автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Взаимодействие односвайных фундаментов с забивным промежуточным элементом с окружающим грунтом

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Гандельсман Игорь Анатольевич

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОДНОСВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ С ЗАБИВНЫМ ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ С ОКРУЖАЮЩИМ ГРУНТОМ.

Специальность 05.23.02 - Основания и фундаменты

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь, 1995

Работа выполнена в Пер!,¡асом Государственном Техническом Университете.

Научный руководитель- член-корреспондент РАН, заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор А.А.Бартоломей.

Оффициальные оппоненты- доктор технических наук, профессор

Гончаров Б.В.

кандидат технических наук, доцент Омельчак И.М.

Ведущая организация- Владимирпромстройпроект

Защита состоится " 2Л " МАУГ^ 1995 года в Ю часов на заседании диссертационного Совета К 063.66.02 в Пермском Государственном Техническом Университете. Адрес: 614600, ГСП-45, г.Пермь, Комсомольский проспект, 29а, ауд.423.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "II" ФЕЬРААЯ 1995 Г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат технических наук

Б.П.Свешников

Общая характеристика работы.

Актуальность теш. Сооружение объектов промышленного и гражданского строительства связано с большими капиталовложениями, значительная часть которых идет на устройство фундаментов. В общем объеме строительства на фундаменты приходится до 15% стоимости, до 20£ трудозатрат, до 242 расхода бетона, до 107. расхода стали. В связи с этим встает вопрос о снижении себестоимости строительных работ при устройстве фундаментов.

К решениям, позволяющим снизить материально-технические затраты, относятся составные односвайные фундаменты, где подземная часть представляет собой забивную сваю с забивным промежуточным элементом, который выполняет функции ростверка и стыка между сваей и колонной. Забивной промежуточный элемент увеличивает несущую способность сваи, включение его в работу позволяет передать через него часть общей нагрузки на фундамент. Забивка промежуточного элемента сокращает на 90 7. объем земляных работ, исключает опалубочные работы. Сметная стоимость возведения фундаментов снижается в 1,5- 2 раза, трудозатраты- в 2- 2,5 раза. Данный вид фундамента позволяет вести работы при высоком уровне грунтовых вод без водоотлива и дает возможность, в отличии от неразрезной сваи-колонны, его применения в сложных грунтовых условиях, когда неизбежна срубка "голов" свай.

Для более широкого внедрению данного типа фундаментов необ-хомо изучить особенности совместной работы системы "основание-фундамент" в зависимости от ряда факторов: напластования, вида и свойств грунтов основания, конструкции элементов, технологии производства работ.

Целью диссертации является совершенствование метода расчета несущей способности и осадок односвайных фундаментов с забивным промежуточным элементом с учетом грунтовых условий, конструктивных особенностей фундаментов и технологических схем их устройства на основании комплексных экспериментально-теоретических исследований.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1.экспериментально исследовать взаимодействие односвайных фундаментов с окружающим грунтом:

а) определить несущую способность односвайных фундаментов и их составных частей,

б)изучить роль промежуточного элемента в несущей способности фундамента,

в)иэучить влияние технологической схемы производства работ и конструктивных особенностей фундамента на его несущую способность,

г)исследовать работу боковой поверхности фундамента, острия сваи и подошвы промежуточного элемента,

д)изучить распределение напряжений и деформаций в активной зоне грунта основания,

е)исследовать изменение физико-механических свойств грунтов активной зоны основания,

2.проанализировать напряженно-деформированное состояние активной зоны грунта основания односвайных фундаментов методом конечных элементов,

3.разработать инженерный метод расчета несущей способности односвайных фундаментов.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что на основании проведенных комплексных экспериментально-теоретических исследований:

- экспериментально установлена зависимость "нагрузка-осадка" для односвайных фундаментов в различных грунтовых условиях с учетом их конструктивных особенностей и технологических схем устройства фундаментов, зависимость распределения нагрузок между боковой поверхностью, острием сваи и подошвой промежуточного элемента, изменение физико-механических характеристик грунтов активной зоны основания,

- разработан метод расчета осадок и несущей способности односвайных фундаментов.

