Способ возведения сваи в просадочныхгрунтах

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оо 848531 ф(51)М, Кл,з с присоединением заявки М 9 Е 02 0 27/34 С 09 К 17/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(7 ) Заявитель Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет(54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАИ В ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТАХ30 Изобретение относится к строительству, в частности к способам устройства оснований и фундаментов, преимущественно в лессовых просадочных грун тах П-типа просадочности, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.Известен способ заложения свай в просадочных грунтах, заключающийся в забивке свай в грунт на полную глубину просадочной толщи с последующим раскрытием на нижнем конце сваи расширяющегося наконечника 1(.Однако такие способы иэ-за сложности раскрытия расширяющегося наконечника (требуется промежуточный подъем сваи на высоту, равную высоте наконечника всложенном состоянии) трудоемки,20 Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ возведения сваи впросадочных грунтах, преимущественнолессовых второго типа просадочности,включающий погружение в грунт сваис уширенным наконечником и заполнение образующихся пазух между грунтовым массивом и стволом уплотняемымгрунтом с низким сопротивлениемсдвигу Г 21,Недостатком этого спосоьа является неэффективность работы буферной зоны в лессовых просадочных грунтах второго типа просадочности при их интенсивном замачивании, так как в этом случае сопротивление сдвигу буферной зоны существенио возрастает и сдвиговые напряжения от просадки грунтового массива в значительно большей степени передаются на сваю.Цель изобретения - повышение несу" щей способности сваи при замачивании околосвайногс грунта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу возведения сваи в просадочных грунтах, преимущественно лессовых второго тийа просадочности, включающему погружение в грунт сваи с уширенным наконечником и заполнение образующихся пазух между массивом и стволом уплотняемым грунтом с низким сопротивлением сдвигу, при заполнении пазухгрунтом обрабатывают гидрофильными поверхностно- активными веществами в количестве от 0,9 до 10 от.веса твердой фазы грунта до образования адсорбционно-соль- ватных слоев, вызывающих гидрофилизацию поверхности грунта от 10 до 100.Для обработки поверхности грунства (ПАВ) в качестве увлажнителяпеска до оптимальной влажности.В последующем, в случае замачивания грунтового массива и просадкелессового грунта естественной структуры от собственного веса, песок впазухах 4, обладая повышенной поверхностной гидрофильностью и, следовательно, при замачивании низкимсопротивлением сдвигу, передает насваю значительно меньшую часть сдвиговых нагрузок, возникающих на границе его контакта с грунтовым массивомпо сравнению с базовым вариантом.При последующих циклах замачивания укаэанный .эффект повторяется,Гидрофилизацию песка в пазухах 4, вслучае необходимости, например причастых циклах замачивания грунтовогомассива, можно повторять, для чегонеобходимо произвести нагнетание впесок раствора ПАВ, например черезспециальную внутреннюю полость, предусмотренную для этого в свае.В качестве примера приводитсяописание данных по обработке пескаводным растворами алкилсульфонатанатрия до состояния полного водонасыщения. Результат действия алкилсульфоната натрия на песок оценивается по изменению величины сопротив-ления сдвигу. Сопротивление сдвигупеска определяют на сдвиговом приборе ГПП-ЗО.В таблице приведены данные по изменению величины сопротивления сдвигупеска, обработанного ПАВ, высушенного до постоянного веса и вновьувлажненного до состояния полного водонасыщения,опротивление сдвигу, г/см при Содержание алкилсульфонат натрия, Ъ к ве су твердой фазы обработке,сушке и последующемувлажнении ервонаальнойбработкееска Контроль 900 900 0,18 0,54 0,90 1,00 1,80 2,70 3,60 5,40 775 775 650 665 600 610 600 580 485 530 450 465 410 425 320 . 350 250 270 7,20 235 9,00 10,00 11,00 200 180 215 215 175 та (песок, суглинки, глины и т.п,)наиболее эффективны гидрофильные поверхностно-ахтивные вещества, кото-,рые дают сетчатую гелеобраэную структуру как в адсорбционном слое, таки в растворе и предотвращают коагуляцию частиц (их агрегирование), прилюбом содержании твердой фазы. ТакйеПАВ объединены в группу гидрофильныхзащитных коллоидов-стабилизаторов.К гидрофильным защитным коллоидамотносятся танниды, сульфолигнаты, гуматы, натриевые соли их кислот, целлюлозно-гликолевых и других высокомолекулярных органических кислот.Высокой поверхностной активностью,гидрофильностью и смачивающей способностью обладают такжеповерхностно-активные вещества, относящиесяк группе моющих веществ, напримералкилсульфонаты 850 Ма, алкиларилсульфонаты ВС, Н 50 э йа, алкилсульфатыЙ 504 йа, мыла карбоновых кислот идругие более сложные по строениюповерхностно-активные вещества.Эта группа ПАВ также может успешноприменяться для обработки грунта сцелью снижения прочности структуры. 25При этом лучшими разжимающими свойствами обладают молекулы ПАВ линейного строения, с ярко выраженной полярностью н содержащие в углеводородномрадикале 8-12 атомов углерода, Повышение текучести массы при введенииПАВ обуславливается уменьшением внутреннего трения между частицами грунта, Количество вводимого ПАВ в каждом конкретном случае определяется 35как.молекулярной структурой самоговещества, так и величиной удельнойповерхности грунта. Таким образом,сопротивление грунта буферной зонысдвйгу при обработке его поверхностно-активным веществом уменьшается, чтов конечном итоге приводит к снижениюсил нагружающего трения, передаваемых на сваю при просадке лессовогогрунта естественной структуры отсобственного веса, 45На чертеже показана свая с уширенным наконечником.Свая 1 с уширенным наконечником2 забита в просадочный грунт 3. Междугрунтовым массивом образуются пазухи 504, заполненные гидрофилизированнымпеском 5.Предлагаемый способ осуществляетсяв следующей последовательности,Первоначально в просадочный грунт3 на полную глубину просадочной толщизабивают сваю 1, при этом между сваей яи грунтовым массивом образуется кольцевая пазуха, которая в последующемзаполняется гидфрофилиэованным песком. Песок в пазухе уплотняется донормативных значений,Гидрофилизацию песка можно производить как до его засыпки в пазухи,так и в процессе укладки, используяраствор поверхностно-активного веще-, 65Из анализа полученных данных следует, что сопротивление сдвигу песка контрольного образца составляет 900 г/см , Наиболее резкое снижение величины сопротивления сдви гу с 900 до 320 г/см происходит при введении ПАВ от 0,18 до 5,4. Дальнейшее увеличение содержания ПАВ до 11 сопровождается менеезаметным снижением сопротивления сдвигу, а именно с 320 до 175 г/сМ . Причем увеличение содержания ПАВ на 1,0 (с 10,0 до 11,0) почти не приводит к снижению величины сопротивления сдвигу (180 г/см - 10,0,2175 г/см - 11,0), Это свидетельствует о приближении состояния насыщения адсорбционного слоя для данного грунта, когда дальнейшие добавки алкилсульфоната натрия не оказывают заметного действия.Известно, что максимальный эффект 20 действия ПАВ достигается в случае образования адсорбционного слоя ПАВ максимального насьлцения (мономолекулярный слой) на поверхности твердой фазы, дальнейшее увеличение со держания ПАВ не приводит к значительным изменениям физико-механических свойств системы, что позволяет определить пределы наиболее эффективного для практических целей содержания ПАВ. Очевидно,это содержание ПАВ (0,9-1,0-10,0), соответствующее изменению величины сопротивления сдвигу от 600 до 180 г/см 2. Содержание алкилсульфоната натрия в количестве 0,9-1,0 Создает адсорбционносольватные слои, гидрофилизирующие до 10-11,0 поверхности твердой фазы. 10-ное содержание алкилсульфоната натрия обусловливает образование адсорбционных слоев, близко 40 приближающихся к состоянию максимального насыщения, полностью (100) гидрофилизирующих поверхность грунта. В каждом конкретном случае количество вводимого ПАВ определяется как 45 молекулярной структурой самого вещества, так и величиной удельной поверхности грунта, однако его содержание должно быть достаточно для создания адсорбционно-сольватных слоев,вызывающих гидрофилизацию от 10 до100 поверхности грунта. Таким образом, на основании полученных данныхследует, что сопротивление сдвигугрунта при обработке его поверхностноактивным веществом снижается, чтообусловлено уменьшением внутреннеготрения между частицами грунта, вследствие адсорбции ПАВ на границе раздела и последующей гидрофилиэацииповерхности,Предлагаемый способ может бытьиспользован, для создания гидрофилиэованной буФерной зоны вокруг буронабивных или силикатиэированных грунтовых свай, а также вокруг уплотненного трамбованием грунтового массиватак как гидрофилизации может бытьподвергнут грунт естественной структуры в околосвайной зоне.Формула изобретенияСпособ возведения сваи в просад ных грунтах, преимущественно лессовых второго типа просадочности,вклв чающий погружение в грунт сваи с у 1 ренным наконечником и заполнение об разующихся пазух между грунтовым массивом и стволом уплотняемым грун том с низким сопротивлением сдвигу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения несущей способности сваи при замачивании околосвайного грунта, при заполнении пазух грунт обрабатывают гидрофильными поверхностно-активными веществами в количестве от 0,9 до 10 от веса твердой фазы грунта до образования адсорбционно-сольватных слоев, вызывающих гидрофилизацию поверхности грунта от 10 до 100Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 552389, кл. Е 02 0 5/44, 25.02.75,2. Метелюк Н,С. и др, Сваи и сванные фундаменты, Справочное пособие.Киев, "Будивельник", 1977, с. 130132.ов Корректор Н. Шв одписное 5 иал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, Проектная аказ б 017/29 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж