Введение к работе
Актуальность темы. Наиболее эффективно применение свайных фундаментов в случаях, когда верхняя часть геологического разреза строительной площадки представлена малопрочными грунтами и необходимо передать нагрузку от сооружения на нижние более прочные слои. В случае песчаного нижнего слоя при проектировании особенно важно иметь метод расчета несущей способности свайных групп, учитывающий изменение характеристик околосвайного грунта, так как именно в песчаных грунтах учет их уплотнения за счет погружения свай забивкой позволяет существенно увеличить несущую способность сваи в группе. В настоящее время основным методом расчета групп свай, погружаемых забивкой, является метод, изложенный в СНиП 2.02.03-85 или в СП 50-102-2003, базирующийся на определении несущей способности одной сваи, но не учитывающий особенности расчета групи свай в двухслойных основаниях. Однако известно, что несущая способность сваи в группе может существенно отличаться от несущей способности одиночной сваи как в большую, так и в меньшую сторону. Это зависит от большого числа факторов, учет которых заставляет искать новые методы расчета груші свай, позволяющие проектировать фундаменты более экономично.
Цель и задача диссертационной работы. Целью диссертационной
работы является разработка метода расчета групп свай в двухслойном ос
новании с нижним прочным песчаным и верхним слабым слоем, учиты
вающего взаимовлияние свай и возрастающие характеристики песчаного
слоя за счет его уплотнения забивкой свай. На основе экспериментально-
теоретических исследований ставилась задача определить характер рас
пределения усилий по длине сваи в зависимости от параметров свайной
группы и свойств грунтов, также определить изменение физико-
механических характеристик песчаного грунта нижнего слоя в зависимо
сти от числа свай в группе и расстояния между ними.
Методы исследования. Для выполнения поставленных задач был использован комплексный подход к исследованию поведения одиночной сваи и свай в составе группы, включающий в себя следующие этапы:
-
Проведен анализ ранее разработанных методов расчета несущей способности одиночной сваи и групп свай.
-
Проанализированы данные об изменении плотности грунта вокруг свай после их погружения, и на их основе выведены закономерности перехода грунта вокруг забитых свай в более плотное состояние.
-
На основе численного моделирования МКЭ работы свай установлены основные закономерности изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) грунта вокруг одиночной сваи и группы свай с учетом двухслойного основания, изменения глубины погружения острия в несущий песчаный слой и различных параметров групп свай.
-
Составлена и решена система уравнений для выявления характера действующих усилий по длине сваи для однородного и двухслойного основания на основе формулы Миндлина о вертикальной силе, приложенной к точке внутри полупространства. При этом для двухслойного основания менялась глубина погружения острия в песчаный слой от 1 до 4 м и для сваи в группе также менялось расстояние между сваями.
-
Проведен анализ правильности разработанного метода на основе сравнения результатов расчетов с натурными испытаниями.
Научная новизна работы.
-
Исследовано влияние на распределение сил трения по длине сваи в однородном и двухслойном основании числа свай в группе, расстояния между ними и величины заглубления в нижний прочный слой.
-
Рассчитаны коэффициенты взаимовлияния свай в однородном и двухслойном основании в зависимости от расстояния между сваями и глубины заделки острия в песчаный слой.
-
Разработана методика определения значений граничных коэффициентов пористости песчаных грунтов, при которых после забивки свай изменяется степень их плотности.
-
На основании сравнения расчетов с натурными испытаниями подтверждена правомочность учета уплотнения песчаных грунтов при проектировании свайных фундаментов.
Практическое значение работы. Метод, разработанный в диссертации, позволяет определять несущую способность группы свай доступным в повседневной инженерной практике способом с использованием табличных данных.
Установленные значения коэффициентов пористости, при которых происходит переход песков в более плотное по сравнению с природным состояние, и коэффициентов взаимовлияния свай в двухслойном основании, позволяют более точно определять сопротивление грунта по боковой поверхности и под острием сваи, что повышает надежность расчетов свайных групп в двухслойном основании, и полнее использовать несущую способность свай.
На защиту выносятся:
- метод расчета свайных групп с учетом уплотнения песка в нижней
части двухслойного основания и применением коэффициентов взаимо
влияния свай, определенных в данной работе.
установленные закономерности изменения НДС ірунта вокруг одиночной сваи в зависимости от крупности и плотности песка, а также вокруг групп свай в однородном и двухслойном основании.
результаты теоретического исследования распределения сил трения по длине свай в зависимости от числа свай в группе и расстояния между ними, и сравнение этих результатов с решением для одиночной сваи.
результаты исследования влияния двухслойное основания, состоящего из слабого верхнего грунта и нижнего прочного песчаного слоя, на распределение усилий по длине свай в зависимости от числа свай в группе, расстояния между ними и величины погружения острия в песчаный слой.
рассчитанные значения коэффициентов взаимовлияния для свай в однородном и двухслойном основании.
<- методика определения граничных значений коэффициентов пористости грунта, при которых после забивки сваи можно считать песчаный грунт перешедшим в следующее по плотности состояние.
Публикации. Основные положения и результаты диссертационной
работы опубликованы в б печатных работах, которые приведены в конце
автореферата. : ;
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и девяти приложений и содержите о страниц, в том числе loS" страниц машинописного текста, С5" рисунков,3S таблиц, список
ттттт'огчо'тггчт т гж'У 1 1 А ххотж^ж^хл^патттжт!
J1U1VUU1 > L/ХЛІ. Жі-J ilV l.X.KA,Xld,r*.\st-A\Ji-*K±XA.XAxJ.
