине арматурного стержня сваи образуют прямую линию. Поэтому для более наглядного представления. эпюры на рис.10.П-13.П (прил.2) построены по показаниям каждого номера тензодатчика в отдельности, причем, в начальный момент времени приложения на сваю ступени нагрузки (рис.10. п, 12. п прил.2) и при стабилизации осадки на этой ступени (конечный момент времени) . рис.11.п.13.п (прил.2). Из рис.10.п-13.п (прил.2) видно., что величины моментов в свае в одном сечении по показаниям диаметрально расположенных тензодатчиков значительно отличаются по величине. Причиной этого является то, что деформации свай при осадке, зафиксированные тензодатчиком, складываются из деформаций от изгиба и осевого сжатия ствола сваи. Там, где деформации, вызванные сжатием и изгибом сваи совпали по знаку, получалась большая величина показания тензодатчика и. соответственно, момента и наоборот, где они отличаются, произошло вычитание и уменьшение величины показания тензодатчика.
Так как деформации, вызванные сжимаемой силой, равномерны по всему поперечному сечению сваи /30,147/, то для получения эпюры изгибающих моментов, показания тензодатчиков, диаметрально расположенных в одном сечении, суммировались и делились пополам. По максимальным величинам полученных данных построены эпюры моментов на чистый изгиб ствола сваи (рис.2.8 -2.9).
В результате такой обработки данных тензометрии были построены эпюры изгибающих моментов, возникающих при осадке вертикальных и наклонных буроинъекционных свай, вызванной действием вертикальной нагрузки (рис.2.8 -2.9). Анализ полученных данных показал следующее: 1. Знакопеременные внутренние усилия возникают по всей длине вертикальных и наклонных буроинъекционных свай. В вертикальных сваях это можно объяснить наличием начального искривления арматурного каркаса ствола сваи в процессе ее изготовления. Влияние первоначального искривления арматурного каркаса на величину внутренних усилий уменьшается с наклоном сваи к вертикали. 2. Заметен излом эпюры моментов на границах между слоями грунтов с различными характеристиками. 3. Величина внутренних усилий изменяется по длине свай в процессе их нагружения статической вертикальной нагрузкой резко возростая в вертикальной свае на участках с более плотными слоями грунта, а в наклонной - на участках в толще слабого грунта. 4. Отмечено увеличение внутренних усилий в сваях в начальный момент времени приложения ступени нагрузки. Последующее перераспределение внутренних усилий по длине свай происходит в процессе стабилизации осадки сваи на данной ступени, либо при переходе на другую ступень нагрузки. 5. При осадках более 20 мм, в наклонных сваях-стойках, при наличии толщи слабых грунтов, могут возникнуть предельные по величине внутренние усилия. Учитывая специфику работы буроинъекционных свай усиления следует использовать жесткое сопряжение свай с усиливаемым фундаментом.
Оценка изменения напряженно-деформированного состояния грунта под усиливаемым фундаментом
Расчеты, выполненные традиционным методом (По Э.В.Костерину /95/) также показали зависимость величины внутренних усилий, возникающих в наклонной буроинъекционной свае усиления, в месте заделки ее в фундамент, от угла наклона сваи (см.прил.9).
Усиление ленточных фундаментов наклонными буроинъекционными сваями осуществляется с дневной поверхности земли, уровня пола первого этажа или подвала. При этом сваи проходят через тело фундамента, т.е. сваи оказываются жестко сопряженными с усиливаемыми фундаментами. В связи с этим в исследованиях принималось жесткое сопряжение свай с фундаментом.
При изменении угла наклона 15-ти метровых свай от 7 до 17 градусов в фундаментах усиливаемых в грунтах с модулем деформации 10 МПа (рис. 3.6-3.7; табл. 3.7 п.1-2), величина максимального момента возросла на 59%, а осадка, менее чем на 2%. С ростом модуля деформации от ЮМПа до 30 МПа (рис.3.6-3.7; табл.3.7 п.1-6) эти величины меняются до 54% и 1% соответственно. Аналогичная картина наблюдается при усилении фундаментов буроинъекционными сваями длиной 7,5 м (рис.14.п-15.п прил.З; табл.3.7 п.7-12),т.е. изменение длины свай незначительно сказывается на соотношение величины моментов и осадок, хотя их абсолютные значения возросли. Это объясняется, по мнению автора, меньшей несущей способностью фундамента, при усилении его более короткими сваями.
