Жесткость основания под уширенной пятой на основе решения вариационным методом Власова задачи о вдавливании круглого штампа с конической поверхностью в однослойное основание. Жесткость основания под уширенной пятой исследована экспериментально. Геологическая структура экспериментальной площадки представлена почвенно-растительным слоем, суглинками лессовидными и лессами общей толщиной 18-22 м.

Полости, разбуренные специальными механизмами, бетонировали враспор, затем в скважины диаметром 800 мм установили трубы диаметром 530 мм и забетонировали их, что обеспечивает зазор между стволом свай и их стенками не менее 50 мм. Здесь же были испытаны буронабивные сваи с уширенной пятой, но ствол их диаметром 80 см выполнили бетонированием скважин враспор. В каждом варианте использовалась строительная арматура.

Упругая работа основания под сваями-штампами отмечена в ограниченной области осадок — порядка 1-1,5 см. Интенсивность отрицательного трения исследована экспериментальным путем испытания буронабивных свай в опытных котлованах размерами 25х50 и 10х30 м. Тензометрические сваи сделаны из стальных труб и бетона класса В15 без уширения. Глубина заложения пяты от дна котлованов составила 17 и 19 м. Свая ТС-1 диаметром 50 см выполнена в виде обечаек длиной по 4 м на подвесках к несущему остову, чтобы измерить касательные напряжения на соответствующей глубине. Массив грунта замачивали в течение 25 сут расход воды составил 2043 м3.

Деформация массива по глубинным маркам зафиксированы на 10-е сутки после замачивания, максимальная скорость просадок составила 15-20 мм/сут. Просадочные деформации начались с глубины 5-8 м, что соответствовало начальному просадочному давлению 0,1-0,15 МПа. Максимальная просадка достигла 0,28 м.

Касательные напряжения изменялись от 0,025 до 0,035 МПа и наиболее интенсивно проявились на первой обечайке, где разность смещений грунта и ствола сваи были максимальными — 0,15-0,20 м. Минимум контактных напряжений отмечен на обечайке, которая смещалась совместно с грунтом.
Для сравнения интенсивности отрицательного трения с предельным сопротивлением свай сдвигу на этой же площадке вдавливающей нагрузкой «до срыва» испытаны сваи трения, соответствующие по размерам отсекам тензометрической сваи.

Предельные контактные напряжения превысили отрицательное трение и достигли 0,035-0,043 МПа. Испытанием сваи ТС-2 диаметром 60 см с продольной жесткостью ствола ЈА 3,7-106 кН, прорезающей просадочную толщу на глубину 17,5 м, установлено взаимодействие с деформируемым массивом.

Геологическое строение толщи несущественно отличалось от приведенного в описании по свае ТС-1. Ствол состоял из четырех отсеков длиной по 4 м, соединенных жесткими тензометрическими блок-мессдозами. Массив просадочного грунта замачивали в течение 42 сут, расход воды составил 4670 м3.

Максимальная просадка достигла 0,38 м при средней скорости 3-5 мм/сут. Внутренние усилия возросли от нуля в оголовке до 264 кН в точке равных смещений грунта и сваи на глубине 14,2 м; в пяте зафиксировано уменьшение внутренних усилий до 250 кН за счет развития зоны удерживающего трения ниже точки равных смещений. Для определения плотности грунта ниже пяты после окончания испытаний и снижения влажности грунтов одну из свай вскрыли на глубину до 20 м шурфом. В естественном состоянии плотность грунтов не превысила 1,68 т/м3. Для приближенной оценки усилия в пяте сваи, вызвавшего уплотнение ее основания, в лабораторных условиях выполнены компрессионные испытания грунта.

По материалам сайта www.abt-steel.ru Санкт-Петербургской компании "АБТ СТАЛЬ".