Статистический метод определения несущей способности свай

Несущая способность одиночной сваи по грунту зависит от механических свойств грунта и от метода устройства или погружения сваи. В практике фундаментостроения используют три метода определения несущей способности одиночных свай: теоретический метод (по формулам и таблицам СНиП 11-17—77); динамический метод, основанный на использовании результатов пробной забивки свай; метод пробных статических нагрузок, при котором используют данные, полученные при нагружении свай статическими нагрузками или зондированием грунта. Несущая способность свайного фундамента из свай-стоек равна сумме несущих способностей отдельных свай. Однако при этом мощность практически несжимаемого слоя грунта, на который опирают сваи-стойки, должна быть достаточной. В противном случае свайный фундамент может продавиться в подстилающий слабый грунт. В тех случаях, когда отдельные сваи, составляющие фундамент, расположены достаточно далеко одна от другой, эпюры давлений в грунте не пересекаются (2.1, а), и несущая способность каждой сваи используется полностью. При частом расположении свай эпюры давлений на грунт будут пересекаться (2.1, б, в). Такое пересечение эпюр до известной степени условно, потому что при частой расстановке свай силы трения вокруг каждой сваи проявляются не полностью. Таким образом, при частом расположении свай их общая несущая способность уменьшается. Однако при расчете свайных фундаментов из висячих свай кустовой эффект не учитывают, а ведут расчет свайного фундамента в целом по второму предельному состоянию (по деформациям) грунта основания.

При производственной и экспериментальной забивке свай следует соблюдать ряд условий. Так, масса ударной части молота одиночного действия при забивке сваи в грунты средней плотности должна быть не менее массы сваи (или сваи-оболочки) при длине сваи более 12 м и не менее 1,25 массы сваи при ее длине менее. 12 м. Если сваю забивают в плотные грунты, масса ударной части молота при любых условиях должна быть не менее 1,5 массы сваи. При этом массу наголовника включают в массу сваи.

Зазор между гранью сваи и стенкой наголовника не должен превышать 1'см.

Динамические испытания свай для определения их несущей способности в песчаных грунтах ведут не менее чем по истечении 3 сут, а свай, забитых в глинистые грунты, — не менее чем через 6 суток с момента окончания их забивки. Это требование вызвано тем, что при погружении готовых свай забивкой в некоторые грунты наблюдаются явления ложного «отказа» и засасывания сваи. Ложный отказ проявляется в том, что после некоторого количества ударов свая перестает заглубляться в грунт, но вновь легко начинает погружаться после возобновления забивки через несколько дней. При ложном отказе сваю после одной или нескольких остановок можно добить до проектной отметки и получить проектную несущую способность. Явление засасывания сваи проявляется в том, что после некоторого количества ударов отказы резко увеличиваются, и свая все легче уходит в грунт. После отдыха в течение нескольких дней свая приобретает полную несущую способность.

При забивке свай в песчаные плотные я средней плотности грунты частые удары молота вызывают резкое местное уплотнение грунта под их концами, в результате чего образуются грушевидные зоны уплотненного грунта, препятствующие дальнейшему погружению свай (2.2, а). После прекращения забивки грушевидная зона разуплотняется, и сваю можно забивать дальше. Аналогичные явления наблюдаются также при забивке свай в глинистые грунты твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции.

Грушевидные уплотненные зоны образуются в грунтах с малым коэффициентом фильтрации. Рассасывание таких зон зависит от условия отжатия воды: чем меньше коэффициент фильтрации, тем медленнее удаляется вода при уплотнении грунта. Частые удары молота создают в грушевидной зоне запас потенциальной энергии, под воздействием которой вода медленно отжимается.

В течение определенного времени запас потенциальной энергии расходуется, давление в грушевидной зоне и в окружающем грунте сравнивается, и грунт может уплотняться дальше.

В пластичных глинистых и плывунных грунтах под динамическим воздействием ударов молота происходит тиксотропное нарушение структуры грунта и, как следствие, его разжижение. Тиксотропное. изменение структуры грунта создает условия для подъема воды вверх, вдоль ствола сваи. Гидродинамическое давление воды, движущейся вверх, также снижает сопротивление грунта погружению сваи. В течение нескольких суток восстанавливается структура грунта и его сопротивляемость погружению сваи увеличивается.