Уменьшение длины свай в два раза никак не сказывается на характере эпюры моментов, что объясняется малой изгибной жесткостью сваи (EJ = 402 кНм2). В связи с тем, что сваи используемые для усиления фундаментов имеют небольшую изгибную жесткость, то увеличение угла их наклона не дает положительного эффекта. В рассматриваемом варианте усиления фундамента буроинъекци-онными сваями диаметром 93-208 мм, с небольшой жесткостью на изгиб и центральным армированием, БО всех грунтовых условиях следует проектировать минимально возможный угол наклона свай, либо увеличивать жесткость свай путем создания уширений по ее длине, определенного диаметра, в заданных точках. Как видно из табл.3.7, значения изгибающих моментов в сваях могут достигать максимально допустимых величин (М = 48,3 кНм), что приведет к нарушению целостности сваи. Такие значения моментов возникают при осадке фундаментов S 20 мм. В связи с этим, при усилении фундаментов сваями с большим углом наклона, необходимо предусмотреть, чтобы осадки не превышали указанных выше величин. Таким образом, из вышесказанного следует, что для усиления фундаментов при невозможности использовать сваи с малым углом наклона (менее 10 градусов), можно применять сваи с большим углом наклона, в случае когда внутренние усилия не превышают прочности свай. Возникает вопрос формирования несущей способности буроинъек-ционных свай усиления в процессе их изготовления, для уменьшения осадок усиливаемых фундаментов и лучшего восприятия сваями изгибающих моментов. Этому вопросу посвящена глава 4 настоящей диссертации. Исследование напряженно-деформированного состояния ґрунтового основания под фундаментом, усиливаемым буроинъекционными сваями. является важной задачей. Это связано с тем. что от характера распределения напряжений зависят размеры и форма пластических областей. конфигурация возможных поверхностей скольжения и. в конечном счете, несущая способность усиленного фундамента. При исследовании влияния характеристик грунта на напряженно-деформированное состояние основания учитывались параметры усиленного фундамента, имеющие наиболее существенное значение. При расчетах менялся угол наклона сваи усиления и ее длина, т.е. параметры, которые легко изменить при производстве работ. Угол наклона принимался равным 7 и 17 градусов, а длина сваи 7.5 и 15 м. Каждый расчет выполнялся при трех значениях модуля деформации основания: 10; 20и 30 МПа, для выявления зависимости поведения усиленных фундаментов от жесткости основания. Для определения общего эффекта от усиления параплельно выполнялись расчеты тех же фундаментов без усиления для аналогичных грунтовых условий. Значения варьируемых параметров для каждого расчета приведены в табл.3.6, а характерные изобары вертикальных нормальных давлений на рис.3.8-3.12 и рис.16 п - 25 п прил.4). Анализ нормальных напряжений в различных расчетах показал следующее. При усилении фундамента сваей длиной 7.5 м и с углом наклона 7 градусов, видим, что по сравнению с вариантом фундамента без усиления, изолинии вытянулись в сторону сваи (рис.3.8 и 3.9). При этом наблюдается увеличение давлений на глубине в районе расположения сваи, т.е. часть нагрузки из зоны непосредственно под подошвой фундамента перераспределяется на глубину.
Оценочные расчеты радиуса полости, создаваемой в грунте восоковольтным разрядом в грунте
Приведенные в табл.12 п прил.6 данные, несмотря на их недостаточное число и неполноту сведений (в частности, не всегда известны параметры электро-импульсной установки (ЭИУ), не известны параметры растворов, что затрудняет анализ имеющихся данных), позволяют сделать определенные выводы.
