Оценка несущей способности свай. Методы расчета и проблематика

Abstract

Актуальность. Свайные фундаменты повышают надежность зданий и сооружений, снижают уровень их неравномерных деформаций. Особенно часто свайные фундаменты приходится использовать при неблагоприятных инженерно-геологических условиях строительства. При широком применении в прошлом и при высокой востребованности сегодня такого технического решения очень актуальным остается вопрос расчета и оценки несущей способности свайных фундаментов. Цель: проведение серии аналитических расчетов по определению несущей способности свай, анализ и сравнение их результатов с данными экспериментально-полевых испытаний. Объекты. Экспериментальные (полевые) исследования несущей способности свай выполнялись в рамках работ по проектированию и строительству жилого комплекса в Люберецком районе Московской области. В качестве исходных данных для выполнения расчетов использовались материалы проектной документации. Методы. Для выполнения аналитических расчетов использованы методики по Нордлунду и по Томлинсону, реализованные в программных комплексах RSPile (Rocscience) и GEO5, а также эмпирический способ в соответствии с СП 24.13330.2011. Результаты. Факторы, влияющие на несущую способность свай, имеют сложный характер взаимодействия и предопределяют комплексный механизм работы сваи в грунте, не поддающийся в настоящее время строгому математическому описанию. Выполненные сопоставительные расчеты и сравнение полученных результатов с данными статических (контрольных) испытаний забивных свай позволили сделать вывод о том, что рассмотренные методы имеют существенные расхождения в результатах оценки несущей способности. Показано, что применительно к сложным инженерно-геологическим условиям площадки строительства с присутствием в разрезе слабых пылевато-глинистых и органоминеральных грунтов, достоверность результатов расчета по методу, регламентируемому в СП 24.13330, существенно снижается.

The relevance. Deep foundations, especially piled ones, is a common technical solution for various buildings and structures. These types of foundations are used in unfavorable engineering geology conditions with weak soils, when the external load should be transferred to the strong deep laying stratum. This type of foundations is known as well as more reliable shallow foundations, as it decreases soil settlements and uneven deformations. Although pile foundations are used on a broad scale all over the world the preciseness of analytical evaluations (or calculations) of bearing capacity is not even close to the desired level yet. The main aim of the research is to carry out a series of analytical calculations through application of various methods and series of field practical tests of the displacement piles. Objects. The initial data for the research was working documentation and field practical piles tests that were held as a part of construction project of a multifunctional, multistorey complex in Moscow region. Methods. Analytical calculations of bearing capacity of piles were performed with application of various methods such as broadly known Tomlinson and Nordlund methods and the method proposed in Russian standard - SP 24.13330. Results. Pile to soil interaction is a very complex process that depends on numerous factors. The mechanics of this interaction could hardly be mathematically modeled these days, which predefines the necessity of using engineering, empirical or half-empirical, analytical methods. The performed comparison between the analytical calculations and the practical tests results has shown substantial discrepancy. Besides, the research shown a straight correlation between engineering geology complexity and the calculations results discrepancy level.