Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах

Свайные конструкции из зернистых материалов

4.42. Для повышения устойчивости и снижения осадки слабых грунтов назначаются песчаные сваи. Эффект от работы песчаных свай проявляется за счет восприятия ими части нормальных напряжений от веса насыпи, за счет бокового обжатия слабого грунта в межсвайном пространстве и в ускорении отжатия поровой воды.

В грунтах, обладающих структурной прочностью (иольдиевые глины и т.п.), применение песчаных свай особенно эффективно.

4.43. Песчаные сваи могут быть опертыми, доходящими до подстилающих слабую толщу прочных пород, и висячими, не достигающими подстилающих слоев. Висячие песчаные сваи устраивают при большой мощности слабого слоя, когда устройство опертых свай оказывается технически сложным.

Песчаные сваи устраивают специальным оборудованием с обсадными трубами (лидер) диаметром 0,4-0,8 м, аналогичным оборудованию для устройства вертикальных дрен. В плане сваи располагают по квадратной или ромбической сетке.

4.44. Если сваи предназначаются для обеспечения прочности (устойчивости) основания насыпи, то расчетом определяется минимальная величина сближения свай (отношение диаметра свай к расстоянию между сваями в свету ), при которой соблюдается условие , где - коэффициент запаса, вычисляемый для торфяной взвешенной толщи по формуле

,                          (60)

     
где и - сцепление и угол трения слабого грунта при расчетной влажности;

- вертикальные нормальные напряжения в грунте межсвайного пространства;

- то же, горизонтальные;

- предварительное обжатие слабого грунта, возникающее при внедрении лидера.

Величину определяют по компрессионной кривой как напряжение, необходимое для уменьшения коэффициента пористости грунта в природном залегании до величины , отвечающей пористости грунта, уплотненного в результате внедрения свай и определяемого из выражения

.                                                (61)

Вертикальные и горизонтальные напряжения определяются по специальным таблицам приложения 6 (Е), где они даны в долях от давления на основание без свай и в зависимости от коэффициента бокового давления материала сваи и коэффициента поперечной деформации слабого грунта .

Величина принимается:

При известном угле внутреннего трения материала заполнения может быть вычислен по формуле

.                                                (62)

Коэффициент поперечной деформации может быть вычислен по формуле

.                                                         (63)

Можно принимать величину :