Исходные данные

№ варианта	Характеристика железобетонных полых свай и свай-оболочек				Расчетная нагрузка, кН		Геологические условия
	Диаметр, см	Толщина, см	Длина, м	Масса, кг
1	2	3	4	5		6		7
1	80	10	4	2530		670		Песок мелкий рыхлый водонасыщенный
2	60	10	5	2120		480		То же
3	80	10	6	3630		1100		Песок средней плотности мелкий влажный
4	100	12	6	4980		1500		То же
5	160	12	6	8430		2200		Песок средней плотности крупный влажный
6	120	12	7	7180		1800		То же
7	100	12	7	5800		1600		Суглинок тугопластичный (IL=0,4)
8	100	12	9	7130		2000		Глина тугопластичная (IL=0,4)
9	120	12	12	9950		850		Супесь мягкопластичная (IL=0,4)
10	120	10	4	1800		1600		Суглинок тугопластичный (IL=0,4)
11	160	10	8	7430		2000		Песок средней плотности крупный влажный
12	160	12	11	5430		2500		Глина мягкопластичная (IL=0,6)
13	80	12	12	3200		2800		Супесь мягкопластичная (IL=0,4)
14	100	12	7	2500		560		Супесь мягкопластичная (IL=0,4)
15	100	10	11	3800		1600		Песок средней плотности крупный влажный
16	80	10	8	4300		1200		То же
17	120	10	12	3600		1450		Глина мягкопластичная (IL=0,6)
18	60	10	9	5200		2100		Песок средней плотности мелкий влажный
19	80	12	8	3400		2400		Глина мягкопластичная (IL=0,6)
20	80	12	8	5450		1050		Супесь мягкопластичная (IL=0,4)
21	60	12	11	6180		1530		Песок средней плотности крупный влажный
22	120	10	5	3620		1200		Песок средней плотности мелкий влажный
23	120	10	8	3280		1500		Супесь мягкопластичная (IL=0,4)
24	160	12	7	4200		1350		Песок средней плотности крупный влажный
25	160	12	9	5400		1250		Глина мягкопластичная (IL=0,6)

2. Методические указания по выполнению задания

При выборе типа вибропогружателя для погружения свайных элементов необходимо:

- выбрать марку вибропогружателя в зависимости от размеров сваи;

- определить суммарный вес вибросистемы;

- вычислить значение коэффициента снижения бокового сопротивления грунта;

- рассчитать значение необходимой вынуждающей силы вибропогружателя, проверить на соответствие минимальному значению вынуждающей силы;

- определить требуемый статический момент массы дебалансов, сделать вывод о правильности подбора вибропогружателя.

1. Марку вибропогружателя выбираем по прил. 7-9.

2. Вес вибросистемы

G_n=G_в+G_c +G_н,

где G_в - вес вибропогружателя (по прил.7-9), кН;

G_c - вес сваи, кН;

G_н - вес наголовника (в расчёте допускается вес наголовника принимать 0,5т=5кН).

3. Коэффициент снижения бокового сопротивления грунта определяется по таблице 3.3 с учётом примечаний

Таблица 3.3

Коэффициент снижения бокового сопротивления грунта

грунты	ks		грунты	ks
Песчаные влажные средней плотности: гравелистые крупные средние пылеватые мелкие	2,6 3,2 4,9 5,6 6,2		Глинистые, показатель текучести IL которых равен: 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8	1,3 1,4 1,5 1,7 2,0 2,5 3,0 3,3 3,5

Примечания: 1. Для водонасыщенных крупных песков значения k_s увеличивают в 1,2 раза, средних – в 1,3 раза, мелких и пылеватых – в 1,5 раза.

2.Для заиленных песков значения k_s понижают в 1,2 раза.

3. Для плотных песков значения k_s понижают в 1,2 раза, для рыхлых – увеличивают в 1,1 раза.

4. Для промежуточных значений показателя текучести глинистых грунтов значения k_s определяют интерполяцией.

5. При слоистом напластовании грунтов коэффициент k_s определяют как средневзвешенный по глубине.