Практическое значение работы состоит в том, что предложенная методика расчета односвайных фундаментов позволяет принимать обоснованные размеры фундаментов с учетом грунтовых условий, технологии производства работ.

Внедрение результатов работы.Результаты исследований использованы при разработке проекта фундаментов хлебозавода N 2 в г.Киржаче Владимирской обл. Экономический эффект разработки составил 134,556 тыс.руб.( в ценах 1984 г.).

Аппробация работы. Основные результаты диссертационной рабо-

ты докладывались на III Международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения ( Минск, 1992 г.), IV Международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения ( Саратов, 1994 г.), семинаре кафедры ОФиМ ПГТУ ( Пермь, 1995 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 печатные работы.

Вопросы, выносимые на зашиту :

- результаты комплексных экспериментально-теоретических исследований взаимодействия односвайных фундаментов с грунтами основания,

- метод расчета осадок и несущей способности односвайных фундаментов,

- основные выводы и рекомендации по применению односвайных фундаментов.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, 3 приложений. Общий объем 254 страницы машинописного текста, в том числе 108 рисунков, 21 таблица, библиографический список из 194 наименования, в том числе 12 на иностранном языке.

Автор ныралаэт глубокуи благодарность научному руководители члзиу-корреспондаиту РАН, заслуженному деятели науки и техккин Р®, доктору технических наук, профессору Бартоломеи A.A. за постоянное внюшжэ и содействие прм вгаолиешга работа, кандидату технических наук, доценту Бартолоие» Л. А. за пошиць яри реализации численного метода рачата.

Основное содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели исследования, перечислены задачи, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ состояния.вопроса и сформулированы задачи исследований.

В исследовании работы свайных фундаментов с окружающим грунтом наибольший вклад внесли работы ученых: Ю.М.Абелева, З.В.Бабичева, А.А.Бартоломея, В.В.Бахолдина, В.Г.Березанцева, А.В.Бобылева, Н.М.Герсеванова, В.Н.Голубкова, Б.В.Гончарова, В.Ф.Горюно-ва, А.Л.Готмана, М.С.Грутмана, Б.И.Далматова, В.К.Дмоховского, Н.М.Дорошкевич, Ф.К.Лапиииа, Г.В.Миткиной, Г.Ф.Новожилова, Е.М. Перлея, Ю.Н.ПлатоноЕа, Н.П.Пузыревского, Ю.Г.Трофименкова, В.И. Федорова, А.В.Фадеева, И.Ш.Фаэуллина, И.В.Циприановича, Н.А.Цыто-

вича, О.Я.Шехтер и др.

Одной из прогрессивных конструкций являются односвайные фундаменты с забивным промежуточным элементом. Они дают возможность включить в работу фундамента промежуточный элемент, выполняющий функции ростверка и стыка между сваей и колонной, увеличить несущую способность фундамента, снизить стоимость и материалоемкость фундамента.

З.В.Бабичев, Б.С.Балеевских, Г.И.Балявин, Т.Н.Барчукова, Ю.В.Власов, Х.Д.Гилинский, В.Н.Голубков, А.Л.Готман, М.С.Грут-ман, О.Л.Денисов, Я.Ш.Зиязов, М.З.Каранаев, В.Е.Коваль, Г.С.Колесник, А.И.Лакизо, Г.В.Миткина, Н.В.Ногтев, Б.С.Одинг, Ю.Н.Платонов, Г.Н.Симонов, М.Б.Тарасов, Ю.Ф.Тугаенко, И.Ш.Фазуллин, В.Д.Файерштейн, Р.С.Фаттахов, А.В.Филатов, В.Б.Шахирев, Ю.М.Ше-менков, Л.Г.Шишкин и др. проведи экспериментальные исследования односвайных фундаментов различных видов в разных грунтовых условиях. Анализ экспериментальных исследований показал, что ряд вопросов, связанных с влиянием конструктивных особенностей фундаментов и технологии производства работ на напряженно-деформированное состояние активной зоны грунтов основания и несущую способность таких фундаментов остаются малоизученными.

Аналитические и численные решения упругопластических задач методом конечных элементов при использовании нелинейных соотношений между напряжениями и деформациями прозволяют исследовать напряженно-деформированное состояние оснований фундаментов при любых нагружениях. Вопросами упругопластического деформирования грунта в своих работах занимались: В.Ф.Александрович, А.К.Бугров, И.П.Бойко, А.Л.Гольдин, Б.И.Дидух, Ю.К.Зарецкий, А.А.Зархи, В.А.Иоселевич, А.Л.Крыжановский, Г.М.Ломизе, М.В.Малышев, Ю.Н.Му-рзенко, В.Н.Николаевский, В.В.Орехов, Д.Д.Сапегин, А.С.Снарский, А.С.Строганов, В.И.Соломин, А.В.Пилягин, А.Б.Фадеев, В.Г.Федоровский, В.Н.Широков и др.

Использование численного решения смешанной задачи теории упругости и теории пластичности позволяет учесть такие факторы, как удельный вес грунта, угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта, относительное заглубление фундамента. Это обуславливает эффективность применения численного метода при решении поставленной задачи.

На основании анализа литературных источников сформулированы задачи диссертационной работы.

Во второй главе приведены результаты и анализ проведенных модельных испытаний фундаментов. Масштаб моделирования- 1:10 и 1:20. Модели изготавливались механическим способом из древесины твердых пород.

Испытания проводились четырьмя сериями в различных грунтовых условиях. Первая- в большом лотке на кафедре "Основания, фундаменты и мосты" Пермского ГТУ. Грунтом основания служил песок средней крупности. Вторая- в малом лотке в лабораторных условиях. Грунт основания- специально приготовленная глинистая паста с заданными физико-механическими характеристиками. Третья- на экспериментальной площадке в п.Осенцы Пермской обл. в водонасыщен-ных мягкопластичных глинах. Четвертая- на площадке в п.Юрьевец Владимирской обл. в тугопластичных суглинках. Нагружение производилось по методике ГОСТ 5686-78*.

При определении напряжений в массиве грунта применен метод тензометрии с использованием мессдоз общего давления конструкции Д.С.Баранова, гарантирующий достаточную точность результатов и отвечающий задачам исследований.

Для определения послойных деформаций грунта активной зоны основания односвайньк фундаментов использовались глубинные марки конструкции А.А.Бартоломея и В.А.Лаврентьева.

Были рассмотрены односвайные фундаменты различных типоразмеров в соответствии с тремя технологическими схемами производства работ:

- схема 1- погружение промежуточного элемента с выштамповкой полости внутри него- погружение свал в полость промежуточного элемента- омоноличивание полости,

- схема II- погружение сваи- погружение промежуточного элемента на сваю с выатамповкой полости внутри него- омоноличивание полости,

- схема III- погружение сваи- погружение промежуточного элемента на сваю- их совместная добивка и омоноличивание полости.

На основании проведенных исследований взаимодействия однос-вайных фундаментов с забивным промежуточным элементом с окружающим грунтом установлено:

- несущая способность односвайного фундамента выше несущей способности одиночной сваи в 1,5- 2,5 раза в песчаных грунтах, в 1,9- 2,9 раза в тугопластичных суглинках, в 3,0- 4,2 раза в мягкопластичных глинах. Промежуточный элемент воспринимает 32- 60%

от нагрузки на фундамент в песчаных грунтах и тугопластичных суглинках, и 45- 65%- в мягкопластичных глинах.

- несущая способность односвайных фундаментов, выполненных по технологической схеме III, выше на 5- 15%, чем выполненных по схеме II, и на 20- 40%, чем выполненных по схеме I,

- несущая способность фундаментов с круглой подошвой промежуточного элемента при равном размере его среднего сечения на 7- 17%, чем у фундаментов с квадратной подошвой,

- удельная несущая способность односвайного фундамента в 1,11,5 раза выше, чем фундамента, состоящего из четырех свай ( шаг свай- 3 размера поперечного сечения ) и монолитного ростверка,

- эпюры распределения касательных напряжений по боковой поверхности свайной части односвайных фундаментов изменяются с глубиной по кривой второго порядка в песках средней плотности и тугопластичных суглинках, линейно возрастают- в рыхлых песках, равномерно распределены- в мягкопластичных глинах, эпюры распределения касательных напряжений по боковой поверхности промежуточного элемента имеют вид кривой второго порядка, приведены на рис.1.

- касательные напряжения достигают своего максимального значения при обшда осадках фундамента, равных 0,08- 0,3 от предельно допустимой осадки в зависимости от грунтовых условий,

- максимальные напряжения в грунте возникают в плоскости подошвы промежуточного элемента и острия сваи, и возрастают пропорционально нагрузке на фундаменты,

- зона деформации односвайных фундаментов имеет вид эллипса с максимумом на глубине 1,15- 1,430 от обреза фундамента, где его ширина составляет 1,9Б- в мягкопластичных глинах, 2,30- в рыхлых песках, 2,40- в песках средней плотности, 2,60- в тугопластичных суглинках, где Б- размер сечения промежуточного элемента, ширина зоны деформации в плоскости острия сваи составляет соответственно для этих грунтов- 5,0(3; 6,0с1; 6,5с1 и 7,0с1, где с1- размер поперечного сечения сваи, глубина зоны деформации под острием сваи составляет соответственно 3,0; 4,3; 3,8 размера поперечного сечения сваи, зона деформации грунта у фундаментов с круглой подошвой промежуточного элемента в вертикальном и горизонтальном направлении меньше, чем при квадратной подошве, наклон боковых граней увеличивает деформации грунта в горизонтальном напрвлении.

Трсж»я глава посвящена комплексным экспериментальным исследованиям взаимодействия односвайных фундаментов с окружающим

- э -

а)

б)

«С- 1. бкПа.

ЕЕп?

,5_

_8,6. .8,8. 1.

_9, 2.

5

В)

.1» 2кПа _4.8

_6,0.

5-7. -6.0.

_6, 2.

Г)

_2кПа.

6. 4_2*. б_ \7.9_ | э. 4_

_8, Б. _8. 4. _8, 3.

_8. 0.

_0, вк'.л_

-4, 2_ _4, 3_ -4, 3_

_4, 3_

Рис.1. Распределение касательных напряжений по боковой поверхности односвайных фундаментов в: а)песках средней плотности, б)песках рыхлых, в)суглинках тугопластичных, г)глинах мягкопластичных.

навруаса. еЯ § § §

Рис.2. Результаты исследования осадок и несущей способности односвайного фундамента и сваи.

грунтом в полевых условиях.

Натурные эксперименты состояли из двух совместных этапов:

- динамические испытания свай и промежуточных элементов,

- статические испытания односвайных фундаментов.

Грунтом основания служили мягкопластичные суглинки. Односвай-ные фундаменты состояли из кольца 1,2 м, высотой 1,5 м, толщина стенки 0,1 м, изготовленного методом центрифугирования в опалубке для безнапорных труб, и сваи С6-40.

Забивка свай производилась копром СП- 49с с дизель-молотом С 330 ( масса ударной части 25 кН ), погружение промежуточных элементов- копром СП- БОс с дизель-молотом С 1047 ( масса ударной части 25 кН ) с использованием специального пуансона.

Интенсивность погружения единицы объема сваи в 1,5-3 раза выше, чем промежуточного элемента. Отказ в начале забивки промежуточного элемента составлял 20 мм, в конце- 3,3- 3,5 мм. Перемещение промежуточного элемента от одиного удара в 2- 6 раз меньше, чем сваи.

На рис.2 приведены графики статических испытаний вдавливающей нагрузкой односвайных фундаментов. Результаты экспериментальных испытаний показывают, что осадки односвайных фундаментов возрастают аналогично осадкам одиночной сваи, что иногда позволяет выделить предельную нагрузку.

Несущая способность односвайных фундаментов в 2,5- 3 раза выше несущей способности одиночной сваи, выполненной по технологической схеме II ( забивка сваи- забивка промежуточного элемента ), и в 2- 2,3 раза, для фундаментов выполненных по технологической схеме I ( забивка промежуточного элемента- забивка сваи).

Доля промежуточного элемента в несущей способности односвай-ного фундамента составляла 40- 55%.

Напряжения по подошве промежуточного элемента достигают максимального значения при осадках 1,5- 2 см и в дальнейшем остаются постоянными.

Зона деформации имеет вид эллипса с шириной в плоскости подошвы промежуточного элемента- 1,9 0 ( Б- размер подошвы промежуточного элемента ), в плоскости острия сваи- 5,1<1 ( размер сечения сваи ). Глубина зоны деформации под острием сваи составляет 4(3, под подошвой промежуточного элемента- 1,1 Б.

По результатам статического зондирования и откопки односвайных фундаментов выявлено, что в уплотненной зоне происходит улу-

чтение физико-механических характеристик грунта: под острием сваи и наружной гранью промежуточного элемента удельный вес возрастает на 16- 20Х, удельное сцепление- в 1,8- 1,9 раза, модуль деформации- в 2,5- 3 раза.

В четвертой главе рассмотрен аналитический метод расчета деформаций основания односвайных фундаментов на основе ресения пространственной задачи деформации грунта. Основные положения разработанного метода:

- грунт считается линейно-деформируемым телом,

- нагрузка на грунт передается по боковой поверхности и в плоскости подошвы промежуточного элемента и сваи,

- граница активной зоны находится на глубине, где напряжения от свайного фундамента не вызывают деформации грунта.

Для решения задачи использована формула Р.Миндлина для вертикальной компоненты перемещения при загрузке основания вертикальной стой Р, приложенной на глубине Ь:

Р 3-4у 8Х(1-У2) - (3-<Ы (г-М2

и- - *[ -+ ---+ -- +

1бхяхвх(1-у) И} Я2

(3-4у)Х(2+Ь)2 - 6>Фх2х(г+Ь)2

+ ---], (1)

К23 КГ

Для опредения осадки фундамента необходимо выражение (1) с учетом характера передачи нагрузки и постоянной интегрирования в формуле Р.Миндлина проинтегрировать по поверхности фундамента. В общем виде осадка односвайного фундамента:

Э (2)- ^ Р(Х,У,М X 11(Х,У,

где £2- площадь поверхности фундамента,

Р(х,у,Ь)- напряжения, возникающие в точке с координатами (х,у,11) на поверхности от внешней нагрузки на фундамент,

с1ш- элемент площади: в плоскости острия (подошвы) с!х(1у,

по боковой поверхности сЗ<«»— (Зх<И1 или д<а- dydh. Э - Бс + Эп,

где Бс- осадка фундамента от нагрузки, передаваемой через боковую поверхность и острие сваи,

нагрузка. кН

Рис.4. Сравнение экспериментальных и расчетных данных опре-деле осадок односвайного фундамента.

Зп- осадка фундамента от нагрузки, передаваемой через боковую

поверхность и подошву промежуточного элемента, После интегрирования получаем:

Рс

Зс--х{ Са1сх^ас(г) + В1с*М1с(2)3 -

16хпхОк(1-ч)х1

- [а1с^1с(20) + + В1сх^1с(20)3 >, Рп

х{ CainxWin (z) + BinxWin(z)] -

16xjrxGx(l-v)xL - CainxWin(Zo) +■ BinxWin

где Wi и Wi- компоненты перемещения, вызванные силачи трения по боковой поверхности и силами в плоскости острия сваи (подоявы промежуточного элемента).

Выполняемые расчеты достаточно трудоемки. Для практического применения предлагается использовать формулу:

Рс Рп s - sc + sn - -хбос + -хбоп .

Exl ExL

где Рс- нагрузка на сваю в составе фундамента, Рп- нагрузка на промежуточный элемент, Е- модуль деформации грунта, 1- длина односвайного фундамента, L- высота промежуточного элемента,

бос и 5оп- табулированные безразмерные компоненты перемещений, зависящие от коэффициента бокового расширения грунта, приведенной ширины свайного фундамента, приведенной глубины активной зоны. Предлагаемое решение дает достаточно точные расчетные значения в пределах линейной зависимости ( до осадок 3 см ) графика "нагрузка-осадка". При переходе грунта основания в упругопласти-ческое состояние аналитический метод дает заниженные значения осадок.

Для анализа работы фундаментов в упруго-пластической стадии использован метод конечных элементов,реализованный с помощью программы "PLAST". В качестве модели грунтового основания использована модель идеально упругопласгического тела с критерием прочно-

сти Мора-Кулона.

Анализ напряженно-деформированного состояния активной зоны грунта основания односвайных фундаментов производился следующим образом:

1.по данным полевых испытаний определялись зоны уплотнения грунтов основания, определялись прочностные и деформационные характеристики г, Е, с, ф, v; измерялись напряжения и послойные деформации грунтов;

2.составлялась конечноэлементная схема с учетом изменения физико-механических характеристик грунтов основания фундаментов;

3.выполнялся анализ НДС и расчет осадок односвайных фундаен-тов МКЭ с учетом изменившихся физико-механических характеристик грунтов основания фундаментов;

4.производилось сравнение расчетных и экспериментальных данных.

Расчетная область разделялась на 5 однородных фрагментов с различными физико-механическими характеристиками с помощью четырехугольных изопараметрических элементов семейства "Serendipity". Общее количество элементов- 72, количество узлов- 251. Размеры области принимались таким образом, чтобы границы не влияли на НДС основания фундаментов: мощность сжимаемой толщи 13 м, ширина массива- 6 м. Граничные условия: по вертикальным граням области перемещения по оси г отсутствуют, по нижней грани- по оси г отсутствуют, верхние грани- свободные.

По результатам расчета получены вертикальные и горизонтальные напряжения и перемещения, зоны развития пластических деформаций в зависимости от роста нагрузки на фундамент.

В пятой главе рассмотрен опыт строительства и приведены рекомендации по проектированию и применению односвайных фундаментов.

Для определения несущей способности односвайного фундамента на стадии проектирования предложена двухкомпонентная формула с использованием табличных значений расчетных сопротивлений по подошве промежуточного элемента и острию свай, боковой поверхности фундаментов:

Fd ~ icx(TcrxRCxAc + rcp^'i/vSjTcfxficxli) + TcXict*

Х[УСГХРПХ(АП - AC) +.21hix(Unxfin 4 UnXipXEiXkX£,r)]

1500

2000

2000

500

500

бг,кПа

162 59 2 X. wmef. 154 60 io i Mira

|500 |500 |500 j1500|500 |500 |500 |500 |

Рис.5 Сравнение распределения вертикальных и горизонтальных напряжений в активной зоне односвайного фундамента по расчету МКЗ с экспериментальными данным.

где Гер- коэффициент условий работы сваи в составе фундамента, учитывающий технологию производства работ, ТсЬ" коэффициент условий работы фундамента, учитывающий технологию производства работ. Односвайные фундаменты с забивным промежуточным элементом рекомендуется применять в песках средней плотности рыхлых; мелких средней плотности и рыхлых; пьшеватых средней плотности; пы-левато-глинистых грунтах с консистенцией от 0,4. Не рекомен-дутся применять данный тип фундаментов в грунтах с включениями торфа. В строительный период в зимнее время не допускается промерзания грунтов основания.

Забивные промежуточные элементы изготавливаются из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие не ниже В25, методом вибропрессования или центрифугирования в опалубке для безнапорных труб.

Рекомендуемые, на основании экспериментальных исследований, размеры промежуточного элемента: ширина- 0,9- 1,2 м, высота- 1,32,0 м. Оптимальная высота промежуточного элемента равна расчетной глубине сезонного промерзания.

Односвайные фундаменты могут применяться в каркасных, крупнопанельных, кирпичных зданиях и сооружениях сельскохозяйственного и промышленного назначения с вертикальной нагрузкой на фундаменты до 2000 кН.

Рекомендуемое оборудование: СП- 50с с дизель-молотом С-1047 ( масса ударной части 25 кН ).

Режим работы дизель-молота регулируется высотой сбрасывания его ударной части. Забивка фундамента производится в три стадии: 1.начальная- с умеренным режимом работы молота, 2-.основная- с нормальным режимом, 3.конечная- с пониженным. При производстве работ необходимо регулярно следить за целостностью прокладок в пуансоне для забивки промежуточного элемента и наголовнике для забивки свай, и своевременно заменять.