Использование ЭГЭ-технологии повышает несущую способность буроинъекционных свай, как за счет увеличения их диаметра, так и за счет улучшения характеристик грунтов в околосвайной зоне. Наблюдаемое увеличение несущей способности составило: - для сваи, работающих на вдавливание, на15-150%; - для свай, работающих на выдергивание (анкерных), на 15-70%. При этом запасаемая в конденсаторах ЭИУ энергия изменялась от 8 кДж до 60 кДж. Полученные значения несущей способности и диаметра свай оказываются существенно разными для различных грунтовых условий. Увеличение диаметра свай составляло (Д1/Д0): - в песчаных грунтах до 450%; - в супесях до 250%; - в глинистых грунтах до 290%. Повышение несущей способности свай составляло (F1/F0): - в песчаных грунтах до 250%; - в глинистых грунтах до 170%. При этом наблюдался заметный разброс в величинах максимальных нагрузок при статических испытаниях изготовленных свай в идентичных условиях. Так, например, для серии опытных свай (п.З табл.12 п прил.6) относительное среднеквадратичное отклонение величин максимальной нагрузки составило б = 22%. Разброс в значениях максимальных диаметров свай, которые приведены в табл.12п прил.6, составил 16% . При этом не наблюдается корреляции между значениями максимальных диаметров и максимальных нагрузок: так, свая с максимальным диаметром 579 мм имела расчетную нагрузку 40 т, а свая с максимальны}/! диаметром 388 мм - 45 т. При этом последняя имела еще меньшую (на 30%) длину. Аналогичный разброс в величинах уширений свай имел место и при устройстве ЭГЭ-свай в других грунтовых условиях при использовании растворов различных по жесткости и водоцементному отношению.
Наблюдаемый разброс в значениях расчетных нагрузок вряд ли может быть связан с разбросом в величине разрядного тока ЗИУ, Во-первых, амплитуда тока используемых в экспериментах ЭИУ определялась практически ее собственными параметрами (в том числе параметрами соединительного кабельного тракта, длина которого составляет 10-30 м - по нашим данным (п.3.3) средне-квадратическое отклонение значений тока в серии из 40 импульсов составило 10%). Во-вторых , число импульсов разряда на каждом горизонте достаточно велико (30-40 импульсов), что позволяет считать среднее значение тока в серии импульсов на каждом горизонте постоянным.
Более вероятной причиной наблюдаемого разброса являются изменения в величинах энергии и давления, возникающего в канале пробоя, а также изменения в распределении давления по диаметру скважины.
Энергия , выделяющаяся в канале разряда, является величиной статистической с разбросом 50Z и более даже при неизменных внешних условиях: параметрах жидкости, в которой происходит разряд, зарядном напряжении накопителя и т.п. При изготовлении свай параметры раствора, в котором в данном случае происходит электрический разряд, могут изменяться из-за ряда факторов, в том числе из-за уплотнения раствора в зоне разряда (в рабочей зоне разрядника) и нарушения технологического режима подачи раствора. Это может приводить к дополнительному увеличению разброса в величине энергии, выделяющейся в канале. Изменение характеристик раствора, заполняющего скважину, может привести к резкому увеличению затухания амплитуды давления при удалении от канала разряда (см.п.3.1). Это может быть основной причиной изменения конфигурации свай и их несущей способности , т.к. процесс деформации стенок скважины имеет пороговый характер: при давлении на стенки скважины меньше некоторого значения деформация стенок скважины не происходит.
Дополнительной причиной, влияющей на эффективность технологического процесса, являются конструктивные особенности в изготовлении рабочего разрядника (можно предположить, что в описываемых экспериментах имело место изменение геометрии разрядного промежутка от импульса к импульсу).
Для практического использования технологии существенным фактором является зависимость конечных параметров, достигаемых в данном технологическом процессе, от числа импульсов разряда.
Анализ результатов исследований по использованию в/в разрядов для уплотнения бетонных смесей (табл.11 п прил.6) показывает, что увеличение числа импульсов свыше 30 при малой энергии в импульсе и свыше 10 при большей энергии в импульсе нецелесообразен.
Аналогичные результаты получены и для ЭГЭ-свай. Так, специально поставленные эксперименты (Б.А.Королевым) по изготовлению трех уширении свай на различных уровнях (на расстоянии 1 м одно от другого) при различном числе импульсов на одном уровне дали следующие результаты:
