Андрей Григорьевич Алексеев, канд. техн. наук, начальник центра геокриологических и геотехнических исследований
Рязанский проспект, д. 59, г. Москва, 109428, Российская Федерация
Andrei G. Alekseev, Cand. Sci. (Engineering), Head of the Center for Geocryological and Geotechnical Research
Ryazanskiy ave., 59, Moscow, 109428, Russian Federation
Павел Михайлович Сазонов, заведующий сектором проектирования и геокриологических исследований, лаборатория № 8, центр геокриологических и геотехнических исследований
Рязанский проспект, д. 59, г. Москва, 109428, Российская Федерация
Pavel M. Sazonov, Head of the Design and Geocryological Research Sector, Laboratory No. 8, Center for Geocryological and Geotechnical Research
Ryazanskiy ave., 59, Moscow, 109428, Russian Federation
Светлана Павловна Сорокина, инженер сектора проектирования и геокриологических исследований, лаборатория № 8, центр геокриологических и геотехнических исследований
Рязанский проспект, д. 59, г. Москва, 109428, Российская Федерация
Svetlana P. Sorokina, Engineer of the Design and Geocryological Research Sector, Laboratory No. 8, Center for Geocryological and Geotechnical Research
Ryazanskiy ave., 59, Moscow, 109428, Russian Federation
Введение. Буроопускной способ погружения свай является наиболее распространенным способом устройства фундаментов на многолетнемерзлых грунтах. Для снижения касательных сил морозного пучения пространство между поверхностью сваи и стенкой лидерной скважины в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания заполняется непучинистым песчаным грунтом. Такая технология усложняет процесс устройства буроопускной сваи. Существенным упрощением является заполнение пространства между сваей и грунтом цементно-песчаным раствором (ЦПР) на всю высоту сваи. Однако в настоящее время отсутствует методика расчета буроопускных свай на действие касательных сил морозного пучения при промерзании ЦПР.
Цель работы: разработка методики расчета буроопускных свай на действие касательных сил морозного пучения при промерзании ЦПР.
Материалы и методы. Проведен комплекс лабораторных испытаний, моделирующих процессы, происходящие в грунтах в холодный и теплый периоды устройства свай. Лабораторные испытания выполнены методом одноплоскостного среза по поверхности смерзания ЦПР с глинистыми грунтами, а также с материалом фундамента с постоянной скоростью согласно ГОСТ Р 56726-2015 со статистической обработкой данных согласно ГОСТ 20522-2012.
Результаты. В статье представлены результаты лабораторных исследований касательных сил морозного пучения, действующих при промерзании грунта и ЦПР на сваи с учетом различных факторов (показатель текучести глинистого грунта, температура испытаний). На основании полученных данных авторы предлагают методику расчета устойчивости буроопускных свай. Методика заключается в определении силы пучения на единицу площади путем сложения произведений долей глубины сезонного промерзания-оттаивания, полученных путем теплотехнических расчетов или по графикам, приведенным в статье, на касательные силы морозного пучения, полученные в лабораторных исследованиях.
Выводы. Выявленная методика позволяет повысить надежность и точность расчетов фундаментов, эффективность проектных решений оснований и фундаментов, а также привести к снижению трудоемкости процесса возведения буроопускных свай.
Introduction. The drilling method of pile driving represents the most common method of constructing foundations on permafrost soils. In order to reduce the tangential forces of frost heaving, the space between the pile surface and a leader well wall within the layer of seasonal freezing-thawing is filled with non-heaving sandy soil. This technology complicates the process of installing driven precast piles. In this case, a significant simplification involves filling the space between the pile and the soil with a cement-sand mortar (CSM) along the entire height of the pile. However, at present, no method is valid for calculating driven precast piles for the action of frost heaving tangential forces during CSM freezing.
Aim. To develop a methodology for calculating driven precast piles for the action of frost heaving tangential forces during CSM freezing.
Materials and methods. A set of laboratory tests, modeling the processes in soils during cold and warm pile installation periods, was carried out. Laboratory tests were performed using a method of a single-plane cut along the surface of a CSM freezing with clay soils, as well as with the foundation material at a constant rate in accordance with State Standard R 56726-2015 and statistical data processing according to State Standard 20522-2012.
Results. The article presents the results of laboratory studies on effects, caused by frost heaving tangential forces on piles during soil and CSM freezing, taking into account various factors (clay soil liquidity index, test temperature). Based on the obtained data, the authors propose a methodology for calculating the stability of driven precast piles. The method consists in determining the heaving force per unit area by adding the products of the seasonal freezing-thawing fractional depth, obtained by thermal engineering calculations or according to the plots, given in the article, by the tangential forces of frost heaving, obtained in laboratory studies.
Conclusions. The developed methodology improves the reliability and accuracy of foundation calculations, enhances the efficiency of base and foundation design solutions, and reduces the labor capacity of driven precast pile installation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.