Допустимые отклонения при забивке односвайных фундаментов: 1. смещение центров торцевого сечения сгаи от разбивочных осей- не более 0,15 поперечного размера сваи,

2.отклонение оси сваи от вертикали- не более 1,5%, 3.отклонение торцевого сечения сваи- не более 30°. При производстве работ в зимнее время погружение промежуточ-

ного элемента необходимо осуществлять после бурения лидерной скважины.

Основные выводы по работе.

1.На основании проведенных комплексных экспериментально-теоретических исследований взаимодействия односвайных фундаментов с забивным промежуточным элементом с окружающим грунтом установлено:

- несущая способность односвайного фундамента Еыше несущей способности одиночной сваи в 1,5- 4,2 раза в зависимости от грунтовых условий, технологической схемы производства работ, промежуточный элемент воспринимает 32- 65% от нагрузки на фундамент,

- характер изменения по глубине эпюр распределения касательных напряжений по боковой поверхности свайной части односвайных фундаментов аналогичен одиночным сваям, эпюры распределения касательных напряжений по боковой поверхности промежуточного элемента имеет вид кривой второго порядка,

- зона деформации односвайных фундаментов имеет вид эллипса с максимумом в плоскости подошвы промежуточного элемента, где его ширина составляет 1,9- 2,6 размера сечения промежуточного элемента, ширина зоны деформации в плоскости острия сваи составляет 5,0- 7,0 размера поперечного сечения сваи, глубина зоны деформации под острием сваи составляет 3,0- 4,3 размера поперечного сечения сваи.

- при забивке и нагружении односвайных фундаментов возникает уплотненная зона, в которой происходит улучшение физико-механических характеристик грунта основания ( под острием сваи и наружной гранью промежуточного элемента удельный вес возрастает на 16- 20%, удельное сцепление- в 1,8- 1,9 раза, модуль деформации-в 2,5- 3 раза).

2. Разработан аналитический метод расчета осадок ( для предварительных расчетов ),учитывающий грунтовые условия, глубину приложения нагрузки, размеры фундамента, для практических расчетов составлены таблицы.

3. При осадках, близких к предельно допустимым значениям, рекомендуется применять упруго-пластическое решение МКЭ, позволяющее учитывать напластование грунтов, формирование зон уплотнения и зон пластических деформаций с учетом роста нагрузки на

фундамент.

4. Разработан инженерный метод определения несущей способности односвайных фундаментов на основе двухкомпонентной схемы работы фундамента с использованием табличных значений сопротивления грунта под подошвой промежуточного элемента и острием сваи, по боковой поверхности фундамента.

5. Результаты экспериментально-теоретических исследований внедрены при строительстве хлебозавода N2 в г.Киржаче Владимирской области с экономическим эффектом 134,556 тыс.руб .( в ценах 1934 г.).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кудрявцев А.Н., Гандельсман И.А. Совершенствование конструкций свайных фундаментов.// Совершенствование материалов, конструкций и производства работ в строительстве. : Сб. НТО Стройиндустрии.- Владимир.1989.

2. Бартоломей A.A., Кудрявцев А.Н., Гандельсман И.А. Исследование и внедрение односвайных фундаментов с промежуточным элементом. // Проблемы свайного фундаментостроения.: Тр. III Межд. конф.Ч.I.- Минск-Пермь. 1992.

3. Бартоломей A.A., Гандельсман И.А. Влияние технологии производства работ на несущую способность односвайных фундаментов.// Совершенствование методов расчета и технология устройства свайных фундаментов.: Тр. IV Межд. конф. по проблемам свайного фундаментостроения. Ч.I,- Саратов-Пермь. 1994.

4. Гандельсман И.А. Влияние технологии производства работ на несущую способность односвайных фундаментов.// Основания и фундаменты в геологических условиях Урала.: Сб. ПГТУ.- Пермь. 1994.

Сдано в печать 14.2.95. Формат 60x84/16.

Тираж 100. Заказ 1335. Объем 1,25 п.л.

Ротапринт Пермского государственного технического университета