3.3.4. Необходимая вынуждающая сила вибропогружателя рассчитывается по формуле:

Где - коэффициент надежности по грунту ( =1,4);

N - расчетная нагрузка на сваю, в случае погружения свай до расчетной глубины – соответствующее этой глубине сопротивление углублению в грунт сваи, кН;

G_n - суммарный вес вибросистемы, кН; k_s - коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения.

Проверяется условие:

F₀≥F_0min

3.3.5. Требуемый статический момент массы дебалансов рассчитывается по формуле:

Где М_с – суммарная масса вибропогружателя, сваи и наголовника, кг;

А₀ – необходимая амплитуда колебаний при отсутствии сопротивления грунта, см (по прил. 7-9).

2. Пример выполнения задания по выбору типа вибропогружателя для погружения полых свай

Задание: Выбрать тип вибропогружателя для погружения полых свай диаметром 60см, длиной 6м; масса сваи 2,35т; расчетная нагрузка на сваю 1600кН; грунт – песок пылеватый, рыхлый, влажный.

Решение: 3.4.1. Выбираем марку вибропогружателя в зависимости от размеров сваи в соответствии с прил. 7-9; принимаем вибропогружатель ВРП-15/60.

3.4.2. По данным приложения 7 определяем массу вибропогружателя 5т. Далее для расчетов учитываем массу сваи 2,35т, массу наголовника принимаем равной 0,5т.

Таким образом, суммарный вес вибросистемы, включающий вес вибропогружателя, свайного элемента и наголовника, составит:

G_n=5+2,35+0,5=7,85т=78,5кН.

3.4.3. Для песков пылеватых, рыхлых, влажных по табл. 3.3 вычисляем значение коэффициента снижения бокового сопротивления грунта:

k_s=1,1*5,6=6,16.

3.4.4. Рассчитываем значение необходимой вынуждающей силы вибропогружателя:

Поскольку максимальная вынуждающая сила вибропогружателя ВРП-15/60 F₀=348>328кН, то марка вибропогружателя выбрана верно.

Минимальное значение вынуждающей силы вибропогружателя при погружении полых свай без извлечения грунта должно удовлетворять условию:

F₀≥2,5G_n=2,5*78,5=196,25кН

3.4.5. Определим требуемый статический момент массы дебалансов:

K_m≥7850*1,0/100=78,5кг*м.

Для ВРП-15/60 K_m=15т*см=150кг*м>78,5кг*м, поэтому марка вибропогружателя выбрана верно.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №4

Расчет технологических параметров при понижении уровня грунтовых вод с помощью иглофильтровых установок

4.1. Общие сведения

При иглофильтровом способе понижения уровня грунтовых вод используют иглофильтровые установки, состоящие из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части, водосборного коллектора и самовсасывающего вихревого насоса с электродвигателем.

Стальные трубы погружают в обводненный грунт по периметру котлована или вдоль траншеи (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схемы иглофильтрового способа понижения уровня грунтовых вод

а – для котлована при одноярусном расположении иглофильтров; б – то же, при двухъярусном расположении иглофильтров; в – для траншеи.

Фильтрующее звено состоит из наружной перфорированной и внутренней глухой трубы. Наружная труба внизу имеет наконечник с шаровым и кольцевым клапанами. На поверхности иглофильтры присоединяют водосборным коллектором к насосной установке, обеспеченной резервными насосами. При работе насосов уровень воды в иглофильтрах понижается; из-за дренирующих свойств грунта он понижается и в окружающих грунтовых слоях, образуя новую границу уровня грунтовых вод. Иглофильтры погружают в грунт через буровые скважины или путем нагнетания в трубу иглофильтра воды под давлением до 0,3 МПа (гидравлическое погружение). Поступая к наконечнику, вода опускает шаровой клапан, а кольцевой клапан, отжимаемый при этом кверху, закрывает зазор между внутренней и наружной трубами. Выходя из наконечника под давлением, струя воды размывает грунт и обеспечивает погружение иглофильтра. Когда вода всасывается из грунта через фильтровое звено, клапаны занимают обратное положение.

Применение иглофильтровых установок наиболее эффективно в чистых песка и песчано-гравелистых грунтах. Наибольшее понижение уровня грунтовых вод, достигаемое в средних условиях одним ярусом иглофильтров, составляет около 5м. При большей глубине понижения применяют двухъярусные установки.