СПОСОБ УСТАНОВКИ СВАИ ОТКРЫТОГО ПРОФИЛЯ В СЛАБЫХ СЕЗОННОПРОМЕРЗАЮЩИХ ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ
INSTALLATION METHOD OF PILE OF OPEN PROFILE IN WEAK SEASONALLY FROZEN HEAVING SOILS

Изобретение относится к строительству, а именно к способам установки свай открытого профиля при возведении свайных фундаментов зданий и сооружений, в частности опор линий электропередачи в слабых грунтах, подверженных морозному пучению.
Наиболее близким к предлагаемому по своей сущности и достигаемому результату является способ установки свай открытого профиля крестовидного сечения в грунтовом основании, включающий образование лидерной скважины в мерзлом грунте, диаметром, меньшим поперечного размера сваи, и погружение в нее сваи (SU A1 1538566, 1994).
Недостатком способа является низкая несущая способность свай открытого профиля в слабых грунтах с большой мощностью деятельного слоя, обладающего низкой несущей способностью.
Задача заключается в повышении несущей способности сваи открытого профиля в слабых грунтах с глубоким сезонным промерзанием.
Задача решается за счет того, что предложен способ установки свай открытого профиля в слабых сезоннопромерзающих грунтах, характеризующийся тем, что он предусматривает оснащение части длины ствола сваи обоймой замкнутого поперечного профиля, которую размещают на части длины ствола, заглубляемой ниже границы сезонного промерзания грунта. Заглубление обоймы производят в интервале залегания слоя грунта повышенной плотности, расположенного под сезоннопромерзающим слоем. Длину обоймы определяют, исходя из оптимальных условий формирования уплотненного грунтового ядра в полузамкнутом пространстве полости обоймы в направлении действия погружающего усилия на основании зависимости:
,
где L - длина обоймы;
В - ширина (поперечный размер) обоймы;
φ - угол внутреннего трения грунта на границе сезонного промерзания.
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, состоит в повышении несущей способности сваи открытого профиля в слабых сезоннопромерзающих грунтах при воздействии вертикальных и горизонтальных нагрузок.
Технический результат достигается за счет применения свай открытого профиля с развитой боковой поверхностью, оснащенной обоймой, установленной на части длины ствола, погружаемой ниже глубины сезонного промерзания.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Свая открытого профиля крестовидного, двутаврового, швеллерного или другого разомкнутого сечения, оснащенная обоймой, охватывающей часть длины ее ствола по периметру, погружается в грунт до намеченной глубины. При этом обойма внедряется в плотный слой грунта, залегающий на границе сезонного промерзания, и в ее полости образуется уплотненное грунтовое ядро, повышающее несущую способность сваи при воздействии как вдавливающей, так и выдергивающей нагрузки. Кроме того, за счет увеличения площади контакта с окружающим грунтовым массивом увеличивается несущая способность сваи при воздействии поперечных (горизонтальных) нагрузок.
Эффективность применения способа многократно проверена при опытном внедрении на линиях электропередачи на севере Тюменской области с целью закрепления свайных фундаментов опор ЛЭП в слабых и талых грунтах, подверженных глубокому сезонному промерзанию.
Сущность способа установки сваи открытого профиля в слабых сезоннопромерзающих пучинистых грунтах состоит в том, что повышается несущая способность сваи в слабых и деградирующих мерзлых грунтах и устраняется опасность морозного пучения, которому сваи открытого профиля не подвержены.
Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым способом установки сваи открытого профиля, состоит в повышении эффективности, надежности и долговечности функционирования сваи открытого профиля в слабых сезоннопромерзающих пучинистых грунтах и упрощении технологии ее установки.
Предлагаемое техническое решение может быть эффективно использовано для защиты свайных фундаментов от просадочных деформаций, а также от деформаций при морозном пучении грунтов и воздействия выдергивающих нагрузок, передаваемых от наземных элементов конструкции опор ЛЭП.