:624.131.23 (088. 8) E.A,ÁàæåHîâ, Б.Н.Кузин, Б.И.Явич, Н.И.Буравчук, М.П.Мышев, И.Г.Ладыженский и Т.Г..Коваленко (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАИ В ПРОСАДОЧНЫХ

ГРУНТАХ

Изобретение относится к строительству, в частности к способам устройства оснований и фундаментов, преимущественно в лессовых просадочных грун- 5 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 в сложенном состоянии) трудоемки, 20

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения сваи в просадочных грунтах, преимущественно лессовых второго типа просадочности, включающий погружение в грунт сваи е уширенным наконечником и заполнение образующихся пазух между грунтовым массивом и стволом уплотняемым грунтом с низким сопротивлением сдвигу (.2(.

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 вЂ” повышение несущей 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 пазух грунтом обрабатывают гидрофильными поверхностноактивными веществами в количестве от

0,9 до 10в от веса твердой фазы грунта до образования адсорбционно-сольватных слоев, вызывающих гидрофилизацию поверхности грунта от 10 до

100%.Для обработки поверхности грун848531 та (песок, суглинки, глины и т.п, ) наиболее эффективны гидрофильные поверхностно-активные вещества, кото- ,рые дают сетчатую гелеобраэную структуру как в адсорбционном слое, так и в растворе и предотвращают коагуляцию частиц (их агрегирование), при любом содержании твердой фазы. Такйе

ПАВ объединены в группу гидрофильных защитных коллоидов-стабилизаторов.

К гидрофильным защитным коллоидам относятся танниды, сульфолигнаты, гу- 10 маты, натриевые соли их кислот, целлюлозно-гликолевых и других высокомолекулярных органических кислот.

Высокой поверхностной активностью, гидрофильностью и смачивающей способностью обладают также поверхностно-активные вещества, относящиеся к группе моющих веществ, например алкилсульфонаты RSO Na, алкиларилсульфОнаты ВС,НфОэ йа, алкилсульфаты

ЙЬ04йа, мыла карбоновых кислот и другие более сложные по строению поверхностно-активные вещества.

Эта группа ПАВ также может успешно применяться для обработки грунта с целью снижения прочности структуры.

При этом лучшими разжимающими свойствами обладают молекулы ПАВ линейного строения, с ярко выраженной полярностью н содержащие в углеводородном радикале 8-12 атомов углерода. По- 30 вышение текучести массы при введении

ПАВ обуславливается уменьшением внутреннего трения между частицами грунта. Количество вводимого ПАВ в каждом конкретном случае определяется 35 как.молекулярной структурой самого вещества, так и величиной удельной поверхности грунта. Таким образом, сопротивление грунта буферной зоны сдвйгу при обработке его поверхностно-4О активным веществом уменьшается, что в конечном итоге приводит к снижению сил нагружающего трения, передаваемых на сваю при просадке лессового грунта естественной структуры от собственного веса. 45

На чертеже показана свая с уширенным наконечником.

Свая 1 с уширенным наконечником

2 забита в просадочный грунт 3. Между грунтовым массивом образуются пазухи 50

4, заполненные гидрофилизированным песком 5.

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности.

Первоначально в просадочный грунт

3 на полную глубину просадочной толщи забивают сваю 1, при этом между сваей я и грунтовым массивом образуется кольцевая пазуха, которая в последующем заполняется гидфрофилиэованным песком. Песок в пазухе уплотняется до нормативных значений.

Гидрофилизацию песка можно производить как до его засыпки в пазухи, так и в процессе укладки, используя раствор поверхностно-активного веще-, 65 опротивление сдвигу, г/см при

Содержание алкилсульфонат натрия, Ъ к ве су твердой фа зы

r бработке еска обработке, сушке и последующемм увлажнении ервонаальной

900

Контроль

775

0,18

0,54

0,90

1,00

1,80

2,70

3,60

5,40

665

650

600

580

530

485

465

450

410 425

320 . 350

250

270

7,20

235

200

9,00

10,00

11,00

215

180

215

175 ства (ПАВ) в качестве увлажнителя песка до оптимальной влажности.

В последующем, в случае замачивания грунтового массива и просадке лессового грунта естественной структуры от собственного веса, песок в пазухах 4, обладая повышенной поверхностной гидрофильностью и, следовательно, при замачивании низким сопротивлением сдвигу, передает на сваю значительно меньшую часть сдвиговых нагрузок, возникающих на границе его контакта с грунтовым массивом по сравнению с базовым вариантом.

При последующих циклах замачивания укаэанный .эффект повторяется, Гидрофилизацию песка в пазухах 4, в случае необходимости, например при частых циклах замачивания грунтового массива, можно повторять, для чего необходимо произвести нагнетание в песок раствора ПАВ, например через специальную внутреннюю полость, предусмотренную для этого в свае.

В качестве прим )ра приводится описание данных по обработке песка водным растворами алкилсульфоната натрия до состояния полного водонасыщения. Результат действия алкилсульфоната натрия на песок оценивается по изменению величины сопротив- ления сдвигу. Сопротивление сдвигу песка определяют на сдвиговом приборе ГПП-ЗО.

В таблице приведены данные по изменению величины сопротивления сдвигу песка, обработанного ПАВ, высушенного до постоянного веса и вновь увлажненного до состояния полного водонасыщения.

848531

Из анализа полученных данных следует, что сопротивление сдвигу песка контрольного образца состав ляет 900 г/cM . 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 менее заметным снижением сопротивления сдвигу, а именно с 320 до 175 г/с<<-.

Причем увеличение содержания ПАВ на

1,0% (с 10,0 до 11,0%) почти не приводит к снижению величины сопротивления сдвигу (180 г/см вЂ” 10,0%, 2.

175 г/cM вЂ” 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 содержания IIAB не приводит к значительным изменениям физико-механических свойств системы, что позволяет определить пределы наиболее эффективного для практических целей содержания

IIAB. Очевидно,это содержание ПАВ (0,9-1,0-10,0%), соответствующее изменению величины сопротивления сдвигу от 600 до 180 г/см2. 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 4 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 до

100% поверхности грунта. Таким образом, на основании полученных данных следует, что сопротивление сдвигу грунта при обработке его поверхностноактивным веществом снижается, что обусловлено уменьшением внутреннего трения между частицами грунта, вследствие адсорбции ПАВ на границе раздела и последующей гидрофилиэации поверхности.

Предлагаемый способ может быть использован для создания гидрофилиэованной буферной зоны вокруг буронабивных или силикатиэированных грунтовых свай, а также вокруг уплотненного трамбованием грунтового массива„ так как гидрофилизации может быть подвергнут грунт естественной структуры в околосвайной зоне.

Формула изобретения

Способ возведения сваи в просад< ных грунтах, преимущественно лессовых второго типа просадочности,вкл чающий погружение в грунт сваи с у ренным наконечником и заполнение об разующихся пазух между грунтовым массивом и стволом уплотняемым грун том с низким сопротивлением сдвигу, отличающийся 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 100% °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 552389, кл. E 02 0 5/44, 25.02.75.

2. Метелюк Н.С. и др. Сваи и сван ные фундаменты. Справочное пособие.

Киев, "Будивельник", 1977, с. 130132.

848531

Составитель Л. Сидорова

Текред Т. Маточка Корректор Н. Швыдкая

Редактор В. Иванова филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ б017/29 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий