История зондирования и тенденции его развития 70-х годов

История зондирования и тенденции его развития 70-х годов

К середине 70-х годов в разных концах СССР работали свыше 150 установок С-832. Особенно эффективным оказывалось ее ис­пользование при больших объемах применения свайных фундамен­тов и сжатых сроках выполнения проектно-изыскательских работ. Такие условия обычно складывались на характерных для СССР крупных стройках со сложными природно-климатическими и инже­нерно-геологическими условиями. В 70...80-х годах при освоении территорий Западной Сибири применение установки обеспечивало не только эффективность проектирования фундаментов, но и резко сокращало продолжительность освоения территорий (города Нижне­вартовск, Радужный, Лангепас, крупные промышленные комплексы и жилые районы Тюмени, Тобольска и др.). Специфика условий это­го региона допускала ведение работ по определению несущей спо­собности свай в течение лишь 3...4 месяцев в году (в остальное время местность становилась непроходимой для транспорта и зондирование статическое и динамическое приостанавливалось). Если ис­полнители не укладывались в такие сроки, работы переходили на следующий год и продолжительность строительного инвестиционного цикла недопустимо затягивалась. Применение указанной уста­новки эту проблему решало полностью: число статических испыта­ний свай сокращалось в несколько раз и работы по оценке несущей способности свай могли выполняться в кратчайшие сроки с доста­точной надежностью и экономичностью.

С появлением мощных установок, погружающих зонд на значи­тельную глубину, стало очевидным, что основные преимущества статического зондирования должны проявляться при решении задач свайного фундаментостроения. Это обстоятельство было понято еще в 30-е годы голландскими специалистами, которым приходилось за­ниматься применением свай больше, чем кому-либо в Европе, в силу специфики грунтовых условий Нидерландов. Ими были начаты обширные исследования по этому вопросу, ориентированные преиму­щественно на натурные испытания свай с параллельным зондирова­нием грунтов. В дальнейшем такие исследования были развернуты практически во всех странах, где свайные фундаменты имели широ­кое применение. В нашей стране этой проблеме особое внимание уделяли институты Фундаментпроект, БашНИИстрой (НИИпромстрой), НИИОСП и др. Значительную работу выполняли специалисты изыскательских, проектных и строительных организаций, анализи­ровавшие результаты своих полевых испытаний.

     Проблема определения несущей способности свай по данным зондирования оказалась очень сложной. Измеряемые с помощью зон­да сопротивления грунта под конусом и на боковой поверхности зон­да отличались от аналогичных сопротивлений под нижним концом и на боковой поверхности свай. Это различие носило сложный характер и требовало тщательного изучения. Попытки решения таких вопросов теоретическим путем на основе упрощенных моделей теории пре­дельного равновесия, теории пластичности и прочих подходов, ожи­даемых результатов не дали. Требовалось существенное уточнение представлений о работе зондов и свай в различных условиях, что было возможно только на основе тщательных экспериментальных исследо­ваний. При этом модельные исследования также оказывались недос­таточно продуктивными, так как многие факторы, характеризующие работу сваи, в небольших лотках моделировать не удавалось. По этим причинам специалистам пришлось ориентироваться преимущественно на натурные (полевые) испытания. В 60...70-е годы таких исследова­ний выполнялось очень много как в нашей стране, так и за рубежом, было опубликовано множество работ, включающих обширный экспериментальный материал. В частности, в СССР специалисты одного лишь БашНИИстроя накопили свыше 500 результатов параллельных испытаний свай и зондирования грунтов в широком диапазоне инже­нерно-геологических условий.

Хотя авторы из различных организаций предлагали свои методы расчета, зачастую довольно противоречивые, в целом представления о работе свай и зондов постепенно уточнялись, достоверность расче­тов возрастала. Это позволяло по мере уточнения расчетов умень­шать «запасы прочности» и наиболее проверенные методы расчета вносить в нормативные документы. В отечественных нормах мето­дика расчета свай по данным зондирования появилась в 1972 году (дополнение к СНиП П-Б.5-67*). Все последующие редакции СНиП включали соответствующие формулы такого расчета с теми или иными уточнениями. Подробнее эти вопросы рассматриваются в главе 4.

Не меньшие трудности возникали и в сфере использования ста­тического зондирования для определения свойств грунтов. Исследо­вания этих вопросов проводились еще на стадии применения ручных зондов, но с появлением глубинного зондирования интерес к таким вопросам резко возрос.

Первоначально определение свойств фунтов по данным зонди­рования проводилось чисто эмпирическими методами. Сопротивле­ния грунта под конусом зонда сопоставлялись с характеристиками грунта, определяемыми традиционными методами, которые прини­мались за эталон. Получаемые на основе статистической обработки таких данных эмпирические зависимости предлагались для практи­ческого использования. Однако довольно скоро стало ясно, что по­лучить какие-либо надежные зависимости с широкой областью при­менения таким путем невозможно. В каждой литологической разно­видности грунта (и даже в каждой генетической разновидности од­ного и того же литологического вида), как правило, получались раз­ные эмпирические зависимости. К этому добавлялось влияние мето­дики экспериментов, которая у каждого автора имела свои особен­ности.

В 50...60-е годы предпринимались многочисленные попытки решения таких вопросов теоретическим путем на основе использо­вания упрощенных моделей теории упругости и теории предельного равновесия. При изучении деформационных свойств грунтов использовалась модель линейно-деформируемого полупро­странства, прочностных - сыпучая среда Кулона (среда теории предельного равновесия). В последнем случае обычно использовался «полуэмпирический» метод, когда конфигурация линий скольжения задавалась волевым путем (на основе опыта), а решение получалось методами теории предельного равновесия. Тем не менее, получаемые теоретические формулы в обоих случаях плохо вязались с экспе­риментальными данными.

Более интересными для инженерно геологические исследований оказались результаты использования модели упругопластической среды. Получаемые в этом случае формулы отображали зависимость результатов зондирования одно­временно и от прочностных, и от деформационных свойств грунта. Эти формулы, естественно, не предназначались для практических расчетов характеристик грунта, но они вносили определенный поря­док в многообразие известных зависимостей, которые могли пони­маться как частные случаи более общей закономерности. Несмотря на перспективность такого направления, большого интереса к нему не возникло ни в нашей стране, ни за рубежом, хотя полезность по­лученных результатов никем не оспаривалась.

Последние три десятилетия внимание большинства отечест­венных и зарубежных специалистов снова переместилось в тради­ционное русло - получение эмпирических зависимостей примени­тельно к каждому конкретному типу грунта на основе анализа большого числа испытаний. В отечественном нормативном доку­менте СП 11-105-97 в табличной форме приводятся именно такие зависимости. Примерно то же можно сказать и о зарубежных нормативных документах.

Полезный совет?

эксперт, ответивший на вопрос

R L
Альтруист

Похожие статьи

Комментарии

Еще нет комментариев.

оставить свой комментарий

* - скрыт от пользователей, только для уведомлений