Введение к работе
Актуальность темы. Проблема повышения несущей способности оснований набивных свай выдвигает необходимость разработки новых рациональных конструкций свай, объективных методов расчёта и эффективных способов улучшения качества оснований. Отечественный и мировой опыт показывает, что наибольшей несущей способностью обладают основания набивных свай в грунтовытесненных скважинах- Однако массовое применение таких свай сдерживается отсуствием технических средств, способных преодолевать сопротивления грунтов при их вытеснении из объёма скважин и уширений, а также формировать их состояние на более высоком качественном уровне.
В настоящее время изготовлены конструкции набивных свай во взрывофугасных скважинах, несущая способность которых в 1,6... 1,8 раза выше несущей способности равноразмерных буровых свай в одинаковых грунтовых условиях. При этом отсутствие исследований работы оснований набивных свай во взрывофугасных скважинах, надёжных методов расчёта их несущей способности и деформации, а также объективных методов проектирования установок взрывофугасно-го вытеснения грунтов служит препятствием к широкомураспространению полученного опыта в строительном производстве. В связи с этим разработка темы диссертации представляется актуальной задачей.
Целью диссертационной работы является исследование повышения несущей способности оснований набизных свай взрывофугасным вытеснением .грунтов, разработка методики расчёта оснований набивных свай и методики проектирования конструктивно-технологического решения взрывофугасного вытеснения грунтов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изготовление конструкций свай в буровых и взрывофугасных скважинах;
определение несущей способности свай во взрывофугасных скважинах и сравнение её с несущей способностью буровых свай по данным натурных статических испытаний;
обследование зон принудительно изменённого взрывофугасным вытеснением состояния грунтов;
разработка методики расчёта несущей способности и осадки свай в буровых и взрывофугасных скважинах на действие осевых вда-
влипающих- нагрузок;
разработка способа и установки взрывофугасного вытеснения грунтов, её изготовление и испытание на проходке взрывофугасных скважин;
разработка методики проектирования конструктивно-технологического решения взрывофугасного вытеснения грунтов;
оценка эффективности повышения несущей способности оснований набивных свай взрывофугасным вытеснением грунтов.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые проведены комплексные экспериментально-теоретические исследования работы оснований набивных свай во взрывофугасных скважинах на действие осевой вдавливающей нагрузки, а также взрывофугасного вытеснения грунтов, которые позволили:
определить показатель повышения несущей способности оснований свай во взрывофугасных скважинах по сравнению с равноразмерны-ми буровыми сваями;
установить размеры зон принудительно изменённого взрывофугасным вытеснением состояния грунтов и характер изменения их физико-механических характеристик;
разработать методику расчёта несущей способности и деформации оснований свай в буровых и взрывофугасных скважинах;
разработать методику проектирования установки взрывофугасного вытеснения грунтов.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
получена возможность повышения несущей способности свай по грунту;
разработана методика расчёта несущей способности и деформации оснований набивных свай в буровых и взрывофугасных скважинах при действии на них осевых вдавливающих нагрузок, которая более объективно учитывает действительную работу оснований данных свай;
т разработана методика проектирования установки взрывофугасного вытеснения грунтов, которая будет содействовать дальнейшему поиску и совершенствованию в области взрывофугасного вытеснения грунтов, а также его применению и распространению в строительстве.
Результаты исследований использованы при проектировании взрывофугасной грунтовытесняющей установки УВГ-4І0/3200, включённой в Координационный план общеминистерской тематики развития науки и техники на 1984-1990 годы Минстроя и Минсевзапстроя СССР.
Экономический эффект. Рационачьной областью применения взры-вофугасного вытеснения грунтов могут служить глинистые грунты от твёрдой до мягкопластичной консистенции. При устройстве набивных свай во взрывофугасных скважинах расчётный годоеой экономический эффект составляет 82,2 тыс. руб. (в ценах 1984 г.) по сравнению с устройством свай в буровых скважинах.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Белорусского политехнического института (Минск, 1979, 1980, 1981), Саратовского политехнического института (1985), Пятой Всесоюзной научно-технической конференции по динамике оснований, фундаментов и подземных сооружений (Ташкент, 1980), научно-практических конференциях "Геотехника Поволжья - I" (Саратов, 1981) и "Геотехника Поволжья - 3" (Казань, 1986), Межреспубликанской научно-технической конференции "Геотехника - 5" Белорусской, Латвийской, Литовской и Эстонской ССР (Минск, 1982), научно-техническом совещании КТО Стройиндустрии (Саратов, І9Є5), заседаниях секций Научно-технических советов Минсевзапстроя СССР (Москва, І988І, БНИИОСПа им. Н.М.Герсеванова (Москва, 1990) , Второй Всесоюзной конференции по проблемам свайного фундаментостроения в СССР (Одесса, 1990).
Публикации. По результатам рабсш опубликована 21 статья и получено четыре авторских свидетельства СССР на изобретения.
На защиту выносятся;
результаты комплексных экспериментально-теоретически исследований несущей способности оснований набивных свай в буровых и взрывофугасных скважинах и состояния изменённых взрывофугасным вытеснением грунтов околосвайных зон;
методика расчёта несущей способности и деформации оснований свай, разработанная на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований; '
методика расчёта конструктивно-технологического решения взрывофугасного вытеснения грунтов, разработанная на базе теоретически и экспериментально полученных данных;
основные выводы и рекомендации, сделанные на основании теоретических" и экспериментальных исследований.
Структура и объём работы. Диссертация включает введение, пять глав, общие выводы, библиографию и приложения. Работа содержит 269 страниц, 55 рисунков, 39 таблиц, 251 формулу, список ли-
тературы из 177 наименований, в том числе, четыре иностранных. Диссертация выполнена на кафедре "Основания, фундаменты и инженерная геология" Белорусской государственной политехнической академии.