13. Поведение грунта при погружении сваи динамическими способами

Прежде всего, приведем определение отказа сваи.

Отказом сваи называют глубину погружения сваи от одного удара молотом или глубину погружения от работы вибропогружателя за 1 мин.

Поведение грунта при погружении сваи динамическими способами зависит от многих параметров, но в первую очередь от вида грунта и его водонасыщения.

При погружении сваи в песчаные грунты в результате действия динамической нагрузки от вибропогружателя или ударов молота под острием сваи происходит уплотнение окружающего грунта, и свая встречает с большей глубиной большее сопротивление грунта, отказ сваи уменьшается.

При погружении в водонасыщенные глинистые грунты наблюдается обратная картина. Происходит нарушение природной структуры, перемятие грунта, обволакивание водой боковой поверхности сваи, приводящее к снижению трения сваи о грунт. В результате этого свая, по мере ее погружения, нередко встречает меньшее сопротивление грунта на большей глубине, а размер погружения сваи за один удар молота увеличивается.

При устройстве насыщенных сваями свайных кустов вышеперечисленные явления усугубляются.

Сваи, погружаемые в кусте последними, в первом случае могут оказаться значительно недопогруженными по сравнению со сваями забитыми в первую очередь. Поэтому в песках, а в плотных песках особенно, учитывая явление уплотнения грунта при погружении свай, забивку следует вести от середины свайного поля к его периметру.

При устройстве же свайного куста на глинистых грунтах последние сваи могут встретить все меньшее сопротивление грунта их погружению, и отказ их будет больше, чем отказ свай, забитых в кусте первыми.

Если через несколько дней после забивки сваи произвести добивку сваи, то может оказаться, что в случае песчаных грунтов размер отказа станет больше, а для глинистых грунтов – меньше. Эти явления объясняются следующими обстоятельствами.

После снятия динамических нагрузок в песчаных грунтах происходит перераспределение давлений и разуплотнение грунта под острием сваи.

В глинистых же грунтах во время перерыва окружающая сваю вода перемещается от ее боковой поверхности и свойства грунта восстанавливаются, несущая способность грунта увеличивается. В строительной среде это явление называют засасыванием грунтом сваи.

Технологический перерыв между окончанием забивки и началом добивки сваи называется «отдыхом» сваи.

Отказ, получаемый при забивке свай, называется производственным или «ложным» отказом, а отказ сваи после отдыха – фактическим или действительным отказом.

Поскольку отказ сваи, как будет показано ниже, является показателем набора сваей требуемой несущей способности, игнорировать процессы засасывания грунтами сваи и, особенно, разуплотнения песчаных грунтов в основании свайных фундаментов после отдыха нельзя. Необходимо по результатам динамических испытаний и контрольных погружений свай закладывать в проекты производства свайных работ технологические перерывы для отдыха свай и выполнение добивок свай.

Не следует начинать массовую забивку свай до окончания обработки результатов динамических испытаний и возможной корректировки проектного решения свайных фундаментов. Для этого до массового завоза свай на строительную площадку необходимо погрузить первые рабочие сваи в отдельных точках свайного поля с таким расчетом, чтобы охватить все характерные участки, а также выполнить на этих участках испытания грунтов сваями динамическими нагрузками. Для динамических испытаний следует назначать сваи так (например, по периметру свайного поля), чтобы после погружения в грунт они не мешали передвижению сваебойного агрегата и не препятствовали добивке соседних свай.