УДК: 624.154.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ ПО ТЕХНОЛОГИИ CFA
Сережа Е.
Магистрант ЕНУ им. Л.Н.Гумилева, Астана Научный руководитель – Ашкей Е.
153
Аннотация: В статье приводится результаты исследоования работы буронабивной свай №194, Ø 800 мм, длиной 11,8 м, методом СFA в грунтовых условиях на площадке строительстве Блока-3 объекта «Гостинично-административный комплекс, расположенного по ул. Достык» в г. Астане. Приведены результаты статических испытаний свай вертикально – вдавливающей нагрузкой для определения несущей способности и преимущества устройства буронабивной сваи данной технологией в естественных условиях строительства.
Доказан геоэкологический эффект технологии СFA при устройстве буронабивных свай в грунтовых условиях Астаны.
1. Введение
Развитие новой столицы города Астана Республика Казахстан обусловливает устройство прочных и надежных оснований зданий и сооружений. Возведение крупных и высотных объектов производятся с привлечением иностранных инвесторов. При строительстве актуальной проблемой является экономичное проектирование и устройство фундаментов в сложных грунтовых условиях на территории Астаны. Решение данной проблемы должна рассматриваться совместно с вопросами геотехнологий, качества и своевременного завершения объектов строительства. Для решения актуальных задач в области строительства применение передовой мировой технологии CFA (Continuous Flight Auger - с использованием шнекового бура непрерывного действия) является на данном этапе своевременным.
2. Краткое описание свайного фундамента по технологии CFA
Свайные фундаменты, сооруженные по технологии непрерывного шнека (CFA), совмещают в себе преимущества забивных и буронабивных свай (Рисунок 1). Данный способ бурения позволяет производить работы в различных грунтах - сухих и болотистых, рыхлых и плотных, а также проходить через мягкие горные породы (туф, суглинок, известняк, песчаник и др.).
Рисунок 1. Технологическая последовательность для установки буронабивных свай по технологии CFA
1 - Установку бурового станка (полый шнек) на точку предполагаемого устройства сваи. 2 - Погружение (бурение) шнековой колонны до проектной отметки.
3- Постепенное извлечение шнека из скважины с одновременным ее заполнением бетонной смесью, подаваемой через полый шнек бетононасосом.
4 - Погружение в скважину, заполненную бетонной смесью, арматурного каркаса с помощью вибратора.
5 - Готовая свая и формирование оголовка сваи для связи с ростверком
154
3. Особенности инженерно-геологических условий
На основании полевого испытания грунтов и результатов лабораторных испытании, произведено разделение грунтов, слагающих площадку изыскании на инженерно- геологическилементы в стратиграфической последовательности их залегания (Таблица 1).
Название почвы Оценка физико-механических свойств
ИГЭ-1 Почвенно-растительный слой - - - - -
ИГЭ-2 Суглинок- 1.96 18 18 6.7 -
ИГЭ-3 Песок 1.92 1.0 38 15 -
ИГЭ-4 Гравийный грунт- 2.05 - - 20 250
ИГЭ-5,6 Суглинок и глина- 2.03 33 25 10.7
ИГЭ-7 Дресвяно-щебенистый грунт- 2.10 21 350
ИГЭ-88Скальные грунты- 2.52
Таблица 1. Основные физико-механические характеристики грунтов
4. Методика статических испытаний свай
Методика испытаний грунтов статическими вдавливающими нагрузками на сваю проводилась согласно требованиям ГОСТ 5686-94 и рекомендациями, разработанными ТОО
«KGS». Начало статических испытаний свай производили после «отдыха» по истечении шести суток. Нагрузка на сваю создавалась тремя гидравлическими домкратами ДГ500Г250 и ДГ200П150 подключенных параллельно к насосной станции. Данные домкраты упирались в анкерно-упорный стенд (Рисунок 2) смонтированной на восьми анкерных сваях. Нагрузка фиксировалась манометром МТП-160, а перемещение (осадка) измерялось при помощи 2-х прогибометров 6ПАО с ценой деления шкалы прибора 0,01 мм. Первый отсчет – сразу после приложения нагрузки, затем последовательно 4 отсчета с интервалом 15 минут, 2 отсчета с интервалом 30 минут и далее через каждый час до условной стабилизации деформации (затухание перемещении). За критерий условной стабилизации деформаций принималась скорость осадки свай на данной ступени нагружения, не превышающей 0,1 мм за последние 1-2 часа наблюдения. Опытная буронабивная свая №194 испытывалась статическими вертикально- возрастающими нагрузками до 7150 кН, со ступенями по 650 кН (Рисунок 3).
Рисунок 2. Схема анкерно-упорного стенда 1. Опытная свая; 2.Основная балка;
3.Вспомогательные балки; 4.Сваренные трубы; 5.Домкрат; 6. Манометр для
определения осадки; 7. Реперное устройство;
8. Насос с манометром для определения нагрузки
Нагрузка, кН
0 650 1300 1950 2600 3250 3900 4550 5200 5850 6500 7150
0
1
2
3
4
мм 5Осадка,
6
7
8
9
Нагрузка
10
Разгрузка 11
Рисунок 3. График зависимости осадки от нагрузки свай CFA длиной 11,8 диаметром 800 мм
4 .Определение несущей способности свай по результатам полевых исследований Несущую способность , кН (тс), свай по результатам их испытаний вдавливающей, выдергивающей и горизонтальной статическими нагрузками следует определять по формуле (16) СНиП РК 5.01-03-2002 ,
где -коэффициент условий работы; нормативное значение предельного сопротивления свай, кН (тс); - коэффициент надежности по грунту.
За частное значения предельного сопротивления сваи вдавливающей нагрузке следует принимать нагрузку, под действием которой испытываемая свая получит осадку, равную s и определяемую по формуле , где - предельное значение средней осадки
фундамента проектируемого здания или сооружения, устанавливаемое по указаниям СНиП РК 5.01-01-2002, =0,2 - коэффициент перехода от предельного значения средней осадки фундамента здания или сооружения к осадке сваи, полученный при статических испытаниях с условной стабилизацией осадки. Значение коэффициента =02 и следует принимать равным S= 8*0,2=1,6 см.
Заключение
1. При приложенной нагрузке на сваю №194, равной 7150 кН, ее перемещение (осадка) составила 10,01мм. За несущую способность буронабивной сваи №194 на площадке строительства Блока-3, по результатам статического испытания, применяется нагрузка 7150 кН. Расчетную нагрузку, допускаемую на сваю, с учетом коэффициента надежности
согласно п.3.10 СНиП РК 5.01-03-2002 «Свайные фундаменты», следует принимать 5958 кН.
2. При устройстве буронабивных свай по технологии CFA подтверждается высокая несущая способность и производительность, что вызывает значительный экономический эффект.
3. Для грунтов, представленных собой типа «сэндвич», т.е. с линзами слабого и прочного грунтов, необходимо применять технологию устройства свай буронабивным способом.
Устройство буронабивных свай происходит без влияния на окружающую среду (отсутствует вибрация при устройстве свай, безопасная технология, отсутствие строительного мусора на площадке.
Литература:
1. ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями. - М.: Издательство стандартов, 1994
2. СНиП РК 5.01-03-2002. Свайные фундаменты, 2003
3. СНиП РК 5.01-01-2002. Основания зданий и сооружений, 2003
4. Zhusupbekov А.Zh., Ashkey Y., Popov V.N., Belovich А. А., Sultanov G.A.
Analyzing the static test of boring piles through CFA technology, Proceedings 4th International Conference on Soft Soil Engineering - Ванкувер, 2006. – p. 213-215.
5. Ашкей Е. CFA бҧрғыланып қҧйылған қаданың Астана топырақ шарттарындағы әрекеттесуін зерттеу, Қазіргі заманғы сәулет, қҧрылыс және кӛлік: проблемалар және даму болашақтары‖ атты Л. Н. Гумилев атындағы ЕҦУ-нің ҧйымдастыруымен республикалық ғылыми-практикалық конференция - Acтана, 2007.– б. 94-100.
6. Y. Ashkey, T.Zh. Seidmarova, R.K. Bazilov, D.O. Bazarbaev, A.A. Zhusupbekov, S.
Enkebaev, R. Lukpanov, Comparative analysis of different type of piles work in problematical soil ground of Astana (Kazakhstan), Proceedings of the 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. – Alexandria, Egypt, 2009. – p. 1115-1123.
7. Y. Ashkey, R.K. Bazilov, A.S. Tulebekova, The applications of dynamic and piling tests of Kazakhstan, Proceedings of the Kazakhstan-Korean Joint Geotechnical Seminar, - Astana, Kazakhstan, 2010. – p. – 91-97.
156
